JP4834205B2 - 多層反射膜付き基板の製造方法、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、極端紫外光などの短波長域の露光光を使用するリソグラフィー法において好ましく用いられる多層反射膜付き基板の製造方法、該基板を用いた反射型マスクブランク及び反射型マスク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ー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リソグラフィー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０．２〜１００ｎｍ程度の光のことである。このＥＵＶリソグラフィーにおいて用いられる露光用マスクとしては、特許文献１（特開平8-213303号公報）に記載されたような反射型マスクが提案されている。
このような反射型マスクは、基板上に露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜を有し、更に、多層反射膜上にＥＵＶ光を吸収する吸収体膜がパターン状に設けられた構造をしている。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。

上記多層反射膜としては、相対的に屈折率の高い物質と相対的に屈折率の低い物質が、数ｎｍオーダーで交互に積層された多層膜が通常使用される。例えば、１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率の高いものとして、ＳｉとＭｏの薄膜を交互に積層した多層膜が知られている。
多層反射膜は、基板上に、例えば、イオンビームスパッタ法により形成することができる。ＭｏとＳｉを含む場合、ＳｉターゲットとＭｏターゲットを用いて交互にスパッタし、３０〜６０周期程度、好ましくは４０周期程度積層する。
ところで、ＥＵＶ光に対する反射率をより高めるためには、多層反射膜の表面粗さを小さくする必要があるが、多層反射膜の表面粗さは基板の表面粗さに大きく依存する。多層反射膜としては、例えば上記ＳｉとＭｏの薄膜の面内膜厚分布を均一にするために基板を傾けて成膜（斜入射成膜）を行なうと、基板の表面粗さを増長した表面粗さが形成されてしまう。

したがって、基板の表面粗さに対する要求は厳しく、例えば二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）で０．１０ｎｍ以下であることが望ましいとされている。
上記基板としては通常ガラス基板が用いられるが、現状のガラスの研磨加工方法を適用しても、多成分アモルファス構造のガラスで上記の表面粗さの要求を満たすような高平滑で、しかも欠陥の無い表面を得ることは実際には非常に困難である。
尚、特許文献２には、レチクル基板上の欠陥の悪影響を低減するため、レチクル基板上に多層緩衝層を設けることが開示されている。

特開平８−２１３３０３号公報 特表２００３−５１５７９４号公報

ところで、基板上に多層反射膜を成膜する場合、通常は図５（ａ）に示すように、基板１に向かってターゲット４０からの飛散粒子（飛散粒子はハッチングで示したように幅をもった粒子群として基板１に向かって飛散する）が垂直方向（Ｓ）に対し斜め方向４１から入射するようにターゲット４０と基板１とを配置して成膜する斜入射成膜工程により行なわれている。このような斜入射成膜工程を用いる理由は、成膜した多層反射膜の高均一な面内膜厚分布が容易に得られるからである。これに対し、図５（ｂ）に示すように、基板１に向かってターゲット４０からの飛散粒子（飛散粒子はハッチングで示したように幅をもった粒子群として基板１に向かって飛散する）が垂直もしくは略垂直な方向４２から入射するようにターゲット４０と基板１とを配置して成膜する直入射成膜工程により多層反射膜を成膜する方法がある。

本発明者の検討によると、上記斜入射成膜工程により多層反射膜を成膜した場合、上述のように成膜された多層反射膜の均一な面内膜厚分布が容易に得られるという効果があるものの、基板１の表面に存在する凸状の突起欠陥（以下、凸欠陥と呼ぶ。）を大きくする作用があり、基板１上では欠陥検査装置で検出できないような微小な凸欠陥であったとしても、斜入射成膜工程により成膜された多層反射膜２表面では、転写パターン欠陥となるような大きさの凸欠陥２ａとなる可能性がある（図６（ａ）参照）。

尚、特許文献２には、レチクル基板上の欠陥の悪影響を低減するため、レチクル基板上に多層緩衝層を設けることが開示されており、この多層緩衝層は上述の直入射成膜工程により形成することが記載されている。多層緩衝層を直入射成膜工程を用いて成膜した場合、レチクル基板の表面に存在する凸欠陥はある程度小さくすることができたとしても、レチクル基板表面に存在する凹欠陥を大きくする可能性があり、この成膜方法だけでは凹凸両欠陥を修正することは出来ない。さらに、レチクル基板の表面に存在する凸欠陥を多層反射膜表面で無いようにしても、反射は多層膜各層からの反射の総和であるから、それでも位相欠陥となることは容易に考えられる。

そこで、本発明の目的は、第１に、表面平滑性が高く露光光反射率を高められるとともに、低欠陥の多層反射膜付き基板を提供することであり、第２に、上記多層反射膜付き基板を用いて、転写欠陥が無く多層反射膜の露光光反射率を高めた高品質の反射型マスクブランクを提供することであり、第３に、上記反射型マスクブランクを用いて、マスクの反射面での表面欠陥に起因するパターン欠陥の無い、パターン転写性に優れた高品質の反射型マスクを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有する。
（構成１）基板上に、露光光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板の製造方法であって、前記基板上に、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直もしくは略垂直な方向から入射するように成膜する直入射成膜と、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直方向に対し斜め方向から入射するように成膜する斜入射成膜とを組み合わせて成膜した下地膜を成膜した後、該下地膜上に前記多層反射膜を成膜することを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法である。

