JP5420639B2 - 反射型マスクブランク及び反射型マスクブランクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、反射型マスク用多層反射膜付基板及び反射型マスクブランク並びにそれらの製造方法に関する。

近年、半導体産業において、半導体デバイスの高集積化に伴い、従来の紫外光を用いたフォトリソグラフィ法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされている。このような微細パターンの転写を可能とするため、より波長の短い極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ；以下、ＥＵＶ光と呼ぶ。）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。なお、ここで、ＥＵＶ光とは、軟Ｘ線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２ｎｍ〜１００ｎｍ程度の光のことである。

このＥＵＶリソグラフィにおいて用いられる露光用マスクとしては、基板（下地基板）上に露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜（多層膜）を有し、さらに、多層反射膜上にＥＵＶ光を吸収する吸収体膜（金属膜）がパターン状に設けられた反射型マスクが通常用いられる。

このような反射型マスクを搭載した露光機（パターン転写装置）を用いてパターン転写を行なうと、反射型マスクに入射した露光光は、吸収体膜パターンのある部分では吸収され、吸収体膜パターンのない部分では多層反射膜により反射された光が反射光学系を通して例えば半導体基板（レジスト付きシリコンウエハ）上に転写される。

一方、フォトリソグラフィ工程での微細化に対する要求が高まったことにより、半導体製造プロセスに用いられているフォトリソグラフィ工程での課題が顕著になりつつある。その一つとして、フォトリソグラフィ工程で用いられる、パターンが形成されたフォトマスク基板の欠陥に関する問題があげられる。

従来は、フォトマスク基板の欠陥の存在位置を、基板の端面からの距離で特定していた。このため、位置精度が低く、欠陥を避けて遮光膜にパターニングする場合でもμｍオーダーでの回避は困難であった。このため、パターンを転写する方向を変えたり、転写する位置をｍｍオーダーでラフにずらして欠陥を回避してきた。

このような中、光透過型マスクにおける欠陥位置の検査精度を上げることを目的に透明基板上に基準マークを形成し、これを基準位置として欠陥の位置を特定する試みがある（例えば、特開２００３−２４８２９９号公報（特許文献１）参照）。この公報記載の発明では、基準マークである凹部にダストが溜まらないように非常に浅く形成（深さが３μｍ程度）されている。通常の光透過型マスクの場合、基準マークの上面に遮光膜等の薄膜が形成されるが、単層あるいは数層程度であるため、基準マークの深さが浅くても、欠陥検査の際の検査光（１９０〜２６０ｎｍ程度の深紫外光等）でのコントラストが得られて基準マーク位置を認識できる。

特開２００３−２４８２９９号公報

しかしながら、この主表面上から底部に向かって幅が縮小した断面形状の凹部である基準マークを反射型マスクブランクに適用しようとする場合、数十周期の積層膜である多層反射膜がその基準マークの上面に積層されるため、同じ膜厚の通常の遮光膜に比べて凹部の深さと幅が減少しやすく、深さが３μｍ程度では、多層反射膜が一層ずつ積層していくごとに凹部の深さと幅が減少していき、検査光（１９０〜２６０ｎｍ程度の深紫外光等）でのコントラストが得られなくなってしまう。さらに、この多層反射膜上に、キャッピング膜、バッファ膜、吸収体膜が成膜されると、凹部の深さはさらに減少してしまう。また、特許文献１のような基準マークをＹＡＧレーザーの照射によって形成する場合、基準マークを形成した部分のエッジラフネスが大きく、これに起因して基準マークの検出精度をより高精度にすることが難しかった。

光透過型マスクブランクの場合、欠陥には、ガラス基板に存在する欠陥と、遮光膜に存在する欠陥がある。ガラス基板の欠陥は、ガラス基板の研磨工程が終了後の検査で欠陥の数や位置によって使用可否を選別できる。このため、遮光膜の欠陥回避の方が重要視される。遮光膜の欠陥については、回避しきれない部分にＦＩＢ等による欠陥修正することが可能である。

一方、反射型マスクブランクの場合、ＥＵＶ露光光がガラス基板を透過しないこと、ガラス基板表面の欠陥が多層反射膜に直接的に影響することから、多層反射膜の欠陥が特に問題となる。多層反射膜成膜後の基板についても欠陥検査を行うが、多層反射膜の欠陥は、基板の表面欠陥、多層反射膜成膜時のパーティクルの混入等、多くの要因があるため、光透過型マスクブランクに比べて欠陥の発生率が高く、選別基準を厳格にし過ぎると歩留まりが大幅に悪化してしまう。

このため、許容する欠陥の基準を下げ、多層反射膜の欠陥箇所を露出させないように（つまり、欠陥箇所が吸収体膜で覆われるように）転写パターンを配置して対応する必要があるが、これには欠陥の平面位置を高い精度で特定することが必須である。

本発明は、所定の位置に基準点マークが付けられたガラス基板の上に多層反射膜が成膜された多層反射膜付基板又は、その上に吸収体膜が成膜された反射型マスクブランクにおいて、欠陥検査をする際に、基準点マーク上の多層反射膜又は吸収体膜の最表面に検査光を照射しても、基準点マークの位置とその周囲との間で十分なコントラストが得られ、基準点マークの位置を高い精度で識別できるものを提供することを目的とする。

従来の基準点マークは、基板主表面にレーザーで物理的に断面形状が緩やかなカーブを持った凹形状を形成した構成であったため、基板主表面上でも主表面と側壁との境界部分であるエッジのコントラストは得にくく、主表面上に膜が形成されたマスクブランクの状態では、さらにエッジのコントラストは得にくいものであった。このため、欠陥検査装置は、膜面の基準点マークが形成されていない部分と凹形状の深い部分とのコントラストで基準点マークを検出している。しかし、前記のとおり、反射型マスクブランクの場合、多層反射膜、キャッピング膜、バッファ膜、吸収体膜等が積層する構造のため、深さ３μｍ程度では吸収体膜面上でコントラストを得ることは困難であった。また基準マークのエッジラフネスが大きく、高精度なマーク検出が困難であった。

