JP2010103463A - 反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク、半導体装置製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＵＶ光による転写精度の劣化現象をもたらす、射影効果の低減を図るために、吸収膜の厚さの低減化を図り、ＥＵＶフォトリソグラフィにて使用される反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク、半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】基板と、基板上に形成された多層反射膜と、多層反射膜より上部に形成された吸収膜と、を備え、吸収膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を有する薄膜であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【選択図】図１

Description

本発明は、反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク、半導体装置製造方法に関する。

近年、極端紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ、以下、「ＥＵＶ」と略記する。）を用いた露光方法が提案されている。ＥＵＶ露光では、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作れず、反射光学系となり、マスクも反射型マスクとなる。これまで開発されてきた一般的な反射型フォトマスクは、Ｓｉウェハやガラス基板上に、例えばＭｏとＳｉからなる２層膜を４０対ほど積層した多層反射膜、及び多層反射膜を保護するキャッピング膜を高反射部とし、その上に低反射部として吸収膜及び緩衝膜のパターンを形成した構造であった。緩衝膜は、吸収膜のエッチングやＦＩＢ（集束イオンビーム）による欠陥修正の際に、キャッピング膜や多層反射膜へのダメージを軽減する役割を果たす。

以上のような反射型フォトマスクにおいて、低反射領域を形成するために主要な機能を有するのは、ＥＵＶ光を吸収する吸収膜である。吸収膜部は、通常、パターン欠陥検査時のコントラストを確保するために、欠陥検査光である遠紫外線（Ｄｅｅｐ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ、以下、「ＤＵＶ」と略記する）に対して、低反射率となるよう設計される。低反射率とするための方法は、いわゆる薄膜干渉を利用した反射防止（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ、以下、「ＡＲ」と略記する。）効果を使うことであり、従って、吸収膜は通常２層以上の構成となり、その上層にはＤＵＶ光に対して透明性のある膜がＡＲ膜として形成される。

また、ＥＵＶ光に対する低反射領域を形成するためにＥＵＶ光を吸収するという、主要な機能を有するのは、吸収膜の中でも上層吸収膜（ＡＲ膜）を除いた下層吸収膜の部分である。下層吸収膜は、従来はＴａやＣｒを主成分とする膜が使われている。以下、原則として、上層吸収膜をＡＲ膜、下層吸収膜を単に吸収膜と呼ぶことにする。

ＥＵＶ露光に限らず、投影露光による転写露光を実現するうえで、フォトマスクに要求される光学特性は、第一にマスクコントラストである。通常透過型マスクにおいて、マスクコントラストは、透明基板部を透過した透過光強度をＴ、遮光膜を含むパターン部を透過した透過光強度をＴｏとするとき、下記（１）式で評価される。
ＯＤ＝−ｌｏｇ（Ｔｏ／Ｔ） （１）
ここで、ＯＤは光学濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）と呼ばれ、遮光膜の遮光性の程度を表す。

反射型フォトマスクにおいても、マスクコントラストは同様に評価できるが、反射型フォトマスクであるため、高反射部からの反射光強度をＲｍ、吸収膜を含む低反射部からの反射光強度をＲａとすると、透過型マスクと同様に、下記（２）式で評価される。
ＯＤ＝−ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ） （２）
良好なＥＵＶ転写を行うためには、ＯＤは少なくとも１．５以上必要である。

ＥＵＶ露光は反射露光であるために、入射光は垂直ではなく、やや斜め（通常６°程度）方向から反射型フォトマスクに入射し、反射光となる。反射型フォトマスクにおいて、パターンとして加工されるのは吸収膜と緩衝膜の部分であるが、ＥＵＶ光が斜めから入射するために、パターンの影が生じる。従って、入射方向とパターンの配置方向によっては、反射光で形成するウェハ上の転写レジストパターンに、本来の位置からのずれが生じ、パターン位置精度が劣化する。これを射影効果（Ｓｈａｄｏｗｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ）と呼び、ＥＵＶ露光の課題となっている。

射影効果を低減するには、影の長さを小さくすることであり、そのためにはパターンの高さをなるべく小さくすればよい。しかるに、ＡＲ膜の厚さは検査光であるＤＵＶ光に対する反射防止性の観点から選択され、緩衝膜の厚さは吸収膜のパターニングやＦＩＢによる欠陥修正の際のキャッピング膜や多層反射膜へのダメージの軽減という必要特性から選択される。従って、パターンの高さを小さくするには、吸収膜をなるべく薄くする必要がある。

吸収膜を薄くしてもマスクコントラスト（ＯＤ＞１．５）を確保するためには、ＥＵＶ光に対する吸収性の大きい材料を使用することが考えられる。

さらに好ましくは、パターンの高さを小さくするには、吸収膜よりもＥＵＶ光吸収性の小さい緩衝膜を使用しないことである。前述のように、緩衝膜は吸収膜のエッチングや欠陥修正の際のキャッピング膜や多層反射膜へのダメージを軽減するためのものであるので、吸収膜のエッチングを低電力で行うことや、欠陥修正をＦＩＢよりもソフトな電子ビーム（ＥＢ）で行うことにより、緩衝膜は省略することができる。

さらに好ましくは、パターンの高さを小さくするには、吸収膜よりもＥＵＶ光吸収性の小さいＡＲ膜を使用しないことである。このためには、吸収膜自身が、ＡＲ膜を使用しなくても、検査光であるＤＵＶ光に対する透明性を持ち、従ってＤＵＶ光に対して吸収膜部を低反射率とする必要がある。

また反射型フォトマスクに限らず、フォトマスクは、その作製プロセスや転写露光での使用期間において、度重なる酸やアルカリ等を用いた洗浄液にさらされるので、マスクを構成する薄膜は、それらの洗浄液に対する十分な耐性が必要である。また、パターンニングされる薄膜は、微細パターンが形成可能な、十分なエッチング適性（エッチレート）を有することが必要である。