（構成２）基板上に、露光光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板の製造方法であって、前記基板上に、露光光に対して反射に寄与しない下地膜を成膜した後、該下地膜上に前記多層反射膜を成膜し、前記下地膜は、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直もしくは略垂直な方向から入射するように成膜する直入射成膜工程と、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直方向に対し斜め方向から入射するように成膜する斜入射成膜工程とを組み合わせて成膜することを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法である。

構成１、２によると、基板上に直入射成膜工程と斜入射成膜工程とを組み合わせて下地膜を成膜することにより、基板表面に存在する凸欠陥と凹欠陥の両方を小さくして、基板表面よりも下地膜表面の凸欠陥及び凹欠陥などの表面欠陥を低減し、下地膜表面を表面粗さの小さい平滑な表面とすることができる。従って、このように基板表面よりも凸欠陥及び凹欠陥などの表面欠陥を低減して平滑な表面とされた下地膜上に前記多層反射膜を成膜することにより、表面欠陥（位相欠陥）の無い、露光光に対する反射率を向上させた多層反射膜付き基板が得られる。

（構成３）前記下地膜と前記多層反射膜は、それぞれ異なる成膜条件で成膜することを特徴とする構成１又は２に記載の多層反射膜付き基板の製造方法である。
構成３のように、下地膜と多層反射膜の成膜条件をそれぞれ異なる条件とすることにより、下地膜からの反射光が多層反射膜からの反射スペクトルに影響が無いようにすることができる。
ここで、異なる成膜条件とは、下地膜と多層反射膜の材質が異なる場合はもちろんのこと、同じ材質の場合でも成膜条件が異なることを意味する。

（構成４）前記多層反射膜の直下の下地膜は、前記直入射成膜工程により成膜することを特徴とする構成１乃至３の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法である。
構成４のように、多層反射膜の直下の下地膜を直入射成膜工程によって成膜することにより、下地膜表面の表面粗さをより一層低減することができ、その上に多層反射膜を成膜すると、露光光に対する反射率をより一層向上させることができる。

（構成５）前記下地膜と前記多層反射膜の成膜は、イオンビームスパッタ成膜法を用いて行うことを特徴とする構成１乃至４の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法である。
構成５のように、下地膜と多層反射膜の成膜をイオンビームスパッタ成膜法を用いて行うことにより、成膜方向を容易に変えることができ、さらに、高平滑・高密度な膜を形成できる。

（構成６）構成１乃至５の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法により得られた多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、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反射型マスクブランクの製造方法である。
構成６によれば、構成１乃至５の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法により得られた多層反射膜付き基板を使用し、その多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜を形成して反射型マスクブランクを製造するので、最終的に低欠陥でしかもマスクの反射面となる多層反射膜の表面粗さが小さく露光光反射率を高めた反射型マスクブランクを得ることができる。
なお、上記吸収体膜と多層反射膜との間に、吸収体膜へのパターン形成時に多層反射膜を保護するためのエッチングストッパー機能を有するバッファ膜を設けることができる。

（構成７）構成６に記載の反射型マスクブランクの製造方法により得られた反射型マスクブランクの前記吸収体膜に転写パターンとなる吸収体膜パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法である。
構成７によれば、構成６に記載の反射型マスクブランクを使用し、その吸収体膜にパターンを形成して反射型マスクを製造するので、マスクの反射面での表面欠陥に起因するパターン欠陥の無い、パターン転写性に優れた反射型マスクを得ることが出来る。

本発明によれば、基板上に直入射成膜工程と斜入射成膜工程とを組み合わせて下地膜を成膜し、その下地膜上に多層反射膜を成膜することにより、低欠陥でしかも表面平滑性が高く露光光反射率を高められる多層反射膜付き基板を提供することができる。
また、本発明によれば、上述の多層反射膜付き基板を用いて、多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜を形成することにより、低欠陥でしかも多層反射膜の露光光反射率を高めた高品質の反射型マスクブランクを提供することができる。
さらに、本発明によれば、上述の反射型マスクブランクを用いて、その吸収体膜に転写パターンとなる吸収体膜パターンを形成することにより、マスクの反射面での表面欠陥に起因するパターン欠陥の無い、パターン転写性に優れた高品質の反射型マスクを提供することができる。

以下、本発明を実施の形態により詳述する。
本発明に係る多層反射膜付き基板の製造方法は、基板上に、露光光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板の製造方法であって、基板上に、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直もしくは略垂直な方向から入射するように成膜する直入射成膜と、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直方向に対し斜め方向から入射するように成膜する斜入射成膜とを組み合わせて成膜した下地膜を成膜した後、該下地膜上に前記多層反射膜を成膜する。より好ましくは、前記下地膜の成膜は、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直もしくは略垂直な方向から入射するように成膜する直入射成膜工程と、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直方向に対し斜め方向から入射するように成膜する斜入射成膜工程とを組み合わせて、露光光に対して反射に寄与しない下地膜を成膜する。

