JP6879437B2 - 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク - Google Patents
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Description
本発明は、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクに関する。本発明は、特にＥＵＶフォトマスクに好適な技術である。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっている。フォトリソグラフィにおいては、転写パターンの最小解像寸法は、露光光源の波長に大きく依存し、波長が短いほど最小解像寸法を小さくできる。このため、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、従来の波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光を用いた露光光源から、波長１３．５ｎｍの極端紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）領域の露光光源に置き換わってきている。
しかしＥＵＶ領域の光に対して、ほとんどの物質が高い光吸収性を有する。このため、ＥＵＶ露光用のフォトマスク（ＥＵＶフォトマスク）は、従来の透過型フォトマスクとは異なり、反射型フォトマスクである（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型露光マスクにおいて、下地基板上に、２種類以上の材料層を周期的に積層させた多層膜を形成し、その多層膜上に、窒化を含む金属膜からなるマスクパターン、又は窒化金属膜と金属膜の積層構造からなるマスクパターンを形成することが開示されている。
また、ＥＵＶリソグラフィは、上述の通り、光の透過を利用する屈折光学系が使用できないことから、露光機の光学系部材はレンズではなく、ミラーが使用される。このため、ＥＵＶフォトマスクへの入射光と反射光が同軸上に設計できない問題があり、ＥＵＶリソグラフィでは、例えば、光軸をＥＵＶフォトマスクの面に対する垂直方向から６度傾けてＥＵＶ光を入射し、マイナス６度の角度で反射する反射光を半導体基板に導く手法が採用されている。
このように、ＥＵＶリソグラフィでは光軸を傾斜させる。このため、ＥＵＶフォトマスクに入射するＥＵＶ光が、ＥＵＶフォトマスクのマスクパターン（吸収層パターン）の影をつくり、転写性能が悪化する射影効果と呼ばれる問題が発生することがある。
このように、ＥＵＶリソグラフィでは光軸を傾斜させる。このため、ＥＵＶフォトマスクに入射するＥＵＶ光が、ＥＵＶフォトマスクのマスクパターン（吸収層パターン）の影をつくり、転写性能が悪化する射影効果と呼ばれる問題が発生することがある。
また、現在のＥＵＶ露光装置は、ＥＵＶ露光時にウエハ上に塗布されたレジストからのアウトガス成分によって装置内が汚染されるのを防ぐため、装置内を水素ラジカル雰囲気にする。このため、ＥＵＶフォトマスクは、この水素ラジカルとの反応によって吸収層にダメージがないよう、水素ラジカル雰囲気下のＥＵＶ照射に対する耐久性（照射耐性）を有する必要がある。
本発明は、上記のような点に着目したもので、良好な照射耐性を持ち、且つ良好な転写性能を得ることができる反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを提供することを目的とする。
本発明は、上記のような点に着目したもので、良好な照射耐性を持ち、且つ良好な転写性能を得ることができる反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを提供することを目的とする。
課題を解決するために、本発明の一態様である反射型フォトマスクブランクは、基板の一方の面側に、入射した光を反射する反射層と、入射した光を吸収する吸収層とがこの順に形成され、上記吸収層は、少なくとも最表層に、錫、インジウム及びテルルの群から選択した第１の材料と、遷移金属、ビスマス（Ｂｉ）、及び珪素（Ｓｉ）の群から選択した１種又は２種以上の材料からなる第２の材料と、を含み、上記第２の材料の含有量は、同一層内で、２０原子％より多く、５０原子％未満であることを要旨とする。
また、本発明の一態様である反射型フォトマスクは、基板の一方の面側に形成され入射した光を反射する反射層と、上記反射層の上に入射した光を吸収する所定パターンで形成された吸収層とを備え、上記吸収層の少なくとも最表層は、錫、インジウム及びテルルの群から選択した第１の材料と、遷移金属、ビスマス（Ｂｉ）、及び珪素（Ｓｉ）の群から選択した１種又は２種以上の材料からなる第２の材料と、を含み、上記第２の材料の含有量は、同一層内で、２０原子％より多く、５０原子％未満であることを要旨とする。
本発明の態様によれば、ＥＵＶ露光時の照射耐性を向上できるため、反射型フォトマスクの寿命を延命することができる。更に、本発明の態様によれば、吸収膜を薄くしても、ＥＵＶ光吸収性の高さを持つことができるため、射影効果の影響が緩和され、ウエハ上に転写したパターンの解像性を向上させることができる。
以下、発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、各図は模式的に示した図であり、各部の大きさや形状等は理解を容易にするために適宜誇張して示している。また、説明を簡単にするため、各図の対応する部位には同じ符号を付している。
なお、各図は模式的に示した図であり、各部の大きさや形状等は理解を容易にするために適宜誇張して示している。また、説明を簡単にするため、各図の対応する部位には同じ符号を付している。
（反射型フォトマスクブランク）
本実施形態に係る反射型フォトマスクブランクは、ＥＵＶ光を反射し、反射光を転写用試料に照射する反射型フォトマスクを形成するためのフォトマスクブランクである。
本実施形態の反射型フォトマスクブランク１０は、図１に示すように、基板１と、基板１上に積層した反射層２と、反射層２上に積層した吸収層４とを備えている。
反射層２は、入射した光を反射する層である。図１に示す反射層２は、多層構造からなる多層反射層２ａと中間層２ｂとを備える。
吸収層４は、入射した光を吸収する層である。吸収層４は、単層構造、又は複数の層が積層した積層構造からなる。
本実施形態に係る反射型フォトマスクブランクは、ＥＵＶ光を反射し、反射光を転写用試料に照射する反射型フォトマスクを形成するためのフォトマスクブランクである。
本実施形態の反射型フォトマスクブランク１０は、図１に示すように、基板１と、基板１上に積層した反射層２と、反射層２上に積層した吸収層４とを備えている。
反射層２は、入射した光を反射する層である。図１に示す反射層２は、多層構造からなる多層反射層２ａと中間層２ｂとを備える。
吸収層４は、入射した光を吸収する層である。吸収層４は、単層構造、又は複数の層が積層した積層構造からなる。
（反射型フォトマスク）
図２に示すように、本実施形態に係る反射型フォトマスク２０は、反射型フォトマスクブランク１０の吸収層４が、所定の吸収層パターン４ａに形成されることによって得られる。
反射型フォトマスク２０は、図２に示すように、基板１と、基板１上に積層された反射層２と、反射層２上に形成された吸収層４とを備えている。
反射層２は、上述の通り、入射した光を反射する層である。図２に示す反射層２は、多層構造からなる多層反射層２ａと中間層２ｂとを備える。
吸収層４は、予め設定した吸収層パターン４ａが形成された、入射した光を吸収する層である。吸収層４は、単層構造又は複数の層が積層した積層構造からなる。
図２に示すように、本実施形態に係る反射型フォトマスク２０は、反射型フォトマスクブランク１０の吸収層４が、所定の吸収層パターン４ａに形成されることによって得られる。
反射型フォトマスク２０は、図２に示すように、基板１と、基板１上に積層された反射層２と、反射層２上に形成された吸収層４とを備えている。
反射層２は、上述の通り、入射した光を反射する層である。図２に示す反射層２は、多層構造からなる多層反射層２ａと中間層２ｂとを備える。
吸収層４は、予め設定した吸収層パターン４ａが形成された、入射した光を吸収する層である。吸収層４は、単層構造又は複数の層が積層した積層構造からなる。
（吸収層）
吸収層４は、少なくとも最表層に、錫、インジウム及びテルルの群から選択した第１の材料と、遷移金属、ビスマス（Ｂｉ）、及び珪素（Ｓｉ）の群から選択した１種又は２種以上の材料からなる第２の材料と、を含む。
第１の材料は、上記の錫、インジウム及びテルルのいずれか１種類からなる。第１の材料の含有量は、吸収層４に要求される消衰係数ｋの値に応じて決定すればよい。例えば、リソ特性を良好に維持可能な消衰係数ｋとして０．０５２以上を要求値とした場合には、同一層内（単位体積当たり）で、第１の材料が錫（Ｓｎ）の場合には１７原子％以上、第１の材料がインジウム（Ｉｎ）の場合には２１原子％以上、第１の材料がテルル（Ｔｅ）の場合には１７原子％以上、含まれている必要がある。