さらに、反射型フォトマスクのような微細なパターンの形成において、線幅精度の高い、形状の良い吸収膜パターンを形成するには、エッチングする吸収膜の粒径や表面粗さが小さいことが必要である。具体的には、表面粗さで言えば、Ｒｍｓで、０．５ｎｍ以下程度が必要である。

以上のことから、反射型フォトマスクにおいては、なるべく薄いパターン部の膜厚で、必要なマスクコントラスト（ＯＤ＞１．５）を実現するような、高いＥＵＶ光吸収性を持つと同時に、洗浄液耐性が高く、しかもエッチングしやすい、微粒な吸収膜が望ましいが、これらの条件を満たす好適な膜材料と構成は提案されていなかった。

特開２００１−２３７１７４号公報

本発明は、比較的薄い膜厚で高いＥＵＶ光吸収性と、洗浄液耐性をあわせ持つと同時に、エッチングしやすい吸収膜材料を選定した反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク、半導体装置製造方法を提供することである。

また、本発明は、吸収膜の膜厚を低減した反射型フォトマスクを用いて転写を行うことにより、射影効果の影響が緩和され解像性などの転写性能が向上した反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク、半導体装置製造方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決してＥＵＶ露光による転写精度を向上するために、吸収膜の種類と特性、ならびに層構成について、検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。

本発明の請求項１に係る発明は、基板と、基板上に形成された多層反射膜と、多層反射膜より上部に形成された吸収膜と、を備え、吸収膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を有する薄膜であることを特徴とする反射型フォトマスクブランクとしたものである。

本発明の請求項２に係る発明は、更に、多層反射膜と吸収膜との間にキャッピング膜と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。

本発明の請求項３に係る発明は、更に、キャッピング膜と吸収膜との間に緩衝膜と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。

本発明の請求項４に係る発明は、更に、吸収膜の上層に、ＡＲ膜と、を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。

本発明の請求項５に係る発明は、吸収膜の膜厚は、３５ｎｍ以上４５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。

本発明の請求項６に係る発明は、吸収膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）の他、更に、タンタル（Ｔａ）、インジウム（Ｉｎ）からなる群から選ばれた１つ以上の元素を含む化合物材料を有する薄膜であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。

本発明の請求項７に係る発明は、吸収膜は、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）とを含む比率を１としたとき、タンタル（Ｔａ）を０．０５〜０．１５、インジウム（Ｉｎ）を０．０５〜０．１の割合で含む合金とすることを特徴とする請求項６に記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。

本発明の請求項８に係る発明は、基板と、基板上に形成された高反射部と、高反射部上に形成されたパターニングされた低反射部と、を備え、パターニングされた低反射部は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を含むことを特徴とする反射型フォトマスクとしたものである。

本発明の請求項９に係る発明は、高反射部は、多層反射膜と、多層反射膜上に形成されたキャッピング膜と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の反射型フォトマスクとしたものである。

本発明の請求項１０に係る発明は、低反射部は、波長１９０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が１５％以下であることを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載の反射型フォトマスクとしたものである。

本発明の請求項１１に係る発明は、低反射部の最上部は、波長１９０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する消衰係数が１．０以下である層よりなることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の反射型フォトマスクとしたものである。

本発明の請求項１２に係る発明は、低反射部は、一層からなる単層の吸収膜であり、吸収膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を含むことを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の反射型フォトマスクとしたものである。

本発明の請求項１３に係る発明は、低反射部は、複数の膜が積層された多層膜であり、多層膜の最上部の膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を含むことを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の反射型フォトマスクとしたものである。

本発明の請求項１４に係る発明は、請求項８に記載の反射型フォトマスクに極端紫外光を照射し、反射型フォトマスクの高反射部にて反射した反射光を半導体基板上に設けられた極端紫外光用レジスト層に露光し、極端紫外光用レジスト層に反射型フォトマスクの低反射部のパターンを転写する工程を含むことを特徴とする半導体装置製造方法としたものである。

本発明によれば、従来よりも薄い吸収膜厚で、ＥＵＶ光吸収性の高さと洗浄液耐性の高さを持つと同時に、エッチングしやすく表面粗さも小さい、従って加工精度とパターン位置精度が良くなる、吸収膜材料、および層構成を選定した反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク、半導体装置製造方法を提供することができる。

また、本発明によれば、吸収膜の膜厚を低減した反射型フォトマスクを用いて転写を行うことにより、射影効果の影響が緩和され解像性などの転写性能を向上することができる。本発明によれば、膜厚の変更を行わないまでも、ＥＵＶに対する吸収能を高めることにより、露光コントラストが上昇する為、転写性能を向上することができる。本発明によれば、吸収膜のドライエッチングによるパターニングを行う際に、安定したレジスト選択比の得られる材料にしてパターンの垂直性を向上できる。

本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランクを示す概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスクを示す概略断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図であり、（ｃ）は、本発明の第４の実施の形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図であり、（ｄ）は、本発明の第５の実施の形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。 各種材料の波長１３．５ｎｍ付近の光に対する屈折率と、消衰係数とを表示する図である。 ＴａとＳｎＯを吸収膜としたとき、それらの膜厚に対するＯＤ値を計算した特性図である。 ＴａとＳｎＯを吸収膜としたとき、それらの膜厚に対するＯＤ値を計算した特性図である。 本発明の第２乃至第５の実施の形態に係る、１３．５ｎｍ、及び１９９ｎｍ、２５７ｎｍでの反射率を計算するための、各種材料の屈折率と消衰係数を表示する表である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態の反射型フォトマスクに係る、吸収膜材料の屈折率と消衰係数に対する反射率を計算した結果を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る反射型フォトマスクの分光反射率を測定した結果を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る反射型フォトマスクの反射率を、ＳｎＯ膜厚に対して計算した結果を示す特性図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施の形態に係る反射型フォトマスクの反射率を、ＳｎＯ膜厚に対して計算した結果を示す特性図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る反射型フォトマスクの反射率を、ＳｉＮ膜厚に対して計算した結果を示す特性図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第５の実施の形態に係る反射型フォトマスクの反射率を、ＳｉＮ膜厚に対して計算した結果を示す特性図である。 各種吸収膜材料のハロゲン化物の沸点を表示する表である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例１に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。実施の形態において重複する説明は省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク１０を示す概略断面図である。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスク２０を示す概略断面図である。ここで、図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスク２０は、図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク１０の吸収膜４をパターニングして形成されている。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク１０は、基板１上に多層反射膜２、多層反射膜２上にキャッピング膜５、キャッピング膜５上に吸収膜４を備えている。なお、吸収膜４は、検査波長における低反射特性が必要な場合は最表面にＤＵＶ検査用の低反射層を設けた２層の構成とすることができる。ここでは、図示しないが、キャッピング膜５と吸収膜４との間に緩衝膜を形成してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る基板１には、平坦なＳｉ基板や合成石英基板等を用いることができる。また、チタンを添加した低熱膨張ガラスを使用することができるが熱膨張率の小さい材料であれば本発明ではこれらに限定されるわけではない。