このように、基板上に多層反射膜を成膜する前に、直入射成膜工程と斜入射成膜工程とを組み合わせて下地膜を成膜することにより、基板表面に存在する凸欠陥と凹欠陥の両方を小さくして、基板表面には存在する凸欠陥及び凹欠陥などの表面欠陥を下地膜表面では低減することができ、下地膜表面を表面粗さの小さいより平滑な表面とすることができる。従って、基板表面よりも凸欠陥及び凹欠陥などの表面欠陥を低減して平滑な表面とされた下地膜上に前記多層反射膜を成膜することにより、多層反射膜表面欠陥の無い、表面粗さの小さい平滑な多層反射膜が形成されるので、低欠陥でしかも露光光に対する反射率を向上させた多層反射膜付き基板が得られる。
尚、斜入射成膜工程では、基板の表面に存在する凹状の欠陥（凹欠陥）を小さくする効果がある。一方、上記直入射成膜工程により、多層反射膜を成膜した場合、基板の表面に存在する凸欠陥を小さくするが、基板表面の凹欠陥を大きくする作用があることが、本発明者の検討により判明した（図６（ｂ）参照）。さらに、この直入射成膜工程により多層反射膜を成膜すると、多層反射膜の表面粗さを小さくする効果もあるため、反射率の向上につながる。

上記下地膜は、直入射成膜工程と斜入射成膜工程とを組み合わせて成膜するが、その組み合わせ方は、基板表面に存在する凸欠陥と凹欠陥の両者を低減させるように、欠陥数、欠陥の大きさ、欠陥の高さ（凸欠陥）や深さ（凹欠陥）等に応じて適宜決定するのが好ましい。図１は本発明に係る多層反射膜付き基板の一実施の形態の模式的な断面図である。基板１表面には、凸欠陥（異物欠陥）７と凹欠陥８が存在している。この基板１上に、斜入射成膜工程によって成膜した下地膜６ａと直入射成膜工程によって成膜した下地膜６ｂとからなる下地膜６が形成され、該下地膜６上に露光光（ＥＵＶ光）を反射する多層反射膜２が形成されている。基板１表面に存在する凸欠陥７と凹欠陥８は、その上に直入射成膜工程と斜入射成膜工程とを組み合わせて成膜した下地膜６を形成することにより小さくなり、下地膜６表面では基板１表面の凸欠陥７と凹欠陥８に対応する表面欠陥を低減することができる。
多層反射膜の直下の下地膜は、前記直入射成膜工程により成膜することが好ましい。多層反射膜の直下の下地膜を直入射成膜工程によって成膜することにより、下地膜表面の表面粗さをより一層低減することができ、その上に多層反射膜を成膜すると、露光光に対する反射率をより一層向上させることができる。

尚、上記斜入射成膜工程は、前述の図５（ａ）に示すように、基板１に向かってターゲット４０からの飛散粒子が垂直方向（Ｓ）に対し斜め方向４１から入射するようにターゲット４０と基板１とを配置して行われるが、具体的にはターゲット４０からの飛散粒子が垂直方向（Ｓ）に対し５０°〜８０°斜め方向から入射するようにして斜入射成膜するのが好ましく、特に飛散粒子が垂直方向に対し５０°〜７０°斜め方向から入射するようにして成膜するのが好ましい。また上記直入射成膜工程は、前述の図５（ｂ）に示すように、基板１に向かってターゲット４０からの飛散粒子が垂直もしくは略垂直な方向４２から入射するようにターゲット４０と基板１とを配置して行なわれるが、具体的にはターゲット４０からの飛散粒子が基板に対し垂直方向もしくは垂直方向より３５°以内の略垂直な方向から入射するようにして直入射成膜するのが好ましい。

下地膜の成膜に使用する成膜装置（例えばイオンビームスパッタリング装置）において、基板に向かってターゲットから飛散する粒子が垂直もしくは略垂直な方向から入射するようにするのか、或いは垂直方向に対して斜めの方向から入射するようにするのかは、例えばターゲットに対する基板角度を調整することにより、変化させることができる。よって、下地膜の成膜は、予め欠陥検査装置を用いて基板表面の凸欠陥と凹欠陥を特定しておき、その欠陥数等に応じて、例えば上述の基板角度の調整によって、直入射成膜工程と斜入射成膜工程とを適宜変えて行なうことができる。
上記下地膜は多層膜とするのが好ましい。下地膜を多層膜とすることにより、直入射成膜工程と斜入射成膜工程を組み合わせて用いて基板表面の凹凸両欠陥を小さくすることが可能だからである。また、例えばＭｏまたはＳｉの単層膜よりも、ＭｏとＳｉの多層膜の方が、応力が小さくなるため、基板平坦度への影響や成膜装置からの発塵が抑えられるためである。

