(57)【要約】  吸収層におけるＥＵＶ光線反射率が低減されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスおよび該マスクブランクスを製造する方法を提供する。  基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、がこの順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスであって、前記吸収層はイオンビームスパッタ法により成膜される、低ＥＵＶ光線反射率のＣｒ層であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、がこの順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスであって、
前記吸収層は、イオンビームスパッタ法により成膜されるＣｒ層であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項２】
ＥＵＶ光の波長領域の光線を前記吸収層表面に２〜１０度の範囲の入射角で照射した際、前記反射層の反射率プロファイルにおける中心波長の光線に対する反射率が０．１％以下であることを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項３】
前記吸収層の厚さが５０〜１００ｎｍである請求項１または２に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項４】
前記反射層が高屈折率層と低屈折率層とを交互に複数回積層させてなる多層反射膜である請求項１〜３のいずれかに記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項５】
さらに、前記反射層と前記吸収層との間に、保護層として、イオンビームスパッタ法により成膜されるＳｉＯ2層を有する請求項１〜４のいずれかに記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項６】
前記保護層の厚さが１０〜６０ｎｍである請求項５に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項７】
前記反射層と前記保護層との間に、キャップ層としてＳｉ層を有する請求項５または６に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項８】
前記キャップ層の厚さが１１．０±２ｎｍである請求項７に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項９】
前記Ｃｒ層がＣｒを少なくとも５０原子％以上含む請求項１〜８いずれかに記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項１０】
前記Ｃｒ層がＣｒ以外の添加元素Ａを含む請求項９に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項１１】
前記添加金属Ａが、Ａｇ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｚｎ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｇａ，Ｒｅ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｇａ，Ｒｅ，Ｗ，Ｈｆ，ＲｈおよびＡｌからなる群から選ばれる１種以上である請求項１０に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項１２】
前記Ｃｒ層が添加元素Ｂをさらに含む請求項１０または１１に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項１３】
前記添加金属Ｂが、Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｓｉ，ＰおよびＳｂからなる群から選ばれる１種以上である請求項１２に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項１４】
ＥＵＶ光の波長領域の光線を層表面に２〜１０度の範囲の入射角で照射した際の、前記反射層の反射率プロファイルにおける中心波長の光線に対する反射率である、反射層の形成後に測定した反射層のＥＵＶ光線反射率Ａと、吸収層の形成後に測定した吸収層のＥＵＶ光線反射率Ｂとのコントラスト（Ａ／Ｂ）が６００／１以上であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス。
【請求項１５】
基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、がこの順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法であって、
イオンビームスパッタ法によりＣｒ層を成膜して吸収層を形成する工程を含み、
ＥＵＶ光の波長領域の光線を、形成された吸収層表面へ２〜１０度の範囲の入射角で照射した際、前記反射層の反射率プロファイルにおける中心波長の光線に対する反射率が０．１％以下であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法。
【請求項１６】
前記吸収層を形成する工程を実施する前に、前記反射層上にイオンビームスパッタ法によりＳｉＯ2層を成膜して、保護層を形成する工程を含む請求項１５に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法。
【請求項１７】
