(57)【要約】【課題】吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成する際の反射率低下を防止可能な反射型フォトマスクブランク及び製造方法、反射型フォトマスクブランクに露光転写パターンを形成した反射型フォトマスク、並びに、半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】反射型フォトマスクブランク１０は、基板１と、基板１上に形成され、露光光を反射する多層反射膜２と、多層反射膜２上に形成され、多層反射膜２を保護する保護膜３と、保護膜３上で、露光光を吸収する吸収体層５と、吸収体層５と保護膜３との間に形成され、吸収体層５の露光転写パターン形成の際に行われるエッチングに対して耐性を有する緩衝膜４とを備え、保護膜３は、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮのうちの少なくともいずれか１つとを含む化合物、または、Ｒｕ、Ｃ、若しくはＹのうち少なくともいずれか１つを含む単体若しくは化合物である。【選択図】図１
2007294840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に形成され、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、該多層反射膜を保護する保護膜と、
該保護膜上で、前記露光光を吸収する吸収体層と、
該吸収体層と前記保護膜との間に形成され、前記吸収体層の露光転写パターン形成の際に行われるエッチングに対して耐性を有する緩衝膜とを備え、
前記保護膜は、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮのうちの少なくともいずれか１つとを含む化合物、または、Ｒｕ、Ｃ、若しくはＹのうち少なくともいずれか１つを含む単体若しくは化合物であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【請求項２】
請求項１に記載の反射型フォトマスクブランクにおいて、
前記保護膜と前記緩衝膜とは、該保護膜及び該緩衝膜を兼ねた単層の兼用膜として形成されており、
該兼用膜は、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮのうちの少なくともいずれか１つとを含む化合物、または、Ｒｕ、Ｃ、若しくはＹのうち少なくともいずれか１つを含む単体若しくは化合物であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【請求項３】
請求項２に記載の反射型フォトマスクにおいて、
前記兼用膜を複数層設けることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【請求項４】
請求項２に記載の反射型フォトマスクブランクにおいて、
前記兼用膜は、前記吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成する際におけるエッチングレートが前記吸収体層に対して１／２０以下であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【請求項５】
請求項３に記載の反射型フォトマスクブランクにおいて、
複数層設けられた前記兼用膜の内の最上層は、前記吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成する際におけるエッチングレートが前記吸収体層に対して１／２０以下であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【請求項６】
基板と、露光光を反射する多層反射膜と、前記露光光を吸収する吸収体層とを備えた反射型フォトマスクブランクの製造方法であって、
前記基板上に、前記多層反射膜を形成する多層反射膜形成工程と、
該多層反射膜上に、不活性ガス雰囲気、または、不活性ガスと、酸素若しくは窒素の少なくともいずれか１つとを含む混合ガス雰囲気で、ＺｒＳｉ合金、ＲｕまたはＹをターゲットとしたスパッタリングを行って、または、Ｃを含む化合物を原料ガスとする蒸着を行って、保護膜を形成する保護膜形成工程と、
該保護膜上に、前記吸収体層の露光転写パターン形成の際に行われるエッチングに対して耐性を有する材質で形成されたものをターゲットとしたスパッタリングを行って、緩衝膜を形成する緩衝膜形成工程と、
該緩衝膜上に、前記吸収体層を形成する吸収体層形成工程とを備えることを特徴とする反射型フォトマスクブランクの製造方法。
【請求項７】
基板と、露光光を反射する多層反射膜と、前記露光光を吸収する吸収体層とを備えた反射型フォトマスクブランクの製造方法であって、
前記基板上に、前記多層反射膜を形成する多層反射膜形成工程と、
該多層反射膜上に、不活性ガス雰囲気、または、不活性ガスと、酸素若しくは窒素の少なくともいずれか１つとを含む混合ガス雰囲気で、ＺｒＳｉ合金、ＲｕまたはＹをターゲットとしたスパッタリングを行って、または、Ｃを含む化合物を原料ガスとする蒸着を行って、兼用膜を形成する兼用膜形成工程と、
該兼用膜上に、前記吸収体層を形成する吸収体層形成工程とを備えることを特徴とする反射型フォトマスクブランクの製造方法。
【請求項８】
基板と、露光光を反射する多層反射膜と、前記露光光を吸収する吸収体層とを備えた反射型フォトマスクブランクの製造方法であって、
前記基板上に、前記多層反射膜を形成する多層反射膜形成工程と、
該多層反射膜上に、不活性ガス雰囲気、または、不活性ガスと、酸素若しくは窒素の少なくともいずれか１つとを含む混合ガス雰囲気で、ＺｒＳｉ合金、ＲｕまたはＹをターゲットとしたスパッタリングを行って、または、Ｃを含む化合物を原料ガスとする蒸着を行って形成する兼用膜を複数積層する兼用膜形成工程と、
該兼用膜上に、前記吸収体層を形成する吸収体層形成工程とを備えることを特徴とする反射型フォトマスクブランクの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の反射型フォトマスクブランクの吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成したことを特徴とする反射型フォトマスク。
【請求項１０】
請求項６から請求項８のいずれかに記載の反射型フォトマスクブランクの製造方法で製造された反射型フォトマスクブランクの吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成したことを特徴とする反射型フォトマスク。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の反射型フォトマスクに、前記露光光として極端紫外光を照射し、該反射型フォトマスクの前記多層反射膜に反射した反射光を半導体基板上に設けられたレジスト層に露光することで、該レジスト層に前記反射型フォトマスクの前記吸収体層のパターンを転写する転写工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィー法において、半導体装置製造などに用いられる反射型フォトマスクブランク及びその製造方法、反射型フォトマスク、並びに、半導体装置の製造方法に関する。特に、軟Ｘ線領域の極端紫外光、すなわちＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光を使用したフォトリソグラフィー法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子製造において、フォトリソグラフィー法によってＳｉ基板上へ必要なパターン転写をする際には、光源として、ランプ光源（波長３６５ｎｍ）やエキシマレーザー光源（ＫｒＦ：波長２４８ｎｍ、ＡｒＦ：波長１９３ｎｍ）が使用されてきた。近年の半導体素子の高集積化に伴って、Ｓｉ基板上への必要なパターン転写の微細化が加速していて、特に、１００ｎｍ以下の微細加工が可能な新たなフォトリソグラフィー法の確立が急務となっている。このため、現在では、より短波長域のエキシマレーザー光であるＦ２レーザー光（波長１５７ｎｍ）によるフォトリソグラフィー法の開発が進められている。しかしながら、通常、露光光の波長の半分のサイズが実質的な解像限界であることから、Ｆ２レーザー光を使用したとしても７０ｎｍ程度の加工が限界とされている。そこで、Ｆ２レーザー光より１桁以上も短い波長を有するＥＵＶ光（波長１３．５ｎｍ）を光源とするフォトリソグラフィー法の開発が望まれている。