そこで、上記目的を達成するために、本発明者は、基準点マークのエッジ部分でコントラストが得られるようにするために、基板表面にマークパターンの側壁が概ね直立した凹形状または凸形状とすることで、十分なコントラストが得られる基準点マークを考えた。また、このような溝形状の基準点マークとした場合、その凹形状である場合の深さまたは凸形状である場合の高さが３０ｎｍよりも大きくすれば、十分なコントラストが得られる
ことを見出した。

つまり本発明に係る反射型マスク用多層反射膜付基板は、基板と、前記基板の主表面上に、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造の多層反射膜を有する反射型マスク用多層反射膜付基板であって、前記基板の多層反射膜が形成される側の主表面におけるパターン形成領域の外側の領域に、側壁が概ね直立した凹形状または凸形状である基準点マークが形成されていることを特徴とする。さらに、多層反射膜は、基準点マークが形成された部分を含む主表面上に前記多層反射膜が形成されていることを特徴とする。このようにすると、多層反射膜を形成する工程については、従来と変える必要がないというメリットがある。

逆に、多層反射膜を少なくとも前記基準点マークが形成された部分の主表面上を除いて形成するようにしてもよい。このようにすると、基準点マークの走査に電子線を用いた場合、熱ダメージ等によって影響を与えることを抑制することができる。

上記反射型マスク用多層反射膜付基板においては、基準点マークを電子線による走査で検出可能な深さとすることもできる。電子線による走査の場合、従来の欠陥検査で用いられる検査光による走査に比べて、基準点マークとその周囲との高低差が小さくても検出が可能である。また、走査する電子線の線幅が小さいため、より高精度の位置検出が可能となる。

上記反射型マスク用多層反射膜付基板においては、基準点マークを、側壁が概ね直立した凹形状または凸形状としたことから、エッジ部分のコントラストが得られやすくなるので、凹形状の深さまたは凸形状の高さを３０ｎｍよりも大きくする程度でも、基準点マークとして十分に機能する。なお、電子線による走査の場合で、より確実な検出が求められる場合には、凹形状の深さまたは凸形状の高さを４０ｎｍ以上とするとよい。さらに、従来の欠陥検査で用いられる検査光による走査の場合においてもより確実な検出が求められる場合には、５０ｎｍよりも大きくするとよい。

上記反射型マスク用多層反射膜付基板においては、基板と多層反射膜との間にマーク形成用薄膜を備え、基準点マークは、マーク形成用薄膜に形成される凹形状、またはマーク形成用薄膜から基板にわたって形成される凹形状としてもよい。この場合、マーク形成用薄膜上に凹形状のパターンを有するレジストパターン形成し、それをマスクとするドライエッチングによって、マーク形成用薄膜に凹形状を形成し、あるいは、さらに、そのまま基板もドライエッチングし、マーク形成用薄膜から基板にわたって凹形状を形成して基準点マークとする。これにより、基準点マークを形成後、マーク形成用薄膜を剥離する必要がなくなる。

また、マーク形成用薄膜を、基板をエッチングするエッチングガスに対して耐性を有する材料で形成してもよい。この場合、マーク形成用薄膜上に凹形状のパターンを有するレジストパターン形成し、それをマスクとするドライエッチングによって、マーク形成用薄膜に凹形状を形成し、あるいは、さらに凹形状のパターンが転写されたマーク形成用薄膜であるエッチングマスクパターンをマスクとして、基板をドライエッチングし、マーク形成用薄膜から基板にわたって凹形状を形成して基準点マークとする。これによっても、基準点マークを形成後、マーク形成用薄膜を剥離する必要がなくなる。さらに、レジストパターンの膜厚を薄くすることができる。

マーク形成用薄膜が導電性を有する材料からなる場合は、以下の効果も奏する。この多層反射膜付基板上に、キャッピング膜、バッファ膜、吸収体膜等を形成して反射型マスクブランクを製造し、これを基に反射型マスクを作製した場合、反射型マスクにＥＵＶ露光光を照射し続けると、多層反射膜に徐々に帯電していく。このときマーク形成用薄膜が導電性を有する材料であると、そこから電子を逃がすことが可能になる。特に、反射型マスクが位相シフト効果を利用するタイプのものであり、ブラインドエリアの多層反射膜が除去された構成の場合、ブラインドエリアの内側の多層反射膜に帯電した電子をマーク形成用薄膜から逃がすことができ、より有効である。

凸形状の基準点マークの場合において、基板を形成する材料とは異なる材料で形成してもよい。この場合、基板の主表面上に基板がエッチングされ難いエッチングガスでエッチング可能な材料からなるマーク形成用薄膜を形成し、マーク形成用薄膜上に凸形状のパターンを有するレジストパターンを形成し、それをマスクとするドライエッチングによって、マーク形成用薄膜で凸形状を形成し、これを基準点マークとする。これにより、凸形状が形成される部分以外の基板主表面の表面粗さや平坦度の悪化を確実に抑制できる。この場合におけるマーク形成用薄膜の材料としては、基板にはガラス系材料が用いられることが多いことから、ガラス系材料がエッチングされ難いエッチングガスである塩素系ガスや、塩素系ガスと酸素の混合ガスでエッチングされる材料が好ましい。塩素系ガスでエッチング可能な材料としては、酸素を実質的に含有しないタンタル系材料（例えば、Ta、TaB、TaC、TaN、TaBN、TaCN、TaBCN等）や、タンタル系合金材料（TaHf、TaZr等）が挙げられる。塩素系ガスと酸素の混合ガスでエッチング可能な材料としては、クロム系材料（例えば、Cr、CrN、CrC、CrO、CrON、CrCN、CrOC、CrOCN等）やルテニウム系材料等が挙げられる。

