JP6864952B2 - 導電膜付き基板、多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク、反射型マスク及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＵＶリソグラフィーに用いるための導電膜付き基板、多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク、反射型マスク及び半導体装置の製造方法に関する。

近年、半導体産業において、半導体装置の高集積化に伴い、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きている。このような微細パターン形成を可能とするため、極紫外（Extreme Ultra Violet：以下、「ＥＵＶ」と呼ぶ。）光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。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転写用マスクとして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、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものである。

反射型マスクは、基板と、基板上に形成された多層反射膜と、多層反射膜上に形成された吸収体膜とを有する反射型マスクブランクから、フォトリソグラフィー法等により吸収体膜パターンを形成することによって製造される。

多層反射膜及び吸収体膜の成膜は、スパッタリング等の成膜方法を用いて成膜されることが一般的である。その成膜の際、反射型マスクブランク用基板は、成膜装置内に、支持手段によって支持される。基板の支持手段として、静電チャックが用いられている。そのため、ガラス基板等の絶縁性の反射型マスクブランク用基板の裏面（多層反射膜等が形成される表面とは反対側の面）には、静電チャックによる基板の固定を促進するために、導電膜（裏面導電膜）が形成される。

導電膜付き基板の例として、特許文献１には、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクの製造に使用される導電膜付き基板であって、前記導電膜はクロム（Ｃｒ）及び窒素（Ｎ）を含有し、前記導電膜におけるＮの平均濃度が０．１ａｔ％以上４０ａｔ％未満であり、前記導電膜の少なくとも表面の結晶状態がアモルファスであり、前記導電膜の表面粗さ（ｒｍｓ）が０．５ｎｍ以下であり、前記導電膜は、基板側におけるＮ濃度が低く、表面側におけるＮ濃度が高くなるように、導電膜中のＮ濃度が該導電膜の厚さ方向に沿って変化した傾斜組成膜であることを特徴とする導電膜付き基板が記載されている。

特許文献２には、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクの製造に使用される導電膜付基板であって、前記導電膜の主材料は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｎｉ及びＶからなる群から選択される少なくとも１つよりなり、前記導電膜は平均濃度１〜７０ａｔ％でＢ（ホウ素）を含有し、前記導電膜は、基板側におけるＢ平均濃度が低く、表面側におけるＢ平均濃度が高くなるように、導電膜中のＢの濃度が導電膜の厚さ方向に沿って変化した傾斜組成膜である導電膜付基板が記載されている。

特許文献３には、フォトリソグラフィー用の転写用マスクの誤差を補正する方法が記載されている。具体的には、特許文献３には、転写用マスクの基板に対してフェムト秒レーザパルスを局所的に照射することにより、基板表面又は基板内部を改質して、転写用マスクの誤差を補正することが記載されている。特許文献３には、フェムト秒レーザパルスを発生させるレーザとしては、サファイアレーザ（波長８００ｎｍ）及びＮｄ−ＹＡＧレーザ（５３２ｎｍ）等が例示されている。

特許文献４には、基板の後面上に堆積させたコーティングを含むフォトリソグラフィーマスクのための基板が記載されている。特許文献４には、コーティングが、少なくとも１つの金属を含む少なくとも１つの第１の層、及び少なくとも１つの金属窒化物を含む少なくとも１つの第２の層を含むこと、及び少なくとも１つの第１の層は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、又はチタン（Ｔｉ）を含む少なくとも１つの導電層を含むことが記載されている。

特許第４９７８６２６号公報 特許第５０８２８５７号公報 特許第５８８３２４９号公報 特許第６１０７８２９号公報

特許文献３には、レーザビームにより、フォトリソグラフィー用のマスクの誤差を補正する方法が記載されている。特許文献３に記載の技術を反射型マスクに適用する際には、基板の第２主表面（裏面）側からレーザビームを照射することが考えられる。しかしながら、反射型マスクの基板の第２主表面には、クロム（Ｃｒ）等を含む材料からなる裏面導電膜（単に「導電膜」という場合がある。）が配置されているので、レーザビームを透過しにくいという問題が生じる。

また、近年、反射型マスクに対するパターン位置精度の要求レベルが特に厳しくなってきている。高いパターン位置精度を実現するための１つの要素として、反射型マスクを作製するための原版となる反射型マスクブランクの平坦度を向上させることが挙げられる。反射型マスクブランクの平坦度を向上させるには、マスクブランク用基板の平坦度を向上させることが必要であるが、それだけでは不十分である。マスクブランク用基板の主表面及び裏面に形成される薄膜の膜応力の釣り合いがとれていないと、基板を変形させてしまい、平坦度が悪化してしまう。

反射型マスクブランクの平坦度が悪化すると、該反射型マスクブランクから作製した反射型マスクの転写パターンをウエハ上に転写する際に、パターンの結像位置がウエハ表面からずれるためにパターン転写精度が劣化し、ウエハ上に形成される回路パターンの寸法にずれが生じ、期待する性能を有する半導体装置が得られないという問題が生じる。また、反射型マスクブランクの平坦度が悪化すると、反射型マスクの転写パターンをウエハ上に転写する際に、パターンを形成する位置が所望の位置からずれてしまい、トランジスタのスイッチング速度やリーク電流などの特性が期待通り発揮できる半導体装置を得られないという問題も生じる。パターン形成位置の所望の位置からのずれ量をオーバーレイ精度（重ね合わせ精度）と呼ぶが、半導体装置の回路寸法が小さくなるにつれて、より小さな重ね合せ精度が要求される。

そのため、裏面側と表面側の膜応力を釣り合わせることにより、反射型マスクブランクの平坦度を高くすることが望まれる。裏面導電膜としては、その他にも、シート抵抗、表面粗さ及び機械強度の要求値を満たす必要がある。

そこで、本発明は、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスクを提供することを目的とする。また、本発明は、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスクを製造するための導電膜付き基板、多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクを得ることを目的とする。