吸収層４は、少なくとも最表層に、錫、インジウム及びテルルの群から選択した第１の材料と、遷移金属、ビスマス（Ｂｉ）、及び珪素（Ｓｉ）の群から選択した１種又は２種以上の材料からなる第２の材料と、を含む。
第１の材料は、上記の錫、インジウム及びテルルのいずれか１種類からなる。第１の材料の含有量は、吸収層４に要求される消衰係数ｋの値に応じて決定すればよい。例えば、リソ特性を良好に維持可能な消衰係数ｋとして０．０５２以上を要求値とした場合には、同一層内（単位体積当たり）で、第１の材料が錫（Ｓｎ）の場合には１７原子％以上、第１の材料がインジウム（Ｉｎ）の場合には２１原子％以上、第１の材料がテルル（Ｔｅ）の場合には１７原子％以上、含まれている必要がある。
第２の材料の含有量は、同一層内（単位体積当たり）で、２０原子％より多く、５０原子％未満となっている。
また反射型フォトマスクブランク１０の加工性や耐熱性を考慮すると、吸収層４は、少なくとも最表層に酸素を含んでいることが好ましい。
このとき、第１の材料の原子数と吸収層４に含まれる酸素の原子数との合計値である合計原子数（Ａ）に対する、第２の材料の原子数（Ｂ）の割合（Ｂ／Ａ）が、１／４より大きく、１未満の範囲であることが好ましい。ここで「含まれる酸素」は、第１の材料や第２の材料の酸化物として含まれる。「含まれる酸素」は、第１の材料の酸化物としてのみ含まれていてよい。
また反射型フォトマスクブランク１０の加工性や耐熱性を考慮すると、吸収層４は、少なくとも最表層に酸素を含んでいることが好ましい。
このとき、第１の材料の原子数と吸収層４に含まれる酸素の原子数との合計値である合計原子数（Ａ）に対する、第２の材料の原子数（Ｂ）の割合（Ｂ／Ａ）が、１／４より大きく、１未満の範囲であることが好ましい。ここで「含まれる酸素」は、第１の材料や第２の材料の酸化物として含まれる。「含まれる酸素」は、第１の材料の酸化物としてのみ含まれていてよい。
吸収層４の膜厚は、薄膜化による転写性能の向上を考慮すると、１８ｎｍ以上４５ｎｍ未満であることが好ましく、１８ｎｍ以上３５ｎｍ未満であるとより好ましい。
ここで、反射型フォトマスクブランク１０の吸収層４の一部を除去することにより、反射型フォトマスク２０としての吸収層パターン４ａが形成される。このとき、ＥＵＶリソグラフィにおいて、反射型フォトマスクに斜めに入射する入射光は吸収層パターンの影を反射層上につくり、ウエハへの転写性能を悪化させる。この転写性能の悪化は吸収層４の厚さを薄くすることで軽減できる。
ここで、反射型フォトマスクブランク１０の吸収層４の一部を除去することにより、反射型フォトマスク２０としての吸収層パターン４ａが形成される。このとき、ＥＵＶリソグラフィにおいて、反射型フォトマスクに斜めに入射する入射光は吸収層パターンの影を反射層上につくり、ウエハへの転写性能を悪化させる。この転写性能の悪化は吸収層４の厚さを薄くすることで軽減できる。
また、反射層２からの反射光の強度をＲｍとし、吸収層４からの反射光の強度をＲａとし（図２参照）、反射層２及び吸収層４に基づく光学濃度ＯＤを下記式（１）で規定したとき、光学濃度ＯＤの値が１以上であることが好ましい。光学濃度ＯＤの値は、１以上であれば特に限定はないが、吸収層４の薄膜化を考慮すると、光学濃度ＯＤの値は例えば２以下となる。
ＯＤ＝−ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ） ・・・（１）
更に、本実施形態では、吸収層４に対し、従来の吸収層消衰係数よりも大きな消衰係数ｋを持つ上述のような第１の材料を含有させた。これによって、本実施形態では、吸収性能を維持しつつ薄膜化が可能となる。
ＯＤ＝−ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ） ・・・（１）
更に、本実施形態では、吸収層４に対し、従来の吸収層消衰係数よりも大きな消衰係数ｋを持つ上述のような第１の材料を含有させた。これによって、本実施形態では、吸収性能を維持しつつ薄膜化が可能となる。
＜第１の材料について＞
図３は、各金属材料のＥＵＶ光の波長における光学定数を示すグラフである。図３の横軸は屈折率ｎを示し、縦軸は消衰係数ｋを示している。
図３に示すように、消衰係数ｋの高い材料には、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、テルル（Ｔｅ）、インジウム（Ｉｎ）などが存在する。これらの金属材料の消衰係数は、０．０７から０．０８の範囲にあり、従来の吸収層の材料であるタンタル（Ｔａ）の消衰係数０．０４１に対して大きい。
図３は、各金属材料のＥＵＶ光の波長における光学定数を示すグラフである。図３の横軸は屈折率ｎを示し、縦軸は消衰係数ｋを示している。
図３に示すように、消衰係数ｋの高い材料には、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、テルル（Ｔｅ）、インジウム（Ｉｎ）などが存在する。これらの金属材料の消衰係数は、０．０７から０．０８の範囲にあり、従来の吸収層の材料であるタンタル（Ｔａ）の消衰係数０．０４１に対して大きい。
このように、本実施形態では、大きな消衰係数を持つ第１の材料（錫（Ｓｎ）、テルル（Ｔｅ）、インジウム（Ｉｎ））を吸収層４に含有させることで、吸収性能を維持しつつ吸収層４の薄膜化が可能である。そして、本実施形態では、薄膜化によって、転写性能の悪化を抑えることができる。
第１の材料は、通常、錫と酸素を含む酸化錫など、第１の材料の酸化物の状態で吸収層４に含有されているが、この酸化物の状態でも、吸収性能の維持と薄膜化が可能であることを確認している（実施例参照）。
ここで、吸収層４に含まれる酸素は、第１の材料の酸化による形態ばかりでなく、第２の材料の酸化などの形態でも吸収層４に含有される。
第１の材料は、通常、錫と酸素を含む酸化錫など、第１の材料の酸化物の状態で吸収層４に含有されているが、この酸化物の状態でも、吸収性能の維持と薄膜化が可能であることを確認している（実施例参照）。
ここで、吸収層４に含まれる酸素は、第１の材料の酸化による形態ばかりでなく、第２の材料の酸化などの形態でも吸収層４に含有される。
＜光学濃度ＯＤについて＞
また、反射型フォトマスクの基本性能を示す指標のひとつとして、上述の光学濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＯＤ）がある。
図４は、錫を含有する吸収層領域におけるＥＵＶ光反射率をシミュレーションした結果である。図５は、図４におけるＯＤ値をシミュレーションした結果である。
シミュレーション条件として、フォトマスク構造は、吸収層４の下に厚さ２．５ｎｍのルテニウム（Ｒｕ）からなるキャッピング層（中間層２ｂ）、更にその下にはシリコンとモリブデンを一対とする積層膜を４０対積層させた多層反射層２ａ、その下に平坦な合成石英からなる基板１、更に基板１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）から成る裏面導電層という層構成となるように設定した。吸収層４として、タンタル膜と、タンタル含有率が３０原子％である酸化錫膜の２種類を用いた。タンタル膜の屈折率は０．９４、消衰係数は０．０４１である。タンタル含有率が３０原子％である酸化錫膜の屈折率は０．９３、消衰係数は０．０６２である。
また、反射型フォトマスクの基本性能を示す指標のひとつとして、上述の光学濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＯＤ）がある。
図４は、錫を含有する吸収層領域におけるＥＵＶ光反射率をシミュレーションした結果である。図５は、図４におけるＯＤ値をシミュレーションした結果である。
シミュレーション条件として、フォトマスク構造は、吸収層４の下に厚さ２．５ｎｍのルテニウム（Ｒｕ）からなるキャッピング層（中間層２ｂ）、更にその下にはシリコンとモリブデンを一対とする積層膜を４０対積層させた多層反射層２ａ、その下に平坦な合成石英からなる基板１、更に基板１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）から成る裏面導電層という層構成となるように設定した。吸収層４として、タンタル膜と、タンタル含有率が３０原子％である酸化錫膜の２種類を用いた。タンタル膜の屈折率は０．９４、消衰係数は０．０４１である。タンタル含有率が３０原子％である酸化錫膜の屈折率は０．９３、消衰係数は０．０６２である。
図４から分かるように、タンタル膜を吸収層４とした場合に対し、タンタルを含む酸化錫膜を吸収層４とした場合は、例えば吸収層４が同じ膜厚の場合、ＥＵＶ光反射率を大幅に低くできることが分かる。また、同じ反射率の場合に膜厚を大幅に低減できることが分かる。このように、タンタルを含む酸化錫膜は、ＥＵＶ光の波長における高吸収層を構成する構成要素として有効である。
また図５から分かるように、１以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜は少なくとも４０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化錫膜の場合は、半分以下の膜厚である約１８ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化錫膜は、ＯＤ値という観点からも、タンタル膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。