上記反射型マスク用多層反射膜付基板においては、前記基準点マークが形成される位置が、反射型マスクのパターン形成領域の外側であり、さらには、前記基板の外縁から所定の幅だけ内側であると好適である。また、基準点マークは基板の主表面側から見た形状が十字状であると良い。また、前記基準点マークを３つ以上有し、前記３つ以上の基準点マークが一直線上に並ばない位置に形成されていると、さらに好適である。

また、本発明に係る反射型マスク用多層反射膜付基板の製造方法は、基板と、前記基板の主表面上に、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造の多層反射膜を有する反射型マスク用多層反射膜付基板の製造方法であって、前記基板の主表面上に、基準点マークのパターンを有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとし、前記基板をドライエッチングし、側壁が概ね直立した凹形状又は凸形状である基準点マークを形成する工程と、を有することを特徴とする。この場合、基板主表面の表面粗さや平坦度の悪化の恐れがなく、基準点マークを形成に伴う欠陥数の増加も抑制できる。

また、本発明に係る反射型マスク用多層反射膜付基板の製造方法は、基板と、前記基板の主表面上に、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造の多層反射膜を有する反射型マスク用多層反射膜付基板の製造方法であって、前記基板の主表面上に、マーク形成用薄膜を形成する工程と、前記マーク形成用薄膜の上面に、基準点マークのパターンを有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとし、前記マーク形成用薄膜をドライエッチングして側壁が概ね直立した凹形状又は凸形状である基準点マークを形成する工程と、を有することを特徴とする。

この場合、マーク形成用薄膜に基準点マークが形成されるため、基板をドライエッチングする工程、マーク形成用薄膜を剥離する工程を行う必要がないメリットがある。また、レジストパターンの薄膜化が図れる。特に、凸形状の基準点マークを形成する場合には、基板の平坦度や表面粗さの悪化を抑制できる。

本発明に係る反射型マスク用多層反射膜付基板の製造方法は、基板と、前記基板の主表面上に、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造の多層反射膜を有する反射型マスク用多層反射膜付基板の製造方法であって、前記基板の主表面上に、基板をエッチングするエッチングガスに対して耐性を有するマーク形成用薄膜を形成する工程と、前記マーク形成用薄膜の上面に、基準点マークのパターンを有するレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとし、前記マーク形成用薄膜をドライエッチングして、エッチングマスクパターンを形成する工程と、前記エッチングマスクパターンをマスクとして前記基板をドライエッチングし、側壁が概ね直立した凹形状または凸形状である基準点マークを形成する工程と、を有することを特徴とする。

この場合、マーク形成用薄膜と基板に形成された凹形状で基準点マークを形成するため、マーク形成用薄膜の膜厚をより薄くすることができ、膜応力をより小さくすることができる。

上記反射型マスク用多層反射膜付基板の製造方法においては、基板に基準点マークを形成後、マーク形成用薄膜を剥離する工程を有しても良い。多層反射膜を少なくとも前記基準点マークが形成された部分の主表面上を除いて形成するようにしてもよい。マーク形成用薄膜は、Ｃｒを主成分とする材料で構成されていると好適である。Ｃｒを主成分とする材料としては、たとえば、Cr、CrN、CrC、CrO、CrON、CrCN、CrOC、CrOCNなどが挙げられる。クロム系材料は、塩素系ガスと酸素の混合ガスでエッチングされる材料であり、フッ素系ガスに対するエッチング耐性が非常に高い。ガラス系材料の基板は、フッ素系ガスでエッチングされやすく、塩素系ガスと酸素の混合ガスに対するエッチング耐性が高い。このため、クロム系材料は、ガラス系材料の基板に対して、非常に高いエッチング選択性が得られ、マーク形成用薄膜を剥離する場合の基板主表面の表面粗さや平坦度の悪化を確実に抑制できる。

この他にガラス系材料の基板に対するエッチング選択性の高い材料としては、塩素系ガスでエッチング可能な材料である、酸素を実質的に含有しないタンタル系材料（例えば、Ta、TaB、TaC、TaN、TaBN、TaCN、TaBCN等）や、タンタル系合金材料（TaHf、TaZr等）が挙げられる。また、塩素系ガスと酸素の混合ガスでエッチング可能な材料としては、ルテニウム系材料等が挙げられる。なお、マーク形成用薄膜を剥離しない場合で、レジストパターンをマスクとしてマーク形成用薄膜だけに基準マークを形成する構成や、レジストパターンだけをマスクとしてマーク形成用薄膜と基板に基準マークを形成する構成の場合は、フッ素系ガスでエッチング可能な材料を用いても問題なく基準マークを形成できる。

本発明に係る反射型マスクブランクは、上記反射型マスク用多層反射膜付基板の前記多層反射膜の上に露光光を吸収する吸収体膜を有することを特徴とする。前記多層反射膜と前記吸収体膜との間にＣｒを主成分とするバッファ膜又は、Ｒｕを主成分とするキャッピング膜を有すると良い。

本発明に係る反射型マスクブランクの製造方法は、上記反射型マスク用多層反射膜付基板の製造方法により製造された反射型マスク用多層反射膜付基板の多層反射膜の上に露光光を吸収する吸収体膜を形成する工程を有することを特徴とする。また、吸収体膜を形成する工程前に、前記多層反射膜の上にＣｒを主成分とするバッファ膜又はＲｕを主成分とするキャッピング膜を形成する工程を有しても良い。