下地膜を多層膜とする場合、例えば異なる材質の交互積層膜とすることができる。この場合、下地膜上に形成される多層反射膜と同じ材質である必要は無いが、下地膜を多層反射膜と同じ材質の交互積層膜とすることにより、ターゲットを交換することなく、下地膜の成膜後、引き続いて多層反射膜の成膜を行なうことができるという利点があり、成膜時間の短縮にもつながる。
下地膜の成膜は、例えばイオンビームスパッタ成膜法を用いることができる。下地膜の成膜をイオンビームスパッタ成膜法を用いて行うことにより、成膜方向を容易に変えることができ、さらに、高平滑・高密度な膜を形成できる。

下地膜の膜厚は、多層膜を成膜することにより基板表面の凸欠陥と凹欠陥を低減できるような膜厚とすればよい。但し、下地膜の膜厚が厚すぎると、膜応力により基板の平坦度を劣化させ、しかも膜剥れの心配が生じるため、必要最低限の膜厚であることが望ましい。下地膜の膜厚は、好ましくは２μｍ以下が望ましい。

また、下地膜を多層膜とする場合、下地膜とその上に形成する多層反射膜とは、それぞれ異なる成膜条件で成膜することが好ましい。下地膜と多層反射膜の成膜条件をそれぞれ異なる条件とすることにより、下地膜からの反射光が多層反射膜からの反射スペクトルに影響がないようにすることができる。ここで、異なる成膜条件とは、下地膜と多層反射膜の材質が異なる場合はもちろんのこと、同じ材質の場合でも成膜条件が異なることを意味する。例えば、同じ材質でも各層の膜厚が異なったり、膜厚がランダムであったりすればよい。

次に、本発明の多層反射膜付き基板の製造方法について説明する。
図２は、多層反射膜付き基板の断面図であるが、これによると、多層反射膜付き基板３０は、基板１上に、露光光に対して反射に寄与しない下地膜６と、その上に設けられた露光光を反射する多層反射膜２とを有している。このような多層反射膜付き基板３０は、本発明の多層反射膜付き基板の製造方法によれば、基板１上に、直入射成膜工程と斜入射成膜工程とを組み合わせて下地膜６を成膜し、該下地膜６の上に前記多層反射膜２を成膜することにより得られる。
すなわち、基板１上に多層反射膜２を成膜する前に、直入射成膜工程と斜入射成膜工程とを組み合わせて下地膜６を成膜することにより、基板１表面に存在する凸欠陥及び凹欠陥などの表面欠陥を下地膜６表面では低減することができ、下地膜６表面を表面粗さの小さな平滑な表面とすることができる。その上に多層反射膜２を成膜することにより、表面粗さの小さい平滑な多層反射膜２が形成されるので、露光光に対する反射率を向上させた多層反射膜付き基板３０を得ることができる。

基板１の材料としては、ガラス基板を好ましく用いることが出来る。ガラス基板は良好な平滑性と平坦度が得られ、特にマスク用基板として好適である。ガラス基板材料としては、低熱膨張係数を有するアモルファスガラス（例えばＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス等）、石英ガラス、β石英固溶体を析出した結晶化ガラス等が挙げられる。基板は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。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であり、原子間力顕微鏡で測定することができる。又本発明における平坦度は、TIR(total indicated reading)で示される表面の反り（変形量）を示す値である。これは、基板表面を元に最小二乗法で定められる平面を焦平面としたとき、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある最も低い位置の高低差の絶対値である。平滑性は１０μｍ角エリアでの平滑性、平坦度は１４２ｍｍ角エリアでの平坦度で示している。

上記基板１上に形成する下地膜６についての詳細は前述したとおりである。
上記下地膜６上に形成する多層反射膜２は、屈折率の異なる材料を交互に積層させた構造をしており、特定の波長の光を反射することが出来る。例えば１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が高い、ＭｏとＳｉを交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ多層反射膜が挙げられる。ＥＵＶ光の領域で使用されるその他の多層反射膜の例としては、Ru/Si周期多層反射膜、Mo/Be周期多層反射膜、Mo化合物/Si化合物周期多層反射膜、Si/Nb周期多層反射膜、Si/Mo/Ru周期多層反射膜、Si/Mo/Ru/Mo周期多層反射膜、Si/Ru/Mo/Ru周期多層反射膜などが挙げられる。多層反射膜２は、基板１上に例えば通常のスパッタ法またはイオンビームスパッタ法により形成することができる。

このような下地膜及び多層反射膜を基板上に形成した多層反射膜付き基板は、例えばＥＵＶ反射型マスクブランク又はＥＵＶ反射型マスクにおける多層反射膜付き基板、或いはＥＵＶリソグラフィーシステムにおける多層反射膜ミラーとして使用される。