また図５から分かるように、１以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜は少なくとも４０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化錫膜の場合は、半分以下の膜厚である約１８ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化錫膜は、ＯＤ値という観点からも、タンタル膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。
また、２以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜の場合は少なくとも７０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化錫膜の場合は３３ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化錫膜は、２以上のＯＤ値においても、タンタル膜と比較して、吸収層４の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。なお、従来の吸収層では、７０ｎｍ（ＯＤ値が２）程度の膜厚のタンタル膜が標準的に用いられている。
このように、タンタルを含む酸化錫膜を吸収層４に用いることで、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの基本性能を示すＯＤ値を維持したまま、吸収層４を薄くすることが可能になる。
このように、タンタルを含む酸化錫膜を吸収層４に用いることで、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの基本性能を示すＯＤ値を維持したまま、吸収層４を薄くすることが可能になる。
また図６は、インジウムを含有する吸収層領域におけるＥＵＶ光反射率をシミュレーションした結果である。図７は図６におけるＯＤ値をシミュレーションした結果である。
シミュレーション条件として、フォトマスク構造は、吸収層の下に厚さ２．５ｎｍのルテニウム（Ｒｕ）からなるキャッピング層（中間層２ｂ）、更にその下にはシリコンとモリブデンを一対とする積層膜を４０対積層させた多層反射層２ａ、その下に平坦な合成石英からなる基板１、更に基板１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）から成る裏面導電層からなる層構成に設定した。吸収層４としては、タンタル膜と、タンタル含有率が３０原子％である酸化インジウム膜の２種類を用いた。タンタル膜の屈折率は０．９４、消衰係数は０．０４１である。タンタル含有率が３０原子％である酸化インジウム膜の屈折率は０．９３、消衰係数は０．０５９である。
シミュレーション条件として、フォトマスク構造は、吸収層の下に厚さ２．５ｎｍのルテニウム（Ｒｕ）からなるキャッピング層（中間層２ｂ）、更にその下にはシリコンとモリブデンを一対とする積層膜を４０対積層させた多層反射層２ａ、その下に平坦な合成石英からなる基板１、更に基板１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）から成る裏面導電層からなる層構成に設定した。吸収層４としては、タンタル膜と、タンタル含有率が３０原子％である酸化インジウム膜の２種類を用いた。タンタル膜の屈折率は０．９４、消衰係数は０．０４１である。タンタル含有率が３０原子％である酸化インジウム膜の屈折率は０．９３、消衰係数は０．０５９である。
図６から分かるように、タンタル膜を吸収層とした場合に対してタンタルを含む酸化インジウム膜を吸収層とした場合は、例えば吸収層が同じ膜厚の場合、ＥＵＶ光反射率を大幅に低くできる。また、同じ反射率の場合に膜厚を大幅に低減できる。このようにタンタルを含む酸化インジウム膜は、ＥＵＶ光の波長における高吸収層を構成する構成要素として有効である。
図７から分かるように、１以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜は少なくとも４０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化インジウム膜は、半分以下の膜厚である約１８ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化インジウム膜は、ＯＤ値という観点からも、タンタル膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。
図７から分かるように、１以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜は少なくとも４０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化インジウム膜は、半分以下の膜厚である約１８ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化インジウム膜は、ＯＤ値という観点からも、タンタル膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。
また、２以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜は少なくとも７０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化インジウム膜は３３ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化インジウム膜は、２以上のＯＤ値においても、タンタル膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。
このように、タンタルを含む酸化インジウム膜を吸収層に用いることで、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの基本性能を示すＯＤ値を維持したまま、吸収層を薄くすることが可能になる。
このように、タンタルを含む酸化インジウム膜を吸収層に用いることで、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの基本性能を示すＯＤ値を維持したまま、吸収層を薄くすることが可能になる。
図８は、テルルを含有する吸収層領域におけるＥＵＶ光反射率をシミュレーションした結果である。図９は図８におけるＯＤ値をシミュレーションした結果である。
シミュレーション条件として、フォトマスク構造は、吸収層の下に厚さ２．５ｎｍのルテニウム（Ｒｕ）からなるキャッピング層（中間層２ｂ）、更にその下にはシリコンとモリブデンを一対とする積層膜を４０対積層させた多層反射層２ａ、その下に平坦な合成石英からなる基板１、更に基板１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）から成る裏面導電層を設ける層構成に設置した。吸収層４にはタンタル膜と、タンタル含有率が３０原子％である酸化テルル膜の２種類を用いた。タンタル膜の屈折率は０．９４、消衰係数は０．０４１である。タンタル含有率が３０原子％である酸化テルル膜の屈折率は０．９５、消衰係数は０．０６２である。
シミュレーション条件として、フォトマスク構造は、吸収層の下に厚さ２．５ｎｍのルテニウム（Ｒｕ）からなるキャッピング層（中間層２ｂ）、更にその下にはシリコンとモリブデンを一対とする積層膜を４０対積層させた多層反射層２ａ、その下に平坦な合成石英からなる基板１、更に基板１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）から成る裏面導電層を設ける層構成に設置した。吸収層４にはタンタル膜と、タンタル含有率が３０原子％である酸化テルル膜の２種類を用いた。タンタル膜の屈折率は０．９４、消衰係数は０．０４１である。タンタル含有率が３０原子％である酸化テルル膜の屈折率は０．９５、消衰係数は０．０６２である。
図８から分かるように、タンタル膜を吸収層４とした場合に対して、タンタルを含む酸化テルル膜を吸収層とした場合は、例えば吸収層が同じ膜厚の場合、ＥＵＶ光反射率を大幅に低くできる。また、同じ反射率の場合に膜厚を大幅に低減できる。このようにタンタルを含む酸化テルル膜は、ＥＵＶ光の波長における高吸収層を構成する構成要素として有効である。
図９から分かるように、１以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜は少なくとも４０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化テルル膜は、半分以下の膜厚である約１８ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化テルル膜は、ＯＤ値という観点からも、タンタル膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。