本発明に係る反射型マスクの製造方法は、上記反射型マスクブランクの前記吸収体膜を所定の形状にパターニングする工程を有することを特徴とする。

本発明に係る多層反射膜付基板では、基板上に側壁が概ね直立した凹形状又は凸形状である基準点マークを形成したことにより、基準点マークの上に多層反射膜を形成しても、欠陥検査の検査光や電子線での走査に対する十分なコントラストが得られて、基準点マークの位置を高い精度で識別できる。これにより、欠陥の位置を、基準点マークを基準にμｍオーダーの精度で特定できる多層反射膜付基板が得られる。さらに、この多層反射膜付基板の上面に吸収体膜等を形成して反射型マスクブランクを作製した場合であっても、吸収体膜の上から検査光を照射しても基準点マークとその周囲との間で十分なコントラストが得られる。欠陥の位置をμｍオーダーの精度で特定できるので、吸収体膜への転写パターンのパターニングの際、欠陥を精度よく回避でき、欠陥フリーの反射型マスクを作製することができる。

本発明の実施の形態における反射型マスクブランクを説明するための平面図である。 本発明の実施の形態における反射型マスクブランクを説明するための断面図であり、図１ＡのＩｂ−Ｉｂ断面図である。 本発明の実施の形態における基準点マークを説明するための図であり、基準点マークの断面の拡大図である。 本発明の実施の形態における基準点マークを説明するための図であり、基板主表面の上方から見た（平面視）図の拡大図である。 本発明の実施の形態における基準点マークを説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態を図、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではなない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。

本発明の実施の形態に係る反射型マスクブランクを説明するための図を図１に示す。図１Ａが反射型マスクブランクの平面図であり、図１Ｂが図１ＡのＩｂ−Ｉｂ断面における断面図である。

本発明の実施の形態に係る反射型マスクブランク１０は図１Ａに示すとおり、反射型マスクブランク１０の上にコースアライメント用のサイズの比較的大きな２つの基準点マーク１１ａとサイズの小さい基準マーク１１ｂとを有する。同図においては、一例として２つのコースアライメント用基準マーク１１ａと、４つの基準点マーク１１ｂを有する例を示す。基準点マークを形成する領域としては、反射型マスクブランク１０の基板主表面の平坦度が良好な領域が好ましいが、基板主表面の研磨工程における研磨特性上、基板主表面の外周縁側は平坦度が悪化しやすい。しかし、主表面の中央側（例えば、基板中心を基準とした１３２ｍｍ角の領域の内側）は、反射型マスクを作製する際のパターン形成領域となるため、基準マーク１１ａ、１１ｂを設ける部分は、外周縁側にできる限り近い方がよい。これらのことを考慮すると、基準マーク１１ａ、１１ｂは、図１Ａの一点鎖線Ａで示すような、所定の平坦度を確保できる領域（例えば、１５２ｍｍ角基板の場合、基板中心を基準とした１３４ｍｍ角の領域）の内側であり、その領域の境界近傍に配置するようにするとよい。また、基板主表面の平坦度をより良好にすることができる場合においては、基準点マーク１１ａ、１１ｂを、基板主表面の１４２ｍｍ角の内側の領域に設けてもよく、さらに基板主表面の平坦度が高い場合は、１４６ｍｍ角の内側の領域としてもよい。

なお、反射型マスクブランク１０の基準点マークを形成する側（多層反射膜を形成する側）の主表面の形状は、例えば１５２ｍｍ角基板の場合においては、１４２ｍｍ角の内側のエリアでの平坦度が０．３μｍ以下であり、かつ、その形状が中央部で相対的に高く、周縁部で相対的に低くなる凸形状であることが望ましい。

本発明の実施の形態に係る反射型マスクブランク１０は、図１Ｂに示すとおり、基板１２と、その主表面上に形成された多層反射膜１３と、その上に形成されたバッファ膜１４と、さらにその上に形成された吸収体膜１５を有し、基板１２の裏面に導電膜１６を少なくとも有する。多層反射膜１３は、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造を有する。必要に応じて、バッファ膜１４に代えて、あるいは多層反射膜１３とバッファ層の間にキャッピング膜を有していても良い。

なお、バッファ膜１４、吸収体膜１５及び導電膜１６を形成する前の、基板１２の上に多層反射膜１３が形成された状態のものを多層反射膜付基板と呼ぶ。

次に図２を用いて、基準点マーク１１ｂの形状を説明する。図２Ａは、基板１２に形成された基準点マーク１１ｂの断面の拡大図であり、図２Ｂは、基板主表面の上方から見た（平面視）図の拡大図である。基準点マーク１１ｂの断面は、図２Ｂに示すように側壁が概ね直立した溝形状の凹部２１となっている。また、基準点マーク１１ｂの、基板主表面の上方から見た形状（平面視）は、図２Ｂに示すように十字形状である。サイズは、幅（図２ＡにＷ_Ｅで示す)が４μｎｍ以上であることが好ましい。ただし、基準点マーク１１ｂを電子線で走査する場合には、この幅よりも小さくても検出は可能である。また、深さ(図２ＡにＤ_Ｅで示す)は３０ｎｍよりも大きくする必要がある。電子線を用いた走査の場合で、より確実な検出を求められる場合には、４０ｎｍ以上とするとよい。従来の欠陥検査で用いられている検査光による走査の場合においては、５０ｎｍよりも大きくするとよい。特に、基準点マーク１１ｂを電子線で走査する場合においては、基準点マーク１１ｂの深さが２００ｎｍよりも大きいと検出の再現性が低下する傾向がある。基準点マーク１１ｂの深さは、少なくとも２００ｎｍ以下とすると再現性が得られやすくなり、１５０ｎｍ以下とするとさらに再現性が向上し、１５０ｎｍ未満（例えば１４０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下等）とすると好適である。なお、長さ(図２ＢにＬ_Ｅで示す)は１００μｍ以上あれば良く、４００μｍ以上あればより好ましい。ここで、側壁が概ね直立した溝形状とは、垂直方向（底面に対して９０°）に限定されず、底面に対して、８０°〜１００°程度の傾斜角度であれば、基準点マークとして十分に機能する。