発明者らは、チタン（Ｔｉ）及び窒素（Ｎ）を含む材料からなる所定の組成の裏面導電膜を裏面導電膜として用いた場合には、５３２ｎｍの波長に対する透過率が高く、低膜応力であることを見出し、本発明に至った。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。

（構成１）
本発明の構成１は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上の一方の表面に、導電膜が形成された導電膜付き基板である。前記導電膜は、チタン（Ｔｉ）及び窒素（Ｎ）を含む材料からなる。前記材料は、チタン及び窒素の合計含有量が９５原子％以上であり、化学量論的組成の窒化チタンよりもチタンを多く含む。

本発明の構成１の導電膜付き基板に配置される裏面導電膜は、波長５３２ｎｍのレーザビーム等を透過することが可能である。また、化学量論的組成の窒化チタンは、膜応力が大きすぎて、多層反射膜等の表面側の膜応力との釣り合いをとることが難しいが、本発明の構成１の裏面導電膜は、所定の組成であることにより、化学量論的組成の窒化チタンよりも膜応力を小さくして、多層反射膜等の表面側の膜応力と釣り合いをとることが可能となり、基板の変形量を小さくすることができる。そのため、本発明の構成１によれば、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスクを製造するための導電膜付き基板を提供することができる。

（構成２）
本発明の構成２は、前記導電膜は、Ｘ線回折による回折ピークの強度において、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値を、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値、及びＴｉＮ（１１１）の回折ピークの強度の値の合計の値で除した割合が、０．４以上であることを特徴とする構成１の導電膜付き基板である。

チタン及び窒素を含む材料において、ＴｉＮ（１１１）の回折ピークの強度の値に比べて、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値が増加すると、膜応力が小さくなる。本発明の構成２によれば、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値の比が所定の比以上であることにより、導電膜の膜応力を化学量論的組成の窒化チタンよりも小さくすることができ、基板の変形量を小さくすることが可能になる。

（構成３）
本発明の構成３は、前記導電膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする構成１又は２の導電膜付き基板である。

本発明の構成３によれば、導電膜が所定の膜厚であることにより、より適切な透過率及び導電性を有する導電膜を得ることができる。

（構成４）
本発明の構成４は、構成１乃至３の何れかの導電膜付き基板の前記導電膜が形成されている側とは反対側の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜が形成されていることを特徴とする多層反射膜付き基板である。

本発明の構成４によれば、所定の多層反射膜によって所定の波長のＥＵＶ光を反射することができる。

（構成５）
本発明の構成５は、前記多層反射膜の上に保護膜が形成されていることを特徴とする構成４の多層反射膜付き基板である。

本発明の構成５によれば、多層反射膜上に保護膜が形成されていることにより、多層反射膜付き基板を用いて反射型マスク（ＥＵＶマスク）を製造する際の多層反射膜表面へのダメージを抑制することができるので、ＥＵＶ光に対する反射率特性が良好となる。

（構成６）
本発明の構成６は、構成４の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜の上、又は構成５の前記保護膜の上に、吸収体膜が形成されていることを特徴とする反射型マスクブランクである。

本発明の構成６によれば、反射型マスクブランクの吸収体膜がＥＵＶ光を吸収することができるため、反射型マスクブランクの吸収体膜をパターニングすることによって、本発明の反射型マスク（ＥＵＶマスク）を製造することができる。

（構成７）
本発明の構成７は、構成６の反射型マスクブランクの前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射膜の上、又は保護膜の上に吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスクである。

本発明の構成７によれば、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスクを得ることができる。

（構成８）
本発明の構成８は、構成７の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィープロセスを行い、被転写体の上に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。

本発明の構成８の半導体装置の製造方法によれば、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスクを、半導体装置の製造のために用いることができる。そのため、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。

本発明によれば、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスクを提供することができる。また、本発明によれば、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスクを製造するための導電膜付き基板、多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクを得ることができる。

本発明の一実施形態の導電膜付き基板の構成の一例を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態の多層反射膜付き基板の構成の一例を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態の多層反射膜付き基板（導電膜付き基板）の構成の一例を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態の反射型マスクブランクの構成の一例を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態の反射型マスクの一例を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態の反射型マスクブランクの構成の別の一例を示す断面模式図である。 反射型マスクブランクから反射型マスクを作製する工程を断面模式図にて示した工程図である。 クラック発生荷重の測定を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。

本発明は、マスクブランク用基板の主表面上の一方の表面に、導電膜が形成された導電膜付き基板である。マスクブランク用基板の主表面（main surface）のうち、導電膜（「裏面導電膜」ともいう。）が形成される主表面を、「裏面（back surface）」という。また、本発明は、導電膜付き基板の導電膜が形成されていない主表面（「表面（front surface）」という場合がある。）の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜が形成された多層反射膜付き基板である。

また、本発明は、多層反射膜付き基板の多層反射膜の上に吸収体膜を含むマスクブランク用多層膜を有する反射型マスクブランクである。

図１は、本発明の導電膜付き基板５０の一例を示す模式図である。本発明の導電膜付き基板５０は、マスクブランク用基板１０の裏面の上に、裏面導電膜２３が形成された構造を有する。なお、本明細書において、導電膜付き基板５０とは、少なくともマスクブランク用基板１０の裏面に裏面導電膜２３が形成されたものであり、他の主表面の上に多層反射膜２１が形成されたもの（多層反射膜付き基板２０）、及び更に吸収体膜２４が形成されたもの（反射型マスクブランク３０）等も、導電膜付き基板５０に含まれる。本明細書では、裏面導電膜２３を、単に導電膜２３という場合がある。

