(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に前記光を吸収する光吸収層を有する露光用反射型マスクブランクであって、
前記基板の反りと、前記多層膜の有する応力とにより形成される前記多層膜表面の反りとを補正するための応力補正膜を前記基板と前記多層膜の間に、又は前記多層膜が成膜されている側と反対側の前記基板の背面に形成し、
前記応力補正膜が、Ｔａを主成分とし、少なくともＢを含む材料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】
基板上に光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に前記光を吸収する光吸収層を有する露光用反射型マスクブランクであって、
前記基板の反りと、前記多層膜の有する応力とにより形成される前記多層膜表面の反りとを補正するための応力補正膜を前記基板と前記多層膜の間に、又は前記多層膜が成膜されている側と反対側の前記基板の背面に形成し、
前記応力補正膜が、ＣｒとＮとを含む材料であって、Ｎの割合が５〜３５ａｔ％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３】
前記多層膜が圧縮応力を有するものであり、前記基板と前記多層膜との間に、引っ張り応力を有する前記応力補正膜を設けたことを特徴とする請求項1又は２記載の露光用反射型マスクブランク。
【請求項４】
前記多層膜が圧縮応力を有するものであり、前記多層膜が形成されている側と反対側の前記基板の背面に、圧縮応力を有する前記応力補正膜を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の露光用反射型マスクブランク。
【請求項５】
前記多層膜表面の平坦度が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項1乃至４のいずれかに記載の露光用反射型マスクブランク。
【請求項６】
前記光はＥＵＶ光であり、前記露光用反射型マスクブランクがＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか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の何れかに記載の露光用反射型マスクブランクを用い、前記光吸収層をパターニングして、前記多層膜上にパターン状の光吸収層が形成された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に記載した露光用反射型マスクを用いて基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体の製造方法。
【請求項９】
基板上に光を反射する多層膜を有する多層膜付き基板であって、
前記基板の反りと、前記多層膜の有する応力とにより形成される前記多層膜表面の反りとを補正するための応力補正膜を前記基板と前記多層膜の間に、又は前記多層膜が成膜されている側と反対側の前記基板の背面に形成し、
前記応力補正膜が、Ｔａを主成分とし、少なくともＢを含む材料であることを特徴とする多層膜付き基板。
【請求項１０】
基板上に光を反射する多層膜を有する多層膜付き基板であって、
前記基板の反りと、前記多層膜の有する応力とにより形成される前記多層膜表面の反りとを補正するための応力補正膜を前記基板と前記多層膜の間に、又は前記多層膜が成膜されている側と反対側の前記基板の背面に形成し、
前記応力補正膜が、ＣｒとＮとを含む材料であって、Ｎの割合が５〜３５ａｔ％であることを特徴とする多層膜付き基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造等に使用される光の制御に用いる、多層膜付き基板、露光用反射型マスクブランク、露光用反射型マスクおよびその製造方法、並びに半導体の製造方法に関する。
尚、本発明に記載する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。
【０００２】
【従来の技術】
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１／２と言われ、Ｆ2レーザー（１５７ｎｍ）を用いても７０ｎｍ程度が限界と予想される。そこで７０ｎｍ以降の露光技術として、Ｆ2レーザーよりさらに短波長のＥＵＶ光（１３ｎｍ）を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィ（以下、「ＥＵＶＬ」と記す。）が有望視されている。
【０００３】
ＥＵＶＬの像形成原理は、フォトリソグラフィと同じであるが、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、メンブレンを用いた透過型マスクが提案されてきているが、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、現状では露光用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、特開平８−２１３３０３号には基板上に多層膜構造を有する反射層が設けられ、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３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模式図である。図３（Ａ）に示す露光用反射型マスクブランクは基板２１上に多層膜構造を有する反射膜２２が成膜され、反射膜２２上にエッチングストッパー層２３が成膜され、エッチングストッパー２３上に吸収層２４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２４にパターンを形成し、多層膜上の不要なエッチングストッパー２３を除去して図３（Ｂ）に示す露光用反射型マスクが製造される。