基準点マークの検査光や電子線での走査を行う時点においては、基準点マークがある位置の吸収体膜１５上にレジスト膜がない場合（吸収体膜１５の全面にレジスト膜が形成されていない場合と基準点マークがある位置を含む外周を除く領域にレジスト膜が形成されている場合を含む）、レジスト膜が形成されている場合、レジスト膜が形成され、さらにその上層に電子線描画時の導電性確保のための導電性コート膜が形成されている場合がある。いずれの場合においても、上記の条件であれば、基準点マークは十分に機能する。

基準マーク１１ｂはサイズが小さく、目視で位置の目安を付けることは困難である。また、検査光や電子線でいきなり基準マーク１１ｂを走査する方法もあるが、検出に時間が掛かることや、基準点マーク１１ｂの上にレジスト膜が形成されている場合においては、走査時の検査光によってレジスト感度が変化してしまう部分が発生する恐れがあり、特に電子線による走査では、レジストを感光させてしまう部分が発生する恐れがあるため好ましくない。このため、基準マーク１１ｂよりもサイズの大きなコースアライメント用の基準マーク１１ａを設けることが望ましい。基準点マーク１１ａの幅Ｗ_Ｅや深さＤ_Ｅについては、基準マーク１１ｂと同程度以上の大きさであれば十分に検出可能である。また、長さＬ_Ｅについては、基準マーク１１ａの１０倍以上（１０００μｍ以上、より好ましくは４０００μｍ以上）あればよい。また、図１Ａでは、基準マーク１１ａを２か所設ける構成としたが、３か所あるいは４か所以上としてもよい。また、基準マーク１１ｂについても、図１Ａでは４隅に１か所ずつとしたが、各隅に２か所以上設けてもよい。

なお、基準点マーク１１ａ、１１ｂとしては、上記のような平面視で十字形状の構成の他に、図３に示すように、基準点マークの中心としたい中心点に対して、上下左右等間隔に矩形状の凹部３１を設け、これを基準点マーク１１ａ、１１ｂとした構成が考えられる。幅（Ｗ_Ｅ）、深さ（Ｄ_Ｅ）、長さ（Ｌ_Ｅ）等のサイズは、図２Ｂに示す十字形状と同様で良い。

次に、基板１２に基準点マーク１１ａ、１１ｂを形成する方法を説明する。基準点マーク１１ａ、１１ｂは、以下に示すような工程により、ドライエッチングにより、形成することができる。なお、ここでは基板１２の一例としてガラス基板を用いた例を示す。

＜基準点マーク形成プロセス＞
（１）基板１２上面に、マーク形成用薄膜として、Ｃｒ系膜（ＣｒＮ、ＣｒＯ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＯＣＮ等があげられるが、低膜応力の観点から考慮すると、ＣｒＯＣＮが最適である）を成膜する。
（２）上記Ｃｒ系膜の上面に電子線描画用レジスト膜（富士フィルムＦＥＰ−１７１等）を形成する。
（３）上記レジスト膜に、基準点マーク１１のパターンを電子線描画し、現像処理を行い、基準点マーク１１以外の部分に現像後のレジスト膜が残るようなパターンを形成する。
（４）Ｃｌ_２ガスとＯ_２ガスの混合ガスでＣｒ系膜をドライエッチング（あるいは、硫酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液等のウェットエッチング液でウェットエッチング）し、Ｃｒ系膜に基準点マークのエッチングマスクパターンを転写する。
（５）レジスト膜を剥離する。
（６）ＣＦ_４ガス等のフッ素系ガスとＨｅガスの混合ガスでガラス基板をドライエッチングし、ガラス基板に基準点マーク１１を形成する。なお、Ｃｒ系膜はこの混合ガスに対して耐性を有するので、エッチングマスクとして機能する。
（７）Ｃｒ系膜をウェットエッチング液でウェットエッチングにより剥離、あるいはＣｌ_２ガスとＯ_２ガスの混合ガスでドライエッチングにより剥離する。
上記のプロセスにより、ガラス基板に基準点マーク１１を形成することができる。
なお、凹形状の基準点マーク１１を形成後、マーク形成用薄膜を剥離したことによって基板主表面の表面欠陥が増加する場合がある。表面欠陥の増加を確実に抑制したい場合には、基準点マーク１１を形成後、基板主表面のごく表層（例えば、５〜１０ｎｍ程度）を研磨によって除去し、従来と同様の洗浄を行うことが望ましい。この場合の研磨としては、コロイダルシリカ等の研磨砥粒を用いた非接触研磨、磁性流体を用いたＭＲＦ研磨、ＣＭＰ、コロイダルシリカを用いた遊星歯車運動による短時間研磨などが挙げられる。また、この場合、基準点マーク１１の深さは、識別可能な深さに前記の研磨取り代分を加算した深さとするとよい。

（実施例１〜８、比較例１）
以下、実施例１〜８および比較例１として、図２Ａ、図２Ｂに示す形状の基準点マークを付けたガラス基板を用いて反射型マスクブランクを作製し、基準点マークの識別の良否を調べた結果を示す。まず、基板としては、６インチ角（約１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）のガラス基板を用い、基準点マーク１１ａ、１１ｂを、基板主表面の中心を基準とした１３４ｍｍ角の内側のエリアであって、基準点マーク１１ａ、１１ｂの外周縁側がそのエリアの境界に接するよう、図１Ａに示す位置にそれぞれ（基準点マーク１１ａを２か所、基準点マーク１１ｂを４か所）設けた。