本発明の第１の実施の形態に係る多層反射膜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反射膜２から構成されている。例えば、多層反射膜２としては、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（シリコン）、またはＭｏ（モリブデン）とＢｅ（ベリリウム）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することができる。

図示しない緩衝膜は、吸収膜４の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、吸収膜パターン４ａ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として機能するもので、ＣｒＮ及びＲｕ等で形成することができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。

本発明の第１の実施の形態に係るキャッピング膜５は、多層反射膜２表面の酸化による反射率低下を防止することができる。また、図示しないが、基板１上の多層反射膜２を形成していない面に裏面導電膜を形成することができる。裏面導電膜は、反射型フォトマスク２０を露光機に設置するときに静電チャックの原理を利用して固定するための膜である。

本発明の第１の実施の形態に係る吸収膜４は、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る。すなわち、ＥＵＶ光に対する高吸収性を有する材料（後述する）から選択することができる。

更に、本発明の目的である吸収膜４の膜厚低減であるが、ＥＵＶ光に対する所定のコントラスト特性を留保しつつ膜厚を低減することが求められる。すなわち多層反射膜２のＥＵＶ光に対する反射率は、最大となるように設計されるので、逆に吸収膜４についてはＥＵＶ光に対してより吸収性の高い膜を採用することが高コントラスト化の為に求められる。しかし、これを吸収膜４の薄膜化と同時に達成するためには既存の吸収膜４の材料よりも一層ＥＵＶ光に対して高吸収となる材料が必要である。

図４は、ＥＵＶ光の波長における光学定数を示すものであり、横軸に屈折率ｎ、縦軸に消衰係数ｋを示している。本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク１０は、吸収膜４用の薄膜としてＳｎ、消衰係数が０．０７３をベースとした材料を用いることができる。しかし、ＳｎＯの消衰係数は、従来の吸収膜４のベース材料として主流であるＴａの消衰係数０．０４１より大きく約１．８倍である。

図５は、多層反射膜上にＳｉからなる膜厚１１ｎｍであるキャッピング層（図示せず）を形成した基板を想定し、さらにこの上に吸収膜４（Ｔａ及びＳｎＯ）を形成した場合におけるＥＵＶコントラスト（以下、「ＯＤ」という。（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ））について求めたシミュレーションの結果である。

図５から、吸収膜４が８０ｎｍ以上の膜厚となる領域ではＳｎＯとＴａとの間で、ＯＤにおける差は小さくなるものの、それより薄膜化した領域では明らかにＳｎＯの方がＯＤを確保するという点において有利であることがわかる。また、ＥＵＶ露光転写においては少なくとも２程度のＯＤが要求されるが、この要求が安定的に担保される為には、Ｔａで少なくとも８２ｎｍ程度の膜厚が必要であるのに対し、ＳｎＯではその半分弱の４０ｎｍ程度の膜厚にて同程度のＥＵＶ光コントラスト特性が得られることがわかる。

吸収膜４の膜厚は、３５ｎｍ以上４５ｎｍ以下が好ましい。吸収膜４の膜厚が３５ｎｍ未満だと、ＥＵＶ光コントラスト特性が得られない。また、吸収膜４の膜厚が４５ｎｍより大きくなると、解像性等の転写性能が低下してしまう。

このように、ＳｎＯを吸収膜４に採用すれば、従来のＴａ系材料にて吸収膜４を形成する場合に比べ、所望の特性を留保しつつ、膜厚を半分弱まで低減することができ、射影効果低減の面で得られる利益が大きい。

また、錫（Ｓｎ）、及び酸素（Ｏ）の他、タンタル（Ｔａ）を含む化合物材料からなる薄膜で吸収膜４を形成した場合において、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）からなる比率を１としたとき、タンタル（Ｔａ）を０．０５〜０．１５を含む合金としたものは、消衰係数が０．０６５〜０．０７３程度であり、消衰係数の著しい低下は認められず、前述の射影効果低減の点において得られる効果にほぼ影響はない。

一方、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）からなる比率を１としたとき、タンタル（Ｔａ）を０．０５〜０．１５を含む合金とした吸収膜４のドライエッチングにおけるレジスト選択比は、１．２であり、Ｔａ比率を０．０５以下とした場合に比べ、１．３倍程度上昇する。

更に、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）からなる比率を１としたとき、インジウム（Ｉｎ）を０．０５〜０．１の割合で含む合金としたとき、インジウムを含まない場合に比べてＥＵＶ光に対する吸収能が最大で１．３倍程度増加する。

本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスク２０は、吸収膜４にＳｎ、Ｏ、Ｔａ及びＩｎを含む化合物材料を有することにより、膜厚を低減できるだけではなく、ＥＵＶに対する吸収能を高めることにより、露光コントラストが上昇し、射影効果の影響が緩和され解像性などの転写性能を向上することができる。また、吸収膜４のドライエッチングによるパターニングを行う際に、安定したレジスト選択比の得られる材料にしてパターンの垂直性を向上できる。