前記反射層としてＭｏ／Ｓｉ反射膜を用い、成膜速度０．０５〜０．０９ｎｍ／ｓｅｃでＳｉ膜を成膜し、成膜速度０．０５〜０．０９ｎｍ／ｓｅｃでＭｏ膜を形成する請求項に１５または１６に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法。
【請求項１８】
前記保護層を成膜速度０．０１〜０．０３ｎｍ／ｓｅｃで成膜する請求項１６に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法。
【請求項１９】
前記吸収層を成膜速度０．０６〜０．０９ｎｍ／ｓｅｃで成膜する請求項１５〜１８のいずれかに記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法。
【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ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ：極端紫外）リソグラフィ用反射型マスクブランクスおよび該マスクブランクス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、従来の光露光の露光限界に近づいてきた。光露光の場合、パターンの解像限界は露光波長の１／２と言われ、Ｆ2レーザ（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リソグラフィが有望視されている。本明細書において、ＥＵＶ光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外線領域の波長の光線をさし、具体的には波長１０〜２０ｎｍ程度の光線を指す。【０００３】
ＥＵＶ光は、あらゆる物質に対して吸収されやすく、かつ屈折率が１に近いため、従来の可視光または紫外光を用いたフォトリソグラフィのような屈折光学系を使用することができない。このため、ＥＵＶ光リソグラフィでは、反射光学系、すなわち反射型フォトマスクとミラーとが用いられる。【０００４】
マスクブランクスは、フォトマスク製造用のパターニング前の積層体である。反射型フォトマスク用のマスクブランクの場合、ガラス製等の基板上にＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層とがこの順で形成された構造を有している。反射層としては、高屈折層と低屈折層とを交互に積層することで、光線を層表面に照射した際の光線反射率、より具体的にはＥＵＶ光を層表面に照射した際の光線反射率が高められた多層反射膜が通常使用される。
一方、吸収層には、ＥＵＶ光に対する吸収係数の高い材料、具体的にはたとえば、ＣｒやＴａを主成分とする材料層が用いられ、これらは通常マグネトロンスパッタ法により成膜される（特許文献１〜５参照）。【０００５】
しかしながら、吸収層を厚くすると、反射型フォトマスクを用いて半導体基板にパターン転写を行う際に問題が生じる。すなわち、反射型フォトマスクにおいては、通常、露光光はフォトマスクに対して垂直方向から照射されるのではなく、垂直方向より数度、例えば２〜１０度程度傾斜した方向から照射される。そのため、吸収層をドライエッチングすることにより形成されるマスクパターンの厚さが大きいと、マスクパターンの影が生じて形状精度や寸法精度が悪化し、露光時に反射されるパターン像にぼやけが生じ、その結果、パターンの寸法精度が悪化してしまう。【０００６】
マスクブランクスから反射型フォトマスクを形成する際、吸収層をエッチング処理することにより所望のパターンが形成される。要求されるパターンの微細化により、マスクブランクスへのパターン形成には、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、プラズマエッチングのようなドライエッチングプロセスが通常使用される。このドライエッチングプロセスの際に、反射層がダメージを受けるのを防止するため、通常は反射層と吸収層との間に反射層を保護するための保護層が設けられている。この保護層と吸収層の厚さの合計がマスクパターンの厚さになる。これによってさらに吸収層の厚さが制限される。【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１９５４２号公報
【特許文献２】特開２００４−６７９８号公報
【特許文献３】特開２００４−６７９９号公報
【特許文献４】特開２００４−３９８８４号公報
【特許文献５】特開２００２−２２２７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、吸収層におけるＥＵＶ光線反射率が低減されたＥＵＶフォトリソグラフィ用反射型マスクブランクスおよび該マスクブランクスを製造する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】
上記目的を達成するため、本発明は、基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、がこの順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスであって、
前記吸収層は、イオンビームスパッタ法により成膜されるＣｒ層であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクス（以下、「本発明のマスクブランクス」という。）を提供する。【００１０】
本発明のマスクブランクスは、ＥＵＶ光の波長領域の光線を前記吸収層表面に２〜１０度の範囲の入射角で照射した際、前記反射層の反射率プロファイルにおける中心波長の光線に対する反射率が０．１％以下であることが好ましい。【００１１】
本発明のマスクブランクスにおいて、前記吸収層の厚さは５０〜１００ｎｍであることが好ましい。【００１２】