【０００３】
ＥＵＶ光を使用したＥＵＶリソグラフィー法では、反射光学系による露光が用いられる。これはＥＵＶ光の波長領域における物質の屈折率が１よりわずかに小さい程度であり、従来の露光源で用いられるような屈折光学系が使用できないことによる。また、従来パターン転写には透過型フォトマスクが使用されているが、ＥＵＶ光の波長域では、ほとんどの物質が高い光吸収性を持つため、反射型フォトマスクが使用される。
【０００４】
このようなＥＵＶリソグラフィー法における反射型フォトマスクとしては、基板上に、ＥＵＶ光を反射可能な多層反射膜と、多層反射膜上に形成されてＥＵＶ光の吸収率の高い材質の吸収体層とで構成された反射型フォトマスクブランクを使用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。より詳しくは、多層反射膜は、ＥＵＶ光の波長に対する屈折率が互いに大きく異なった２種類以上の材料層を周期的に積層させた構造となっている。また、吸収体層は、窒化タンタルを含んだ膜と、タンタルを含んだ膜との積層構造となっている。そして、この吸収体層を所定のパターンにエッチングすることで、ＥＵＶ光が所定のパターンで多層反射膜に反射して、Ｓｉ基板上へのパターン転写を可能とする。
【特許文献１】特開２００１−２３７１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の反射型フォトマスクブランクでは、吸収体層の露光転写パターン形成の際に行われるエッチングによって、吸収体層下の多層反射膜の表面部分にダメージが入ってしまい、これにより反射率が低下してしまう問題があった。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成する際の反射率低下を防止することが可能な反射型フォトマスクブランク及びその製造方法、また、このような反射型フォトマスクブランクに露光転写パターンを形成した反射型フォトマスク、並びに、半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の反射型フォトマスクブランクは、基板と、該基板上に形成され、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、該多層反射膜を保護する保護膜と、該保護膜上で、前記露光光を吸収する吸収体層と、該吸収体層と前記保護膜との間に形成され、前記吸収体層の露光転写パターン形成の際に行われるエッチングに対して耐性を有する緩衝膜とを備え、前記保護膜は、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮのうちの少なくともいずれか１つとを含む化合物、または、Ｒｕ、Ｃ、若しくはＹのうち少なくともいずれか１つを含む単体若しくは化合物であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、基板と、露光光を反射する多層反射膜と、前記露光光を吸収する吸収体層とを備えた反射型フォトマスクブランクの製造方法であって、前記基板上に、前記多層反射膜を形成する多層反射膜形成工程と、該多層反射膜上に、不活性ガス雰囲気、または、不活性ガスと、酸素若しくは窒素の少なくともいずれか１つとを含む混合ガス雰囲気で、ＺｒＳｉ合金、ＲｕまたはＹをターゲットとしたスパッタリングを行って、または、Ｃを含む化合物を原料ガスとする蒸着を行って、保護膜を形成する保護膜形成工程と、該保護膜上に、前記吸収体層の露光転写パターン形成の際に行われるエッチングに対して耐性を有する材質で形成されたものをターゲットとしたスパッタリングを行って、緩衝膜を形成する緩衝膜形成工程と、該緩衝膜上に、前記吸収体層を形成する吸収体層形成工程とを備えることを特徴としている。
【０００９】
これらの発明に係る反射型フォトマスクブランクによれば、吸収体層にエッチングすることによって露光転写パターンを形成した場合に、吸収体層下に形成されたエッチングに耐性を有する緩衝膜がエッチングストッパーとして機能する。このため、エッチングによるダメージが下層まで達するのを防ぐことができる。さらに、露出した緩衝膜をエッチングによって除去する際に、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮのうちの少なくともいずれか１つとを含む化合物、または、Ｒｕ、Ｃ、若しくはＹのうち少なくともいずれか１つを含む単体若しくは化合物で形成された保護膜がエッチングストッパーとして機能する。このため、エッチングによるダメージが多層反射膜に達するのを防ぐことができ、多層反射膜の反射率の低下を防ぐことができる。
【００１０】
また、上記の反射型フォトマスクブランクにおいて、前記保護膜と前記緩衝膜とは、該保護膜及び該緩衝膜を兼ねた単層の兼用膜として形成されており、該兼用膜は、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮのうちの少なくともいずれか１つとを含む化合物、または、Ｒｕ、Ｃ、若しくはＹのうち少なくともいずれか１つを含む単体若しくは化合物であることがより好ましいとされている。
【００１１】
また、本発明は、基板と、露光光を反射する多層反射膜と、前記露光光を吸収する吸収体層とを備えた反射型フォトマスクブランクの製造方法であって、前記基板上に、前記多層反射膜を形成する多層反射膜形成工程と、該多層反射膜上に、不活性ガス雰囲気、または、不活性ガスと、酸素若しくは窒素の少なくともいずれか１つとを含む混合ガス雰囲気で、ＺｒＳｉ合金、ＲｕまたはＹをターゲットとしたスパッタリングを行って、または、Ｃを含む化合物を原料ガスとする蒸着を行って、兼用膜を形成する兼用膜形成工程と、該兼用膜上に、前記吸収体層を形成する吸収体層形成工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
これらの発明に係る反射型フォトマスクブランクによれば、保護膜及び緩衝膜を兼ねた兼用膜がＺｒとＳｉとを含んだ化合物、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮのうちの少なくともいずれか１つとを含む化合物、または、Ｒｕ、Ｃ、若しくはＹのうち少なくともいずれか１つを含む単体若しくは化合物で形成されていることで、吸収体層をエッチングする際における多層反射膜のダメージを防ぐことができる。さらに、保護膜及び緩衝膜を兼ねた単層の膜とすることができるので、成膜プロセスの簡略化、薄膜化を図ることができる。