本発明の第１の実施の形態に係る反射型フォトマスク２０を用いた半導体装置製造方法は、反射型フォトマスク２０を介して反射した極端紫外光を選択的に照射する。

次に、反射型フォトマスク２０の多層反射膜２に反射した反射光を半導体基板上に設けられた極端紫外光用レジスト層に露光し、パターンを形成させたのち、極端紫外光用レジスト層に反射型フォトマスク２０の吸収膜４のパターンを半導体基板に転写することで反射型フォトマスク２０に忠実にパターニングできる。

次に、第２乃至第５の実施の形態について説明する。図２と図３は、吸収膜４をパターニングする際に用いるレジストによりポジ型とネガ型にパターニングされている。なお、第１の実施の形態と重複する材料の説明については省略することにする。

（第２の実施の形態）
図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２乃至第５の実施の形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す断面模式図である。図３（ａ）に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る反射型フォトマスク３０は、基板１１と、基板１１上に形成された高反射性を有する多層反射膜１２と、多層反射膜１２上に形成された多層反射膜１２を保護するキャッピング膜１３と、キャッピング膜１３上に形成された低反射性を有する吸収膜パターン１５を備えている。ここで、吸収膜パターン１５を形成するための吸収膜材料として、本発明では、Ｓｎ（錫）及び酸素（Ｏ）を主要な元素とする膜を使用する。以後「主要な」とは、錫と酸素で９０％以上の組成比を占めるものとする。なお、本発明の実施の形態においては、多層反射膜１２及びキャッピング膜１３が高反射部である。

本発明の第２の実施の形態に係る基板１１としては、シリコン基板やチタンを添加とした低熱膨張ガラスを使用することができるが熱膨張率の小さい材料であればいずれでも構わない。

本発明の第２の実施の形態に係る多層反射膜１２としては、例えば、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に、例えば４０対成膜してなる積層体を用いることができる。多層反射膜１２の１層ずつの膜厚は、例えばＭｏ膜が２．８ｎｍ、Ｓｉ膜が４．２ｎｍである。キャッピング膜１３としては、例えばＲｕ膜や、Ｓｉ膜や、ＳｉＮ膜を使用することができるが、本発明ではこれらに限定されるわけではない。

（第３の実施の形態）
次に図３（ｂ）に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る反射型フォトマスク４０は、基板１１と、基板１１上に形成された高反射性を有する多層反射膜１２と、多層反射膜１２上に形成された多層反射膜１２を保護するキャッピング膜１３と、キャッピング膜１３上に選択的に形成された緩衝膜パターン１４と、緩衝膜パターン１４上に選択的に形成された低反射性を有する吸収膜パターン１５とを備えている。ここで、吸収膜パターン１５を形成するための吸収膜材料として、本発明では、Ｓｎ及び酸素を主要な元素とする膜を使用する。

本発明の第３の実施の形態に係る緩衝膜としては、吸収膜パターン１５を形成する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料で形成されて、より具体的には、吸収膜パターン１５を形成する際に、キャッピング膜１３へのダメージを防ぐエッチングストッパとして機能するもので、例えばＣｒＮ膜や、ＴａＮ膜、Ｔａ膜、ＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜を使用することができるが、本発明ではこれらに限定されるわけではない。

（第４の実施の形態）
図３（ｃ）に示す、本発明の第４の実施の形態に係る反射型フォトマスク５０は、基板１１と、基板１１上に形成された高反射性を有する多層反射膜１２と、多層反射膜１２上に形成された多層反射膜１２を保護するキャッピング膜１３と、キャッピング膜１３上に選択的に形成された低反射性を有する吸収膜パターン１５と、吸収膜パターン１５上に選択的に形成された、ＤＵＶ光に対する反射防止性を有するＡＲ膜パターン１６と、を備えている。ここで、吸収膜パターン１５を形成するための吸収膜材料として、本発明では、Ｓｎ及び酸素を主要な元素とする膜を使用する。

本発明の第４の実施の形態に係るＡＲ膜パターン１６の反射防止性とは、ＤＵＶ光による欠陥検査を可能にするために、いわゆる薄膜干渉を利用してＤＵＶ光に対するＡＲ効果を使うことである。ＡＲ膜パターン１６を形成するためのＡＲ膜材料としては、例えばＳｉＯ膜や、ＳｉＮ膜を使用することができるが、本発明ではこれらに限定されるわけではない。

（第５の実施の形態）
図３（ｄ）に示す、本発明の第５の実施の形態に係る反射型フォトマスク６０は、基板１１と、基板１１上に形成された高反射性を有する多層反射膜１２と、多層反射膜１２上に形成された多層反射膜１２を保護するキャッピング膜１３と、キャッピング膜１３上に選択的に形成された緩衝膜パターン１４と、緩衝膜パターン１４上に選択的に形成された低反射性を有する吸収膜パターン１５と、吸収膜パターン１５上に選択的に形成された反射防止性を有するＡＲ膜パターン１６と、を備えている。ここで、吸収膜パターン１５を形成するための吸収膜材料として、本発明では、Ｓｎ及び酸素を主要な元素とする膜を使用する。ＡＲ膜パターン１６を形成するためのＡＲ膜材料としては、例えばＳｉＯ膜や、ＳｉＮ膜を使用することができるが、本発明ではこれらに限定されるわけではない。なお、本発明の実施の形態においては、緩衝膜パターン１４、吸収膜パターン１５及びＡＲ膜パターン１６が低反射部である。

本発明の第２乃至第５の実施の形態においては、パターニングされた低反射部の、波長１９０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が１５％以下となっている。さらに好ましくは１０％以下となっている。パターニングされた低反射部の、波長１９０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が１５％を超えると、吸収膜パターン１５の低反射化が得られずに、欠陥検査に支障をきたす可能性を生じる。

本発明の第２乃至第５の実施の形態においては、パターニングされた低反射部の吸収膜を構成する、Ｓｎ及び酸素を主要な元素とする膜の波長１９０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する消衰係数が１．０以下である。さらに好ましくは０．７以下である。パターニングされた低反射部の吸収膜を構成する、Ｓｎ及び酸素を主要な元素とする膜の波長１９０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する消衰係数が１．０を超えると、吸収膜パターンの低反射化が得られずに、欠陥検査に支障をきたす可能性を生じる。