本発明のマスクブランクスは、さらに、前記反射層と前記吸収層の間に、保護層として、イオンビームスパッタ法により成膜されるＳｉＯ2層を有することが好ましい。【００１３】
本発明のマスクブランクスは、ＥＵＶ光の波長領域の光線を層表面に２〜１０度の範囲の入射角で照射した際の、前記反射層の反射率プロファイルにおける中心波長の光線に対する反射率である、反射層形成後に測定したＥＵＶ光線反射率Ａと、吸収層形成後に測定したＥＵＶ光線反射率Ｂとのコントラスト（Ａ／Ｂ）が６００／１以上であることが好ましい。【００１４】
さらに本発明は、基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、がこの順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法であって、
イオンビームスパッタ法によりＣｒ層を成膜して吸収層を形成する工程を含み、
ＥＵＶ光の波長領域の光線を、形成された吸収層表面へ２〜１０度の範囲の入射角で照射した際、前記反射層の反射率プロファイルにおける中心波長の光線に対する反射率が０．１％以下であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法（以下、「本発明のマスクブランクスの製造方法」という。）を提供する。【００１５】
本発明のマスクブランクスの製造方法は、さらに前記吸収層を形成する工程を実施する前に、前記反射層上にイオンビームスパッタ法によりＳｉＯ2層を成膜して、保護層を形成する工程を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のマスクブランクスは、吸収層をイオンビームスパッタ法により成膜されるＣｒ層とすることで、吸収層におけるＥＵＶ光線反射率が低減されており、好ましくは、吸収層におけるＥＵＶ光線反射率が０．１％以下である。吸収層におけるＥＵＶ光線反射率が低減されることにより、反射層および吸収層におけるＥＵＶ光線反射率のコントラストに優れており、好ましくは、反射層および吸収層におけるＥＵＶ光線反射率のコントラストが６００／１以上となる。このようなコントラストに優れた反射型フォトマスクを用いてＥＵＶリソグラフィーを行うことで、半導体基板上に高精度のパターン形成が可能になる。
本発明のマスクブランクスの製造方法によれば、吸収層におけるＥＵＶ光線反射率が０．１％以下である本発明のマスクブランクスを製造することができる。
ここで、吸収層におけるＥＵＶ光線反射率とは、ＥＵＶ光の波長領域の光線を、吸収層表面へ２〜１０度の範囲の入射角で照射した際の、反射層の反射率プロファイルにおける中心波長の光線に対する反射率である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明のマスクブランクスの１実施形態を示した概略断面図である。
【図２】図２は、反射層における反射率プロファイルを示したグラフである。
【図３】図３は、図１のマスクブランクスをパターン形成して作成される反射型フォトマスクの１実施形態を示した概略断面図である。
【図４】図４は、図１のマスクブランクスにおいて、吸収層におけるＥＵＶ光線反射率の測定手順を説明するための図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、図１のマスクブランクスにおいて、反射層および吸収層におけるＥＵＶ光線反射率のコントラストの測定手順を説明するための図であり、図５（ａ）は反射層におけるＥＵＶ光線反射率の測定手順を説明するための図であり、図５（ｂ）は吸収層におけるＥＵＶ光線反射率の測定手順を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：基板
２：反射層
３：保護層
４：吸収層
６：段差
１０：マスクブランクス
１２：フォトマスク
２０，２０ａ，２０ｂ：入射光
２１，２１ａ，２１ｂ：反射光
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明のマスクブランクスの１実施形態を示す概略断面図である。図１に示す本発明のマスクブランクス１０は、基板１上にＥＵＶ光を反射する反射層２と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層４とがこの順に形成されており、該反射層２と該吸収層４との間に、保護層３が設けられている。以下、マスクブランクス１０の個々の構成要素について説明する。【００２０】
基板１としては、低熱膨張係数（０±１．０×１０-7／℃であることが好ましく、より好ましくは０±０．３×１０-7／℃）を有し、平滑性、平坦度、およびマスクブランクスまたはパターン形成後のフォト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い。基板１としては、具体的には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できる。【００２１】
基板１は、Ｒｍｓが０．２ｎｍ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パターン形成後のフォトマスクにおいて高反射率および転写精度が得られるために好ましい。
さらに、基板１は、その上に形成される反射層２、保護層３および吸収層４が膜応力により変形するのを防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。
基板１の大きさや厚みなどはフォトマスクの設計値等により適宜決定されるものである。後で示す実施例では外形６インチ（１５２．４ｍｍ）角で、厚さ０．２５インチ（６．３ｍｍ）のＳｉＯ2−ＴｉＯ2系ガラスを用いた。【００２２】