【００１３】
また、前記兼用膜は、ＥＵＶ光に対する透明性を有するため、兼用膜を備えた状態でも多層膜反射率の低下に実用上影響しない。このため、吸収体層をパターニングした後、兼用膜を除去する必要はない。これにより、緩衝膜を剥離、および緩衝膜剥離後の吸収層のパターンの検査および修正を行う工程を省略することが出来るという効果を奏する。このとき、緩衝膜を省略する構成となることから、吸収体層のみにパターンが形成される。このため、パターンを形成する部位を薄くすることが出来る。反射型フォトマスクにおいて、ＥＵＶ光は角度をもって入射し、反射される。このため、パターンが形成される部位が薄くなるほど、パターンは、精度よく転写されることとなる。
【００１４】
また、上記の兼用膜を備えたフォトマスクブランクにおいて、前記兼用膜を複数層設けることがより好ましいとされている。
【００１５】
また、本発明は、基板と、露光光を反射する多層反射膜と、前記露光光を吸収する吸収体層とを備えた反射型フォトマスクブランクの製造方法であって、前記基板上に、前記多層反射膜を形成する多層反射膜形成工程と、該多層反射膜上に、不活性ガス雰囲気、または、不活性ガスと、酸素若しくは窒素の少なくともいずれか１つとを含む混合ガス雰囲気で、ＺｒＳｉ合金、ＲｕまたはＹをターゲットとしたスパッタリングを行って、または、Ｃを含む化合物を原料ガスとする蒸着を行って形成する兼用膜を複数積層する兼用膜形成工程と、該兼用膜上に、前記吸収体層を形成する吸収体層形成工程とを備えることを特徴としている。
【００１６】
これらの発明に係る反射型フォトマスクブランクによれば、複数層の兼用膜を有するフォトマスクブランクスにすることで、兼用膜に求められる耐性と透過性に対して、柔軟に対応することが出来る。例えば、吸収膜直下の層にはエッチング耐性と修正耐性の高い材料による層を形成し、その下層にＥＵＶ光の透過率の高い材料による層を形成することにより、吸収体層パターニング時及びパターン修正時の多層反射膜へのエッチングダメージを防止し、反射領域の反射率低下を抑制する特性を得ることが出来る。
【００１７】
さらに、上記の反射型フォトマスクブランクにおいて、前記兼用膜は、前記吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成する際におけるエッチングレートが前記吸収体層に対して１／２０以下であることがより好ましいとされている。
【００１８】
この発明に係る反射型フォトマスクブランクによれば、兼用膜のエッチングレートが吸収体層のエッチングレートの１／２０以下であることで、吸収体層をエッチングする際の兼用膜のダメージを最小限とし、すなわち、その下層の多層反射膜のダメージを防ぐことができる。
【００１９】
また、上記の反射型フォトマスクブランクにおいて、複数層設けられた前記兼用膜の内の最上層は、前記吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成する際におけるエッチングレートが前記吸収体層に対して１／２０以下であることがより好ましいとされている。
【００２０】
この発明に係る反射型フォトマスクブランクによれば、兼用膜の内、最上層のエッチングレートが吸収体層のエッチングレートの１／２０以下であることで、吸収体層をエッチングする際の兼用膜の最上層のダメージを最小限とし、すなわち、その下層の兼用膜の下層部分及び多層反射膜のダメージを防ぐことができる。
【００２１】
また、本発明の反射型フォトマスクは、上記の反射型フォトマスクブランクの吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成したことを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の反射型フォトマスクは、上記の反射型フォトマスクブランクの製造方法で製造された反射型フォトマスクブランクの吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成したことを特徴としている。
【００２３】
この発明に係る反射型フォトマスクによれば、吸収体層がエッチングされた部分に良好な反射率の反射領域が形成されている。このため、露光光を照射することで、この反射領域と吸収体層とによって、良好なコントラストを有してパターン転写を行うことができる。
【００２４】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記の反射型フォトマスクに、前記露光光として極端紫外光を照射し、該反射型フォトマスクの前記多層反射膜に反射した反射光を半導体基板上に設けられたレジスト層に露光することで、該レジスト層に前記反射型フォトマスクの前記吸収体層のパターンを転写する転写工程を備えることを特徴としている。
【００２５】
この発明に係る半導体装置の製造方法によれば、転写工程において、上記の反射型フォトマスクに極端紫外光を照射してパターン転写をすることで、７０ｎｍ以下の微細な加工が可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクブランクの製造方法によれば、緩衝膜及び保護膜を備えることで、吸収体層をエッチングして露光転写パターンを形成する際において、反射率低下を防止することが可能である。
また、本発明の反射型フォトマスクによれば、多層反射膜のダメージを防いで良好な反射率を得ることができることで、良好なコントラストを有したパターン転写を可能とさせる。
また、本発明の反射型フォトマスクによれば、保護膜及び緩衝膜を兼ねた兼用膜を備えることで、緩衝膜を剥離、および緩衝膜剥離後の吸収層のパターンの検査および修正を行う工程を省略することが出来るという効果を奏する。
さらに、本発明の半導体装置の製造方法によれば、このような反射型フォトマスクを使用した転写工程でパターン転写を行うことで、露光光である極端紫外光の波長と対応した７０ｎｍ以下の微細加工が施された半導体装置の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
図１から図３は、この発明に係る実施形態を示している。図１に示すように、この実施形態の反射型フォトマスクブランク１０は、基板１と、基板１上に形成された多層反射膜２と、多層反射膜２上に形成された保護膜３と、保護膜３上に形成された緩衝膜４と、緩衝膜４上に形成された吸収体層５とを備えている。より詳しくは、基板１はＳｉ基板や、合成石英基板などである。また、多層反射膜２は、露光光であるＥＵＶ光（極端紫外光）を反射するもので、ＥＵＶ光に対する屈折率の大きく異なる材料の組み合わせによる多層膜から構成されている。例えば、多層反射膜２としては、ＭｏとＳｉ、またはＭｏとＢｅといった組み合わせの層を４０周期程度繰り返し積層することにより形成されている。
【００２８】
また、吸収体層５は、後述のようにドライエッチングされて所定の露光転写パターンに形成された際に、照射されたＥＵＶ光を吸収するものであり、すなわち、ＥＵＶ光に対する高吸収性を有する重金属から選択される。このような重金属としては、Ｔａを主成分とした合金を好ましく用いることができる。また、このような吸収体層５の結晶状態としては、平滑性の高い吸収体層表面を得るため、あるいはドライエッチングによる吸収体層の異方性エッチングを行うため、アモルファスの方が良い。例えば、Ｔａの場合にはＳｉを適量含んだ合金（以下、ＴａＳｉ系吸収体と表記する）とすることでアモルファス化が行える。