以下、本発明で提案する、Ｓｎと酸素を主要な元素とする吸収膜の有効性、及び実施の形態で規定する層構成の有効性について、Ｓｎと酸素を主要な元素とする吸収膜の特性に基づいて説明する。

前述のように、射影効果を低減するには、パターン部の膜厚を小さくする必要があり、そのためにはまず、ＥＵＶ光に対する吸収性の大きい吸収膜を使用することが有効である。図４はＥＵＶ露光波長（１３．５ｎｍ付近）における、各材料の光学定数の各種文献値をプロットしたものであり、横軸が屈折率：ｎ、縦軸が消衰係数：ｋである。ここで光学理論の見地からは、消衰係数が大きい膜ほどＥＵＶ光に対する吸収性が大きい。

図４のように、従来主要な吸収膜材料として使われているＴａやＣｒよりも吸収性の大きい膜はいくつかあるが、マスク材料として必要な、酸・アルカリの洗浄液耐性、ドライエッチング適性、微粒性をすべてクリアする可能性のある材料は稀である。図４の材料の中で、Ｓｎは、Ｓｎ単体であれば、融点が２３０℃付近と、金属材料の中でも特別に低く、熱的安定性の観点から好ましくない。

しかしながら、酸化錫（ＳｎＯ_２）として酸化物の形になると、融点は１０００℃以上であり、熱膨張係数も一般の金属酸化物程度であり、一般の金属単体よりも小さく、安定している。

そこで、実際にＳｎＯ膜を作製し、ＥＵＶ波長（１３．５ｎｍ）における光学定数を測定すると、下記（３）に示す値が得られる。下記（３）は、図４に示すＳｎＯの値に近い値が得られた。
屈折率＝０．９３６ 消衰係数＝０．０７２１ ・・・・（３）

（３）の結果を基に、ＳｎＯ吸収膜を用いたＥＵＶ波長（１３．５ｎｍ）におけるＯＤを計算して、従来の主要な吸収膜であるＴａ膜と比較したのが、図６である。この計算で、ＳｎＯ膜、またはＴａ膜は単層であり、これらの膜の下は、厚さ２．５ｎｍのＲｕキャッピング膜、さらにその下にはＳｉとＭｏによる多層反射膜が４０対存在するとして計算している。図６から分るように、ＯＤ＞１．５を得るためには、Ｔａ膜は約４７ｎｍ厚必要であるのに対し、ＳｎＯ膜は約２４ｎｍでよく、膜厚を低減できる吸収膜として有効であることが分る。尚、ＯＤの計算に用いた波長１３．５ｎｍにおける光学定数を図７の第１列に示す。

図６の計算においては、Ｒｕキャッピング膜を用い、緩衝膜を使用しない層構成について計算したが、ＦＩＢによる欠陥修正を行う場合は、通常緩衝膜を用いる。しかし、緩衝膜は通常１０ｎｍ程度と薄く、ＥＵＶ光の吸収性はＴａと同程度か、Ｔａ以下である。このため、緩衝膜のある構成においても、ＳｎＯ膜は吸収膜厚を低減できる吸収膜として有効であることには変わりがない。

次に、典型的な欠陥検査波長である、１９９ｎｍ及び２５７ｎｍにおけるＳｎＯ膜の光学定数をエリプソメータで測定したところ、下記（４）及び（５）に示す値が得られた。
１９９ｎｍ： 屈折率＝１．８７ 消衰係数＝０．６１７ ・・・・（４）
２５７ｎｍ： 屈折率＝２．１９ 消衰係数＝０．３４１ ・・・・（５）

ここで、前述と同じく、多層反射膜（ＳｉとＭｏの４０対）の上に、厚さ２．５ｎｍのＲｕキャッピング膜をもつ構造の上に、図６で求めた、厚さ２４ｎｍの膜（仮にＸとする）を付けたとき、Ｘの屈折率を横軸、消衰係数を縦軸として、検査波長に対する反射率＝１０％と、５％の等高線を計算した結果を、図８に示す。図８（ａ）が波長１９９ｎｍ、図８（ｂ）が波長２５７ｎｍの場合である。図８の中に、上述した（４）、（５）で求めた結果をプロットすると図のようになり、ＸがＳｎＯのとき、１９９ｎｍにおける反射率は約１０％、２５７ｎｍにおける反射率は５％以下となることが分る。すなわち、この構造で、ＳｎＯ膜は少なくとも２４ｎｍ付近では、ＡＲ膜を使用しなくても十分低反射となり、検査波長でのコントラストを確保できることが分る。なお、計算に用いた波長１９９ｎｍ、および２５７ｎｍにおける光学定数を図７の第２、３列に示す。

実際に測定した分光反射率を図９に示す。図９では、ＳｎＯを成膜する前、すなわち多層反射膜（ＳｉとＭｏの４０対）の上に、厚さ２．５ｎｍのＲｕキャッピング膜を成膜した段階、その後２０ｎｍ、および２５ｎｍのＳｎＯを成膜した段階での分光反射率を示している。このように、ＳｎＯ膜成膜後は、１９９ｎｍおよび２５７ｎｍで低反射となっており、前述の計算による推論が妥当であることが分る。

図１０には、図９でのＲｕキャッピング膜の代わりに、Ｓｉキャッピング膜（１１ｎｍ厚）を用いた場合の、ＳｎＯ膜厚に対する１９９ｎｍと２５７ｎｍにおける反射率を計算した結果を示す。この場合においても、ＳｎＯ膜厚２０ｎｍ〜２５ｎｍ厚付近で、ＡＲ膜を使用しなくても、十分低反射となり、検査波長でのコントラストを確保できることが分る。