図９から分かるように、１以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜は少なくとも４０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化テルル膜は、半分以下の膜厚である約１８ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化テルル膜は、ＯＤ値という観点からも、タンタル膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。
また、２以上のＯＤ値を得るためには、タンタル膜は少なくとも７０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、タンタルを含む酸化テルル膜は３３ｎｍの膜厚でよい。このように、タンタルを含む酸化テルル膜は、２以上のＯＤ値においても、タンタル膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。
このように、タンタルを含む酸化テルル膜を吸収層４に用いることで、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの基本性能を示すＯＤ値を維持したまま、吸収層４を薄くすることが可能になる。
このように、タンタルを含む酸化テルル膜を吸収層４に用いることで、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの基本性能を示すＯＤ値を維持したまま、吸収層４を薄くすることが可能になる。
＜耐久性（照射耐性）＞
現在のＥＵＶ露光装置では、フォトマスクは水素ラジカル雰囲気下に置かれている。そのため、フォトマスクは、水素ラジカル雰囲気下のＥＵＶ照射に対する耐久性（照射耐性）を有する必要がある。
本実施形態の吸収層４は、他の金属材料に比べて水素に対して反応性が少なく且つ揮発性が少ない第２の材料（遷移金属、ビスマス、及び珪素の少なくとも１種）を含む。この結果、本実施形態によれば、ＥＵＶ光による吸収層４への露光ダメージを抑制でき、十分な照射耐性を得ることが可能となる。
現在のＥＵＶ露光装置では、フォトマスクは水素ラジカル雰囲気下に置かれている。そのため、フォトマスクは、水素ラジカル雰囲気下のＥＵＶ照射に対する耐久性（照射耐性）を有する必要がある。
本実施形態の吸収層４は、他の金属材料に比べて水素に対して反応性が少なく且つ揮発性が少ない第２の材料（遷移金属、ビスマス、及び珪素の少なくとも１種）を含む。この結果、本実施形態によれば、ＥＵＶ光による吸収層４への露光ダメージを抑制でき、十分な照射耐性を得ることが可能となる。
吸収層４が積層構造をなす場合には、少なくともその最表層が、第２の材料を含むことで、水素ラジカル雰囲気下のＥＵＶ照射に対する耐久性（照射耐性）を得られる。
ここで、第２の材料である、遷移金属、ビスマス、及び珪素は、フッ素に対する反応性が高いため、エッチングにより加工も可能である。
吸収層４に含む遷移金属は、水素との反応性が低い、タンタル、金、オスミウム、ハフニウム、タングステン、白金、イリジウム、レニウム、及びジルコニウムから選択すると良い。また、吸収層４に含む遷移金属は、上記金属を１種類又は２種類以上含んでもよい。
ここで、第２の材料である、遷移金属、ビスマス、及び珪素は、フッ素に対する反応性が高いため、エッチングにより加工も可能である。
吸収層４に含む遷移金属は、水素との反応性が低い、タンタル、金、オスミウム、ハフニウム、タングステン、白金、イリジウム、レニウム、及びジルコニウムから選択すると良い。また、吸収層４に含む遷移金属は、上記金属を１種類又は２種類以上含んでもよい。
吸収層４が単層構造の場合、吸収層４に含まれる遷移金属、ビスマス、及び珪素の合計の割合は２０原子％より多く、５０原子％未満であることが好ましい。
吸収層４が積層構造の場合、吸収層４の少なくとも最表層に含まれる遷移金属、ビスマス、及び珪素の合計の割合が、２０原子％より多く、５０原子％未満であることが好ましい。
吸収層４が酸化錫膜である場合、含有する遷移金属、ビスマス、及び珪素の合計の割合が２０原子％より多く、５０原子％未満であれば、ＥＵＶ光に対する光学定数である屈折率はほとんど変化しない。また、消衰係数は０．０５０以上を維持できる。更に、この範囲の含有率にすることで、ＥＵＶ光に対する十分な照射耐性も得られる。これにより、遷移金属又はビスマス、珪素を含む酸化錫膜は、既存の吸収膜の形成材料であるＴａより良い光吸収性が得られ、且つＥＵＶ露光に対する十分な照射耐性が得られる。
吸収層４が積層構造の場合、吸収層４の少なくとも最表層に含まれる遷移金属、ビスマス、及び珪素の合計の割合が、２０原子％より多く、５０原子％未満であることが好ましい。
吸収層４が酸化錫膜である場合、含有する遷移金属、ビスマス、及び珪素の合計の割合が２０原子％より多く、５０原子％未満であれば、ＥＵＶ光に対する光学定数である屈折率はほとんど変化しない。また、消衰係数は０．０５０以上を維持できる。更に、この範囲の含有率にすることで、ＥＵＶ光に対する十分な照射耐性も得られる。これにより、遷移金属又はビスマス、珪素を含む酸化錫膜は、既存の吸収膜の形成材料であるＴａより良い光吸収性が得られ、且つＥＵＶ露光に対する十分な照射耐性が得られる。
同様に、吸収層４が酸化インジウム膜である場合、含有する遷移金属、ビスマス、及び珪素の合計の割合が２０原子％より多く、５０原子％未満であれば、ＥＵＶ光に対する光学定数である屈折率はほとんど変化しない。また、消衰係数は０．０５以上を維持できる。更に、この範囲の含有率にすることで、ＥＵＶ光に対する十分な照射耐性も得られる。これにより、遷移金属又はビスマス、珪素を含む酸化インジウム膜は、既存の吸収膜の形成材料であるＴａより良い光吸収性が得られ、且つＥＵＶ露光に対する十分な照射耐性が得られる。
また、吸収層４が酸化テルル膜である場合、含有する遷移金属、ビスマス、及び珪素の合計の割合が２０原子％より多く、５０原子％未満であれば、ＥＵＶ光に対する光学定数である屈折率はほとんど変化しない。また、消衰係数は０．０５以上を維持できる。更に、この範囲の含有率にすることで、ＥＵＶ光に対する十分な照射耐性も得られる。これにより、遷移金属又はビスマス、珪素を含む酸化テルル膜は、既存の吸収膜の形成材料であるＴａより良い光吸収性が得られ、且つＥＵＶ露光に対する十分な照射耐性が得られる。
（反射層）
図１及び図２に示す反射層２は、多層反射層２ａと、多層反射層２ａ上に形成された中間層２ｂとを備える。
多層反射層２ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）膜とモリブデン（Ｍｏ）膜とを積層した積層膜が複数対積層されて構成される。
中間層２ｂには、例えばキャッピング層、バッファー層（緩衝層）、エッチングストッパー層等が挙げられる。キャッピング層は、多層反射層２ａを保護するための保護層としての機能を発揮する。キャッピング層は、例えばルテニウム（Ｒｕ）で形成されている。
図１及び図２に示す反射層２は、多層反射層２ａと、多層反射層２ａ上に形成された中間層２ｂとを備える。
多層反射層２ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）膜とモリブデン（Ｍｏ）膜とを積層した積層膜が複数対積層されて構成される。
中間層２ｂには、例えばキャッピング層、バッファー層（緩衝層）、エッチングストッパー層等が挙げられる。キャッピング層は、多層反射層２ａを保護するための保護層としての機能を発揮する。キャッピング層は、例えばルテニウム（Ｒｕ）で形成されている。
（作用その他）
以上のように、本実施形態の反射型フォトマスクブランク１０や反射型フォトマスク２０によれば、ＥＵＶ露光時の照射耐性を向上できるため、反射型フォトマスクの寿命を延命することができる。
更に、本実施形態によれば、更に薄い吸収膜厚で、ＥＵＶ光吸収性の高さを持つことができるため、射影効果の影響が緩和され、ウエハ上に転写したパターンの解像性を向上させることができる。
以上のように、本実施形態の反射型フォトマスクブランク１０や反射型フォトマスク２０によれば、ＥＵＶ露光時の照射耐性を向上できるため、反射型フォトマスクの寿命を延命することができる。
更に、本実施形態によれば、更に薄い吸収膜厚で、ＥＵＶ光吸収性の高さを持つことができるため、射影効果の影響が緩和され、ウエハ上に転写したパターンの解像性を向上させることができる。
以下に、本発明に係る反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの実施例について説明する。
（第１の実施例）
まず、吸収層に錫を含有させた場合（酸化錫膜）の実施例について説明する。
〔実施例１−１〕