反射層２は、高ＥＵＶ光線反射率の層であることが好ましい。本明細書において、光線反射率とは、特定波長の光線を反射層表面に２〜１０度の範囲の入射角で照射した際の反射率を意味する。なお、本明細書において、特定波長の光線は、ＥＵＶ光の波長領域の光線であり、具体的には１０〜２０ｎｍ程度の波長領域の光線を意味する。また、反射層表面への入射角は、層表面に対して垂直方向を０度とした場合の入射光線の角度を意味する。
本明細書において、ＥＵＶ光線反射率とは、ＥＵＶ光の波長領域の光線を層表面に２〜１０度の範囲の入射角で照射した際、反射層２の反射率プロファイルにおける中心波長の光線に対する反射率である。
ＥＵＶ光の波長領域の光線を反射層表面に２〜１０度の範囲の入射角で照射した際、反射光の波長λ（ｎｍ）と反射層における反射率Ｒ（％）との関係は、図２に示すような曲線で表される。この曲線を反射層における反射率プロファイルという。図２において、曲線中最も高い反射率をピーク反射率Ｒ0（％）という。この曲線において、反射率Ｒ0／２となる２点を直線で結んだ際に、２点に対応する波長の中点に当たる波長を中心波長λ0という。本明細書でＥＵＶ光線反射率といった場合、反射層の反射率プロファイルにおける中心波長λ0近傍の光線に対する反射率を意味する。なお、中心波長λ0としては、通常は１３．５ｎｍが使用される。【００２３】
本発明のマスクブランクスは、反射層２におけるＥＵＶ光線反射率の最大値が６０％以上であることが好ましく、６５％以上であることがより好ましい。
なお、ＥＵＶ光線反射率の測定手順については後に示す。【００２４】
反射層２は、高ＥＵＶ光線反射率を達成できることから、通常は高屈折率層と低屈折率層を交互に複数回積層させた多層反射膜が反射層２として用いられる。多層反射膜において、高屈折率層には、Ｍｏが広く使用され、低屈折率層にはＳｉが広く使用される。すなわち、Ｍｏ／Ｓｉ反射膜が最も一般的である。但し、多層反射膜はこれに限定されず、Ｒｕ／Ｓｉ反射膜、Ｍｏ／Ｂｅ反射膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物反射膜、Ｓｉ／Ｎｂ反射膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ反射膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ反射膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ反射膜も用いることができる。多層反射膜を構成する各層の膜厚および層の繰り返し単位の数は、使用する膜材料および反射層に要求されるＥＵＶ光線反射率に応じて適宜選択することができる。Ｍｏ／Ｓｉ反射膜を例にとると、ＥＵＶ光線反射率の最大値が６０％以上の反射層２とするには、膜厚２．３±０．１ｎｍのＭｏ層と、膜厚４．５±０．１ｎｍのＳｉ層とを繰り返し単位数が３０〜６０になるように積層させればよい。なお、各層は、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法など、周知の成膜方法を用いて所望の厚さになるように成膜すればよい。【００２５】
保護層３は、エッチングプロセス、通常はドライエッチングプロセスにより吸収層４にパターン形成する際に、反射層２がエッチング処理によるダメージを受けないよう、反射層２を保護することを目的として設けられる。したがって保護層３の材質としては、吸収層４のエッチング処理による影響を受けにくい、つまりこのエッチング速度が吸収層４よりも遅く、しかもこのエッチング処理によるダメージを受けにくく、なおかつ後でエッチングにより除去可能な物質が選択される。この条件を満たす物質としては、たとえばＣｒ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｔａ及びこれらの窒化物、ならびにＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3が例示される。保護層３の成膜は、反射層２の場合と同様にマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法など周知の成膜方法を用いて行うことができる。但し、緻密で表面が平滑な膜が得られることから、保護層３はイオンビームスパッタ法により成膜されるＳｉＯ2層であることが好ましい。保護層３がイオンビームスパッタ法により成膜されるＳｉＯ2層であると、該保護層３に積層される吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率を低減することができる。【００２６】
本発明のマスクブランクスにおいて、保護層３は必須の構成要件ではない。すなわち、エッチングプロセス方法またはその条件を選択することで、エッチング処理による反射層２のダメージを防止できるのであれば、保護層３を設けることなしに、反射層２と吸収層４とを直接積層させてもよい。【００２７】
一方、図１に示すマスクブランクス１０において、反射層２と保護層３との間にキャップ層を形成してもよく、むしろキャップ層を形成するのが好ましい。キャップ層の形成は、反射層２表面が酸化されるのを防止するのに有効である。キャップ層の具体例としては、Ｓｉ層を例示することができ、キャップ層の成膜方法としては、反射層２および保護層３の場合と同様にマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法など周知の成膜方法を用いて行うことができる。
したがって、反射層２がＭｏ／Ｓｉ膜である場合、最上層をＳｉ層とすることで、キャップ層を設けることができる。キャップ層の膜厚は、１１．０±２ｎｍであることが好ましい。キャップ層の膜厚が１１．０±２ｎｍであると、反射層２の表面の酸化を十分に防止できる。【００２８】