図２に、多層反射膜付き基板２０の一例を示す。図２に示す多層反射膜付き基板２０の主表面の上に多層反射膜２１が形成されている。図３に、裏面に裏面導電膜２３が形成された多層反射膜付き基板２０を示す。図３に示す多層反射膜付き基板２０は、その裏面に、裏面導電膜２３を含むので、導電膜付き基板５０の一種である。

図６は、本発明の反射型マスクブランク３０の一例を示す模式図である。本発明の反射型マスクブランク３０は、マスクブランク用基板１０の主表面の上に、マスクブランク用多層膜２６を有する。本明細書において、マスクブランク用多層膜２６とは、反射型マスクブランク３０において、マスクブランク用基板１０の主表面の上に積層して形成される、多層反射膜２１及び吸収体膜２４を含む複数の膜である。マスクブランク用多層膜２６は、更に、多層反射膜２１及び吸収体膜２４の間に形成される保護膜２２、及び／又は吸収体膜２４の表面に形成されるエッチングマスク膜２５等を含むことができる。図６に示す反射型マスクブランク３０の場合には、マスクブランク用基板１０の主表面の上のマスクブランク用多層膜２６が、多層反射膜２１、保護膜２２、吸収体膜２４及びエッチングマスク膜２５を有している。なお、エッチングマスク膜２５を有する反射型マスクブランク３０を用いる場合、後述のように、吸収体膜２４に転写パターンを形成した後、エッチングマスク膜２５を剥離してもよい。また、エッチングマスク膜２５を形成しない反射型マスクブランク３０において、吸収体膜２４を複数層の積層構造とし、この複数層を構成する材料が互いに異なるエッチング特性を有する材料にして、エッチングマスク機能を持った吸収体膜２４とした反射型マスクブランク３０としてもよい。本発明の反射型マスクブランク３０は、その裏面に、裏面導電膜２３を含む。したがって、図６に示す反射型マスクブランク３０は、導電膜付き基板５０の一種である。

本明細書において、「マスクブランク用基板１０の主表面の上に、多層反射膜２１を有する」とは、多層反射膜２１が、マスクブランク用基板１０の表面に接して配置されることを意味する場合の他、マスクブランク用基板１０と、多層反射膜２１との間に他の膜を有することを意味する場合も含む。他の膜についても同様である。例えば「膜Ａの上に膜Ｂを有する」とは、膜Ａと膜Ｂとが直接、接するように配置されていることを意味する他、膜Ａと膜Ｂとの間に他の膜を有する場合も含む。また、本明細書において、例えば「膜Ａが膜Ｂの表面に接して配置される」とは、膜Ａと膜Ｂとの間に他の膜を介さずに、膜Ａと膜Ｂとが直接、接するように配置されていることを意味する。

図４は、本発明の反射型マスクブランク３０の別の一例を示す模式図である。図４の反射型マスクブランク３０の場合には、マスクブランク用多層膜２６が、多層反射膜２１、保護膜２２及び吸収体膜２４を有しているが、エッチングマスク膜２５を有していない。また、図４の反射型マスクブランク３０は、その裏面に、裏面導電膜２３を含む。したがって、図４に示す反射型マスクブランク３０は、導電膜付き基板５０の一種である。

次に、マスクブランク用基板１０の表面、及び反射型マスクブランク３０等を構成する膜の表面の表面形態を示すパラメーターである表面粗さ（Ｒｍｓ）について説明する。

代表的な表面粗さの指標であるＲｍｓ（Root means square）は、二乗平均平方根粗さであり、平均線から測定曲線までの偏差の二乗を平均した値の平方根である。Ｒｍｓは下式（１）で表される。

式（１）において、ｌは基準長さであり、Ｚは平均線から測定曲線までの高さである。

Ｒｍｓは、従来からマスクブランク用基板１０の表面粗さの管理に用いられており、表面粗さを数値で把握できる。

次に、反射型マスクブランク３０等を構成する膜の膜応力による基板の変形量を示すパラメーターとしてＣＴＩＲ（Coordinate Total Indicator Reading）について説明する。まず、導電膜２３を形成する前のマスクブランク用基板１０の主表面（裏面）を測定して導電膜２３の成膜前の基板の表面形状を取得する。次に、マスクブランク用基板１０の主表面（裏面）に導電膜２３が成膜された導電膜付き基板５０の表面を測定して、導電膜２３の成膜後の表面形状を取得する。ＣＴＩＲは、基板１０の表面形状と導電膜２３の表面形状との間で差分形状を算出し、この差分形状において最も高い値と最も低い値との差の絶対値である。

表面形状は、表面形状解析装置（表面形状測定装置）を用いて行うことができる。表面形状の測定方法は、公知の方法を用いることができる。短時間で高精度の表面形状を測定することができることから、照射した光の干渉縞を利用した表面形状の測定方法を用いることが好ましい。このような表面形状を測定する装置では、レーザ光のようなコヒーレントの傾向が強い検査光を被測定対象物の測定領域全体に照射し、その表面で反射された光と、高い平坦度を有する基準表面で反射された光との間で干渉縞像を生成し、その干渉縞像を画像解析することで、その基板の表面形状を取得する。このような装置（表面形状解析装置）として、例えば、ＵｌｔｒａＦＬＡＴ ２００Ｍ（Ｃｏｒｎｉｎｇ ＴＲＯＰＥＬ社製）を用いることができる。

表面形状の測定は、一般的に次のような方法により、行うことができる。まず、測定対象の表面上にグリッド状に測定点を配置し、各測定点の高さ情報（この時の基準面は、例えば測定装置の参照平面である。）を、表面形状測定装置により取得する。次に、各測定点の高さ情報に基づいて、最小二乗法により近似した面（最小二乗平面）を算出し、これを基準面とする。次に、上記の各測定点の高さ情報を、その基準面(最小二乗平面)を基準とした各測定点の高さに換算し、その結果を、各測定点における表面形状の情報とする。