【００２９】
また、緩衝膜４は、吸収体層５の露光転写パターン形成の際に行われるドライエッチングに対して耐性を有する材質で形成されて、吸収体層５をエッチングする際に、下層へのダメージを防ぐエッチングストッパーとして機能するものである。すなわち、例えば、Ｒｕをターゲットとしたスパッタリングによって形成されたものである。
【００３０】
また、保護膜３は、多層反射膜２を保護するためのものであり、緩衝膜４をエッチングして除去する際に、多層反射膜２へのダメージを防ぐエッチングストッパーとして機能するものである。保護膜３は、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物（以下、ＺｒＳｉと表記）、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮのうちの少なくともいずれか１つとを含む化合物（以下、ＺｒＳｉＯ及びＺｒＳｉＮで表記）、または、Ｒｕ、Ｃ若しくはＹのうち少なくともいずれか１つを含む単体若しくは化合物（以下、Ｒｕ、Ｃ、及びＹで表記）で形成されている。後述のように、吸収体層５及び緩衝膜４をドライエッチングする際には、エッチングレートの大きい塩素ガスを主体としたエッチング雰囲気にて行われる。そして、このエッチング環境下におけるＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮ、Ｒｕ、Ｃ、及びＹの耐性はいずれも良好である。表１にＴａＳｉ系吸収体エッチング雰囲気下において、ＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮの各化合物に対するＴａＳｉ系吸収体のエッチング選択比をそれぞれ示す。表１に示すように、ＴａＳｉ系吸収体の選択比は各ＺｒＳｉ系化合物、すなわちＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮのいずれに対しても大きくとれ、２０以上の選択性を有することがわかる。
【００３１】
【表１】
2007294840.tif 000003
【００３２】
このような保護膜３は、例えば、ＺｒＳｉで形成される場合には、Ａｒなどの不活性ガス雰囲気においてＺｒＳｉ合金をターゲットとしたスパッタリングを行うことで形成される。また、ＺｒＳｉＯ、あるいは、ＺｒＳｉＮで形成される場合には、Ａｒなどの不活性ガスと、酸素または窒素の混合ガス雰囲気においてＺｒＳｉ合金をターゲットとしたスパッタリングを行うことで形成される。また、ＲｕあるいはＹで形成される場合には、Ａｒなどの不活性ガス雰囲気においてＲｕまたはＹをターゲットとしたスパッタリングを行うことで形成される。さらに、Ｃで形成される場合には、原料ガスを蒸着させることで形成される。
【００３３】
そして、図２及び図３に示すように、このような反射型フォトマスクブランク１０の吸収体層５及び緩衝膜４を上述のように塩素ガスを主体としたエッチング雰囲気でドライエッチングすることによって、吸収体層５に露光転写パターンを形成した反射型フォトマスク３０を作製する。以下、実施例１に基づいて、本実施形態の反射型フォトマスクブランク１０及びその製造方法の詳細、並びに、反射型フォトマスク３０の製造の詳細について説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１に示す反射型フォトマスクブランク１０において、基板１として、表面を研磨して平坦な面とした外形６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英を用いた。そして、まず、多層反射膜形成工程として、基板１上にＤＣマグネトロンスパッタによりＭｏとＳｉを交互に４０周期程度積層して、波長１３〜１４ｎｍ領域のＥＵＶ光に対して反射率が最大となるような多層反射膜２を作製した。このときのＭｏとＳｉからなる１周期の膜厚は７ｎｍであり、そのうちＭｏの膜厚は２．８ｎｍ、Ｓｉの膜厚は４．２ｎｍである。
【００３５】
次に、保護膜形成工程として、多層反射膜２上に、ＤＣマグネトロンスパッタにより保護膜３を形成した。すなわち、スパッタリングターゲットとして、ＺｒとＳｉの比が１：３であるＺｒＳｉ合金ターゲットを使用し、このＺｒＳｉ合金ターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して、ＺｒＳｉからなる膜厚１０ｎｍの成膜を行った。
【００３６】
次に、緩衝膜形成工程として、保護膜３上にＤＣマグネトロンスパッタにより緩衝膜４を形成した。すなわち、ＤＣ３００Ｗを印加したＲｕターゲットを用い、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ雰囲気下で、Ｒｕからなる膜厚４ｎｍの成膜を行った。
【００３７】
最後に、吸収体層形成工程として、緩衝膜４上にＤＣマグネトロンスパッタにより吸収体層５を形成した。吸収体層５は、２層膜で構成した。まず、ＴａＳｉ合金ターゲットとＴａターゲットを用いたＡｒガス雰囲気での２元スパッタにより膜厚７５ｎｍの成膜を行った。さらに引き続いて、ＴａターゲットとＳｉターゲットを用いたＡｒ／Ｏ２／Ｎ２混合ガス雰囲気下での２元スパッタにより膜厚２７ｎｍの成膜を行った。
【００３８】
以上により、反射型フォトマスクブランク１０を得ることができたが、この際に、吸収体層５のマスクブランク最表面における表面粗さは０．３８ｎｍＲｍｓであり、良好な表面平滑性を有していた。また、吸収体層５の反射率は、波長１９３ｎｍで２．１５％、波長２５７ｎｍで１．２１％となり、検査用のＤＵＶ光波長域において十分な低反射率特性を得ることができた。
【００３９】
次に、反射型フォトマスクブランク１０の吸収体層５に露光転写パターンを形成して、反射型フォトマスク３０を製造する詳細について説明する。まず、図２に示すように、吸収体層５上にポジ型電子線レジスト（ＦＥＰ−１７１；富士フィルムアーチ製）を塗布し、レジスト層６を形成する。次に、ＥＢ描画、現像というリソグラフィーの工程によりレジストパターン６ａを形成する。更に、このレジストパターン６ａをマスクにして、吸収体層５をＩＣＰ放電方式のドライエッチング装置を用いてエッチングすることにより、図２に示すような吸収体層パターン５ａを得た。このときのドライエッチングは、Ｃｌ２／Ｈｅ＝４０／６５［ｓｃｃｍ］の混合ガスによるガス圧５ｍＴｏｒｒの雰囲気において、バイアスパワー４０Ｗ及びソースパワー２００Ｗにて行った。
【００４０】
ここで、吸収体層パターン５ａを残し、吸収体層５が除去されることにより露出した領域である緩衝膜４ａの表面４４において、波長２５７ｎｍにおける反射率は５０．８３％であった。一方、レジストパターン６ａを剥離した後の吸収体層パターン５ａ表面での波長２５７ｎｍにおける反射率は１．３５％であった。その結果、露出した領域の緩衝膜４ａの表面４４における反射光と、吸収体パターン５ａの表面における反射光の間では、９４．８％の良好なコントラスト値を得ることができた。
【００４１】
次に、露出した領域の緩衝膜４ａを除去する。すなわち、吸収体層パターン５ａをマスクとして、Ｃｌ２／Ｏ２混合ガスを用いたドライエッチングを行うことにより、緩衝膜パターン４ｂが形成され、図３に示す本発明の反射型フォトマスク３０を得た。この際、露出した領域の緩衝膜４ａを、面内で均一に膜残りなく除去するため、３０％オーバーエッチングを行ったが、下層の保護膜３におけるエッチング量は１ｎｍ以下で、ＺｒＳｉからなる保護膜３に対するＲｕからなる緩衝膜４の選択比は１８．６４であり、十分な耐性を有していた。