図３は、図１に示すマスクブランクス１０をパターン形成することによって得られる反射型フォトマスクの概略断面図である。図３のフォトマスク１２において、保護層３および吸収層４がエッチングプロセスにより除去されて形成された段差６がマスクパターンとなる。ＥＵＶリソグラフィーの際、ＥＵＶ光はマスク表面に対して垂直方向より入射するのではなく、通常は垂直方向より数度、具体的には２〜１０度の角度より入射される。マスクパターンの段差６が大きくなると、ＥＵＶ光の光路の関係からマスクパターンのエッジ部分がぼやけるという不具合が発生する。このため、保護層３の厚さは小さいほうが好ましい。さらにまた、パターン形成後、保護層３をエッチングして除去する際にも、エッチング処理に要する時間を短縮できるので、保護層３の厚さは小さいほうが好ましい。したがって、保護層３の膜厚は、１０〜６０ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１０〜４５ｎｍである。【００２９】
本発明のマスクブランク１０では、反射層２上（または保護層３上）に形成される吸収層４が、イオンビームスパッタ法により成膜されるＣｒ層であることを特徴とする。
本発明者らは、吸収層４がイオンビームスパッタ法により成膜されるＣｒ層である場合、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率を低減できることを知見した。吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率を低減することにより、ＥＵＶ光線反射率のコントラストが向上し、パターンの寸法精度が向上する。なお、ＥＵＶ光線反射率のコントラストについては、後で説明する。
吸収層４は、その厚さに応じて、ＥＵＶ光線反射率が、吸収層４表面での反射と、吸収層４と反射層３との界面での反射による干渉効果によって周期的な振幅を伴いながら減少し、理論的には０．１％以下まで低減することができると考えられる。
従来のマグネトロンスパッタ法で成膜された吸収層では、その光学的特性が理想的な光学定数とはならなかった。そのため、吸収層におけるＥＵＶ光線反射率を理論値まで低減することができず、せいぜい０．２％程度であった。【００３０】
これに対して、本発明のマスクブランクス１０は、吸収層４をイオンビームスパッタ法により成膜されるＣｒ層とすることで、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率が低減されており、好ましくは、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率が０．１％以下、より好ましくは０．０８％以下である。
本発明のマスクブランクス１０において、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率が０．１％以下となる理由は明らかではないが、イオンビームスパッタ法でＣｒ層を成膜することにより、より緻密で、理想的な光学定数を有し、かつ平滑な膜が形成できるためだと推定される。
本発明におけるＣｒ層は、Ｃｒを主成分とする層であり、Ｃｒを５０原子％以上含み、特に８０原子％以上、さらには９５原子％以上含むことが好ましい。Ｃｒ層は、Ｃｒ以外の添加元素Ａを含むことができる。添加元素Ａを含むことで、膜をよりアモルファス化し、表面の平滑化を可能とできる点で好ましい。
添加元素Ａは、ＥＵＶなどの短波長域の光を吸収する（消衰係数の大きい）元素であることが好ましく、例えばＡｇ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｚｎ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｇａ，Ｒｅ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｇａ，Ｒｅ，Ｗ，Ｈｆ，ＲｈおよびＡｌからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。特に、Ｃｒと同等もしくはそれ以上の消衰係数を有する元素で、ＥＵＶ光などの短波長域の光の吸収が期待される元素として、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｇａ，Ｒｅ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｚｎ，Ａｕ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｉｎ，ＳｎおよびＣｏからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。さらにはＣｕ，Ｐｔ，Ｚｎ，Ａｕ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｉｎ，ＳｎおよびＣｏからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。特に、Ａｇ，Ｎｉ，Ｉｎ，ＳｎおよびＣｏからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。添加元素Ａの割合は、Ｃｒ層の全元素に対して１０〜３５原子％であることが好ましい。特に、１３．５ｎｍにおける消衰係数が３×１０−２以上、さらには５×１０−２以上である元素が好ましい。
本発明におけるＣｒ層は、添加元素Ａ以外に、さらに、添加元素Ｂを含むことができる。添加元素Ｂを含むことで、膜をよりアモルファス化し、表面の平滑化を可能とできる点で好ましい。添加元素Ｂとしては、Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｆ，Ｓｉ，ＰおよびＳｂからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。中でも、Ｂ，ＳｉおよびＮからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。【００３１】