基準点マークは、上記で説明したドライエッチングを用いたプロセスで、凹部を形成した。ドライエッチングの条件等を変えることにより、基準点マーク１１ｂのサイズが異なる数種類のガラス基板を用意した。

基準点マーク１１ａ、１１ｂの形成は、最初に、基板の主表面に、ＣｒＯＣＮ（Ｃｒ：Ｏ：Ｃ：Ｎ＝３３：３６：２０：１１ 原子％比）からなるマーク形成用薄膜を１０ｎｍの膜厚で低応力になるように成膜した。次に、レジスト膜として、マーク形成用薄膜の上面に電子線描画用化学増幅型レジスト（ＦＥＰ−１７１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を３００ｎｍの膜厚で形成した。そして、レジスト膜に基準点マークのパターンを電子線描画し、続いて現像処理を行うことにより、基準点マークのレジストパターンを形成した。このとき、基準点マーク１１ｂのレジストパターンは、深さＤ_Ｅを１００ｎｍ〜３０ｎｍの数種類、幅Ｗ_Ｅを４μｍ〜１μｍの数種類とし、十字形状の長さＬ_Ｅを４００μｍとした。なお、基準点マーク１１ａについては、基準点マーク１１ｂよりもサイズが大きいため比較対象とはせず、レジストパターンを、深さＤ_Ｅが１００ｎｍ、幅Ｗ_Ｅが４μｍ、長さＬ_Ｅが４０００μｍの固定とした。

次に、このレジストパターンをマスクとして、Ｃｌ_２ガスとＯ_２ガスの混合ガスでマーク形成用薄膜をドライエッチングし、マーク形成用薄膜に基準点マークのパターンを転写した。さらに、マーク形成用薄膜のパターン（エッチングマスクパターン）をマスクとして、ＣＦ_４ガスとＨｅガスの混合ガスでガラス基板を、主表面からの深さＤ_Ｅが１００ｎｍ〜３０ｎｍになるようドライエッチングした。最後に、残っているエッチングマスク膜を、Ｃｌ_２ガスとＯ_２ガスの混合ガスでドライエッチングして剥離した。

以上のプロセスにより、ガラス基板に、基準点マーク１１ａ、１１ｂを形成した。

次に、ガラス基板の基準点マーク１１ａ、１１ｂを形成した主表面上（基準点マークを形成した部分を含む）に多層反射膜を形成して多層反射膜付基板を製造した。多層反射膜付基板の製造は、まず上記基板上に、イオンビームスパッタリングにより、ＥＵＶ露光光の波長である１３〜１４ｎｍの領域の反射膜として適したＳｉ層（低屈折率層）とＭｏ層（高屈折率層）とを積層して、合計厚さ２９１ｎｍの多層反射膜（最初にＳｉ層を４．２ｎｍ成膜し、次にＭｏ層を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１１ｎｍ成膜）を形成した。Ｍｏ層の成膜については、Ｍｏターゲットからの飛散粒子が基板の垂直方向に対して６３°傾斜して入射（斜入射成膜）するようにした。また、Ｓｉ層の成膜については、Ｓｉターゲットからの飛散粒子が基板の垂直方向に入射（直入射成膜）するようにした。

次に、この多層反射膜付基板を基に、反射型マスクブランクを製造した。上記多層反射膜の上面に、窒化クロム（ＣｒＮ：Ｎ＝１０原子％）からなるバッファ膜を形成した。成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置により行い、膜厚は１０ｎｍとした。さらにその上に、タンタルホウ素窒化物（ＴａＢＮ）からなる吸収体膜を、膜の厚さが５０ｎｍで成膜した。成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置により行い、ＴａＢ合金ターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０原子％比）で、スパッタガスとして、キセノン（Ｘｅ）ガスと窒素ガス（Ｎ_２）の混合ガス（Ｘｅ：Ｎ_２＝１２．９：６ 流量比）を用いて行った。

また、ガラス基板の裏側には、窒化クロム（ＣｒＮ：Ｎ＝１０原子％）からなる導電膜を膜厚７０ｎｍで形成した。成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置により行った。

上記のような方法で製造した、基準点マーク１１ｂの形状（幅Ｗ_Ｅ及び深さＤ_Ｅ）の異なる数種類の反射型マスクブランクについて、基準点マークの認識の良否を確認した。基準点マークの認識の良否は、従来から用いられている検査光による欠陥検査機の１つであるＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のマスク検査機 ＫＬＡ−５Ｓｅｒｉｅｓを用いた場合と、電子線を用いた場合とのそれぞれの検出方法で、様々な幅および深さの基準点マークについて確認した。その結果を表１に示す。

表１からわかるように、従来の検査光を用いた基準点マーク検出の場合では、基準点マーク１１ｂの深さＤ_Ｅが６０ｎｍ以上のもの（実施例１、２）については、基準点マーク１１ｂが良好に認識できたが、深さＤ_Ｅが５０ｎｍ以下のもの（実施例３、４、５、比較例１）については、基準点マーク１１ｂが良好には認識できなかった。また、基準点マーク１１ｂの深さＤ_Ｅが６０ｎｍであり、幅Ｗ_Ｅを４μｍ〜１μｍと幅を狭くしていっても（実施例２、６、７、８）良好に識別することができ、違いはなかった。