次に、本発明の反射型マスクブランクの製造方法について説明する。
上述の本発明による多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、露光光を吸収する吸収体膜を形成することにより、露光用反射型マスクブランクが得られる。必要に応じて、上記多層反射膜と吸収体膜の間に、吸収体膜へのパターン形成時のエッチング環境に耐性を有し、多層反射膜を保護するためのバッファ膜を有していてもよい。本発明による多層反射膜付き基板を使用し、その多層反射膜上に吸収体膜を形成して反射型マスクブランクを製造するので、とくに最終的にマスクの反射面となる多層反射膜の低欠陥でしかも表面粗さが小さく露光光反射率を高めた反射型マスクブランクを得ることができる。
図３（ａ）は、本発明により得られる反射型マスクブランクの一実施の形態の断面図である。これによると、反射型マスクブランク１０は、前述の多層反射膜付き基板の多層反射膜２上に、バッファ膜３、吸収体膜４を順に有する構成である。

吸収体膜４の材料としては、露光光の吸収率が高く、吸収体膜の下側に位置する膜（本実施の形態ではバッファ膜であるが、バッファ膜を設けない構成では多層反射膜である。）とのエッチング選択比が十分大きいものが選択される。例えば、Taを主要な金属成分とする材料が好ましい。この場合、バッファ膜にＣｒを主成分とする材料を用いれば、エッチング選択比を大きく（10以上）取ることができる。Taを主要な金属元素とする材料は、通常金属または合金である。また、平滑性、平坦性の点から、アモルファス状または微結晶の構造を有しているものが好ましい。Taを主要な金属元素とする材料としては、ＴａとＢを含む材料、TaとＮを含む材料、TaとBとＯを含む材料、TaとBとＮを含む材料、TaとSiを含む材料、TaとSiとＮを含む材料、TaとGeを含む材料、TaとGeとＮを含む材料等を用いることができる。TaにBやSi,Ge等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。また、TaにＮやＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることができるという効果が得られる。

他の吸収体膜の材料としては、Ｃｒを主成分とする材料（クロム、窒化クロム等）、タングステンを主成分とする材料（窒化タングステン等）、チタンを主成分とする材料（チタン、窒化チタン）等を用いることができる。
これらの吸収体膜は、通常のスパッタ法（ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ）、イオンビームスパッタ法等の成膜法で形成することが出来る。吸収体膜の膜厚は、露光光である例えばＥＵＶ光が十分に吸収できる厚みであればよいが、通常は３０〜１００ｎｍ程度である。
また、上記バッファ膜３は、吸収体膜４に転写パターンを形成する際に、エッチング停止層として下層の多層反射膜を保護する機能を有し、本実施の形態では多層反射膜と吸収体膜との間に形成される。なお、バッファ膜は必要に応じて設ければよい。
バッファ膜の材料としては、吸収体膜とのエッチング選択比が大きい材料が選択される。バッファ膜と吸収体膜のエッチング選択比は5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上である。更に、低応力で、平滑性に優れた材料が好ましく、とくに0.3nmRms以下の平滑性を有していることが好ましい。このような観点から、バッファ膜を形成する材料は、微結晶あるいはアモルファス構造であることが好ましい。

一般に、吸収体膜の材料には、ＴａやＴａ合金等が良く用いられている。吸収体膜の材料にＴａ系の材料を用いた場合、バッファ膜としては、Ｃｒを含む材料を用いるのが好ましい。例えば、Ｃｒ単体や、Ｃｒに窒素、酸素、炭素の少なくとも１つの元素が添加された材料が挙げられる。具体的には、窒化クロム（ＣｒＮ）等である。
一方、吸収体膜として、Ｃｒ単体や、Ｃｒを主成分とする材料を用いる場合には、バッファ膜には、Ｔａを主成分とする材料、例えば、ＴａとＢを含む材料や、ＴａとＢとＮを含む材料等を用いることができる。
このバッファ膜は、反射型マスク形成時には、マスクの反射率低下を防止するために、吸収体膜に形成されたパターンに従って、パターン状に除去してもよいが、バッファ膜に露光光の透過率の大きい材料を用い、膜厚を十分薄くすることが出来れば、パターン状に除去せずに、多層反射膜を覆うように残しておいてもよい。バッファ膜は、例えば、通常のスパッタ法（DCスパッタ、RFスパッタ）、イオンビームスパッタ法等の成膜法で形成することができる。バッファ膜の膜厚は、集束イオンビーム（Focussed Ion Beam：ＦＩＢ）を用いた吸収体膜パターンの修正を行う場合には、２０〜６０ｎｍ程度にするのが好ましいが、ＦＩＢを用いない場合には、５〜１５ｎｍ程度としてもよい。

以上のようにして得られる反射型マスクブランクの吸収体膜に所定の転写パターンを形成することにより、露光用反射型マスクが得られる。
吸収体膜へのパターン形成は、リソグラフィーの手法を用いて形成することができる。図３を参照して説明すると、まず、本発明による多層反射膜付き基板３０（図２参照）の多層反射膜２上にバッファ膜３及び吸収体膜４を形成して得られた反射型マスクブランク１０（図３（ａ）参照）を準備する。
次に、この反射型マスクブランク１０の吸収体膜４上にレジスト層を設け、このレジスト層に所定のパターン描画、現像を行ってレジストパターン５ａを形成する（図３（ｂ）参照）。次に、このレジストパターン５ａをマスクとして、吸収体膜４にエッチングなどの手法でパターン４ａを形成する。例えばＴａを主成分とする吸収体膜の場合には、塩素ガスやトリフロロメタンを含むガスを用いるドライエッチングを適用することが出来る。