【００４２】
最後に、吸収体層５及び緩衝膜４が取り除かれた反射領域３３の表面、及び、吸収体パターン５ａの表面で、波長２５７ｎｍにおける反射率を測定した結果、それぞれ６１．３％、１．３３％であった。すなわち、露出した反射領域３３の反射率は非常に高く、多層反射膜２へのダメージの無いことが確認された。また、この結果、反射領域３３の反射光と、吸収体パターン５ａの表面の反射光との間では、９５．８％の高いコントラスト値が得られ、検査波長（２５７ｎｍ）における光学特性も良好であった。
【００４３】
以上のように、反射型フォトマスクブランク１０によれば、緩衝膜４及び保護膜３を備えることで、吸収体層５をエッチングして露光転写パターンを形成する際において、多層反射膜２の反射率低下を防止することが可能である。また、反射型フォトマスクブランク１０から作製された反射型フォトマスク３０によれば、多層反射膜のダメージを防いで良好な反射率を得ることができることで、良好なコントラストを有したパターン転写を可能とさせる。すなわち、このような反射型フォトマスク３０では、ＥＵＶ光を照射することによって、７０ｎｍ以下となるような微細なパターン転写を可能とさせる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図４及び図５は、この発明に係る第２の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
この実施形態の反射型フォトマスクブランク２０は、基板１と、多層反射膜２と、吸収体層５を備えるとともに、多層反射膜２と吸収体層５との間には、上記保護膜３と緩衝膜４とを兼ねた単層の兼用膜３１が形成されている。すなわち、兼用膜３１は、多層反射膜２を保護するとともに、吸収体層５をエッチングする際に、多層反射膜２へのダメージを防ぐエッチングストッパーとして機能するものである。兼用膜３１は、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物（ＺｒＳｉ）、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮの少なくともいずれか１つとを含んだ化合物（例えば、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮ）、または、Ｒｕ、Ｃ若しくはＹの少なくともいずれか１つを含んだ単体若しくは化合物（例えば、Ｒｕ、Ｃ、Ｙ）で形成されている。そして、このような兼用膜３１は、例えば、ＺｒＳｉで形成される場合には、Ａｒなどの不活性ガス雰囲気においてＺｒＳｉ合金をターゲットとしたスパッタリングを行うことで形成される。また、ＺｒＳｉＯ、あるいは、ＺｒＳｉＮで形成される場合には、Ａｒなどの不活性ガスと、酸素または窒素の混合ガス雰囲気においてＺｒＳｉ合金をターゲットとしたスパッタリングを行うことで形成される。また、ＲｕあるいはＹで形成される場合には、Ａｒなどの不活性ガス雰囲気においてＲｕまたはＹをターゲットとしたスパッタリングを行うことで形成される。さらに、Ｃで形成される場合には、原料ガスを蒸着させることで形成される。
【００４６】
そして、このような反射型フォトマスクブランク２０の吸収体層５を、塩素ガスを主体としたエッチング雰囲気でドライエッチングすることによって、吸収体層５に露光転写パターンを形成した反射型フォトマスク４０を作製する。以下、実施例２に基づいて、本実施形態の反射型フォトマスクブランク２０及びその製造方法の詳細、並びに、反射型フォトマスク４０について説明する。
【実施例２】
【００４７】
図４に示す反射型フォトマスクブランク２０において、基板１及び多層反射膜２並びにその製造工程である多層反射膜形成工程の詳細については、実施例１と同様であるので省略する。
次に、兼用膜形成工程として、多層反射膜２上に、ＤＣマグネトロンスパッタにより兼用膜３１を形成した。すなわち、スパッタリングターゲットとして、ＺｒとＳｉの比が１：２であるＺｒＳｉ合金ターゲットを使用し、このＺｒＳｉ合金ターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ／Ｏ２混合ガス雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して、ＺｒＳｉＯからなる膜厚１０ｎｍの成膜を行った。そして、実施例１と同様に、吸収体層形成工程として吸収体層５を形成することで、反射型フォトマスクブランク２０を得ることができた。
【００４８】
次に、レジスト塗布、ＥＢ描画、現像のリソグラフィー工程を経て形成したレジストパターンをマスクとして、実施例１と同様の方法により吸収体層５のドライエッチングを行い、吸収体パターン５ａを形成して、図５に示す反射型フォトマスク４０を得た。吸収体層５のドライエッチングでは、吸収体層５を面内で均一に膜残りなく除去する目的で２０％オーバーエッチングを行ったが、兼用膜３１におけるエッチング量は２ｎｍ以下で、ＺｒＳｉＯからなる兼用膜３１に対するＴａＳｉ系からなる吸収体層５の選択比は表1より２６．５０であり、吸収体層５のドライエッチング環境下における兼用膜３１の耐性は良好であった。最後に、吸収体層５が取り除かれた反射領域３１１の表面、及び、吸収体パターン５ａの表面で、波長２５７ｎｍにおける反射率を測定した結果、それぞれ６０．４％、１．５３％であった。すなわち、反射領域３１１の反射率は非常に高く、多層反射膜２へのダメージがないことが確認された。また、この結果、反射領域３１１の反射光と、吸収体パターン５ａの表面の反射光との間では、９５．１％の高いコントラスト値が得られ、検査波長（２５７ｎｍ）における光学特性も良好であった。
【実施例３】
【００４９】
次に、多層反射膜２の上に、兼用膜３１としてＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮを単層成膜した構成において、ＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮの膜厚変化に対するＥＵＶ光反射率変化のシミュレーションを行った。その結果を図６に示す。図６に示すように、ＥＵＶ光に対する透明性は、ＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＮ、ＺｒＳｉＯの順に高い値を示すことがわかる。
【００５０】
すなわち、図６に示す結果から、ＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮで形成されたそれぞれ１０ｎｍ厚の単層膜を兼用膜３１として使用し、吸収体層５がエッチングによって部分的に取り除かれて露出した反射領域３１１におけるＥＵＶ波長に対するシミュレーション結果を想定すると、ＺｒＳｉＯ単層の兼用膜３１よりも、ＺｒＳｉまたはＺｒＳｉＮの単層の兼用膜３１の方が、ＥＵＶ光反射率は高いことが示された。このため、ＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＮからなる兼用膜３１は、ＺｒＳｉＯからなる兼用膜３１と比較して、同等あるいはそれ以上の高いコントラスト値を得られることが確認できる。
【００５１】
以上のように、反射型フォトマスクブランク２０によれば、兼用膜３１を備えることで、吸収体層５をエッチングして露光転写パターンを形成する際において、反射率低下を防止することが可能である。また、保護膜及び緩衝膜を、保護膜及び緩衝膜を兼ねた単層の膜である兼用膜３１とすることで、成膜プロセスの簡略化、薄膜化を図ることができる。