また、ＦＩＢ修正を行うために、緩衝膜を使う場合においてもＳｎＯ膜による低反射化は可能である。図１１は、ＳｎＯ膜と、Ｒｕキャッピング膜の間に、ＴａＮまたはＣｒＮによる緩衝膜を用いる場合の反射率を計算したものである。このように、ＳｎＯ膜厚３０ｎｍ付近まで、低反射（ほぼ１５％以下）となっており、ＳｎＯ膜による低反射化は有効であることが分る。なお、計算に用いた波長１９９ｎｍ、および２５７ｎｍにおけるＴａＮ、ＣｒＮなどの光学定数を図７の第２、３列に示す。

ところで、図８の中には、単体金属であるＳｎの光学定数もプロットしているが、このように、Ｓｎは低反射となる光学定数の領域から大きく離れている。Ｓｎは酸化度が進むにつれて、Ｓｎのプロット点からＳｎＯのプロット点に向かって光学定数が移動するはずである。すなわち、酸化度が小さい場合や、酸化度が十分でもＯＤ値を変えるために、膜厚を前述の２４ｎｍ付近とは変えて使いたい場合、あるいは何らかの都合でＳｎＯ膜を最上層にしたくない場合も考えられる。このようなときは、別途ＡＲ膜をＳｎＯ膜の上に使用すればよい。

図１２及び図１３には、最上層のＡＲ膜をＳｎＯ吸収膜の兼用ではなく、ＳｉＮ膜としたときの、ＳｉＮ膜厚に対する１９９ｎｍと２５７ｎｍにおける反射率を計算した結果を示す。このように、ＳｉＮ膜をＳｎＯ膜上のＡＲ膜としても、十分低反射となり、検査波長でのコントラストを確保できることが分る。図１２は緩衝膜がない場合、図１３は緩衝膜がある場合を示す。

次に、薄膜材料のドライエッチングガスとしては、フッ素系や、塩素系のハロゲンガスが一般的であるが、ドライエッチングの容易性は、被ドライエッチング材料のハロゲン化物の沸点を比較することにより知ることができる。すなわち、沸点が低いほど、エッチング生成物は気体化し、排気されやすい。図１４は、従来の吸収膜材料である、Ｔａ、Ｃｒと、本発明の実施の形態によるＲｕのハロゲン化物の沸点をまとめたものである（詳細は、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， ７８ｔｈ． Ｅｄｉｔｉｏｎ参照）。このように、Ｔａはフッ素系、または塩素系、Ｃｒは塩素＋酸素系、Ｓｎは塩素系によりドライエッチングすることができる。

また、ＳｎＯ膜をスパッタリング法により石英基板上に成膜し、一般的な洗浄液であるＡＰＭ（ＮＨ_３：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝１：２：２０、室温）、およびＳＰＭ（Ｈ_２ＳＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２＝３：１、１００℃）に３０分間浸漬し、分光透過率の変化によって、ＳｎＯ膜の洗浄液耐性を評価した。その結果、ＡＰＭの場合もＳＰＭの場合もほとんど分光透過率の変化がなく、ＳｎＯ膜は十分洗浄液耐性があることが分った。

次に、本発明の第２乃至第５の実施の形態に係るフォトマスク（反射型フォトマスク）を用いた半導体装置製造方法について説明する。フォトマスクを用いた半導体装置製造方法は、例えば、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、本発明の第２乃至第５の実施の形態に係る反射型フォト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。

次に、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させたのち、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し、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ことができる。

以下、実施例１乃至５により本発明を説明する。

まず、実施例１は、図１５（ａ）に示すように、基板１上に反射多層膜２、反射多層膜２上に緩衝膜３、緩衝膜３上に吸収膜４を順次形成し、本発明の反射型フォトマスクブランク１０を作製した。

基板１としては、表面を研磨して平坦な面とした外形６インチ（１５２．５ｍｍ）角、厚さ０．２５インチ（６．３５ｍｍ）の合成石英を用いた。なお、石英基板１には、裏面に静電チャック用の窒化クロム（ＣｒＮ）薄膜を具備したものを用いてもよい。この基板１上にＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＭｏとＳｉとを交互に４０周期程度積層して波長１３ｎｍ〜１４ｎｍ領域のＥＵＶ光に対して反射率が最大となるような反射多層膜２を作製した。このときのＭｏとＳｉとからなる１周期の膜厚は７ｎｍであり、そのうちＭｏの膜厚は２．８ｎｍ、Ｓｉは４．２ｎｍであり、多層反射膜２の最上層がＳｉになるように最後にＳｉを７ｎｍ成膜した。

次に、この反射多層膜２上にＲｕ（ルテニウム）からなる緩衝膜３を膜厚４ｎｍで成膜し、さらに緩衝膜３上に続けてＳｎＯ膜の成膜を行い、膜厚４０ｎｍの吸収膜４を作製した。吸収膜４であるＳｎＯ膜の成膜は、ＳｎターゲットをＡｒ/Ｏ_２雰囲気下で、ガス圧０．２５ＰａにてＳｎターゲットに３００ＷのＤＣパワーを印加して行った。このとき、成膜後における吸収膜４の表面粗さは０．２１ｎｍｒｍｓであり、良好な表面平滑性を有していた。以上のように、本実施例に係る反射型フォトマスクブランク１０を作製した。

次に、図１５（ｂ）に示すように、ポジ型電子線レジスト、富士フィルムアーチ製、商品名「ＦＥＰ−１７１」を用い、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）描画、現像というリソグラフィの工程によりレジストのパターン６ａを形成した。

次に、図１５（ｃ）に示すように、レジストパターン６ａをマスクにしてＳｎＯ膜（吸収膜４）をドライエッチングすることにより吸収膜パターン４ａを形成した。このときのドライエッチングにはＩＣＰ放電方式のドライエッチング装置を用いて、Ｃｌ_２ガス４０ｓｃｃｍとＨｅガス６５ｓｃｃｍとの混合ガスによるガス圧５ｍＴｏｒｒ（６６６．６１ｍＰａ）の雰囲気にて、バイアスパワー４０Ｗ及びソースパワー２００Ｗにて行った。また、吸収膜４のエッチング過程におけるレジストに対する選択比は約０．９５であった。