残存するレジストパターン５ａを除去して、図３（ｃ）に示すように所定の吸収体膜パターン４ａが形成されたマスク１１が得られる。
吸収体膜４にパターン４ａを形成した後、バッファ膜３を吸収体膜パターン４ａにしたがって除去し、吸収体膜パターン４ａのない領域では多層反射膜２を露出させた反射型マスク２０が得られる（図３（ｄ）参照）。ここで、例えばＣｒ系材料からなるバッファ膜の場合は、塩素と酸素を含む混合ガスでのドライエッチングを用いることが出来る。尚、バッファ膜３を除去しなくても必要な反射率が得られる場合は、図３（ｃ）のように、バッファ膜３を吸収体膜と同様のパターン状に加工せず、多層反射膜２上に残すこともできる。
本発明によれば、上述の反射型マスクブランクを使用して反射型マスクとしているので、とくにマスクの反射面での表面欠陥に起因するパターン欠陥の無い、パターン転写性に優れた反射型マスクを得ることが出来る。

次に、実施例により本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
基板として、外形１５２ｍｍ角、厚さが６．３５ｍｍの低熱膨張のＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系のガラス基板を用意した。このガラス基板は、機械研磨、洗浄により、０．１５ｎｍＲｍｓの平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
得られたガラス基板表面の表面欠陥（凸欠陥、凹欠陥）の有無を、欠陥検査装置（レーザーテック社製 MAGICS M-1350）により測定したところ、基板全体で凸欠陥及び凹欠陥が併せて数百個存在していることが分った。

次に、上記基板上に、ＭｏとＳｉの交互積層膜からなる下地膜を成膜した。成膜はイオンビームスパッタリング装置を用いて行った。まず、ターゲットからの飛散粒子が基板に向かって垂直方向に対して６０°斜め方向から入射するように、装置内の基板角度を調整した。そして、まずＳｉターゲットを用いて、Ｓｉ膜を１０ｎｍ成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ｍｏ膜を１０ｎｍ成膜し、これを１周期として２０周期積層した後、装置内の基板角度を、ターゲットからの飛散粒子が基板に向かって垂直方向から入射するように調整した。そして、Ｓｉターゲットを用いて、Ｓｉ膜を１０ｎｍ成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ｍｏ膜を１０ｎｍ成膜し、これを１周期として２０周期積層した。得られた下地膜表面の表面欠陥（凸欠陥、凹欠陥）の有無を、上記欠陥検査装置により測定したところ、表面欠陥は基板検査で検出した欠陥の１／１００の検出数であった。つまり、ガラス基板表面に存在していた表面欠陥は、上記下地膜の成膜によって、上記欠陥検査装置ではほぼ検出できないようなレベルに低減することが出来た。

次に、上記下地膜上に、多層反射膜として、露光波長１３〜１４ｎｍの領域の反射膜として適したＭｏとＳｉからなる交互積層膜を形成した。成膜はイオンビームスパッタリング装置を用いて行ない、ターゲットからの飛散粒子が基板に向かって垂直方向に対して６０°斜め方向から入射するように、装置内の基板角度を調整した。まずＳｉターゲットを用いて、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、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１１ｎｍ成膜した。合計膜厚は、２９１ｎｍである。尚、上記下地膜と多層反射膜は、いずれもＭｏとＳｉの交互積層膜としたが、上記のように膜厚が異なる成膜条件とした。
また、多層反射膜表面の表面粗さを測定したところ、０．１０ｎｍＲｍｓとなり、ガラス基板表面よりも表面粗さが小さくなった。
以上のようにして得られた多層反射膜付き基板の多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０°で反射率を測定したところ、６５％と高い反射率であった。

次に、上記多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、窒化クロム（ＣｒＮ：Ｎ＝10at％）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２０ｎｍとした。
次いで、上記バッファ膜上に、波長１３〜１４ｎｍの露光光に対する吸収体膜として、Ｔａを主成分とし、ＢとＮを含む膜を形成した。成膜方法は、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Arに窒素を１０％添加して、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置によって行った。膜厚は、露光光を十分に吸収できる厚さとして、７０ｎｍとした。成膜されたＴａＢＮ膜の組成比は、Ｔａは０．８、Ｂは０．１、Ｎは０．１であった。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクブランクが得られた。

次に、上記反射型マスクブランクを用いて、その吸収体膜にパターンを形成し、反射型マスクを作製した。
まず、上記反射型マスクブランク上にＥＢレジストを塗布し、ＥＢ描画と現像により所定のレジストパターンを形成した。次に、このレジストパターンをマスクとして、吸収体膜であるＴａＢＮ膜を塩素を用いてドライエッチングし、吸収体膜パターンを形成した。
次いで、この吸収体膜に形成されたパターンをマスクとして、バッファ膜であるＣｒＮ膜を、塩素と酸素の混合ガス（混合比は体積比で１：１）を用いてドライエッチングし、吸収体膜に形成されたパターンに従ってパターン状に除去した。