露光用反射型マスクに入射した軟Ｘ線等は、反射膜２２では反射され、吸収体２４のパターン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を形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような基板２１上に多層膜２２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膜２２の各層の膜密度を高くする必要がある。すると、必然的に多層膜２２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２１は図４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膜２２の表面にも反りが生じてしまう。
例えば、６インチ角、６．３５ｍｍ厚の石英ガラス基板上の０．３μｍ厚の多層膜２２に対し、２００ＭＰａ程度の圧縮応力がかかった場合、１４０×１４０ｍｍのエリアにおいて５００ｎｍ程度の反り（変形）が起きてしまう。
【０００６】
このように、従来の技術においては、多層膜２２表面の反りが原因となって、ウエハへのパターン転写時に転写精度の低下（位置ずれ）が起こり、高精度の転写ができないという問題があった。
この問題に対し、多層膜２２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、多層膜２２表面の反りには、上述した多層膜２２の有する圧縮応力による基板２１の変形のみならず、基板２１が元来有している反りも影響を与えている。従って、単に多層膜２２の応力低減を図るのみでは、多層膜２２の表面の反りを効果的に補正することは困難なのである。
【０００７】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、前記多層膜２２の有する応力および基板自身２１の反り（変形）によって形成される多層膜表２２面の反り（変形）を補正し、高い平坦度をもった多層膜２２表面を有する可視光よりＥＵＶ光にわたる波長領域において適用可能な多層膜付き基板、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等の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に前記ＥＵＶ光を吸収する光吸収層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであって、
前記多層膜表面の平坦度が１００ｎｍ以下であることを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【０００９】
ここで、本発明に記載する平坦度とはＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ  Ｒｅａｄｉｎｇ）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５において基板表面３１を基に最小自乗法で定められる平面を焦平面３２とし、次にこの焦平面３２を基準として焦平面３２より上にある基板表面３１の最も高い位置Ａと、焦平面３２より下にある基板表面３１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１４０×１４０ｍｍ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１４０×１４０ｍｍのエリア内の測定値である。
【００１０】
第２の発明は、基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に前記ＥＵＶ光を吸収する光吸収層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであって、
前記基板の反りと、前記多層膜の有する応力とにより形成される前記多層膜表面の反りと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ＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００１１】
第３の発明は、前記基板と前記多層膜の間に、引っ張り応力を有する前記応力補正膜を設けたことを特徴とする第２の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００１２】
第４の発明は、前記基板の背面に、圧縮応力を有する前記応力補正膜を設けたことを特徴とする第２の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００１３】
第５の発明は、前記応力補正膜が、Ｔａを含む材料であることを特徴とする第２ないし第４のいずれかの発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００１４】
第６の発明は、前記応力補正膜が、Ｔａを主成分とし少なくともＢを含む材料であることを特徴とする第５の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００１５】
第７の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを用いて製作したことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクである。