また、電子線を用いた基準点マーク検出の場合では、基準点マーク１１ｂの深さＤ_Ｅが３５ｎｍ以上のもの（実施例１、２、３、４、５）については、基準点マーク１１ｂが良好に認識できたが、深さＤ_Ｅが３５ｎｍ未満のもの（比較例１）については、基準点マーク１１ｂが良好には認識できなかった。また、基準点マーク１１ｂの深さＤ_Ｅが６０ｎｍであり、幅Ｗ_Ｅを４μｍ〜１μｍと幅を狭くしていっても（実施例２、６、７、８）良好に識別することができ、違いはなかった。

（実施例９〜１６、比較例２）
以下、実施例９〜１６および比較例２として、図２Ｂに示す形状の基準点マーク１１ａ、１１ｂを付けたガラス基板を用いて反射型マスクブランクを作製し、基準点マークの識別の良否を調べた結果を示す。実施例１〜８および比較例１と異なる点は、実施例９〜１６および比較例２においては、基準点マークが付された部分には、反射多層膜を形成しない点である。

本実施例では、実施例１〜８および比較例１の場合と同様の基板を用いて、同様の方法でサイズの異なる基準点マーク１１ａ、１１ｂを形成して、数種類の基板を用意した。

次に実施例１〜８および比較例１の場合と同様の方法で、ガラス基板の基準点マークを形成した主表面上に多層反射膜を形成して多層反射膜付基板を製造した。ただし、本実施例では、基準点マークを形成した部分には、多層反射膜を形成しなかった。

次に、実施例１〜８および比較例１の場合と同様に、この多層反射膜付基板の上面にバッファ膜、吸収体膜を形成し、基板の反対側の主表面に導電膜を形成し、反射型マスクブランクを製造した。この際、バッファ膜、吸収体膜は、多層反射膜を形成しなかった部分（基準点マークを形成した部分を含む領域）にも形成するようにした。

上記のような方法で製造した、基準点マーク１１ｂのサイズ（幅Ｗ_Ｅ及び深さＤ_Ｅ）の異なる数種類の反射型マスクブランクについて、基準点マークの認識の良否を、実施例１〜８と同様の方法で確認した。その結果を表２に示す。

表２からわかるように、従来の検査光を用いた基準点マーク検出の場合では、基準点マーク１１ｂの深さＤ_Ｅが６０ｎｍ以上のもの（実施例９、１０）については、基準点マーク１１ｂが良好に認識できたが、深さＤ_Ｅが５０ｎｍ以下のもの（実施例１１、１２，１３、比較例２）については、基準点マーク１１ｂが良好には認識できなかった。また、基準点マーク１１ｂの深さＤ_Ｅが６０ｎｍであり、幅Ｗ_Ｅを４μｍ〜１μｍと幅を狭くしても（実施例１０、１４、１５、１６）良好に識別することができ、違いはなかった。

また、電子線を用いた基準点マーク検出の場合では、基準点マーク１１ｂの深さＤ_Ｅが３５ｎｍ以上のもの（実施例９、１０、１１、１２、１３）については、基準点マーク１１ｂが良好に認識できたが、深さＤ_Ｅが３５ｎｍ未満のもの（比較例２）については、基準点マーク１１ｂが良好には認識できなかった。また、基準点マーク１１ｂの深さＤ_Ｅが６０ｎｍであり、幅Ｗ_Ｅを４μｍ〜１μｍと幅を狭くしても（実施例１０、１４、１５、１６）良好に識別することができ、違いはなかった。

以上の結果からは、基準点マーク１１ｂの上に多層反射膜を形成した場合と、形成しない場合との間では、基準点マーク１１ｂの検出に関しては特に差は生じなかった。

なお、本発明に係る反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造するには、基準点マークを良好に認識できるので、反射型マスクブランク内の欠陥の位置を精度よく特定することができ、吸収体膜への転写パターンのパターニングの際に、欠陥を精度よく回避した上でパターニングすることで、欠陥の少ない反射型マスクを製造することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、基準点マークを、側壁が概ね直立した凹形状としたが、これには限定されず、側壁が概ね直立した凸形状でも同様の効果が得られた。また、多層反射膜と吸収体膜との間に窒化クロムからなるバッファ膜を形成したが、多層反射膜と吸収体膜との間にＲｕを主成分とするキャッピング膜を形成しても良い。このキャッピング膜の膜厚は、２ｎｍから５ｎｍ程度の範囲とするとよい。

さらには、吸収体層の上面にタンタルホウ素酸化物（ＴａＢＯ）からなる低反射層を形成しても良い。層の厚さを１５ｎｍとすれば好適であり、成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置により行い、ＴａＢ合金ターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０ 原子％比）で、スパッタガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスと酸素ガス（Ｏ_２）の混合ガス（Ａｒ：Ｏ_２＝５８：３２．５ 流量比）を用いて行うことができる。

また、上記実施の形態における材料、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

Claims (21)