表面形状の測定領域の大きさは、基板の大きさ、反射型マスクとして用いる場合のパターンの大きさ及び静電チャックのサイズ等によって、適宜選択することができる。ここでは、１３２ｍｍ×１３２ｎｍを測定領域とする。

次に、本発明の導電膜付き基板５０、多層反射膜付き基板２０、反射型マスクブランク３０及び反射型マスク４０について、更に具体的に説明する。まず、本発明の導電膜付き基板５０、多層反射膜付き基板２０、反射型マスクブランク３０及び反射型マスク４０に用いられるマスクブランク用基板１０（単に「基板１０」という場合がある。）について説明する。

［マスクブランク用基板１０］
基板１０としては、ＥＵＶ光による露光時の熱による吸収体パターン２４ａの歪みを防止するため、０±５ｐｐｂ／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材として、例えば、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス、及び多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。

基板１０の転写パターン（後述の吸収体パターン２４ａ）が形成される側の第１主表面は、少なくともパターン転写精度、及び位置精度を得る観点から高平坦度となるように表面加工されている。ＥＵＶ露光の場合、基板１０の転写パターンが形成される側の主表面の１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５μｍ以下、更に好ましくは０．０３μｍ以下である。また、第１主表面の反対側の第２主表面は、露光装置にセットするときに静電チャックされる面である。第２主表面は、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５μｍ以下、更に好ましくは０．０３μｍ以下である。なお、反射型マスクブランク３０における第２主表面側の平坦度は、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において、平坦度が１μｍ以下であることが好ましくより好ましくは０．５μｍ以下、更に好ましくは０．３μｍ以下である。

また、基板１０の表面平滑度の高さも極めて重要な項目である。転写用の吸収体パターン２４ａが形成される第１主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．１ｎｍ以下であることが好ましい。なお、表面平滑度は、原子間力顕微鏡で測定することができる。

更に、基板１０は、その上に形成される膜（多層反射膜２１など）の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有していることが好ましい。特に、基板１０は、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有していることが好ましい。

本発明の多層反射膜付き基板２０は、基板１０の表面に接して下地膜を有することができる。下地膜は、基板１０と多層反射膜２１との間に形成される薄膜である。下地膜を有することにより、電子線によるマスクパターン欠陥検査時のチャージアップを防止するとともに、多層反射膜２１の位相欠陥が少なく、高い表面平滑性を得ることができる。

下地膜の材料として、ルテニウム又はタンタルを主成分として含む材料が好ましく用いられる。例えば、Ｒｕ金属単体、Ｔａ金属単体でも良いし、Ｒｕ又はＴａにチタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、ホウ素（Ｂ）、ランタン（Ｌａ）、コバルト（Ｃｏ）、レニウム（Ｒｅ）等の金属を含有したＲｕ合金又はＴａ合金であっても良い。下地膜の膜厚は、裏面導電膜２３の所定の光の透過率に対して悪影響を与えない範囲とすることができる。下地膜の膜厚は、例えば１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であることができる。

［多層反射膜付き基板２０］
次に、本発明の導電膜付き基板５０及び反射型マスクブランク３０に用いることのできる多層反射膜付き基板２０について以下に説明する。

図２は、本発明の裏面導電膜２３及び反射型マスクブランク３０に用いることのできる多層反射膜付き基板２０の一例を示す模式図である。また、図３に、本発明の多層反射膜付き基板２０の別の一例の模式図を示す。図３に示すように、多層反射膜付き基板２０が所定の裏面導電膜２３を有する場合には、この多層反射膜付き基板２０は、本発明の裏面導電膜２３の一種である。本明細書では、図２及び図３の両方に示す多層反射膜付き基板２０を、本実施形態の多層反射膜付き基板２０という。

＜多層反射膜２１＞
本実施形態の多層反射膜付き基板２０は、裏面導電膜２３が形成される側とは反対側の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜２１が形成されている。本実施形態の多層反射膜付き基板２０は、所定の多層反射膜２１を有することにより、所定の波長のＥＵＶ光を反射することができる。

なお、図２に示すように、本発明では、裏面導電膜２３を形成する前に多層反射膜２１を形成することができる。また、図１に示すように裏面導電膜２３を形成し、その後、図３に示すように多層反射膜２１を形成してもよい。

多層反射膜２１は、反射型マスク４０において、ＥＵＶ光を反射する機能を付与するものである。多層反射膜２１は、屈折率の異なる元素を主成分とする各層が周期的に積層された多層膜の構成を有する。

一般的に、多層反射膜２１として、高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜（高屈折率層）と、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜（低屈折率層）とが交互に４０から６０周期程度積層された多層膜が用いられる。多層膜は、基板１０側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層／低屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層してもよいし、基板１０側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した低屈折率層／高屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層してもよい。なお、多層反射膜２１の最表面の層（即ち多層反射膜２１の基板１０と反対側の表面層）は、高屈折率層であることが好ましい。上述の多層膜において、基板１０に、高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した積層構造（高屈折率層／低屈折率層）を１周期として複数周期積層する場合、最上層が低屈折率層となる。多層反射膜２１の最表面の低屈折率層は、容易に酸化されてしまうので、多層反射膜２１の反射率が減少する。反射率の減少を避けるため、最上層の低屈折率層上に、高屈折率層を更に形成して多層反射膜２１とすることが好ましい。一方、上述の多層膜において、基板１０に、低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した積層構造（低屈折率層／高屈折率層）を１周期として、複数周期積層する場合は、最上層が高屈折率層となる。この場合には、高屈折率層を更に形成する必要がない。