【００１６】
第８の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを用いて製作したことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法である。
【００１７】
第９の発明は、第７の発明に記載したＥＵＶ露光用反射型マスクを用いて基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体の製造方法である。
【００１８】
第１０の発明は、基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有する多層膜付き基板であって、
前記多層膜表面の平坦度が１００ｎｍ以下であることを特徴とする多層膜付き基板である。
【００１９】
第１１の発明は、基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有する多層膜付き基板であって、
前記基板の反りと前記多層膜の有する応力とにより形成される前記多層膜表面の反りを補正する、応力補正膜を有することを特徴とする多層膜付き基板である。
なお、この多層膜付き基板はＥＵＶ露光用反射型マスクブランク、ＥＵＶ露光用反射型マスクおよびＥＵＶ反射ミラー等の製造等に用いることが出来るものである。
【００２０】
第１２の発明は、第１０または第１１の発明に記載した多層膜付き基板を用いて製作したことを特徴とするＥＵＶ反射ミラーである。
【００２１】
第１３の発明は、基板上に光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に前記光を吸収する光吸収層を有する露光用反射型マスクブランクであって、
前記多層膜表面の平坦度が１００ｎｍ以下であることを特徴とする露光用反射型マスクブランクである。
【００２２】
第１４の発明は、基板と、前記基板上に形成されて光を反射する多層膜と、前記多層膜上に形成されて前記光を吸収する光吸収層と、応力補正膜とを有する露光用反射型マスクブランクであって、
前記応力補正膜は、前記応力補正膜が形成されない場合に多層膜表面に生じる反りを補正するものであることを特徴とする露光用反射型マスクブランクである。
【００２３】
第１５の発明は、第１３または第１４の発明に記載の露光用反射型マスクブランクを用いて製作したことを特徴とする露光用反射型マスクである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１、２は本発明の実施の形態１、２にかかる露光用反射型マスク（以下、ＥＵＶ光にも適用可能な露光用反射型マスクは「ＥＵＶマスク」、ＥＵＶ光にも適用可能な露光用反射型マスクブランクは「ＥＵＶマスクブランク」と記載する。）の製造の概略を示すフロー図であり、図６は製造されたＥＵＶマスクを用いて、例えばＳｉウエハ基板上にパターンの露光転写を行っている概念図である。
【００２５】
（実施の形態−１）
以下、図１、６を参照しながら本発明の一実施の形態にかかるＥＵＶマスクの製造、および前記ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写について説明する。
ＥＵＶマスクの製造、および前記ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写は（１）基板の準備工程、（２）基板上への応力補正膜の成膜工程、（３）基板上への多層膜の成膜工程、（４）エッチングストッパーの成膜工程、（５）ＥＵＶ吸収層の成膜工程、（６）ＥＢレジスト塗布工程、（７）ＥＢ描画工程、（８）ドライエッチング工程、（９）ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写、の各工程からなる。
【００２６】
（１）基板の準備工程。
基板１１としては、低熱膨張係数を有し、平滑性、平坦度、およびＥＵＶ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１１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。
【００２７】
尚、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。
【００２８】
（２）基板上への応力補正膜の成膜工程。
前述した本発明の目的を達成するために本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、多層膜１２の有する応力などにより形成される基板１１の反り（変形）を補正するための応力補正膜１５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膜１２を成膜しても基板１１の反り（変形）を補正し、多層膜表面を平坦に保つことができることに想達した。
【００２９】
加えて好ましいことには、たとえ基板１１自身の反り（変形）が大きくても、前記応力補正膜１５の有する応力値を適宜に調整することで、基板１１自身の反り（変形）をも含めて、多層膜表面の反りを補正することが可能であることを見出したのである。
すなわち、多層膜表面の反り（変形）とは、多層膜１２が有する応力（通常は圧縮応力）により発生する反り（変形）と、基板１１自体が本来有していた反り（基板製造中に発生した反りも含む）との合計で形成されるのである。
そうであるなら、基板１１の反りと多層膜１２の有する応力によって形成される多層膜表面の反りを補正するような応力補正膜１５を成膜すればよいことに想達したのである。この応力補正膜は、基板と多層膜の間または基板の背面（多層膜が成膜されていない側の面）に成膜することができる。
【００３０】