図１０に示すように、低熱膨張特性を有する合成石英の基板１１の上に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）を一対とする積層膜が４０対積層されて形成された多層の反射層（多層反射層）１２を形成した。多層反射層１２の膜厚は２８０ｎｍであった。
（第１の実施例）
まず、吸収層に錫を含有させた場合（酸化錫膜）の実施例について説明する。
〔実施例１−１〕
図１０に示すように、低熱膨張特性を有する合成石英の基板１１の上に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）を一対とする積層膜が４０対積層されて形成された多層の反射層（多層反射層）１２を形成した。多層反射層１２の膜厚は２８０ｎｍであった。
次に、多層反射層１２上に、中間層として、ルテニウム（Ｒｕ）で形成されたキャッピング層１３を膜厚が２．５ｎｍとなるように成膜した。これにより、基板１１上には、多層反射層１２及びキャッピング層１３を有する反射層２が形成される。キャッピング層１３の上にタンタルと酸化錫を混合成膜してタンタルを含む酸化錫膜を有する吸収層１４を形成し、反射型フォトマスクブランク１００を作製した。また、図１０に示すように、基板１１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）で形成された裏面導電層１５を１００ｎｍの膜厚で成膜した。
ここで、基板１１上へのそれぞれの膜の成膜は、多元スパッタリング装置を用いた。また、吸収層１４はタンタルを含んだ酸化錫膜とした。タンタルの含有率は、反応性スパッタリング法において、タンタルと錫のそれぞれのターゲットに印加する電力の調整により実施した。また、各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。
ここで、基板１１上へのそれぞれの膜の成膜は、多元スパッタリング装置を用いた。また、吸収層１４はタンタルを含んだ酸化錫膜とした。タンタルの含有率は、反応性スパッタリング法において、タンタルと錫のそれぞれのターゲットに印加する電力の調整により実施した。また、各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。
次に、反射型フォトマスク２００の作製方法について図１１〜図１３を参照して説明する。
図１１に示すように、反射型フォトマスクブランク１００に備えられた吸収層１４上に、ポジ型化学増幅レジスト（ＳＥＢＰ９０１２：信越化学社製）を１２０ｎｍの膜厚に塗布してレジスト膜１６を形成した。
次いで、電子線描画機（ＪＢＸ３０３０：日本電子社製）によってポジ型化学増幅レジストに所定のパターンを描画する。その後、ポジ型化学増幅レジストに１１０℃、１０分のＰＥＢ処理を施し、次いでスプレー現像（ＳＦＧ３０００：シグマメルテック社製）する。これにより、図１１に示すように、レジストパターン１６ａを形成した。
図１１に示すように、反射型フォトマスクブランク１００に備えられた吸収層１４上に、ポジ型化学増幅レジスト（ＳＥＢＰ９０１２：信越化学社製）を１２０ｎｍの膜厚に塗布してレジスト膜１６を形成した。
次いで、電子線描画機（ＪＢＸ３０３０：日本電子社製）によってポジ型化学増幅レジストに所定のパターンを描画する。その後、ポジ型化学増幅レジストに１１０℃、１０分のＰＥＢ処理を施し、次いでスプレー現像（ＳＦＧ３０００：シグマメルテック社製）する。これにより、図１１に示すように、レジストパターン１６ａを形成した。
次に、レジストパターン１６ａをエッチングマスクとして、塩素系ガスを主体としたドライエッチングにより、吸収層１４のパターニングを行い、図１２に示すように、吸収層１４に吸収層パターンを形成した。次に、残ったレジストパターン１６ａの剥離を行い、本実施例による反射型フォトマスク２００を作製した。
本実施例において、吸収層１４に形成した吸収層パターン１４ａは、転写評価用の反射型フォトマスク２００上で線幅６４ｎｍＬＳ（ラインアンドスペース）パターン、ＡＦＭを用いた吸収層の膜厚測定用の線幅２００ｎｍＬＳパターン、ＥＵＶ反射率測定用の４ｍｍ角の吸収層除去部を含んでいる。
実施例１−１では、タンタルを含む酸化錫からなる吸収層１４のタンタルの原子数比を、２１原子％、３０原子％、４９原子％の３種類とした。吸収層１４の膜厚を、３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。更に、タンタル２１原子％については、吸収層１４の膜厚を１６ｎｍから４５ｎｍの範囲で変えた複数のサンプルを作製した（表１、表３参照）。
本実施例において、吸収層１４に形成した吸収層パターン１４ａは、転写評価用の反射型フォトマスク２００上で線幅６４ｎｍＬＳ（ラインアンドスペース）パターン、ＡＦＭを用いた吸収層の膜厚測定用の線幅２００ｎｍＬＳパターン、ＥＵＶ反射率測定用の４ｍｍ角の吸収層除去部を含んでいる。
実施例１−１では、タンタルを含む酸化錫からなる吸収層１４のタンタルの原子数比を、２１原子％、３０原子％、４９原子％の３種類とした。吸収層１４の膜厚を、３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。更に、タンタル２１原子％については、吸収層１４の膜厚を１６ｎｍから４５ｎｍの範囲で変えた複数のサンプルを作製した（表１、表３参照）。
〔実施例１−２〕
吸収層１４についてビスマスを含んだ酸化錫膜とし、ターゲットを錫とビスマスの組合せに変更して、実施例１と同様の方法で反射型フォトマスクブランク１００及び反射型フォトマスク２００を作製した。
実施例１−２では、ビスマスを含む酸化錫からなる吸収層１４のビスマスの原子数比を、２１原子％と４０原子％の２種類とした。吸収層１４の膜厚を、３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした（表２参照）。
吸収層１４についてビスマスを含んだ酸化錫膜とし、ターゲットを錫とビスマスの組合せに変更して、実施例１と同様の方法で反射型フォトマスクブランク１００及び反射型フォトマスク２００を作製した。
実施例１−２では、ビスマスを含む酸化錫からなる吸収層１４のビスマスの原子数比を、２１原子％と４０原子％の２種類とした。吸収層１４の膜厚を、３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした（表２参照）。
〔比較例１−１〕
比較例１−１は、吸収層をタンタル膜とし、ターゲットをタンタルのみに変更して、実施例１−１と同様の方法（ただし、ターゲットがタンタルのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、７０ｎｍと４０ｎｍの２種類とした。
〔比較例１−２〕
比較例１−２は、吸収層を酸化錫膜とし、ターゲットを錫のみに変更して、実施例１−１と同様の方法（ただし、ターゲットが錫のみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、２６ｎｍと１７ｎｍの２種類とした。
〔比較例１−３〕
比較例１−３は、実施例１−１と同様に、吸収層はタンタルを含んだ酸化錫膜とし、実施例１−１と同様の方法で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。タンタルを含む酸化錫からなる吸収層のタンタルの原子数比は、７０原子％とした。吸収層の膜厚を４０ｎｍと２４ｎｍの２種類とした。
比較例１−１は、吸収層をタンタル膜とし、ターゲットをタンタルのみに変更して、実施例１−１と同様の方法（ただし、ターゲットがタンタルのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、７０ｎｍと４０ｎｍの２種類とした。
〔比較例１−２〕
比較例１−２は、吸収層を酸化錫膜とし、ターゲットを錫のみに変更して、実施例１−１と同様の方法（ただし、ターゲットが錫のみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、２６ｎｍと１７ｎｍの２種類とした。
〔比較例１−３〕
比較例１−３は、実施例１−１と同様に、吸収層はタンタルを含んだ酸化錫膜とし、実施例１−１と同様の方法で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。タンタルを含む酸化錫からなる吸収層のタンタルの原子数比は、７０原子％とした。吸収層の膜厚を４０ｎｍと２４ｎｍの２種類とした。
前述の実施例及び比較例において、膜厚は透過電子顕微鏡によって測定し、吸収層における原子数比はＸＰＳ（Ｘ線光電子分光測定法）によって測定し、それぞれ確認した。
前述の各実施例及び各比較例で作製した反射型フォトマスクの反射層領域の反射率Ｒｍと吸収層領域の反射率ＲａをＥＵＶ光による反射率測定装置で測定した。反射率Ｒｍの測定は４ｍｍ角の吸収層除去部で行った。その測定結果から、式（１）を用いてＯＤ値を計算した。
前述の各実施例及び各比較例で作製した反射型フォトマスクの反射層領域の反射率Ｒｍと吸収層領域の反射率ＲａをＥＵＶ光による反射率測定装置で測定した。反射率Ｒｍの測定は４ｍｍ角の吸収層除去部で行った。その測定結果から、式（１）を用いてＯＤ値を計算した。
（ウエハ露光評価）