以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。前記欠陥検査装置でパターン欠陥を測定したところ、パターン欠陥の無いことが判った。また、この反射型マスクを用いて、図４に示すようなパターン転写装置５０により、半導体基板上へのパターン転写を行った。パターン転写装置５０は、レーザープラズマＸ線源３１、縮小光学系３２等から概略構成され、縮小光学系３２により、反射型マスク２０で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。尚、露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。このような状態で、レーザープラズマＸ線源３１から得られたＥＵＶ光を反射型マスク２０に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３２を通して半導体基板３３（レジスト層付きシリコンウエハ）上へ転写した。その結果、半導体基板上に良好な転写像が得られた。

（実施例２）
基板として、外形１５２ｍｍ角、厚さが６．３５ｍｍの低熱膨張のＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系のガラス基板を用意した。このガラス基板は、機械研磨、洗浄により、０．１５ｎｍＲｍｓの平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
得られたガラス基板表面の表面欠陥（凸欠陥、凹欠陥）の有無を、欠陥検査装置（レーザーテック社製 MAGICS M-1350）により測定したところ、基板全体で凸欠陥及び凹欠陥が併せて数百個存在していることが分った。

次に、上記基板上に、ＭｏとＳｉの交互積層膜からなる下地膜を成膜した。成膜はイオンビームスパッタリング装置を用いて行った。まず、ターゲットからの飛散粒子が基板に向かって垂直方向から入射するように、装置内の基板角度を調整した。そして、まずＳｉターゲットを用いて、Ｓｉ膜を１０ｎｍ成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ｍｏ膜を１０ｎｍ成膜し、これを１周期として２０周期積層した後、装置内の基板角度を、ターゲットからの飛散粒子が基板に向かって垂直方向に対して６０°斜め方向から入射するように、装置内の基板角度を調整した。そして、Ｓｉターゲットを用いて、Ｓｉ膜を１０ｎｍ成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ｍｏ膜を１０ｎｍ成膜し、これを１周期として２０周期積層した。得られた下地膜表面の表面欠陥（凸欠陥、凹欠陥）の有無を、上記欠陥検査装置により測定したところ、表面欠陥は基板検査で検出した欠陥の１／８５の検出数であった。つまり、ガラス基板表面に存在していた表面欠陥は、上記下地膜の成膜によって、上記欠陥検査装置ではほぼ検出できないようなレベルに低減することが出来た。

次に、実施例１と同様に上記下地膜上に、多層反射膜を成膜した。多層反射膜表面の表面粗さを測定したところ、０．１２ｎｍＲｍｓとなり、ガラス基板表面の表面粗さが小さくなった。
以上のようにして得られた多層反射膜付き基板の多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０°で反射率を測定したところ、６３．５％と高い反射率であった。

更に、上記実施例１と同様に、多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、バッファ膜、吸収体膜を成膜して反射型マスクブランクを得た。
次に、実施例１と同様に、上記反射型マスクブランクを用いて、反射型マスクを作製した。この反射型マスクについて、欠陥検査装置でパターン欠陥を測定したところ、パターン欠陥の無いことが判った。また、この反射型マスクを用いて、実施例１と同様にパターン転写装置により、半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、半導体基板上に良好な転写像が得られた。

次に、上記実施例に対する比較例を挙げる。
（比較例１）
実施例１と同様にして、外形１５２ｍｍ角、厚さが６．３５ｍｍの低熱膨張のＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系のガラス基板を用意した。このガラス基板は、機械研磨、洗浄により、０．１５ｎｍＲｍｓの平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
得られたガラス基板表面の表面欠陥（凸欠陥、凹欠陥）の有無を、実施例１と同様に欠陥検査装置（レーザーテック社製 MAGICS M-1350）により測定したところ、基板全体で凸欠陥及び凹欠陥が併せて数百個存在していることが分った。

次に、上記基板上に、ＭｏとＳｉの交互積層膜からなる下地膜を成膜した。成膜はイオンビームスパッタリング装置を用いて行った。装置内の基板角度は、ターゲットからの飛散粒子が基板に向かって垂直方向から入射するように調整した。そして、Ｓｉターゲットを用いて、Ｓｉ膜を１０ｎｍ成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ｍｏ膜を１０ｎｍ成膜し、これを１周期として２０周期積層した。得られた下地膜表面の表面欠陥（凸欠陥、凹欠陥）の有無を、上記欠陥検査装置により測定したところ、凸欠陥は検出されなかったが、凹欠陥が多数検出された。
次に、上記下地膜上に、実施例１と全く同様にしてＭｏとＳｉの交互積層膜からなる多層反射膜を形成した。多層反射膜表面の反射率の光学特性は実施例１と同程度であった。

次に、上記多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、実施例１と同様のバッファ膜及び吸収体膜を形成して、反射型マスクブランクを作製した。
次いで、上記反射型マスクブランクを用いて、実施例１と同様に、その吸収体膜及びバッファ膜にパターンを形成して、反射型マスクを作製したが、得られた反射型マスクについて、パターン欠陥を測定したところ、パターン欠陥が多く発見された。この反射型マスクを用いて、実施例１と同様に半導体基板上へのパターン転写を行なったところ、精度の良好なパターン転写が行なえなかった。