これにより、多層膜表面の反りを補正し平坦度を上げることで、例えば、本発明のＥＵＶ光マスクにおいて、ウエハへの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、多層膜表面の平坦度を１００ｎｍとした場合、転写における位置ずれは２．２ｎｍ程度となり、５０ｎｍとした場合には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。
【００３１】
多層膜の応力は、多層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。
【００３２】
実施の形態−１においては、前記応力補正膜を基板と多層膜の間に成膜した実施の形態について説明し、後述する実施の形態−２においては、前記応力補正膜を基板の背面に成膜した実施の形態について説明する。
【００３３】
もし、基板１１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、多層膜１２が有する応力を打ち消すような応力および膜厚で、応力補正膜１５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１５の材料、成膜条件、厚さを決定すればよい。
実施の形態−１においては、基板１１と多層膜１２の間に応力補正膜１５を成膜するので、図１に示すように、多層膜１２が有する応力と大きさが同じで向きが反対の応力補正膜１５を成膜すればよい。
【００３４】
一方、予め、反りを与えた基板１１を用いる場合もある。このとき（イ）基板１１の反りの向きと多層膜１２が有する応力の向きが同じである場合と、（ロ）基板１１の反りの向きと多層膜１２が有する応力の向きが逆である場合とがある。
【００３５】
（イ）基板１１の反りの向きと多層膜１２が有する応力の向きが同じである場合
この場合、基板１１の反り（変形）と、多層膜１２が有する応力との合計が多層膜表面の反りの原因となる。従って、これらの応力の合計を打ち消すように応力補正膜１５を成膜すればよい。
【００３６】
（ロ）基板１１の反りの向きと多層膜１２が有する応力の向きが逆である場合
多層膜１２が有する応力を、予め与えた基板１１の反り（変形）で低減・相殺することが出来る。
多層膜１２は通常圧縮応力を有するので、多層膜１２を成膜した基板１１は多層膜１２が成膜された側が凸になるような反りが生じる。そこで、予め多層膜１２が成膜される側が凹になる反りを与えた基板１１上に多層膜１２を成膜すれば、基板１１の反りと、多層膜１２の有する応力による反りとが相殺され、多層膜表面の反りを減少させることができる。そしてこの減少した反りに対し、応力補正膜１５を成膜してこの反りを打ち消せばよい。
【００３７】
尚、多層膜１２が有する応力を、予め与えた基板１１の反り（変形）で完全に相殺することが出来るのなら、応力補正膜１５を成膜せずに平坦な多層膜表面を得ることも可能である。
前記予め反りを与えた基板１１を調製するには、例えば、基板の初期スライス時に、所望の面（反り）を有するように加工すること等の方法がある。
【００３８】
ここで、前記応力補正膜１５の成膜方法について説明する。
前記応力補正膜表面は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。
前記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。
前記応力補正膜１５の成膜例として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１５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。
【００３９】
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１５の有する応力を用いて、多層膜１２の有する応力や基板１１の反りを打ち消し合うことができる。応力補正膜１５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。
【００４０】
応力補正膜１５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、実施の形態−２に後述するように、応力補正膜を基板と多層膜の間、または基板の背面（多層膜が成膜されていない側の面）に成膜する場合、基板１１の裏面に導電性を持つ材料で応力補正膜１５が設けられていれば、前記ＥＵＶマスクブランクおよびＥＵＶマスク、等を取り扱う際に、それらの基板１１裏面を静電チャックでチャックしたいとの要請があったとき、前記チャック性が改善されるからである。
【００４１】
さらに応力補正膜１５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１５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平滑な膜であれば良く、ＴａＧｅ、ＴａＧｅＮ、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＷＮ等も使用できる。
【００４２】
（３）基板上への多層膜の成膜工程。
多層膜１２としては、ＭｏとＳｉからなる多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、多層膜１２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、多層膜付き基板が得られる。
【００４３】
（４）エッチングストッパーの成膜工程。
エッチングストッパー膜１３の材料としてはＳｉＯ2が多用されるが、吸収層１３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Ａｌ2Ｏ3、ＣｒＮ等を用いても良い。