本発明において、ＥＵＶ光線反射率は、図４に示すように、中心波長がＥＵＶ光の波長領域の光線（入射光）２０を吸収層４表面に入射角θで照射した際の、分光光度計を用いて測定した反射光２１の光度と、同じく分光光度計を用いて測定した入射光２０の光度との比から求める。ここで、中心波長がＥＵＶ光の波長領域の光線には、シンクロトロン放射光やＸｅガスジェットを用いたレーザプラズマ光を利用することができる。【００３２】
上記したように、吸収層４は、保護層３とともに、マスクパターンの段差６を構成するので、吸収層４の厚さは、所望の低ＥＵＶ光線反射率が得られる限り小さいことが好ましい。吸収層４の厚さは、５０〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは６０〜８０ｎｍである。
吸収層４の厚さが上記範囲であると、エッチング処理に要する時間を短縮できる点でも好ましい。【００３３】
本発明のマスクブランクス１０は、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率が０．１％以下であるため、反射層２および吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率のコントラストに優れている。ＥＵＶ光線反射率のコントラストとは、反射層２におけるＥＵＶ光線反射率と、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率との比であり、反射層２形成後、吸収層４を形成する前に測定したＥＵＶ光線反射率Ａと、吸収層４形成後に測定したＥＵＶ光線反射率Ｂとの比Ａ／Ｂで表される。
反射層２におけるＥＵＶ光線反射率Ａは、図５（ａ）に示すように、反射層２を形成後、保護層３および吸収層４を形成する前に、中心波長がＥＵＶ光の波長領域の光線（入射光）２０ａを反射層２の表面に入射角θで照射した際の、分光光度計を用いて測定した反射光２１ａの光度と、同じく分光光度計を用いて測定した入射光２０ａの光度との比から求める。
一方、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率Ｂは、図５（ｂ）に示すように、吸収層４を形成後、中心波長がＥＵＶ光の波長領域の光線（入射光）２０ｂを吸収層４の表面に入射角θで照射した際の、分光光度計を用いて測定した反射光２１ｂの光度と、同じく分光光度計を用いて測定した入射光２０ｂの光度との比から求める。【００３４】
本発明のマスクブランクス１０は、反射層２および吸収層４における上記ＥＵＶ光線反射率ＡおよびＢのコントラスト（Ａ／Ｂ）が６００／１以上であることが好ましく、６５０／１以上であることがより好ましい。コントラストが上記の範囲であると、このマスクブランクス１０を用いてＥＵＶリソグラフィを行った際に、半導体基板上に高精度のパターンの形成が可能になる。【００３５】
本発明のマスクブランクス１０の製造方法は、保護層３および吸収層４の成膜手順以外は従来の方法と同様である。
本発明のマスクブランクス１０の製造方法では、まず始めに、予め準備した基板１を、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、コロイダルシリカ等の研磨砥粒を用いて表面を研磨し、その後フッ酸、ケイフッ酸、硫酸等の酸性溶液や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ溶液または純水を用いて基板１表面を洗浄する。【００３６】
次に、基板１表面上に反射層２を形成する。反射層２としては、通常は高屈折率層と低屈折率層とを複数回数積層させた多層反射膜が用いられる。多層反射膜としては、Ｍｏ／Ｓｉ反射膜、Ｒｕ／Ｓｉ反射膜、Ｍｏ／Ｂｅ反射膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物反射膜、Ｓｉ／Ｎｂ反射膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ反射膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ反射膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ反射膜等が使用され、これらの反射膜を構成する各層は、イオンビームスパッタ法、マグネトロンスパッタ法等、一般的な成膜方法により成膜される。但し、緻密で表面が平滑な膜が得られることから、イオンビームスパッタ法で成膜することが好ましい。イオンビームスパッタ法でＭｏ／Ｓｉ反射膜を成膜する場合、ターゲットとしてＳｉターゲット（ホウ素ドープ）を用い、スパッタガスとしてＡｒガス（ガス圧１．３×１０-2Ｐａ〜２．７×１０-2Ｐａ）を使用して、電圧４００〜８００Ｖ、成膜速度０．０５〜０．０９ｎｍ／ｓｅｃで厚さ４．５±０．１ｎｍとなるようにＳｉ膜を成膜し、次に、ターゲットとしてＭｏターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガス（ガス圧１．３×１０-2Ｐａ〜２．７×１０-2Ｐａ）を使用して、電圧４００〜８００Ｖ、成膜速度０．０５〜０．０９ｎｍ／ｓｅｃで厚さ２．３±０．１ｎｍとなるようにＭｏ膜を成膜することが好ましい。これを１周期として、Ｓｉ膜およびＭｏ膜を３０〜６０周期積層させることで多層反射膜（Ｍｏ／Ｓｉ反射膜）が形成される。成膜速度を上記範囲にすることにより、緻密なＳｉ膜およびＭｏ膜を得ることができる。ここで、最上層をＳｉ膜とすれば、反射層２と保護層３との間にキャップ層を有する構成となる。  【００３７】