また、反射型フォトマスクブランク２０から作製された反射型フォトマスク４０によれば、第１の実施形態同様に、良好なコントラストを有したパターン転写を可能とさせ、ＥＵＶ光を照射することによって、７０ｎｍ以下となるような微細なパターン転写を可能とさせる。
【００５２】
（第３の実施形態）
図７及び図８は、この発明に係る第３の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
この実施形態の反射型フォトマスクブランク５０は、基板１と、多層反射膜２と、吸収体層５を備えるとともに、多層反射膜２と吸収体層５との間には、保護膜３と緩衝膜４とを兼ねた兼用膜３１が形成されている。ここで、兼用膜３１は、複数の兼用膜の積層構造であり、本実施形態においては、兼用膜上層３１ａと兼用膜下層３１ｂとの２層で構成されている。そして、例えば、兼用膜上層３１ａに吸収膜エッチング耐性の高い材料を必要最小限の厚さで成膜し、兼用膜下層３１ｂにＥＵＶ光に対する透過性に優れているものを使用すれば、マスクのＥＵＶ光に対する反射率低下を抑えつつ、より良好なエッチング耐性を持つことができる。ここで、兼用膜３１は、ＺｒとＳｉとを含んだ化合物（ＺｒＳｉ）、または、Ｚｒ及びＳｉと、Ｏ若しくはＮの少なくともいずれか１つとを含んだ化合物（例えば、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮ）、または、Ｒｕ、Ｃ若しくはＹの少なくともいずれか１つを含んだ単体若しくは化合物（例えば、Ｒｕ、Ｃ、Ｙ）で形成されている。そして、兼用膜上層３１ａと兼用膜下層３１ｂとの特性は上記化合物の組成により制御することが出来る。また、兼用膜３１は、兼用膜上層３１ａと兼用膜下層３１ｂとの二層に限定されず、さらに多数の層で形成されるものとしても良い。
【００５４】
図９は、各材料のＥＵＶ光に対する光学定数（屈折率及び消衰係数）を表している。また、下記表２は、ＴａＳｉからなるＥＵＶ光吸収膜のエッチングレートに対するＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＮ、ＺｒＳｉＯ、Ｒｕ、Ｃのエッチングレートの比を表している。上記図表を参考にして兼用膜下層３１ｂにＥＵＶ光の透明性の大きい材料を選択し、兼用膜上層３１ａにはエッチング耐性の高い材料を選択すれば、ＥＵＶ光の反射率の低下を抑えつつエッチングの自由度をあげることができる。例えば、表２よりＲｕはエッチングレートの比が高いことが示されているため、特に、兼用膜上層３１ａに好適に用いることが出来る。また、図９よりＹはＥＵＶ光の透明性の大きい材料であることが示されているため、特に、兼用膜下層３１ｂに好適に用いることが出来る。以下、実施例４から実施例９に基づいて、本実施形態の反射型フォトマスクブランク２０及びその製造方法の詳細、並びに、反射型フォトマスク４０について説明する。
【００５５】
【表２】
2007294840.tif 000004
【実施例４】
【００５６】
図７に示す反射型フォトマスクブランク５０において、基板１及び多層反射膜２並びにその製造工程である多層反射膜形成工程の詳細については、実施例１と同様であるので省略する。
【００５７】
次に、兼用膜形成工程として、多層反射膜２上に、兼用膜上層３１ａおよび兼用膜下層３１ｂを形成した。このとき、兼用膜上層３１ａはＺｒＳｉＯ膜とした。表２に示すように、ＺｒＳｉＯはエッチングに対して高い耐性を有する。また、兼用膜下層３１ｂはＺｒＳｉ膜とした。図９に示すように、Ｚｒ及びＳｉはともにＥＵＶ波長に対して高い透明性を有する。
【００５８】
兼用膜上層３１ａ及び兼用膜下層３１ｂは、それぞれ、以下の条件の下に、ＤＣマグネトロンスパッタによって作製した。
まず、兼用膜下層３１ｂの成膜には、スパッタリングターゲットとしてＺｒとＳｉの比が１：３であるＺｒＳｉ合金ターゲットを用い、このＺｒＳｉ合金ターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して膜厚５ｎｍの成膜を行った。  次に、兼用膜上層３１ａの成膜には、スパッタリングターゲットとしてＺｒＳｉ２ターゲットを用い、このＺｒＳｉ２ターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒにＯ２を追加した雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して膜厚５ｎｍの成膜を行った。
【００５９】
次に、実施例１と同様に、吸収体層形成工程として吸収体層５を形成することで、反射型フォトマスクブランク５０を得ることができた。
このとき、吸収体層５の反射型フォトマスクブランク５０最表面における表面粗さは０．３８ｎｍＲｍｓであり、良好な表面平滑性を有していた。また、吸収体層５の表面での反射率を測定した結果、波長１９３ｎｍでは２．１５％、２５７ｎｍでは１．２１％であり、検査用のＤＵＶ光波長域における十分な低反射率特性が得られた。
【００６０】
次に、レジスト塗布、ＥＢ描画、現像のリソグラフィー工程を経て形成したレジストパターンをマスクとして、実施例１と同様の方法により吸収体層５のドライエッチングを行い、吸収体パターン５ａを形成して、図８に示す反射型フォトマスク６０を得た。
このとき、反射領域３１２における吸収体層５を面内で均一に膜残りなく除去するため、３０％オーバーエッチングを行ったが、下地のＺｒＳｉＯからなる兼用膜上層３１ａおけるエッチング量は１ｎｍ以下で、対ＴａＳｉ選択比は２６．５０であり十分な耐性を有していた。
【００６１】
また、吸収体層５が部分的に取り除かれて露出した反射領域３１２における２５７ｎｍの検査波長反射率は５０．１１％であった。一方、レジストパターン６ａを剥離した後の図８のフォトマスク６０の吸収体パターン５ａ表面での２５７ｎｍにおける反射率は１．３５％であった。その結果、反射領域３１２における反射光と吸収体パターン５ａ表面反射光の間で９４．７％の良好なコントラスト値が得られ、検査波長（２５７ｎｍ）における光学特性も良好であった。
【実施例５】
【００６２】
図１０は、本発明の兼用膜３１を、兼用膜下層３１ｂ及び兼用膜上層３１ａの積層構造とした場合において、吸収体層５がエッチングによって部分的に取り除かれて露出した反射領域３１２におけるＥＵＶ波長に対する反射率のシミュレーション結果である。図１０に示すように、兼用膜下層３１ｂであるＺｒＳｉ膜の厚さが５．０ｎｍのときに、兼用膜上層３１ａであるＺｒＳｉＯ膜を４．０ｎｍ以下の厚さにすることによって、ＥＵＶ光に対して理論上は６７．５％を上回る反射率を得ることができるという結果が示された。
【実施例６】
【００６３】
実施例４と同様に兼用膜形成工程として、多層反射膜２上に、兼用膜上層３１ａ及び兼用膜下層３１ｂを形成した。
ただし、本実施例では、兼用膜上層３１ａをＺｒＳｉＮ膜とした。表２に示すように、ＺｒＳｉＮはエッチングに対して高い耐性を有する。また、兼用膜下層３１ｂをＺｒＳｉ膜とした。図９に示すように、Ｚｒ、ＳｉともにＥＵＶ波長に対して高い透明性を有する。
【００６４】
兼用膜上層３１ａ及び兼用膜下層３１ｂは、それぞれ、以下の条件の下に、ＤＣマグネトロンスパッタによって作製した。