ＳｉＯ2を用いる場合は、ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＳｉＯ2ターゲットを用いてＡｒガス雰囲気下で、前記多層膜付き基板上へＳｉＯ2膜を成膜するのが好ましい。
【００４４】
（５）ＥＵＶ吸収層の成膜工程。
ＥＵＶ吸収層１３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）
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、好ましいことを見出した。
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。
【００４５】
ＥＵＶ吸収層１３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Ｔａ4Ｂターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＴａ4Ｂ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ＥＵＶ吸収層１３の応力を５０ＭＰａ以下としておくことが好ましい。
この工程により、ＥＵＶマスクブランクが得られる。
【００４６】
なお、本発明のＥＵＶマスクブランクおよび、後述するＥＵＶマスクは上述したように多層膜基板の反りを補正する応力補正膜を設けたことを特徴としている。ここで、多層膜表面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、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。
【００４７】
（６）ＥＢレジスト塗布工程。
得られたＥＵＶマスクブランクの吸収層にパターンを形成することによりＥＵＶマスクを製造することができる。
工程（５）で得られたＥＵＶマスクブランクにＥＢレジストを塗布し２００℃でベーキングを行う。
【００４８】
（７）ＥＢ描画工程。
ＥＢレジストを塗布したＥＵＶマスクブランクに３０ｋｅＶのＥＢ描画機を用いてレジストパターン作成を実施した。
【００４９】
（８）ドライエッチング工程。
ＩＣＰ−ＲＩＥ装置を用い、このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収層１４を塩素を用いて基板温度２０℃にてドライエッチングし吸収層をパターン形成した。その際、下地のＳｉＯ2膜は、希フッ酸液を用いて除去した。さらに吸収層パターン上に残ったレジストを１００℃の熱濃硫酸で除去した。
この工程により、ＥＵＶマスクが得られる。
【００５０】
なお、ここでは吸収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。
【００５１】
（９）ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写。
図６に示すように、レーザープラズマＸ線源４１からえられたＥＵＶ光（軟Ｘ線）を前記ＥＵＶマスク４２に入射し、ここで反射された光を縮小光学系４３を通して例えばＳｉウエハ基板４４上に転写する。
【００５２】
縮小光学系４３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ＥＵＶマスク４２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４４へのパターンの転写は、Ｓｉ基板４４上に形成させたレジスト層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。１３〜１４ｎｍの波長帯域における多層膜の材料として、この波長帯域にピーク波長を有するＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いることができる。
このようにして本実施の形態で得られたＥＵＶマスクを用いて、例えばＳｉウエハ基板上にパターンを形成することにより、例えば集積度の高いＬＳＩ、等の半導体装置を製造することができる。
【００５３】
（実施の形態−２）
次に図２、６を参照しながら、本発明の異なる実施の形態にかかるＥＵＶマスクの製造、および前記ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写について説明する。
ＥＵＶマスクの製造、および前記ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写は（１）基板の準備工程、（２）基板裏面（多層膜を成膜しない側）への応力補正膜の成膜工程、（３）基板上への多層膜の成膜工程、（４）エッチングストッパーの成膜工程、（５）ＥＵＶ吸収層の成膜工程、（６）ＥＢレジスト塗布工程、（７）ＥＢ描画工程、（８）ドライエッチング工程、（９）ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写の各工程からなる。
【００５４】
本実施の形態を実施の形態−１と比較すると、「（２）基板裏面（多層膜を成膜しない側）への応力補正膜の成膜工程」が異なるのでこの工程を中心に説明する。
【００５５】
（２）基板裏面への応力補正膜の成膜工程。
多層膜１２は通常圧縮応力を有する。そこで、基板１１裏面に応力補正膜１６を成膜する際、基板１１として実質的に反りのないものを用いるのであれば、成膜される応力補正膜１６は多層膜１２の有する応力によって生じる反りを、打ち消すような応力および膜厚を持つものとすればよい。
特に材料は限定されないが、前述したように導電性のある半導体膜または金属膜であれば、静電チャックを用いる際のハンドリングにも効果的で好ましい。