次に、反射層２の表面上に保護層３として、たとえばＣｒ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｔａ及びこれらの窒化物、ならびにＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3からなる層をマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法など周知の成膜方法を用いて成膜する。但し、緻密で表面が平滑な膜が得られることから、イオンビームスパッタ法によりＳｉＯ2膜を成膜することが好ましい。イオンビームスパッタ法によりＳｉＯ2膜を成膜する場合、ターゲットとしてＳｉターゲット（ホウ素ドープ）を用い、スパッタガスとしてＡｒガスおよびＯ2ガス（ガス圧２．７×１０-2Ｐａ〜４．０×１０-2Ｐａ）を使用して、電圧１２００〜１５００Ｖ、成膜速度０．０１〜０．０３ｎｍ／ｓｅｃで厚さ１０〜６０ｎｍとなるように成膜することが好ましい。成膜速度を０．０１〜０．０３ｎｍ／ｓｅｃにすることにより、エッチング処理に対して耐性を有する膜が得られる。【００３８】
次に、保護層３の表面上に吸収層４として、Ｃｒ膜をイオンビームスパッタ法により成膜する。この場合、ターゲットとしてＣｒターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガス（ガス圧１．３×１０-2Ｐａ〜４．０×１０-2Ｐａ）を使用して、電圧４００〜８００Ｖ、成膜速度０．０６〜０．０９ｎｍ／ｓｅｃで厚さ５０〜１００ｎｍとなるように成膜することが好ましい。成膜速度０．０６〜０．０９ｎｍ／ｓｅｃは、理想的な光学定数を有しかつ平滑な吸収層４を得るのに有効である。なお、Ｃｒ層に添加元素Ａや添加元素Ｂを含む場合は、異なるターゲットを用いて同時に放電させるか、または混合元素からなるターゲットを用いるか、反応性ガスとして添加することで対応できる。【００３９】
上記の手順により、本発明のマスクブランクス１０を製造することができる。
次に、本発明のマスクブランクス１０をパターン形成して、ＥＵＶリソグラフィ用の反射型フォトマスクを製造する手順を示す。
本発明のマスクブランクス１０にパターン形成する場合、微細なパターンを形成するために、通常は電子ビーム描画技術を用いてパターン形成を行う。
電子ビーム描画技術を用いたパターン形成をするためには、まず始めに、マスクブランクス１０の吸収層４表面に電子ビーム描画用のレジストを塗布し、ベーキング処理、たとえば２００℃でベーキング処理を行う。次に、レジスト表面上に電子ビーム描画装置を用いて電子ビームを照射し、その後現像することでレジストパターンを形成する。【００４０】
次に、レジストパターンをマスクとして、マスクブランクス１０の吸収層４をエッチング処理することで吸収層４にパターン形成する。エッチングプロセスとしては、微細なパターン形成が可能であるため、通常はドライエッチングプロセスが用いられる。ドライエッチングプロセスの種類は特に限定されず、公知の方法、具体的には、気相エッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、スパッタエッチング、イオンビームエッチングまたは光エッチングが使用可能である。但し、微細なパターン形成が可能であり、かつエッチング可能な材料が多いことから、通常はＲＩＥが使用される。ＲＩＥを用いる場合、エッチャントガスとしてフッ素系または塩素系のガスを用いて、例えば基板温度２０℃でドライエッチングして吸収層４にパターン形成する。続いて、保護層３をドライエッチングまたはウェットエッチングする。パターン上に残ったレジストを除去することにより、所望のパターンを有するＥＵＶリソグラフィ用の反射型フォトマスクを得ることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を用いて本発明をさらに説明する。
（実施例）
本実施例では、図１に示すマスクブランクスを以下の手順で作成した。
［反射層の形成］
本実施例では、ＳｉＯ2−ＴｉＯ2系のガラス基板１（外形６インチ（１５２．４ｍｍ）角、厚さが６．３ｍｍ）を使用した。このガラス基板１の熱膨張率は０．２×１０-7／℃、ヤング率は６７ＧＰａである。このガラス基板１を研磨により、Ｒｍｓが０．２ｎｍ以下の平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度に形成した。
上記ガラス基板１の表面上に、イオンビームスパッタ法を用いてＳｉ膜およびＭｏ膜を交互に成膜することを４０周期繰り返すことにより、合計膜厚２７２ｎｍ（（４．５＋２．３）×４０）のＭｏ／Ｓｉ反射膜（反射層２）を形成した。最後にキャップ層として、膜厚１１．０ｎｍになるようにＳｉ層を成膜した。【００４２】
なお、Ｓｉ膜およびＭｏ膜の成膜条件は以下の通りであった。
（Ｓｉ膜の成膜条件）
ターゲット：Ｓｉターゲット（ホウ素ドープ）
スパッタガス：Ａｒガス（ガス圧０．０２Ｐａ）
電圧：７００Ｖ
成膜速度：０．０７７ｎｍ／ｓｅｃ
膜厚：４．５ｎｍ
（Ｍｏ膜の成膜条件）
ターゲット：Ｍｏターゲット
スパッタガス：Ａｒガス（ガス圧０．０２Ｐａ）
電圧：７００Ｖ
成膜速度：０．０６４ｎｍ／ｓｅｃ
膜厚：２．３ｎｍ【００４３】
［保護層の形成］
反射層２の表面上に、保護層３としてイオンビームスパッタ法を用いてＳｉＯ2膜を成膜した。ＳｉＯ2膜の成膜条件は以下の通りであった。
（ＳｉＯ2膜の成膜条件）
ターゲット：Ｓｉターゲット（ホウ素ドープ）
スパッタガス：Ａｒガス、Ｏ2ガス（ガス圧３．３×１０-2Ｐａ、ガス比５０体積％）
電圧：１４５０Ｖ
成膜速度：０．０２３ｎｍ／ｓｅｃ
膜厚：３０ｎｍ【００４４】
［吸収層の形成］