ＥＵＶ露光装置（ＮＸＥ３３００Ｂ：ＡＳＭＬ社製）を用いて、ＥＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを塗布した半導体ウエハ（不図示）上に、実施例及び比較例で作製した反射型フォトマスクの吸収層パターンを転写露光した。電子線寸法測定機により転写されたレジストパターンの観察、線幅測定を実施し、解像性の確認を行った。
（照射耐性）
反射型フォトマスクのＥＵＶ露光時の照射耐性評価をＥＵＶ露光装置ＮＸＥ３３００Ｂ（ＡＳＭＬ製）にて行った。このとき、実施例及び比較例で作製した反射型フォトマスクに対して、３０ｋＪ／ｃｍ２のＥＵＶ光を照射した。露光時の雰囲気は真空度３Ｐａの条件下で水素を導入した。ＥＵＶ光照射前後での吸収層の膜厚変化を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて確認した。測定は線幅２００ｎｍＬＳパターンで行った。
なお、吸収層の膜厚変化が１．０ｎｍ以下の場合ダメージがないと判断した。
評価結果を、表１〜３に示す。
ＥＵＶ露光装置（ＮＸＥ３３００Ｂ：ＡＳＭＬ社製）を用いて、ＥＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを塗布した半導体ウエハ（不図示）上に、実施例及び比較例で作製した反射型フォトマスクの吸収層パターンを転写露光した。電子線寸法測定機により転写されたレジストパターンの観察、線幅測定を実施し、解像性の確認を行った。
（照射耐性）
反射型フォトマスクのＥＵＶ露光時の照射耐性評価をＥＵＶ露光装置ＮＸＥ３３００Ｂ（ＡＳＭＬ製）にて行った。このとき、実施例及び比較例で作製した反射型フォトマスクに対して、３０ｋＪ／ｃｍ２のＥＵＶ光を照射した。露光時の雰囲気は真空度３Ｐａの条件下で水素を導入した。ＥＵＶ光照射前後での吸収層の膜厚変化を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて確認した。測定は線幅２００ｎｍＬＳパターンで行った。
なお、吸収層の膜厚変化が１．０ｎｍ以下の場合ダメージがないと判断した。
評価結果を、表１〜３に示す。
表１では、吸収層にタンタル膜、酸化錫膜及びタンタルを含有した酸化錫膜を用いたものからＯＤ値が１．０及び２．０に近いものを示した。吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については酸化錫膜（比較例１−２）を除き良好な結果となった。解像性については、吸収層がタンタル膜である場合（比較例１−１）を除いて２０ｎｍ以下であり、良好であった。吸収層をタンタル含有酸化錫膜とすることで良好な照射耐性と良好な解像性をともに備えた（実施例１−１、比較例１−３）。
また、タンタル含有酸化錫膜のタンタル含有量を２０原子％より多く、５０原子％より低くすることで、実施例１−１のように、解像性が１５ｎｍ以下となり、更に良いことが分かった。
また、タンタル含有酸化錫膜のタンタル含有量を２０原子％より多く、５０原子％より低くすることで、実施例１−１のように、解像性が１５ｎｍ以下となり、更に良いことが分かった。
表２では、吸収層にビスマスを含有した酸化錫膜を用いたものを示した（実施例１−２）。実施例１−２では、吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性が１．０ｎｍ以下、解像性は１５ｎｍ以下であった。このように、本実施例に基づくことで、照射耐性、解像性ともに良好な結果であった。
表３では、吸収層にタンタルの含有量が２１原子％であるタンタルを含有した酸化錫膜を用いたものを示した。そして、吸収層の膜厚を１６ｎｍから４５ｎｍで変化させて評価した。吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については１．０ｎｍ以下、解像性は２０ｎｍ以下であり、ともに良好であった。更に、表３から分かるように、吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上４５ｎｍ以下とすることで、解像性は１７ｎｍ以下となり、よりよい結果となった。また、吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上３５ｎｍ以下とすることで、解像性は１５ｎｍ以下となり、更によい結果となった。
（第２の実施例）
次に、吸収層にインジウムを含有させた場合（酸化インジウム膜）の実施例について説明する。
〔実施例２−１〕
図１０に示すように、低熱膨張特性を有する合成石英の基板１１の上に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）を一対とする積層膜が４０対積層されて形成された多層反射層１２を形成する。多層反射層１２の膜厚は２８０ｎｍであった。
次に、多層反射層１２上に、中間層として、ルテニウム（Ｒｕ）で形成されたキャッピング層１３を膜厚が２．５ｎｍとなるように成膜した。これにより、基板１１上には、多層反射層１２及びキャッピング層１３を有する反射層２が形成される。キャッピング層１３の上にタンタルと酸化インジウムを混合成膜してタンタルを含む酸化インジウム膜を有する吸収層１４を形成し、反射型フォトマスクブランク１００を作製した。また、図１０に示すように、基板１１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）で形成された裏面導電層１５を１００ｎｍの膜厚で成膜した。
次に、吸収層にインジウムを含有させた場合（酸化インジウム膜）の実施例について説明する。
〔実施例２−１〕
図１０に示すように、低熱膨張特性を有する合成石英の基板１１の上に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）を一対とする積層膜が４０対積層されて形成された多層反射層１２を形成する。多層反射層１２の膜厚は２８０ｎｍであった。
次に、多層反射層１２上に、中間層として、ルテニウム（Ｒｕ）で形成されたキャッピング層１３を膜厚が２．５ｎｍとなるように成膜した。これにより、基板１１上には、多層反射層１２及びキャッピング層１３を有する反射層２が形成される。キャッピング層１３の上にタンタルと酸化インジウムを混合成膜してタンタルを含む酸化インジウム膜を有する吸収層１４を形成し、反射型フォトマスクブランク１００を作製した。また、図１０に示すように、基板１１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）で形成された裏面導電層１５を１００ｎｍの膜厚で成膜した。
基板１１上へのそれぞれの膜の成膜は、多元スパッタリング装置を用いた。吸収層１４はタンタルを含んだ酸化インジウム膜とした。タンタルの含有率は、反応性スパッタリング法において、タンタルとインジウムのそれぞれのターゲットに印加する電力の調整により実施した。また、各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。
反射型フォトマスク２００については、第１の実施例と同様な方法で作製した。
実施例２−１では、タンタルを含む酸化インジウムからなる吸収層１４のタンタルの原子数比を、２１原子％、３０原子％、４９原子％の３種類とした。吸収層１４の膜厚を、３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。更に、タンタル２１原子％については、吸収層１４の膜厚を１６ｎｍから４５ｎｍの範囲で変えた。
反射型フォトマスク２００については、第１の実施例と同様な方法で作製した。
実施例２−１では、タンタルを含む酸化インジウムからなる吸収層１４のタンタルの原子数比を、２１原子％、３０原子％、４９原子％の３種類とした。吸収層１４の膜厚を、３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。更に、タンタル２１原子％については、吸収層１４の膜厚を１６ｎｍから４５ｎｍの範囲で変えた。
〔実施例２−２〕
吸収層１４はタングステンを含んだ酸化インジウム膜とし、ターゲットをインジウムとタングステンの組合せに変更して、実施例１と同様の方法で反射型フォトマスクブランク１００及び反射型フォトマスク２００を作製した。
実施例２−２では、タングステンを含む酸化インジウムからなる吸収層１４のタングステンの原子数比を、２１原子％と４０原子％の２種類とした。吸収層１４の膜厚を、３４ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。
吸収層１４はタングステンを含んだ酸化インジウム膜とし、ターゲットをインジウムとタングステンの組合せに変更して、実施例１と同様の方法で反射型フォトマスクブランク１００及び反射型フォトマスク２００を作製した。
実施例２−２では、タングステンを含む酸化インジウムからなる吸収層１４のタングステンの原子数比を、２１原子％と４０原子％の２種類とした。吸収層１４の膜厚を、３４ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。
〔比較例２−１〕