ここで、一般に膜が基板の反りに与える力は、膜材料の有する応力と膜厚との積になるため、応力補正膜１６の材料、成膜法および膜厚は、応力補正膜材料１６の有する応力と、膜厚の積が基板１１の反りと多層膜１２の有する応力による反りとの合計を相殺するように決定すればよい。例えば、応力補正膜１６が膜厚０．２８μｍで応力−５００ＭＰａの場合、０．１４μｍの半分に薄くするなら応力は倍の−１０００ＭＰａを有する材料を選択する。
もし実質的に基板１１自身に反りがない場合なら、多層膜１２の厚さと応力補正膜１６の厚さを同値とし、多層膜１２と同じ大きさの応力を応力補正膜１６にも与えるように成膜するのが簡便である。
【００５６】
基板１１の裏面（多層膜を成膜しない側）上に、応力補正膜１６としてＴａＢ膜を成膜する場合、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のが好ましい。この際、応力補正膜１６の膜厚は成膜する多層膜１２と同じ膜厚とし、応力は多層膜１２の応力と打ち消し合わせるため、多層膜１２の応力と同程度となるようにスパッタ条件を制御する。
ここでＴａＢ膜においては、前述したように、スパッタ条件のうちガス圧とＤＣパワーを制御することで応力を容易に可変できるので、前記ガス圧とＤＣパワーの制御により引っ張り応力から圧縮応力まで任意に制御可能である。
【００５７】
この実施の形態によっても実施の形態−１と同様の特性を有する多層膜付き基板、ＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスクを得ることができた。
このようにして実施の形態−２で得られたＥＵＶマスクを用いて、例えばＳｉウエハ基板上にパターンを形成することにより、例えば集積度の高いＬＳＩ、等の半導体装置を製造することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態においては基板１１裏面への応力補正膜１６の成膜を多層膜１２の成膜工程の前におこなう例を説明したが、これに限らず多層膜１２の成膜後の各工程間でおこなってもよい。例えば、多層膜１２の成膜後、吸収層１４の成膜後、吸収層１４へのパターン形成後でも良い。
【００５９】
（多層膜付き基板のＥＵＶ用反射ミラー、等への適用）
本発明に記載した多層膜付き基板は、ＥＵＶマスク、ＥＵＶマスクブランクおよびＥＵＶ用反射ミラー、等への適用が可能である。
【００６０】
しかし、ＥＵＶ用反射ミラーにおいては、光の反射面として曲面を求められる場合が多い。
そこで、本発明に記載した多層膜付き基板を適用する場合は、応力補正膜の応力の大きさおよび向きを調整し、反射面の反りを所望の曲率に合わせるように補正すればよい。
【００６１】
（実施例１）
図１を参照しながら本発明の第１の実施例を説明する。
ガラス基板１１として、外径６インチ角、厚さが６．３ｍｍである低膨張のＳｉＯ2−ＴｉＯ2系のガラス基板を用いた。また、ガラス基板１１は、機械研磨により、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と９０ｎｍの凹面の平坦度とした。
【００６２】
ガラス基板１１の表面上に、応力補正膜１５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０．６Ｐａで、０．２８μｍの厚さに形成した。この結果、応力補正膜１５の有する応力は、多層膜１２の有する応力を打ち消し合うように多層膜１２と反対の引っ張り応力を有し、応力値は同程度の＋４８０ＭＰａであった。
【００６３】
多層膜１２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４ｎｍ成膜した。ここで、多層膜１２の有する応力は、−５００ＭＰａであった。
ここで得られた多層膜付き基板の平坦度は４０ｎｍであった。
【００６４】
次に、多層膜１２上にＳｉＯ2ターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒガスを用いて、ＳｉＯ2膜より構成されるエッチングストッパー１３をＲＦマグネトロンスパッタ法によって、０．０５μｍの厚さに成膜した。ここでエッチングストッパー１３の応力は−５０ＭＰａであった。
【００６５】
最後に、前記ＳｉＯ2膜より構成されるエッチングストッパー１３の上に、ＥＵＶ吸収層１４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、０．１μｍの厚さで成膜した。この際、スパッタ条件を制御することで前記ＥＵＶ吸収層１４の有する応力を＋５０ＭＰａとした。
この結果、多層膜表面の平坦度が５０ｎｍという特徴を有するＥＵＶマスクブランクを得ることができた。
【００６６】
次に、このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを、次に記載する方法により作製した。
【００６７】
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画によりレジストパターンを形成した。
【００６８】
このレジストパターンをマスクとして、ＴａＢ吸収層１４を、塩素を用いてドライエッチングし、ＥＵＶマスクブランク上に吸収パターンを形成した。下地のＳｉＯ2膜より構成されるエッチングストッパー１３は、希フッ酸で除去し、吸収パターン上に残ったレジストを除去してＥＵＶマスクを作製した。
【００６９】
上記で作製した、ＥＵＶマスクについて、干渉計により多層膜表面の平坦度を測定した結果、５０ｎｍの高い平坦度を有していることを確認した。さらに、ＥＵＶＬにおいて露光転写を行った結果、十分高精度なＥＵＶ反射特性を有していることを確認した。