まず、兼用膜下層３１ｂの成膜には、スパッタリングターゲットとしてＺｒとＳｉの比が１：３であるＺｒＳｉ合金ターゲットを用い、このＺｒＳｉ合金ターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して膜厚５ｎｍの成膜を行った。次に、兼用膜上層３１ａの成膜には、スパッタリングターゲットとしてＺｒＳｉ２ターゲットを用い、このＺｒＳｉ２ターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒにＮ２を追加した雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して膜厚５ｎｍの成膜を行った。
【００６５】
次に、実施例１と同様に、吸収体層形成工程として吸収体層５を形成することで、反射型フォトマスクブランク５０を得ることができた。
このとき、吸収体層５の反射型フォトマスクブランク５０最表面における表面粗さは０．４０ｎｍＲｍｓであり、良好な表面平滑性を有していた。また、吸収体層５の表面での反射率を測定した結果、波長１９３ｎｍでは２．１８％、２５７ｎｍでは１．２５％であり、検査用のＤＵＶ光波長域における十分な低反射率特性が得られた。
【００６６】
次に、レジスト塗布、ＥＢ描画、現像のリソグラフィー工程を経て形成したレジストパターンをマスクとして、実施例１と同様の方法により吸収体層５のドライエッチングを行い、吸収体パターン５ａを形成して、図８に示す反射型フォトマスク６０を得た。
このとき、反射領域３１２における吸収体層５を面内で均一に膜残りなく除去するため、３０％オーバーエッチングを行ったが、下地のＺｒＳｉＮからなる兼用膜上層３１ａおけるエッチング量は１ｎｍ以下で、対ＴａＳｉ選択比は３１．１８であり十分な耐性を有していた。
【００６７】
また、吸収体層５が部分的に取り除かれて露出した反射領域３１２における２５７ｎｍの検査波長反射率は５１．４７％であった。一方、レジストパターン６ａを剥離した後の図８のフォトマスク６０の吸収体パターン５ａ表面での２５７ｎｍにおける反射率は１．３８％であった。その結果、反射領域３１２における反射光と吸収体パターン５ａ表面反射光の間で９４．７％の良好なコントラスト値が得られ、検査波長（２５７ｎｍ）における光学特性も良好であった。
【実施例７】
【００６８】
実施例４と同様に兼用膜形成工程として、多層反射膜２上に、兼用膜上層３１ａ及び兼用膜下層３１ｂを形成した。
ただし、本実施例では、兼用膜上層３１ａをＲｕ膜とした。表２に示すように、Ｒｕはエッチングに対して高い耐性を有する。また、兼用膜下層３１ｂをＺｒＳｉ膜とした。図９に示すように、Ｚｒ及びＳｉはともにＥＵＶ波長に対して高い透明性を有する。
【００６９】
兼用膜上層３１ａ及び兼用膜下層３１ｂは、それぞれ、以下の条件の下に、ＤＣマグネトロンスパッタによって作製した。
まず、兼用膜下層３１ｂの成膜には、スパッタリングターゲットとしてＺｒとＳｉの比が１：３であるＺｒＳｉ合金ターゲットを用い、このＺｒＳｉ合金ターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して膜厚５ｎｍの成膜を行った。
次に、兼用膜上層３１ａの成膜には、スパッタリングターゲットとしてＲｕターゲットを用い、このＲｕターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して膜厚２ｎｍの成膜を行った。
【００７０】
次に、実施例１と同様に、吸収体層形成工程として吸収体層５を形成することで、反射型フォトマスクブランク５０を得ることができた。
このとき、吸収体層５の反射型フォトマスクブランク５０最表面における表面粗さは０．３７ｎｍＲｍｓであり、良好な表面平滑性を有していた。また、吸収体層５の表面での反射率を測定した結果、波長１９３ｎｍでは２．２２％、２５７ｎｍでは１．２４％であり、検査用のＤＵＶ光波長域における十分な低反射率特性が得られた。
【００７１】
次に、レジスト塗布、ＥＢ描画、現像のリソグラフィー工程を経て形成したレジストパターンをマスクとして、実施例１と同様の方法により吸収体層５のドライエッチングを行い、吸収体パターン５ａを形成して、図８に示す反射型フォトマスク６０を得た。
このとき、反射領域３１２における吸収体層５を面内で均一に膜残りなく除去するため、３０％オーバーエッチングを行ったが、下地のＲｕからなる兼用膜上層３１ａおけるエッチング量は１ｎｍ以下で、対ＴａＳｉ選択比は３３．２２であり十分な耐性を有していた。
【００７２】
また、吸収体層５が部分的に取り除かれて露出した反射領域３１２における２５７ｎｍの検査波長反射率は５０．３３％であった。一方、レジストパターン６ａを剥離した後の図８のフォトマスク６０の吸収体パターン５ａ表面での２５７ｎｍにおける反射率は１．３３％であった。その結果、反射領域３１２における反射光と吸収体パターン５ａ表面反射光の間で９４．８％の良好なコントラスト値が得られ、検査波長（２５７ｎｍ）における光学特性も良好であった。
【実施例８】
【００７３】
実施例４と同様に兼用膜形成工程として、多層反射膜２上に、兼用膜上層３１ａおよび兼用膜下層３１ｂを形成した。
ただし、兼用膜上層３１ａをＣ膜とした。表２に示すように、Ｃはエッチングに対して高い耐性を有する。また、兼用膜下層３１ｂをＺｒＳｉ膜とした。図９に示すように、Ｚｒ及びＳｉはともにＥＵＶ波長に対して高い透明性を有する。
【００７４】
兼用膜上層３１ａ及び兼用膜下層３１ｂは、それぞれ、以下の条件の下に作製した。
まず、兼用膜下層３１ｂの成膜には、スパッタリングターゲットとしてＺｒとＳｉの比が１：３であるＺｒＳｉ合金ターゲットを用い、このＺｒＳｉ合金ターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して膜厚５ｎｍの成膜を行った。  次に、兼用膜下層３１ｂの上に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用いてダイヤモンド状カーボン薄膜である兼用膜上層３１ａを形成した。プラズマＣＶＤの条件は、次の通りである。すなわち、原料ガスとしては、メタン（流量：２０ｓｃｃｍ）を主成分とするとともに、ドープガスとして窒素（濃度：１〜５０％）を含んだものを使用した。また、反応圧力を０．０３Ｔｏｒｒ、自己バイアス電圧０−１５００Ｖに設定した。これにより５ｎｍの膜厚の兼用膜上層３１ａを成膜した。
【００７５】
次に、実施例１と同様に、吸収体層形成工程として吸収体層５を形成することで、反射型フォトマスクブランク５０を得ることができた。
このとき、吸収体層５の反射型フォトマスクブランク５０最表面における表面粗さは０．３９ｎｍＲｍｓであり、良好な表面平滑性を有していた。また、吸収体層５の表面での反射率を測定した結果、波長１９３ｎｍでは２．１５％、２５７ｎｍでは１．２１％であり、検査用のＤＵＶ光波長域における十分な低反射率特性が得られた。
【００７６】
次に、レジスト塗布、ＥＢ描画、現像のリソグラフィー工程を経て形成したレジストパターンをマスクとして、実施例１と同様の方法により吸収体層５のドライエッチングを行い、吸収体パターン５ａを形成して、図８に示す反射型フォトマスク６０を得た。
このとき、反射領域３１２における吸収体層５を面内で均一に膜残りなく除去するため、３０％オーバーエッチングを行ったが、下地のＣからなる兼用膜上層３１ａおけるエッチング量は１．５ｎｍ以下で、対ＴａＳｉ選択比は２６．４２であり十分な耐性を有していた。
【００７７】