本実施形態において、高屈折率層としては、ケイ素（Ｓｉ）を含む層が採用される。Ｓｉを含む材料としては、Ｓｉ単体の他に、Ｓｉに、ボロン（Ｂ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、及び／又は酸素（Ｏ）を含むＳｉ化合物を用いることができる。Ｓｉを含む層を高屈折率層として使用することによって、ＥＵＶ光の反射率に優れたＥＵＶリソグラフィー用反射型マスク４０が得られる。また、本実施形態において、基板１０としてはガラス基板が好ましく用いられる。Ｓｉはガラス基板との密着性においても優れている。また、低屈折率層としては、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び白金（Ｐｔ）から選ばれる金属単体、又はこれらの合金が用いられる。例えば波長１３ｎｍから１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜２１としては、好ましくはＭｏ膜とＳｉ膜を交互に４０から６０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が用いられる。なお、多層反射膜２１の最上層である高屈折率層をケイ素（Ｓｉ）で形成し、この最上層（Ｓｉ）とＲｕ系保護膜２２との間に、ケイ素と酸素とを含むケイ素酸化物層を形成することができる。ケイ素酸化物層を形成することにより、反射型マスク４０の洗浄耐性を向上させることができる。

上述の多層反射膜２１の単独での反射率は通常６５％以上であり、上限は通常７３％である。なお、多層反射膜２１の各構成層の厚さ、及び周期は、露光波長により適宜選択することができ、例えばブラッグ反射の法則を満たすように選択することができる。多層反射膜２１において、高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ複数存在する。複数の高屈折率層の厚さが同じである必要はなく、複数の低屈折率層の厚さが同じである必要はない。また、多層反射膜２１の最表面のＳｉ層の膜厚は、反射率を低下させない範囲で調整することができる。最表面のＳｉ（高屈折率層）の膜厚は、３ｎｍから１０ｎｍとすることができる。

多層反射膜２１の形成方法は、公知である。例えばイオンビームスパッタリング法により、多層反射膜２１の各層を成膜することで形成できる。上述したＭｏ／Ｓｉ周期多層膜の場合、例えばイオンビームスパッタリング法により、まずＳｉターゲットを用いて厚さ４ｎｍ程度のＳｉ膜を基板１０の上に成膜し、その後Ｍｏターゲットを用いて厚さ３ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜する。このＳｉ膜／Ｍｏ膜を１周期として、４０から６０周期積層して、多層反射膜２１を形成する（最表面の層はＳｉ層とする）。また、多層反射膜２１の成膜の際に、イオン源からクリプトン（Ｋｒ）イオン粒子を供給して、イオンビームスパッタリングを行うことにより多層反射膜２１を形成することが好ましい。

＜保護膜２２＞
本実施形態の多層反射膜付き基板２０は、マスクブランク用多層膜２６が、多層反射膜２１の表面のうち、マスクブランク用基板１０とは反対側の表面に接して配置される保護膜２２を更に含むことが好ましい。

保護膜２２は、後述する反射型マスク４０の製造工程におけるドライエッチングや洗浄から多層反射膜２１を保護するために、多層反射膜２１の上に形成される。また、電子線（ＥＢ）を用いた吸収体パターン２４ａの黒欠陥修正の際に、保護膜２２によって多層反射膜２１を保護することができる。保護膜２２を、３層以上の積層構造とすることができる。例えば、保護膜２２の最下層と最上層を、上記Ｒｕを含有する物質からなる層とし、最下層と最上層との間に、Ｒｕ以外の金属、又はＲｕ以外の金属の合金を介在させた構造とすることができる。保護膜２２の材料は、例えば、ルテニウムを主成分として含む材料により構成される。ルテニウムを主成分として含む材料としては、Ｒｕ金属単体、又はＲｕにチタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、ホウ素（Ｂ）、ランタン（Ｌａ）、コバルト（Ｃｏ）、及び／又はレニウム（Ｒｅ）などの金属を含有したＲｕ合金を用いることができる。また、これらの保護膜２２の材料は、窒素を更に含むことができる。保護膜２２は、Ｃｌ系ガスのドライエッチングで吸収体膜２４をパターニングする場合に有効である。

保護膜２２の材料としてＲｕ合金を用いる場合、Ｒｕ合金のＲｕ含有比率は５０原子％以上１００原子％未満、好ましくは８０原子％以上１００原子％未満、更に好ましくは９５原子％以上１００原子％未満である。特に、Ｒｕ合金のＲｕ含有比率が９５原子％以上１００原子％未満の場合には、保護膜２２への多層反射膜２１を構成する元素（ケイ素）の拡散を抑えつつ、ＥＵＶ光の反射率を十分確保することができる。更にこの保護膜２２は、マスク洗浄耐性、吸収体膜２４をエッチング加工したときのエッチングストッパ機能、及び多層反射膜２１の経時変化防止のための保護機能を兼ね備えることが可能となる。

ＥＵＶリソグラフィーの場合、露光光に対して透明な物質が少ないので、マスクパターン面への異物付着を防止するＥＵＶペリクルが技術的に簡単ではない。このことから、ペリクルを用いないペリクルレス運用が主流となっている。また、ＥＵＶリソグラフィーの場合、ＥＵＶ露光によってマスクにカーボン膜が堆積したり、酸化膜が成長したりするといった露光コンタミネーションが起こる。そのため、ＥＵＶ反射型マスク４０を半導体装置の製造に使用している段階で、度々洗浄を行ってマスク上の異物及びコンタミネーションを除去する必要がある。このため、ＥＵＶ反射型マスク４０では、光リソグラフィー用の透過型マスクに比べて桁違いのマスク洗浄耐性が要求されている。Ｔｉを含有したＲｕ系の保護膜２２を用いると、硫酸、硫酸過水（ＳＰＭ）、アンモニア、アンモニア過水（ＡＰＭ）、ＯＨラジカル洗浄水及び濃度が１０ｐｐｍ以下のオゾン水などの洗浄液に対する洗浄耐性を特に高くすることができる。そのため、ＥＵＶ反射型マスク４０に対するマスク洗浄耐性の要求を満たすことが可能となる。