更に引き続き、図１５（ｃ）に示すように、吸収膜４直下のＲｕからなる緩衝膜３のドライエッチングをＣｌ_２／Ｏ_２混合ガス雰囲気にて行い、良好な側壁異方性を有する緩衝膜３及び吸収膜４のパターンを得た。

最後に、図１５（ｄ）に示すように、レジストを剥離して、本発明の反射型フォトマスク２０を得た。

尚、本発明の反射型フォトマスク２０において、多層反射膜２及び吸収膜４の反射率に関して、ＥＵＶ光を使用した測定により求めたＯＤは、２．２であり、従来のＴａベースの吸収膜４を適用する場合と比べて、コントラスト特性を損なうことなく、膜厚の低減を図ることができた。

以上、説明したように、本発明の反射型フォトマスクブランク１０及び反射型フォトマスク２０では、吸収膜４に従来よりも一層高吸収であるＳｎをベースとし、Ｏ、Ｔａ及びＩｎの薄膜を採用することにより、ＥＵＶコントラストを向上させつつ、膜厚の低減ができるため、射影効果の低減効果及びレジスト選択比向上によるパターンの垂直性向上に寄与するものと解する。

図３（ｄ）に示すように、はじめに低熱膨張ガラス基板１１上に、ＭｏとＳｉとからなる４０対の多層反射膜１２をイオンビームスパッタリング法により成膜した。多層反射膜１２を構成するＭｏとＳｉの各層の膜厚はそれぞれ２．８ｎｍ、４．２ｎｍとした。さらに多層反射膜１２の上にマグネトロンスパッタリング法によりＳｉからなるキャッピング膜１３を１１ｎｍの厚さで成膜した。

さらにキャッピング膜１３の上にＣｒＮからなる緩衝膜１４を、ＣｒＮをターゲットとし、Ａｒガスを放電させるマグネトロンスパッタリング法により１０ｎｍの厚さで成膜した。

次に、緩衝膜１４の上に、吸収膜１５として、ＳｎＯをターゲットとし、Ａｒガスを放電させるマグネトロンスパッタリング法により２０ｎｍの厚さで成膜した。

さらにその後、Ｓｉをターゲットとし、Ａｒガスに窒素を添加したマグネトロンスパッタリング法により、ＡＲ膜であるＳｉＮ膜１６を４ｎｍの厚さで成膜して、本発明の反射型フォトマスク６０を作製するための反射型フォトマスクブランクを作製した。

その後、ＡＲ膜１６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した。このレジストパターンをマスクとし、フッ素系ガスによる反応性イオンエッチングによりＡＲ膜パターン１６を形成した後、吸収膜１５のパターニングを塩素系ガスよる反応性イオンエッチングにより行い、その後硫酸と過酸化水素水により電子線レジストを剥離した。

その後、吸収膜１５の欠陥の検査とＦＩＢ修正を行った後、ＣｒＮからなる緩衝膜１４を塩素ガスに酸素を添加したエッチングにより剥離した。しかる後に、アンモニアと過酸化水素水とによる洗浄を行い、本発明の反射型フォトマスク６０を作製した。作製後、電子線顕微鏡によるパターン部の観察と測定を行ったが、薄膜の粒径と表面粗さに起因する、加工精度の劣化は観察されなかった。

図３（ｃ）に示すように、はじめに低熱膨張ガラス基板１１上に、ＭｏとＳｉとからなる４０対の多層反射膜１２をイオンビームスパッタリング法により成膜した。多層反射膜１２を構成するＭｏとＳｉの各層の膜厚はそれぞれ２．８ｎｍ、４．２ｎｍとした。さらに多層反射膜１２の上にマグネトロンスパッタリング法によりＲｕからなるキャッピング膜１３を２．５ｎｍの厚さで成膜した。

次に、キャッピング膜１３の上に、吸収膜１５として、ＳｎＯをターゲットとし、Ａｒガスを放電させるマグネトロンスパッタリング法により２７ｎｍの厚さで成膜した。

さらにその後、Ｓｉをターゲットとし、Ａｒガスに窒素を添加したマグネトロンスパッタリング法により、ＡＲ膜であるＳｉＮ膜１６を４ｎｍの厚さで成膜して、本発明の反射型フォトマスク５０を作製するための反射型フォトマスクブランクを作製した。

その後、ＡＲ膜１６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した。このレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスによる反応性イオンエッチングによりＡＲ膜パターン１６を形成した後、吸収膜１５のパターニングを塩素系ガスよる反応性イオンエッチングにより行い、その後硫酸と過酸化水素水により電子線レジストを剥離した。

その後、吸収膜１５の欠陥の検査と電子線（ＥＢ）修正を行った。しかる後に、アンモニアと過酸化水素水とによる洗浄を行い、本発明の反射型フォトマスク５０を作製した。作製後、電子線顕微鏡によるパターン部の観察と測定を行ったが、薄膜の粒径と表面粗さに起因する、加工精度の劣化は観察されなかった。

図３（ｂ）に示すように、はじめに低熱膨張ガラス基板１１上に、ＭｏとＳｉとからなる４０対の多層反射膜１２をイオンビームスパッタリング法により成膜した。多層反射膜１２を構成するＭｏとＳｉの各層の膜厚はそれぞれ２．８ｎｍ、４．２ｎｍとした。さらに多層反射膜１２の上にマグネトロンスパッタリング法によりＳｉからなるキャッピング膜１３を１１ｎｍの厚さで成膜した。

さらにキャッピング膜１３の上にＴａＮからなる緩衝膜１４を、Ｔａをターゲットとし、Ａｒに窒素を添加した混合ガスを放電させるマグネトロンスパッタリング法により１０ｎｍの厚さで成膜した。

次に、緩衝膜１４の上に吸収膜１５として、ＳｎＯをターゲットとし、Ａｒに酸素を添加した混合ガスを放電させるマグネトロンスパッタリング法により２０ｎｍの厚さで成膜して、本発明の反射型フォトマスク４０を作製するための反射型フォトマスクブランクを作製した。