また、吸収体層５が部分的に取り除かれて露出した反射領域３１２における２５７ｎｍの検査波長反射率は５０．０１％であった。一方、レジストパターン６ａを剥離した後の図８のフォトマスク６０の吸収体パターン５ａ表面での２５７ｎｍにおける反射率は１．５３％であった。その結果、反射領域３１２における反射光と吸収体パターン５ａ表面反射光の間で９４．１％の良好なコントラスト値が得られ、検査波長（２５７ｎｍ）における光学特性も良好であった。
【実施例９】
【００７８】
実施例４と同様に兼用膜形成工程として、多層反射膜２上に、兼用膜上層３１ａおよび兼用膜下層３１ｂを形成した。
ただし、本実施例では、兼用膜上層３１ａをＲｕ膜とした。表２に示すように、Ｒｕはエッチングに対して高い耐性を有する。また、兼用膜下層３１ｂをＣ膜とした。図９に示すように、ＣはＥＵＶ波長に対して高い透明性を有する。
【００７９】
兼用膜上層３１ａ及び兼用膜下層３１ｂは、それぞれ、以下の条件の下に作製した。
まず、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用いて、ダイヤモンド状カーボン薄膜である兼用膜下層３１ｂを形成した。プラズマＣＶＤの条件は、次の通りである。すなわち、原料ガスとしては、メタン（流量：２０ｓｃｃｍ）を主成分とするとともに、ドープガスとして窒素（濃度：１〜５０％）を含んだものを使用した。また、反応圧力を０．０３Ｔｏｒｒ、自己バイアス電圧０−１５００Ｖに設定した。これにより５ｎｍの膜厚の兼用膜下層３１ｂを成膜した。
次に、兼用膜上層３１ａの成膜には、スパッタリングターゲットとしてＲｕターゲットを用い、このＲｕターゲットに、ガス圧０．２５ＰａのＡｒ雰囲気下にて、ＤＣ３００Ｗを印加して膜厚２ｎｍの成膜を行った。
【００８０】
次に、実施例１と同様に、吸収体層形成工程として吸収体層５を形成することで、反射型フォトマスクブランク５０を得ることができた。
このとき、吸収体層５の反射型フォトマスクブランク５０最表面における表面粗さは０．４１ｎｍＲｍｓであり、良好な表面平滑性を有していた。また、吸収体層５の表面での反射率を測定した結果、波長１９３ｎｍでは２．２２％、２５７ｎｍでは１．２４％であり、検査用のＤＵＶ光波長域における十分な低反射率特性が得られた。
【００８１】
次に、レジスト塗布、ＥＢ描画、現像のリソグラフィー工程を経て形成したレジストパターンをマスクとして、実施例１と同様の方法により吸収体層５のドライエッチングを行い、吸収体パターン５ａを形成して、図８に示す反射型フォトマスク６０を得た。
このとき、反射領域３１２における吸収体層５を面内で均一に膜残りなく除去するため、３０％オーバーエッチングを行ったが、下地のＲｕからなる兼用膜上層３１ａおけるエッチング量は１．５ｎｍ以下で、対ＴａＳｉ選択比は３３．２２であり十分な耐性を有していた。
【００８２】
また、吸収体層５が部分的に取り除かれて露出した領域の反射領域３１２における２５７ｎｍの検査波長反射率は４９．８９％であった。一方、レジストパターン６ａを剥離した後の図８のフォトマスク６０の吸収体パターン５ａ表面での２５７ｎｍにおける反射率は１．３３％であった。その結果、反射領域３１２における反射光と吸収体パターン５ａ表面反射光の間で９４．８％の良好なコントラスト値が得られ、検査波長（２５７ｎｍ）における光学特性も良好であった。
【００８３】
以上のように、反射型フォトマスクブランク５０によれば、兼用膜３１が複数層の積層構造であることで、吸収体層５をエッチングして露光転写パターンを形成する際において、反射率低下を防止することが可能である。また、兼用膜３１を積層構造とすることで、兼用膜３１にエッチング耐性とＥＵＶ光の透過性とを充分に兼ね備えることが可能である。
また、反射型フォトマスクブランク５０から作製された反射型フォトマスク６０によれば、第１の実施形態同様に、良好なコントラストを有したパターン転写を可能とさせ、ＥＵＶ光を照射することによって、７０ｎｍ以下となるような微細なパターン転写を可能とさせる。
【００８４】
また、半導体装置の製造において、これらの実施形態のような反射型フォトマスク３０、４０、６０を使用すれば、７０ｎｍ以下の微細なパターンを転写して半導体装置を製造することができる。すなわち、転写工程として、反射型フォトマスク３０、４０、６０に、露光光としてＥＵＶ光を照射する。そして、反射型フォトマスク３０、４０、６０の多層反射膜２に反射した反射光が、半導体基板上に設けられたレジスト層を露光することで、良好なコントラストを有して、照射したＥＵＶ光の波長と対応する範囲、すなわち７０ｎｍ以下の微細なパターンを半導体基板に転写することができる。このため、このような転写工程を有する半導体装置の製造方法では、露光光であるＥＵＶ光の波長と対応した７０ｎｍ以下の微細加工が施された半導体装置の製造が可能となる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】この発明の第１の実施形態の反射型フォトマスクブランクの断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態の反射型フォトマスクの製造工程の説明図である。
【図３】この発明の第１の実施形態の反射型フォトマスクの断面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態の反射型フォトマスクブランクの断面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態の反射型フォトマスクの断面図である。
【図６】この発明の第２の実施形態の反射型フォトマスクにおいて、ＺｒＳｉ、ＺｒＳｉＯの各化合物を兼用膜として単層で使用したときの、膜厚の変化に対するＥＵＶ光の反射率を表すシミュレーション結果である。
【図７】この発明の第３の実施形態の反射型フォトマスクブランクの断面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態の反射型フォトマスクの断面図である。
【図９】横軸をＥＵＶ光（１３．５ｎｍ）に対する屈折率、縦軸をＥＵＶ光（１３．５ｎｍ）に対する消衰係数として、各材料についてプロットしたグラフである。
【図１０】この発明の第３の実施形態の反射型フォトマスクにおいて、兼用膜下層としてＺｒＳｉを３．０、４．０、５．０ｎｍと３種類成膜し、その上に兼用膜上層としてＺｒＳｉＯを成膜する際の膜厚を変化させたときのＥＵＶ光の反射率を表すシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【００８７】
１……基板
２……多層反射膜
３……保護膜
４……緩衝膜
４ａ……露出した領域の緩衝膜
４ｂ……緩衝膜パターン
４４……露出した領域の緩衝膜の表面
５……吸収体層
５ａ……吸収体層パターン
６……レジスト層
６ａ……レジストパターン
３１……兼用膜
３１ａ……兼用膜上層
３１ｂ……兼用膜下層
３１１、３１２……吸収体層が取り除かれて露出した反射領域
３３……露出した反射領域
１０、２０、５０……反射型フォトマスクブランク
３０、４０、６０……反射型フォトマスク
【図１】
2007294840.tif 000005
【図２】
2007294840.tif 000006
【図３】
2007294840.tif 000007
【図４】
2007294840.tif 000008
【図５】
2007294840.tif 000009
【図６】
2007294840.tif 000010
【図７】
2007294840.tif 000011
【図８】
2007294840.tif 000012
【図９】
2007294840.tif 000013
【図１０】
2007294840.tif 000014