保護層３の表面上に、吸収層４としてイオンビームスパッタ法を用いてＣｒ膜を成膜した。Ｃｒ膜の成膜条件は以下の通りであった。
（Ｃｒ膜の成膜条件）
ターゲット：Ｃｒターゲット
スパッタガス：Ａｒガス（ガス圧３．３×１０-2Ｐａ）
電圧：７００Ｖ
成膜速度：０．０８２ｎｍ／ｓｅｃ
膜厚：７０ｎｍ【００４５】
上記の手順により、図１に示すマスクブランクス１０が得られた。得られたマスクブランクスの寸法は以下の通りであった。
外形：６インチ（１５２．４ｍｍ）角
基板：厚さ６．３ｍｍ
反射層：厚さ２８３ｎｍ（キャップ層含）
保護層：厚さ３０ｎｍ
吸収層：厚さ７０ｎｍ【００４６】
［吸収層におけるＥＵＶ反射率］
得られたマスクブランクス１０について、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率を測定した。
具体的には、図４に示すように、ＥＵＶ光線２０（シンクロトロン放射光）を吸収層４表面に入射角θ（６度）で照射した。
この時生じた反射光２１の光度を分光光度計を用いて測定し、同じく分光光度計を用いて測定した入射光２０の光度との比から吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率Ｂを求めた。
この結果、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率Ｂは０．０８％であった。ＥＵＶ光線反射率Ｂは、図２に示すような反射率プロファイルを作成して、中心波長λ0を決定した後、この中心波長λ0を用いて測定した。なお、ＥＵＶ光線反射率Ｂは、反射率プロファイルの中心波長の光線に対する反射率であり、ここでは波長１３．５ｎｍの光線に対する反射率である。【００４７】
［反射層および吸収層におけるＥＵＶ光線反射率のコントラスト］
上記したマスクブランクスの作成手順において、反射層２の形成後、保護層３および吸収層４を形成する前に、反射層２におけるＥＵＶ光線反射率Ａを、吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率Ｂと同様の手順で求めた。その結果、反射層２におけるＥＵＶ光線反射率Ａは６３％であった。ＥＵＶ光線反射率Ａは、反射率プロファイルの中心波長の光線に対する反射率であり、ここでは波長１３．５ｎｍの光線に対する反射率である。
ここから反射層２および吸収層４における光線反射率のコントラストは、６３／０．０８（＝７８７．５）であることが確認された。【００４８】
（比較例）
［反射層の形成］
実施例と同一のガラス基板１上に、ＳｉとＭｏをＤＣマグネトロンスパッタ法により交互に積層してＭｏ／Ｓｉ膜（反射層２）を形成する。まず、Ｓｉターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＳｉ膜を４．５ｎｍ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２．３ｎｍ成膜し、これを一周期として、４０周期積層する。合計膜厚は２７２ｎｍである。この反射層２に対し、ＥＵＶ光線を入射角６度で照射し、実施例と同様に反射層２におけるＥＵＶ光線反射率を測定する。測定されるＥＵＶ光線反射率は６２％である。ＥＵＶ光線反射率は、反射率プロファイルの中心波長の光線に対する反射率であり、ここでは波長１３．５ｎｍの光線に対する反射率である。【００４９】
［保護層の形成］
次に、反射層２上にＤＣマグネトロンスパッタ法によりＳｉＯ2層を成膜して保護層３を形成する。保護層３は、Ｓｉターゲット（ホウ素ドープ）を用い、スパッタガスとしてＡｒガスにＯ2を体積比で９０％添加したガスを使用し、厚さ３０ｎｍになるようにＳｉＯ2層を成膜する。【００５０】
［吸収層の形成］
さらに、保護層３上にＤＣマグネトロンスパッタ法によりＣｒ層を成膜して吸収層４を形成する。吸収層４は、Ｃｒターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガスを使用して厚さ７０ｎｍになるようにＣｒ層を成膜してマスクブランクス１０を得る。【００５１】
［吸収層におけるＥＵＶ光線反射率］
得られるマスクブランクス１０について、実施例と同様の手順で吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率を測定する。得られるＥＵＶ光線反射率は、最小でも０．２％である。ＥＵＶ光線反射率は、反射率プロファイルの中心波長の光線に対する反射率であり、ここでは波長１３．５ｎｍの光線に対する反射率である。
この値と、上記した反射層２におけるＥＵＶ光線反射率から、反射層２および吸収層４におけるＥＵＶ光線反射率のコントラストは、６２／０．２（＝３１０）となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のマスクブランクスは、吸収層をイオンビームスパッタ法により成膜されるＣｒ層とすることで、吸収層におけるＥＵＶ光線反射率を低減させることができるので、反射層および吸収層におけるＥＵＶ光線反射率のコントラストに優れた反射型フォトマスクを得ることができ、該反射型フォトマスクを用いてＥＵＶリソグラフィーを行うことで、半導体基板上に高精度のパターン形成が可能になる。
なお、２００４年９月１７日に出願された日本特許出願２００４−２７１５９６号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【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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【国際調査報告】
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