保護膜２２の厚みは、その保護膜２２としての機能を果たすことができる限り特に制限されない。ＥＵＶ光の反射率の観点から、保護膜２２の厚さは、好ましくは、１．０ｎｍから８．０ｎｍ、より好ましくは、１．５ｎｍから６．０ｎｍである。

保護膜２２の形成方法としては、公知の膜形成方法と同様のものを特に制限なく採用することができる。保護膜２２の形成方法の具体例としては、スパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法が挙げられる。

［導電膜付き基板５０］
次に、本発明の導電膜付き基板５０について、説明する。図２に示す多層反射膜付き基板２０において、基板１０の多層反射膜２１と接する面と反対側の面に、所定の裏面導電膜２３を形成することによって、図３に示すような本発明の導電膜付き基板５０を得ることができる。なお、本発明の導電膜付き基板５０は、必ずしも多層反射膜２１を有する必要はない。図１に示すように、マスクブランク用基板１０の主表面上の一方の表面に、所定の裏面導電膜２３を形成することによって、本発明の導電膜付き基板５０を得ることもできる。

本発明の導電膜付き基板５０は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板１０の主表面上の一方の表面（裏面）に、導電膜２３（裏面導電膜２３）が形成される。導電膜２３は、チタン（Ｔｉ）及び窒素（Ｎ）を含む材料からなる。チタン及び窒素を含む材料中の、チタン及び窒素の合計含有量は９５原子％以上である。チタン及び窒素を含む材料は、化学量論的組成の窒化チタン（化学式：ＴｉＮ）よりもチタンを多く含む。

導電膜２３を形成するためのチタン及び窒素を含む材料は、化学量論的組成の窒化チタンよりもチタンを多く含むことが好ましい。すなわち、導電膜２３の材料中のチタンの原子％、及び窒素の原子％の比（窒素の原子％／チタンの原子％）は、１未満であり、０．９５以下であることが好ましく、０．９以下であることがより好ましい。導電膜２３の材料がチタンを比較的多く含むことにより、導電膜２３の材料の電気伝導度を高くすることができる。そのため、導電膜２３のシート抵抗を低くすることができる。

チタン及び窒素を含む材料で形成された導電膜２３は、表面酸化の影響がある表層を除き、チタン及び窒素の濃度が均一である均一膜であることができる。また、導電膜２３中のチタン及び／又は窒素の濃度が、導電膜２３の厚さ方向に沿って変化するようにした組成傾斜膜とすることができる。また、導電膜２３は、本発明の効果を損なわない範囲で、複数の異なった組成の複数層からなる積層膜であることができる。例えば、導電膜２３は、導電膜２３の最表面に配置される上層膜、及び／又は上層膜及び導電膜本体との間に配置される中間膜を含むことができる。

導電膜２３を形成するための材料は、本発明の効果を損なわない範囲で、チタン以外の金属を更に含むことができる。チタン以外の金属としては、導電性の高い金属であるＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｗ及びＣｏなどを挙げることができる。導電膜２３を形成するための材料は、窒素以外の非金属（例えば、酸素及びホウ素等）を含まないことが好ましい。特に、材料がホウ素を含有すると、透過率及び導電率が共に低下する。したがって、導電膜２３を形成するための材料には、ホウ素を含まないことが好ましい。

本発明の導電膜付き基板５０の導電膜２３は、Ｘ線回折による回折ピークの強度において、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値Ｉ_{（２００）}を、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値Ｉ_{（２００）}、及びＴｉＮ（１１１）の回折ピークの強度の値Ｉ_{（１１１）}の合計の値で除した割合（Ｉ_ｒ）が、０．４以上であることが好ましく、０．５以上がより好ましく、０．７以上が更に好ましい。割合（Ｉ_ｒ）は、次式により求めることができる。
Ｉ_ｒ ＝ Ｉ_{（２００）}／［Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}］

チタン及び窒素を含む材料において、ＴｉＮ（１１１）の回折ピークの強度の値に比べて、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値が増加すると、膜応力が小さくなる。ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値の比が所定の比以上であることにより、導電膜２３の膜応力を化学量論的組成の窒化チタンよりも小さくすることができ、基板の変形量を小さくすることが可能となる。なお、回折ピークの強度の測定方法については後述する。

導電膜２３の膜厚は、波長５３２ｎｍの光における透過率及び電気伝導度との関係で、適切な膜厚を選択することができる。例えば、材料の電気伝導度が高ければ、薄い膜厚にすることができ、透過率を高くすることができる。一般的には、本発明の導電膜付き基板５０の導電膜２３の膜厚は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。導電膜２３が所定の膜厚であることにより、より適切な透過率及び導電性を有する導電膜２３を得ることができる。導電膜２３の膜厚が２０ｎｍ以下の場合には、透過率が２０％以上になるので、好ましい。

導電膜２３の波長５３２ｎｍの透過率は、１０％以上であり、２０％以上が好ましく、２５％以上がより好ましい。波長６３２ｎｍの透過率は、２５％以上であることが好ましい。導電膜付き基板５０の裏面導電膜２３の所定の波長の光の透過率が所定の範囲であることにより、反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスク４０を得ることができる。

導電膜２３のシート抵抗は、１５０Ω／□（Ω／square）以下であることが好ましい。シート抵抗が所定の範囲であることにより、静電チャック用の導電膜２３として求められる電気的特性を満足することができる。導電膜２３のシート抵抗は、導電膜２３の組成及び膜厚を調整することにより制御することができる。

導電膜２３の表面粗さは、１０μｍ×１０μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）は、０．６ｎｍ以下が好ましく、０．３ｎｍ以下とすることがより好ましい。導電膜２３の表面が所定の二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）であることにより、静電チャックと導電膜２３との擦れによるパーティクルの発生を防止することができる。

導電膜２３の表面形状は、凸形状で、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域における膜応力による基板の変形量（ＣＴＩＲ）は、好ましくは３５０ｎｍ±１５０ｎｍの範囲内である。