吸収層をタンタル膜とし、ターゲットをタンタルのみに変更して、実施例２−１と同様の方法（ただし、ターゲットがタンタルのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、７０ｎｍと４０ｎｍの２種類とした。
〔比較例２−２〕
吸収層を酸化インジウム膜とし、ターゲットをインジウムのみに変更して、実施例２−１と同様の方法（ただし、ターゲットがインジウムのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、２７ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。
〔比較例２−３〕
実施例２−１と同様に、吸収層はタンタルを含んだ酸化インジウム膜とし、実施例２−１と同様の方法で反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。タンタルを含む酸化インジウムからなる吸収層のタンタルの原子数比は、７０原子％であった。吸収層の膜厚を、４０ｎｍと２４ｎｍの２種類とした。
評価は、第１の実施例と同じ評価方法にて実施した。
これらの評価結果を表４〜表６に示めす。
吸収層をタンタル膜とし、ターゲットをタンタルのみに変更して、実施例２−１と同様の方法（ただし、ターゲットがタンタルのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、７０ｎｍと４０ｎｍの２種類とした。
〔比較例２−２〕
吸収層を酸化インジウム膜とし、ターゲットをインジウムのみに変更して、実施例２−１と同様の方法（ただし、ターゲットがインジウムのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、２７ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。
〔比較例２−３〕
実施例２−１と同様に、吸収層はタンタルを含んだ酸化インジウム膜とし、実施例２−１と同様の方法で反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。タンタルを含む酸化インジウムからなる吸収層のタンタルの原子数比は、７０原子％であった。吸収層の膜厚を、４０ｎｍと２４ｎｍの２種類とした。
評価は、第１の実施例と同じ評価方法にて実施した。
これらの評価結果を表４〜表６に示めす。
表４では吸収層にタンタル膜、酸化インジウム膜及びタンタルを含有した酸化インジウム膜を用いたものからＯＤ値が１．０及び２．０に近いものを示した。吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については、酸化インジウム膜（比較例２−２）を除き良好な結果となった。解像性については、吸収層がタンタル膜（比較例２−１）である場合を除いて２０ｎｍ以下であり、良好であった。また吸収層をタンタル含有酸化インジウム膜とすることで良好な照射耐性と良好な解像性をともに備えることが分かった（実施例２−１、比較例２−３）。そして、実施例２−１のように、タンタル含有酸化インジウム膜のタンタル含有量を２０原子％より多く、５０原子％より低くすることで、解像性が１５ｎｍ以下となり、更に良くなることが分かった。
表５では、吸収層にタングステンを含有した酸化インジウム膜を用いたものを示した（実施例２−２）。実施例２−２では、吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については１．０ｎｍ以下、解像性は１５ｎｍ以下であった。照射耐性、解像性ともに良好な結果であった。
表６では、吸収層にタンタルの含有量が２１原子％であるタンタルを含有した酸化インジウム膜を用いたものを示した。吸収層の膜厚は１６ｎｍから４５ｎｍの間で変化させて評価した。実施例２−１によれば、吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については１．０ｎｍ以下、解像性は２０ｎｍ以下であり、ともに良好であった。吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上４５ｎｍ以下とすることで、解像性は１７ｎｍ以下となり、よりよい結果となった。また、吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上３５ｎｍ以下とすることで、解像性は１５ｎｍ以下となり、更によい結果となった。
表６では、吸収層にタンタルの含有量が２１原子％であるタンタルを含有した酸化インジウム膜を用いたものを示した。吸収層の膜厚は１６ｎｍから４５ｎｍの間で変化させて評価した。実施例２−１によれば、吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については１．０ｎｍ以下、解像性は２０ｎｍ以下であり、ともに良好であった。吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上４５ｎｍ以下とすることで、解像性は１７ｎｍ以下となり、よりよい結果となった。また、吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上３５ｎｍ以下とすることで、解像性は１５ｎｍ以下となり、更によい結果となった。
（第３の実施例）
次に、吸収層にテルルを含有させた場合（酸化テルル膜）の実施例について説明する。
〔実施例３−１〕
図１０に示すように、低熱膨張特性を有する合成石英の基板１１の上に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）を一対とする積層膜が４０対積層されて形成された多層反射層１２を形成する。多層反射層１２の膜厚は２８０ｎｍであった
次に、多層反射層１２上に、中間層として、ルテニウム（Ｒｕ）で形成されたキャッピング層１３を膜厚が２．５ｎｍとなるように成膜した。これにより、基板１１上には、多層反射層１２及びキャッピング層１３を有する反射層２が形成される。キャッピング層１３の上にタンタルと酸化テルルを混合成膜してタンタルを含む酸化テルル膜を有する吸収層１４を形成し、反射型フォトマスクブランク１００を作製した。また、図１０に示すように、基板１１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）で形成された裏面導電層１５を１００ｎｍの膜厚で成膜した。
次に、吸収層にテルルを含有させた場合（酸化テルル膜）の実施例について説明する。
〔実施例３−１〕
図１０に示すように、低熱膨張特性を有する合成石英の基板１１の上に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）を一対とする積層膜が４０対積層されて形成された多層反射層１２を形成する。多層反射層１２の膜厚は２８０ｎｍであった
次に、多層反射層１２上に、中間層として、ルテニウム（Ｒｕ）で形成されたキャッピング層１３を膜厚が２．５ｎｍとなるように成膜した。これにより、基板１１上には、多層反射層１２及びキャッピング層１３を有する反射層２が形成される。キャッピング層１３の上にタンタルと酸化テルルを混合成膜してタンタルを含む酸化テルル膜を有する吸収層１４を形成し、反射型フォトマスクブランク１００を作製した。また、図１０に示すように、基板１１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）で形成された裏面導電層１５を１００ｎｍの膜厚で成膜した。
基板１１上へのそれぞれの膜の成膜は、多元スパッタリング装置を用いた。吸収層１４はタンタルを含んだ酸化テルル膜とした。タンタルの含有率は、反応性スパッタリング法において、タンタルとテルルのそれぞれのターゲットに印加する電力の調整により実施した。また、各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。
反射型フォトマスク２００の作製は、第１の実施例と同様な方法で行った。
実施例３−１では、タンタルを含む酸化テルルからなる吸収層１４のタンタルの原子数比を、２１原子％、３０原子％、４９原子％の３種類とした。吸収層１４の膜厚を３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。更に、タンタル２１原子％については、吸収層１４の膜厚を１６ｎｍから４５ｎｍの範囲で変えた。
反射型フォトマスク２００の作製は、第１の実施例と同様な方法で行った。
実施例３−１では、タンタルを含む酸化テルルからなる吸収層１４のタンタルの原子数比を、２１原子％、３０原子％、４９原子％の３種類とした。吸収層１４の膜厚を３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。更に、タンタル２１原子％については、吸収層１４の膜厚を１６ｎｍから４５ｎｍの範囲で変えた。
〔実施例３−２〕
吸収層１４はハフニウムを含んだ酸化テルル膜とし、ターゲットをテルルとハフニウムの組合せに変更して、実施例１と同様の方法で反射型フォトマスクブランク１００及び反射型フォトマスク２００を作製した。