1. 基板と、前記基板の主表面上に、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造の多層反射膜と、該多層反射膜の上に露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクであって、
   前記基板の多層反射膜が形成される側の主表面におけるパターン形成領域の外側の領域に、側壁が底面に対して８０°〜１００°の範囲内の傾斜角度を有する凹形状又は凸形状である基準点マークがドライエッチングにより形成され、
   前記基準点マークは、電子線走査で検出可能な深さの凹形状または電子線走査で検出可能な高さの凸形状を有し、
   前記多層反射膜は、少なくとも前記基準点マークが形成された部分の主表面上を除いて形成され、
   前記吸収体膜は、前記多層反射膜を形成しなかった部分であって、前記基準点マークを形成した部分を含む領域に形成されている反射型マスクブランク。
2. 前記基準点マークは、凹形状の深さまたは凸形状の高さが３０ｎｍより大きい請求項１記載の反射型マスクブランク。
3. 前記基準点マークは、波長が１９０〜２６０ｎｍの検査光で検出可能に形成され、凹形状の深さまたは凸形状の高さが５０ｎｍより大きい請求項１記載の反射型マスクブランク。
4. 前記基板と前記多層反射膜との間にマーク形成用薄膜を備え、前記基準点マークは、前記マーク形成用薄膜に形成された凹形状、又は前記マーク形成用薄膜から基板にわたり形成された凹形状からなる請求項１乃至３のいずれか記載の反射型マスクブランク。
5. 前記マーク形成用薄膜は、導電性を有する材料からなる請求項４記載の反射型マスクブランク。
6. 前記マーク形成用薄膜は、基板をエッチングするエッチングガスに対して耐性を有する材料で形成されている請求項４又は５記載の反射型マスクブランク。
7. 前記基準点マークは、凸形状であって基板を形成する材料とは異なる材料で形成される請求項１乃至３のいずれか記載の反射型マスクブランク。
8. 前記基準点マークが形成される位置が、前記基板の外縁から所定の幅だけ内側である請求項１乃至７のいずれか記載の反射型マスクブランク。
9. 前記基準点マークは基板の主表面側から見た形状が十字状である請求項１乃至８のいずれか記載の反射型マスクブランク。
10. 前記基準点マークを３つ以上有し、前記３つ以上の基準点マークが一直線上に並ばない位置に形成されている請求項１乃至９のいずれか記載の反射型マスクブランク。
11. 前記多層反射膜と前記吸収体膜との間にＣｒを主成分とするバッファ膜を有する請求項１乃至１０のいずれか記載の反射型マスクブランク。
12. 前記多層反射膜と前記吸収体膜との間にＲｕを主成分とするキャッピング膜を有する請求項１乃至１０のいずれか記載の反射型マスクブランク。
13. 基板と、前記基板の主表面上に、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造の多層反射膜と、該多層反射膜の上に露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
    前記基板の主表面上に、基準点マークのパターンを有するレジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをマスクとして前記基板をドライエッチングし、側壁が底面に対して８０°〜１００°の範囲内の傾斜角度を有する凹形状又は凸形状である基準点マークを形成する工程と、
    少なくとも前記基準点マークが形成された部分の主表面上を除いて多層反射膜を形成する工程と、
    前記多層反射膜を形成しなかった部分であって、前記基準点マークを形成した部分を含む領域に吸収体膜を形成する工程とを有し、
    前記基準点マークは、電子線走査で検出可能な深さの凹形状または電子線走査で検出可能な高さの凸形状を有する反射型マスクブランクの製造方法。
14. 基板と、前記基板の主表面上に、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造の多層反射膜と、該多層反射膜の上に露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
    前記基板の主表面上に、マーク形成用薄膜を形成する工程と、
    前記マーク形成用薄膜の上面に、基準点マークのパターンを有するレジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをマスクとし、前記マーク形成用薄膜をドライエッチングして側壁が底面に対して８０°〜１００°の範囲内の傾斜角度を有する凹形状又は凸形状である基準点マークを形成する工程と、
    少なくとも前記基準点マークが形成された部分の主表面上を除いて多層反射膜を形成する工程と、
    前記多層反射膜を形成しなかった部分であって、前記基準点マークを形成した部分を含む領域に吸収体膜を形成する工程とを有し、
    前記基準点マークは、電子線走査で検出可能な深さの凹形状または電子線走査で検出可能な高さの凸形状を有する反射型マスクブランクの製造方法。
15. 基板と、前記基板の主表面上に、高屈折率材料を主成分とする高屈折率層と低屈折率材料を主成分とする低屈折率層とが交互に積層した構造の多層反射膜と、該多層反射膜の上に露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
    前記基板の主表面上に、基板をエッチングするエッチングガスに対して耐性を有するマーク形成用薄膜を形成する工程と、
    前記マーク形成用薄膜の上面に、基準点マークのパターンを有するレジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをマスクとし、前記マーク形成用薄膜をドライエッチングして、エッチングマスクパターンを形成する工程と、
    前記エッチングマスクパターンをマスクとして前記基板をドライエッチングし、側壁が底面に対して８０°〜１００°の範囲内の傾斜角度を有する凹形状又は凸形状である基準点マークを形成する工程と、
    基板に基準点マークを形成後、マーク形成用薄膜を剥離する工程と、
    少なくとも前記基準点マークが形成された部分の主表面上を除いて多層反射膜を形成する工程と、
    前記多層反射膜を形成しなかった部分であって、前記基準点マークを形成した部分を含む領域に吸収体膜を形成する工程とを有し、
    前記基準点マークは、電子線走査で検出可能な深さの凹形状または電子線走査で検出可能な高さの凸形状を有する反射型マスクブランクの製造方法。
16. 前記基準点マークは、波長が１９０〜２６０ｎｍの検査光で検出可能に形成され、凹形状の深さまたは凸形状の高さが５０ｎｍより大きい請求項１３乃至１５のいずれか記載の反射型マスクブランクの製造方法。
17. 前記マーク形成用薄膜は、導電性を有する材料からなる請求項１４記載の反射型マスクブランクの製造方法。
18. 前記マーク形成用薄膜は、Ｃｒを主成分とする材料で構成されている請求項１４乃至１７のいずれか記載の反射型マスクブランクの製造方法。
19. 前記吸収体膜を形成する工程前に、前記多層反射膜の上にＣｒを主成分とするバッファ膜を形成する工程を有する請求項１３乃至１８のいずれか記載の反射型マスクブランクの製造方法。
20. 前記吸収体膜を形成する工程前に、前記多層反射膜の上にＲｕを主成分とするキャッピング膜を形成する工程を有する請求項１３乃至１８のいずれか記載の反射型マスクブランクの製造方法。
21. 請求項１乃至１２のいずれか記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜を所定の形状にパターニングする工程を有する反射型マスクの製造方法。

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