その後、吸収膜１５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した。このレジストパターンをマスクとし、吸収膜１５のパターニングを塩素系ガスよる反応性イオンエッチングにより行い、その後硫酸と過酸化水素水により電子線レジストを剥離した。

その後、吸収膜１５の欠陥の検査とＦＩＢ修正を行った後、ＴａＮからなる緩衝膜１４を、フッ素系ガスを用いたエッチングにより剥離した。このとき、元々ＳｎＯ膜のフッ素系ガスによるエッチレートは低く、さらに低電力でゆっくりと行ったので、吸収膜パターン１５の膜厚減少は１ｎｍ以下に留まった。しかる後に、アンモニアと過酸化水素水とによる洗浄を行い、本発明の反射型フォトマスク４０を作製した。作製後、電子線顕微鏡によるパターン部の観察と測定を行ったが、薄膜の粒径と表面粗さに起因する、加工精度の劣化は観察されなかった。

図３（ａ）に示すように、はじめに低熱膨張ガラス基板１１上に、ＭｏとＳｉとからなる４０対の多層反射膜１２をイオンビームスパッタリング法により成膜した。多層反射膜１２を構成するＭｏとＳｉの各層の膜厚はそれぞれ２．８ｎｍ、４．２ｎｍとした。さらに多層反射膜１２の上にマグネトロンスパッタリング法によりＲｕからなるキャッピング膜１３を２．５ｎｍの厚さで成膜した。

次にキャッピング膜１３の上に、吸収膜１５として、ＳｎＯをターゲットとし、Ａｒに酸素を添加した混合ガスを放電させるマグネトロンスパッタリング法により、２４ｎｍの厚さで成膜して、本発明の反射型フォトマスク３０を作製するための反射型フォトマスクブランクを作製した。

その後、吸収膜１５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した。このレジストパターンをマスクとし、吸収膜１５のパターニングを塩素系ガスよる反応性イオンエッチングにより行い、その後硫酸と過酸化水素水により電子線レジストを剥離した。

その後、吸収膜１５の欠陥の検査と電子線（ＥＢ）修正を行った。しかる後に、アンモニアと過酸化水素水とによる洗浄を行い、本発明の反射型フォトマスク３０を作製した。作製後、電子線顕微鏡によるパターン部の観察と測定を行ったが、薄膜の粒径と表面粗さに起因する、加工精度の劣化は観察されなかった。

以上、詳細に説明したように、吸収膜１５の少なくとも一層を、Ｓｎ及び酸素を主要な元素とする吸収膜１５とすることによって、従来よりも薄い膜厚で、ＥＵＶ光吸収性の高さと洗浄液耐性の高さを持つと同時に、エッチングしやすく、従って加工精度とパターン位置精度が良くなる反射型フォトマスクを提供することができる。

本発明は、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光を用いた微細加工が求められる広範な分野に利用が期待される。特に、半導体集積回路などの製造工程において、波長１０ｎｍ〜１５ｎｍ程度のＥＵＶ光を用いた超微細な回路パターン転写の際に用いられる反射型フォトマスクとして利用が期待される。

１、１１…基板
２、１２…多層反射膜
３…緩衝膜
４…吸収膜
５、１３…キャッピング膜
６ａ…レジストパターン
３ａ、１４…緩衝膜パターン
４ａ、１５…吸収膜パターン
１６…ＡＲ膜パターン
１０…反射型フォトマスクブランク
２０、３０、４０、５０、６０…反射型フォトマスク

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された多層反射膜と、
   前記多層反射膜より上部に形成された吸収膜と、を備え、
   前記吸収膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を有する薄膜であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
2. 更に、前記多層反射膜と前記吸収膜との間にキャッピング膜と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。
3. 更に、前記キャッピング膜と前記吸収膜との間に緩衝膜と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の反射型フォトマスクブランク。
4. 更に、前記吸収膜の上層に、ＡＲ膜と、を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反射型フォトマスクブランク。
5. 前記吸収膜の膜厚は、３５ｎｍ以上４５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の反射型フォトマスクブランク。
6. 前記吸収膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）の他、更に、タンタル（Ｔａ）、インジウム（Ｉｎ）からなる群から選ばれた１つ以上の元素を含む化合物材料を有する薄膜であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の反射型フォトマスクブランク。
7. 前記吸収膜は、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）とを含む比率を１としたとき、タンタル（Ｔａ）を０．０５〜０．１５、インジウム（Ｉｎ）を０．０５〜０．１の割合で含む合金とすることを特徴とする請求項６に記載の反射型フォトマスクブランク。
8. 基板と、
   前記基板上に形成された高反射部と、
   前記高反射部上に形成されたパターニングされた低反射部と、を備え、
   前記パターニングされた低反射部は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を含むことを特徴とする反射型フォトマスク。
9. 前記高反射部は、多層反射膜と、前記多層反射膜上に形成されたキャッピング膜と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の反射型フォトマスク。
10. 前記低反射部は、波長１９０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が１５％以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の反射型フォトマスク。
11. 前記低反射部の最上部は、波長１９０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する消衰係数が１．０以下である層よりなることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の反射型フォトマスク。
12. 前記低反射部は、一層からなる単層の吸収膜であり、前記吸収膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を含むことを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の反射型フォトマスク。
13. 前記低反射部は、複数の膜が積層された多層膜であり、前記多層膜の最上部の膜は、錫（Ｓｎ）および酸素（Ｏ）を含む化合物材料を含むことを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の反射型フォトマスク。
14. 請求項８に記載の反射型フォトマスクに極端紫外光を照射し、
    前記反射型フォトマスクの高反射部にて反射した反射光を半導体基板上に設けられた極端紫外光用レジスト層に露光し、
    前記極端紫外光用レジスト層に前記反射型フォトマスクの前記低反射部のパターンを転写する工程を含むことを特徴とする半導体装置製造方法。