実施例３−２では、ハフニウムを含む酸化テルルからなる吸収層１４のハフニウムの原子数比を、２１原子％と４０原子％の２種類とした。吸収層１４の膜厚を３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。
吸収層１４はハフニウムを含んだ酸化テルル膜とし、ターゲットをテルルとハフニウムの組合せに変更して、実施例１と同様の方法で反射型フォトマスクブランク１００及び反射型フォトマスク２００を作製した。
実施例３−２では、ハフニウムを含む酸化テルルからなる吸収層１４のハフニウムの原子数比を、２１原子％と４０原子％の２種類とした。吸収層１４の膜厚を３３ｎｍと１８ｎｍの２種類とした。
〔比較例３−１〕
比較例３−１では、吸収層をタンタル膜とし、ターゲットをタンタルのみに変更して、実施例３−１と同様の方法（ただし、ターゲットがタンタルのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、７０ｎｍと４０ｎｍの２種類とした。
〔比較例３−２〕
比較例３−２では、吸収層を酸化テルル膜とし、ターゲットをテルルのみに変更して、実施例３−１と同様の方法（ただし、ターゲットがテルルのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、３１ｎｍと１７ｎｍの２種類とした。
〔比較例３−３〕
比較例３−３では、実施例３−１と同様に、吸収層はタンタルを含んだ酸化テルル膜とし、実施例３−１と同様の方法で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。タンタルを含む酸化テルルからなる吸収層のタンタルの原子数比は、７０原子％であった。吸収層の膜厚を４０ｎｍと２４ｎｍの２種類とした。
評価は、第１の実施例と同じ方法で評価した。
これらの評価結果を表７から表９に示す。
比較例３−１では、吸収層をタンタル膜とし、ターゲットをタンタルのみに変更して、実施例３−１と同様の方法（ただし、ターゲットがタンタルのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、７０ｎｍと４０ｎｍの２種類とした。
〔比較例３−２〕
比較例３−２では、吸収層を酸化テルル膜とし、ターゲットをテルルのみに変更して、実施例３−１と同様の方法（ただし、ターゲットがテルルのみであるため、印加電力の調整による含有率の調整は行っていない。）で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。吸収層の膜厚を、３１ｎｍと１７ｎｍの２種類とした。
〔比較例３−３〕
比較例３−３では、実施例３−１と同様に、吸収層はタンタルを含んだ酸化テルル膜とし、実施例３−１と同様の方法で、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを作製した。タンタルを含む酸化テルルからなる吸収層のタンタルの原子数比は、７０原子％であった。吸収層の膜厚を４０ｎｍと２４ｎｍの２種類とした。
評価は、第１の実施例と同じ方法で評価した。
これらの評価結果を表７から表９に示す。
表７では吸収層にタンタル膜、酸化テルル膜及びタンタルを含有した酸化テルル膜を用いたものからＯＤ値が１．０及び２．０に近いものを示した。吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については酸化テルル膜（比較例３−２）を除き良好な結果となった。解像性については、吸収層がタンタル膜（比較例３−１）である場合を除いて２０ｎｍ以下であり、良好である。吸収層をタンタル含有酸化テルル膜とすることで良好な照射耐性と良好な解像性をともに備えることが分かる。実施例３−１のように、タンタル含有酸化テルル膜のタンタル含有量を２０原子％より多く、５０原子％より低くすることで、解像性が１５ｎｍ以下となり、更に良いことが分かった。
表８では、吸収層にハフニウムを含有した酸化テルル膜を用いたものを示した（実施例３−２）。吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については１．０ｎｍ以下、解像性は１５ｎｍ以下であった。実施例３−２は、照射耐性、解像性ともに良好な結果であった。
表９では、吸収層にタンタルの含有量が２１原子％であるタンタルを含有した酸化テルル膜を用いたものを示した。吸収層の膜厚は１６ｎｍから４５ｎｍで評価した。吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については１．０ｎｍ以下、解像性は２０ｎｍ以下であり、ともに良好であった。吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上４５ｎｍ以下とすることで、解像性は１７ｎｍ以下となり、よりよい結果となった。また、吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上３５ｎｍ以下とすることで、解像性は１５ｎｍ以下となり、更によい結果となった。
表９では、吸収層にタンタルの含有量が２１原子％であるタンタルを含有した酸化テルル膜を用いたものを示した。吸収層の膜厚は１６ｎｍから４５ｎｍで評価した。吸収層の水素雰囲気下でのＥＵＶ照射耐性については１．０ｎｍ以下、解像性は２０ｎｍ以下であり、ともに良好であった。吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上４５ｎｍ以下とすることで、解像性は１７ｎｍ以下となり、よりよい結果となった。また、吸収層の膜厚を１８ｎｍ以上３５ｎｍ以下とすることで、解像性は１５ｎｍ以下となり、更によい結果となった。
１０、１００ 反射型フォトマスクブランク
２０、２００ 反射型フォトマスク
１ 基板
２ 反射層
２ａ 多層反射層
２ｂ 中間層
４ 吸収層
４ａ 吸収層パターン
１１ 基板
１２ 多層反射層
１３ キャッピング層
１４ 吸収層
１４ａ 吸収層パターン
１５ 裏面導電層
１６ レジスト膜
１６ａ レジストパターン
２０、２００ 反射型フォトマスク
１ 基板
２ 反射層
２ａ 多層反射層
２ｂ 中間層
４ 吸収層
４ａ 吸収層パターン
１１ 基板
１２ 多層反射層
１３ キャッピング層
１４ 吸収層
１４ａ 吸収層パターン
１５ 裏面導電層
１６ レジスト膜
１６ａ レジストパターン
Claims (7)
- 基板の一方の面側に、入射した光を反射する反射層と、入射した光を吸収する吸収層とがこの順に形成され、
上記吸収層は、少なくとも最表層に、錫、インジウム及びテルルの群から選択した第１の材料と、遷移金属、ビスマス（Ｂｉ）、及び珪素（Ｓｉ）の群から選択した１種又は２種以上の材料からなる第２の材料と、を含み、
上記第２の材料の含有量は、同一層内で、２０原子％より多く、５０原子％未満であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。 - 上記吸収層は、少なくとも最表層に更に酸素を含み、
上記第１の材料と上記酸素の合計原子数（Ａ）に対する上記第２の材料の原子数（Ｂ）の割合（Ｂ／Ａ）が、１／４より大きく、１未満の範囲であることを特徴とする請求項１に記載した反射型フォトマスクブランク。 - 上記遷移金属は、タンタル、金、オスミウム、ハフニウム、タングステン、白金、イリジウム、レニウム、及びジルコニウムの群から選択した１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した反射型フォトマスクブランク。
- 上記反射層からの反射光の強度をＲｍとし、上記吸収層からの反射光の強度をＲａとし、上記反射層及び上記吸収層に基づく光学濃度ＯＤを下記式（１）で規定したとき、
光学濃度ＯＤの値が１以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した反射型フォトマスクブランク。
ＯＤ＝−ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ） ・・・（１） - 上記吸収層の膜厚が、１８ｎｍ以上４５ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した反射型フォトマスクブランク。
- 上記反射層は、多層構造からなる多層反射層と、上記多層反射層の上に形成された中間層とを含むことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載した反射型フォトマスクブランク。
- 基板の一方の面側に形成され入射した光を反射する反射層と、上記反射層の上に入射した光を吸収する所定パターンで形成された吸収層とを備え、
上記吸収層の少なくとも最表層は、錫、インジウム及びテルルの群から選択した第１の材料と、遷移金属、ビスマス（Ｂｉ）、及び珪素（Ｓｉ）の群から選択した１種又は２種以上の材料からなる第２の材料と、を含み、
上記第２の材料の含有量は、同一層内で、２０原子％より多く、５０原子％未満であることを特徴とする反射型フォトマスク。
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