（比較例２）
実施例１と同様にして、外形１５２ｍｍ角、厚さが６．３５ｍｍの低熱膨張のＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系のガラス基板を用意した。このガラス基板は、機械研磨、洗浄により、０．１５ｎｍＲｍｓの平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
得られたガラス基板表面の表面欠陥（凸欠陥、凹欠陥）の有無を、実施例１と同様に欠陥検査装置（レーザーテック社製 MAGICS M-1350）により測定したところ、基板全体で凸欠陥及び凹欠陥が併せて数百個存在していることが分った。

次に、上記基板上に、前述の下地膜を形成せずに、直接、実施例１と全く同様にしてＭｏとＳｉの交互積層膜からなる多層反射膜を形成した。得られた多層反射膜表面の表面欠陥（凸欠陥、凹欠陥）の有無を、上記欠陥検査装置により測定したところ、凸欠陥が多数検出された。また、多層反射膜表面の表面粗さを測定したところ、０．２０ｎｍＲｍｓとなり、ガラス基板表面よりも表面粗さが大きくなった。また、多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０°で反射率を測定したところ、６２％であり、実施例１と比較すると低い反射率であった。

次に、上記多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、実施例１と同様のバッファ膜及び吸収体膜を形成して、反射型マスクブランクを作製した。
次いで、上記反射型マスクブランクを用いて、実施例１と同様に、その吸収体膜及びバッファ膜にパターンを形成して、反射型マスクを作製したが、得られた反射型マスクについて、パターン欠陥を測定したところ、パターン欠陥が発見された。
この反射型マスクを用いて、実施例１と同様に半導体基板上へのパターン転写を行なったところ、実施例１と比べると精度の良好なパターン転写が行なえなかった。

本発明の一実施の形態による多層反射膜付き基板の模式的な断面図である。 本発明により得られる多層反射膜付き基板の断面図である。 本発明による反射型マスクブランク及び該マスクブランクを用いた反射型マスクの製造工程を示す断面図である。 実施例に使用したパターン転写装置の概略構成を示す構成図である。 （ａ）は斜入射成膜工程におけるターゲットと基板との配置を示す模式図、（ｂ）は直入射成膜工程におけるターゲットと基板との配置を示す模式図である。 （ａ）は基板上に斜入射成膜工程により多層反射膜を成膜した場合の問題点を説明するための模式的な断面図、（ｂ）は基板上に直入射成膜工程により多層反射膜を成膜した場合の問題点を説明するための模式的な断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 多層反射膜
３ バッファ膜
４ 吸収体膜
５ａ レジストパターン
６ 下地膜
１０ 反射型マスクブランク
２０ 反射型マスク
３０ 多層反射膜付き基板
４０ ターゲット
５０ パターン転写装置

Claims (10)

1. 基板上に、露光光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板の製造方法であって、
   前記基板は、前記多層反射膜を成膜する側の表面に凸欠陥と凹欠陥の両方が存在しており、
   前記基板上に、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直もしくは垂直から３５度以内の方向から入射するようにして多層膜を成膜する直入射成膜と、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直方向に対して５０度〜８０度の方向から入射するようにして多層膜を成膜する斜入射成膜とを組み合わせて成膜した下地膜を成膜した後、該下地膜上に前記多層反射膜を成膜することを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法。
2. 前記基板上に、最初に斜入射成膜で多層膜を成膜してから、直入射成膜で多層膜を成膜することで前記下地膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
3. 基板上に、露光光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板の製造方法であって、
   前記基板上に、露光光に対して反射に寄与しない下地膜を成膜した後、該下地膜上に前記多層反射膜を成膜し、
   前記基板は、前記多層反射膜を成膜する側の表面に凸欠陥と凹欠陥の両方が存在しており、
   前記下地膜は、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直もしくは垂直から３５度以内の方向から入射するようにして多層膜を成膜する直入射成膜工程と、前記基板に向かってターゲットからの飛散粒子が垂直方向に対して５０度〜８０度の方向から入射するようにして多層膜を成膜する斜入射成膜工程とを組み合わせて成膜することを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法。
4. 前記下地膜は、前記基板上に、最初に斜入射成膜工程を行って多層膜を成膜してから、直入射成膜工程を行って多層膜を成膜することで形成されることを特徴とする請求項３に記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
5. 前記下地膜は、膜厚が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
6. 前記下地膜と前記多層反射膜は、それぞれ異なる成膜条件で成膜することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
7. 前記多層反射膜の直下の下地膜は、前記直入射成膜工程により成膜することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
8. 前記下地膜と前記多層反射膜の成膜は、イオンビームスパッタ成膜法を用いて行うことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法により得られた多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、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反射型マスクブランクの製造方法。
10. 請求項９に記載の反射型マスクブランクの製造方法により得られた反射型マスクブランクの前記吸収体膜に転写パターンとなる吸収体膜パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法。

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