【００７０】
（実施例２）
図２を参照して本発明の第２の実施例について説明する。
基板１１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。
ガラス基板１１の裏面（多層膜を成膜しない側）上に、応力補正膜１６としてＴａＢ膜を成膜する。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、０．２８μｍの厚さに成膜した。
この際、応力補正膜１６の膜厚は、成膜する多層膜１２と同じ０．２８μｍとし、応力は、多層膜１２の有する応力と打ち消し合うように、同方向で、同じ大きさの−５００ＭＰａとした。
ここで得られた多層膜付き基板の平坦度は９０ｎｍであった。
【００７１】
ガラス基板１１の表面上に、実施例１と同様の多層膜１２を成膜し、前記多層膜上に、実施例１と同様のＳｉＯ2膜より構成されるエッチングストッパー１３を成膜した。
前記ＳｉＯ2上に、実施例１と同様のＴａ及びＢを含むＥＵＶ吸収層１４を成膜した。
この結果、多層膜表面の平坦度が１００ｎｍという特性を有するＥＵＶマスクブランク得ることができた。
【００７２】
このＥＵＶマスクブランクを用いて、実施例１と同様にＥＵＶマスクを作製した。
上記で作製した、ＥＵＶマスクについて、干渉計により多層膜表面の平坦度を測定した結果、１００ｎｍの高い平坦度を有していることを確認した。さらに、ＥＵＶＬにおいて露光転写を行った結果、十分高精度なＥＵＶ反射特性を有していることを確認した。
【００７３】
（実施例３）
図２を参照して本発明の第３の実施例について説明する。
基板１１として、実施例１と同様のガラス基板１１を用いた。ただし、このガラス基板１１は機械研磨により０．２ｎｍ以下の平滑な表面と５００ｎｍの凸面の平坦度を有している。
【００７４】
ガラス基板１１の裏面（多層膜を成膜しない側）上に、応力補正膜１６としてＴａＢ膜を成膜する。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０．１５Ｐａで、０．３μｍの厚さに成膜した。
この応力補正膜１６の膜厚は、ガラス基板１１の反り（変形）と多層膜１２の有する応力の両方を解消するように−７００ＭＰａが得られる値である。
【００７５】
ガラス基板１１の表面上に、実施例１と同様の多層膜１２を成膜した。ここで多層膜１２の応力は−５００ＭＰａであった。
ここで得られた多層膜付き基板の平坦度は５０ｎｍであった。
次に、前記多層膜１２上に、実施例１と同様のＳｉＯ2膜より構成されるエッチングストッパー１３を成膜した。
最後に、前記ＳｉＯ2膜より構成されるエッチングストッパー１３上に、実施例１と同様のＴａ及びＢを含むＥＵＶ吸収層１４を成膜した。
この結果、多層膜表面の平坦度が６０ｎｍという特性を有するＥＵＶマスクブランク得ることができた。
【００７６】
このＥＵＶマスクブランクを用いて、実施例１と同様にＥＵＶマスクを作製した。
上記で作製した、ＥＵＶマスクについて、干渉計により多層膜表面の平坦度を測定した結果、６０ｎｍの高い平坦度を有していることを確認した。さらに、ＥＵＶＬにおいて露光転写を行った結果、十分高精度なＥＵＶ反射特性を有していることを確認した。
【００７７】
以上、実施例１〜３に記載した結果からも明らかなように、本発明によれば、ＥＵＶマスクブランク、多層膜付き基板において、多層膜表面の平坦度を１００ｎｍ以下としたことで、これから製造されたＥＵＶマスクを用いれば、パターン転写の際に位置ずれの小さい、高精度なパターン転写をおこなうことが可能になる。
また本発明によれば、応力補正膜を成膜したことで、多層膜の有する応力および基板自身の反りによって形成される多層膜表面の反りを補正することができ、可視光からＥＵＶ光にわたる広い波長領域において適用可能な、高い平坦度をもった多層膜表面を有する多層膜付き基板、マスクブランク、マスク、および所望の曲率を有する多層膜ミラーを得ることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明は、基板の反りと多層膜の有する応力とにより形成される多層膜表面の反りを補正する応力補正膜を成膜したことで、前記多層膜の有する応力および基板自身の反りによって形成される多層膜表面の反りを補正し、高い平坦度をもった多層膜表面を有する多層膜付き基板、マスクブランクおよびマスク等を実現したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態−１に係る、多層膜付き基板、マスクブランクおよびマスクの製造フロー
【図２】実施の形態−２に係る、多層膜付き基板、マスクブランクおよびマスクの製造フロー
【図３】従来の実施の形態に係る、マスクブランクおよびマスクの概念図（断面図）
【図４】従来の実施の形態に係るマスクの概念図（断面図）
【図５】本発明における平坦度の定義を説明するための概念図
【図６】本発明に係るマスクを用いて、Ｓｉ基板上にＥＵＶ光によるパターン転写をおこなっている概念図
【符号の説明】
１１  ガラス基板
１２  多層膜
１３  エッチングストッパー
１４  吸収層
１５  応力補正膜
１６  応力補正膜
２１  基板
２２  多層膜
２３  エッチングストッパー
２４  吸収層
３１  基板表面
３２  焦平面
４１  レーザープラズマＸ線源
４２  マスク
４３  縮小反射光学系
４４  ウエハ
【図１】
0003939132.tif 000002
【図２】
0003939132.tif 000003
【図３】
0003939132.tif 000004
【図４】
0003939132.tif 000005
【図５】
0003939132.tif 000006
【図６】
0003939132.tif 000007