導電膜２３の機械強度は、導電膜付き基板５０のクラック発生荷重を測定することにより評価することができる。機械強度は、クラック発生荷重の値で３００ｍＮ以上であることが必要である。クラック発生荷重が所定の範囲であることにより、裏面導電膜２３は、静電チャック用の導電膜２３として求められる機械強度を有するといえる。クラック発生荷重の測定方法については、後述する。

裏面導電膜２３の形成方法は公知である。裏面導電膜２３は、例えば、マグネトロンスパッタリング法、又はイオンビームスパッタリング法により、形成することができる。スパッタリング法によりＴｉＮ膜を形成する場合には、Ｔｉのターゲットを使用し、スパッタリング用のガスとして、Ａｒガス及びＮ_２ガスを導入する。成膜の際のＡｒガスとＮ_２ガスとの流量比、ガス圧力又は電力等を調整することにより、窒化度の低いＴｉＮ膜を得ることができる。また、導電膜２３を低圧成膜することにより、基板との付着力を大きくして、クラック発生荷重を大きくすることが可能となる。

裏面導電膜２３の形成方法は、具体的には、裏面導電膜２３を形成するための基板１０の被成膜面を上方に向けて、基板１０を水平面上で回転させ、基板１０の中心軸と、スパッタリングターゲットの中心を通り基板１０の中心軸とは平行な直線とがずれた位置で、被成膜面に対してスパッタリングターゲットを、所定の角度となるように傾斜させて、裏面導電膜２３を成膜することが好ましい。スパッタリングターゲット及び基板１０を、このような配置にして、対向したスパッタリングターゲットをスパッタリングすることによって裏面導電膜２３を成膜することができる。所定の角度は、スパッタリングターゲットの傾斜角度が５度以上３０度以下の角度であることが好ましい。またスパッタリング成膜中のガス圧は、０．０３Ｐａ以上０．１Ｐａ以下であることが好ましい。このような方法によって裏面導電膜２３を成膜することにより、化学量論的組成の窒化チタンよりも膜応力の小さい裏面導電膜２３を得ることができる。

本発明の導電膜付き基板５０を用いて反射型マスク４０を製造することができる。本発明の導電膜付き基板５０の導電膜２３は、波長５３２ｎｍのレーザビーム等を透過することが可能である。また、本発明の導電膜付き基板５０に配置される裏面導電膜２３は、所定の組成の導電膜２３であることにより、化学量論的組成の窒化チタンよりも膜応力を小さくして、多層反射膜等の表面側の膜応力と容易に釣り合いをとることが可能となり、基板の変形量を小さくすることができる。そのため、本発明によれば、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスク４０を製造するための導電膜付き基板５０を得ることができる。また、本発明の導電膜付き基板５０の裏面導電膜は、その他の要求値、例えば、シート抵抗、表面粗さ及び機械強度の要求値を満たすことができる。

［反射型マスクブランク３０］
次に、本発明の反射型マスクブランク３０について説明する。図４は、本発明の反射型マスクブランク３０の一例を示す模式図である。本発明の反射型マスクブランク３０は、上述の多層反射膜付き基板２０の多層反射膜２１の上、又は保護膜２２の上に、吸収体膜２４を形成した構造を有する。反射型マスクブランク３０は、吸収体膜２４の上に更にエッチングマスク膜２５及び／又はレジスト膜３２を有することができる（図７（ａ）参照）。

＜吸収体膜２４＞
反射型マスクブランク３０は、上述の多層反射膜付き基板２０の上に、吸収体膜２４を有する。すなわち、吸収体膜２４は、多層反射膜２１の上（保護膜２２が形成されている場合には、保護膜２２の上）に形成される。吸収体膜２４の基本的な機能は、ＥＵＶ光を吸収することである。吸収体膜２４は、ＥＵＶ光の吸収を目的とした吸収体膜２４であっても良いし、ＥＵＶ光の位相差も考慮した位相シフト機能を有する吸収体膜２４であっても良い。位相シフト機能を有する吸収体膜２４とは、ＥＵＶ光を吸収するとともに一部を反射させて位相をシフトさせるものである。すなわち、位相シフト機能を有する吸収体膜２４がパターニングされた反射型マスク４０において、吸収体膜２４が形成されている部分では、ＥＵＶ光を吸収して減光しつつパターン転写に悪影響がないレベルで一部の光を反射させる。また、吸収体膜２４が形成されていない領域（フィールド部）では、ＥＵＶ光は、保護膜２２を介して多層反射膜２１から反射する。そのため、位相シフト機能を有する吸収体膜２４からの反射光と、フィールド部からの反射光との間に所望の位相差を有することになる。位相シフト機能を有する吸収体膜２４は、吸収体膜２４からの反射光と、多層反射膜２１からの反射光との位相差が１７０度から１９０度となるように形成される。１８０度近傍の反転した位相差の光同士がパターンエッジ部で干渉し合うことにより、投影光学像の像コントラストが向上する。その像コントラストの向上に伴って解像度が上がり、露光量裕度、焦点裕度等の露光に関する各種裕度を大きくすることができる。

吸収体膜２４は単層の膜であっても良いし、複数の膜（例えば、下層吸収体膜及び上層吸収体膜）からなる多層膜であっても良い。単層膜の場合は、マスクブランク製造時の工程数を削減できて生産効率が上がるという特徴がある。多層膜の場合には、上層吸収体膜が、光を用いたマスクパターン欠陥検査時の反射防止膜になるように、その光学定数と膜厚を適当に設定することができる。このことにより、光を用いたマスクパターン欠陥検査時の検査感度が向上する。また、上層吸収体膜に酸化耐性が向上する酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）等が添加された膜を用いると、経時安定性が向上する。このように、吸収体膜２４を多層膜にすることによって様々な機能を付加させることが可能となる。吸収体膜２４が位相シフト機能を有する吸収体膜２４の場合には、多層膜にすることによって光学面での調整の範囲を大きくすることができるので、所望の反射率を得ることが容易になる。

吸収体膜２４の材料としては、ＥＵＶ光を吸収する機能を有し、エッチング等により加工が可能（好ましくは塩素（Ｃｌ）やフッ素（Ｆ）系ガスのドライエッチングでエッチング可能）である限り、特に限定されない。そのような機能を有するものとして、タンタル（Ｔａ）単体又はＴａを含む材料を好ましく用いることができる。

Ｔａを含む材料としては、例えば、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢと、Ｏ及びＮのうち少なくとも１つとを含む材料、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、ＴａとＰｄを含む材料、ＴａとＲｕを含む材料、及びＴａとＴｉを含む材料等を挙げることができる。

吸収体膜２４は、例えば、Ｎｉ単体、Ｎｉを含む材料、Ｃｒ単体、Ｃｒを含む材料、Ｒｕ単体、Ｒｕを含む材料、Ｐｄ単体、Ｐｄを含む材料、Ｍｏ単体、及び、Ｍｏを含有する材料からなる群から選択される少なくとも１つを含む材料により形成することができる。

ＥＵＶ光の吸収を適切に行うために、吸収体膜２４の厚みは、好ましくは、３０ｎｍ〜１００ｎｍである。

吸収体膜２４は、公知の方法、例えば、マグネトロンスパッタリング法や、イオンビームスパッタリング法などによって形成することができる。

＜エッチングマスク膜２５＞
吸収体膜２４の上にはエッチングマスク膜２５を形成してもよい。エッチングマスク膜２５の材料としては、エッチングマスク膜２５に対する吸収体膜２４のエッチング選択比が高い材料を用いる。ここで、「Ａに対するＢのエッチング選択比」とは、エッチングを行いたくない層（マスクとなる層）であるＡとエッチングを行いたい層であるＢとのエッチングレートの比をいう。具体的には「Ａに対するＢのエッチング選択比＝Ｂのエッチング速度／Ａのエッチング速度」の式によって特定される。また、「選択比が高い」とは、比較対象に対して、上記定義の選択比の値が大きいことをいう。エッチングマスク膜２５に対する吸収体膜２４のエッチング選択比は、１．５以上が好ましく、３以上が更に好ましい。

エッチングマスク膜２５に対する吸収体膜２４のエッチング選択比が高い材料としては、クロム及びクロム化合物の材料が挙げられる。したがって、吸収体膜２４をフッ素系ガスでエッチングする場合には、クロム及びクロム化合物の材料を使用することができる。クロム化合物としては、Ｃｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ及びＨから選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料が挙げられる。また、吸収体膜２４を、実質的に酸素を含まない塩素系ガスでエッチングする場合には、ケイ素及びケイ素化合物の材料を使用することができる。ケイ素化合物としては、Ｓｉと、Ｎ、Ｏ、Ｃ及びＨから選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料、並びにケイ素及びケイ素化合物に金属を含む金属ケイ素（金属シリサイド）、及び金属ケイ素化合物（金属シリサイド化合物）などの材料が挙げられる。金属ケイ素化合物としては、金属と、Ｓｉと、Ｎ、Ｏ、Ｃ及びＨから選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料が挙げられる。

エッチングマスク膜２５の膜厚は、転写パターンを精度よく吸収体膜２４に形成するエッチングマスクとしての機能を得る観点から、３ｎｍ以上であることが望ましい。また、エッチングマスク膜２５の膜厚は、レジスト膜３２の膜厚を薄くする観点から、１５ｎｍ以下であることが望ましい。

［反射型マスク４０］
次に、本発明の一実施形態に係る反射型マスク４０について以下に説明する。図５は、本実施形態の反射型マスク４０を示す模式図である。

本発明の反射型マスク４０は、上記の反射型マスクブランク３０における吸収体膜２４をパターニングして、多層反射膜２１の上、又は保護膜２２の上に吸収体パターン２４ａを形成した構造である。本実施形態の反射型マスク４０は、ＥＵＶ光等の露光光で露光すると、反射型マスク４０の表面で吸収体膜２４のある部分では露光光が吸収され、それ以外の吸収体膜２４を除去した部分では露出した保護膜２２及び多層反射膜２１で露光光が反射されることにより、リソグラフィー用の反射型マスク４０として使用することができる。

本発明の反射型マスク４０によれば、多層反射膜２１上（又は保護膜２２上）に吸収体パターン２４ａを有することにより、ＥＵＶ光を用いて所定のパターンを被転写体に転写することができる。

本発明の反射型マスク４０は、所定の波長の透過率が所定の値以上であるため、特許文献３（特許第５８８３２４９号公報）に記載の方法によって、レーザビーム等により本発明の反射型マスク４０の位置ずれを補正することができる。そのため、本発明の反射型マスク４０は、高精度の転写パターンを有することができるといえる。

［半導体装置の製造方法］
以上説明した反射型マスク４０と、露光装置を使用したリソグラフィープロセスにより、半導体基板等の被転写体上に形成されたレジスト膜３２に、反射型マスク４０の吸収体パターン２４ａに基づく回路パターン等の転写パターンを転写し、その他種々の工程を経ることで、半導体基板等の被転写体上に種々の転写パターン等が形成された半導体装置を製造することができる。

すなわち、本発明は、上述の反射型マスク４０を用いて、露光装置を使用したリソグラフィープロセスを行い、被転写体上に転写パターンを形成する工程を有する半導体装置の製造方法である。

本発明の半導体装置の製造方法によれば、特許文献３（特許第５８８３２４９号公報）に記載の方法によって、反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスク４０を、半導体装置の製造のために用いることができる。そのため、本発明の反射型マスク４０を、半導体装置の製造のために用いる場合には、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができるといえる。

以下、実施例について図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
まず、実施例１の導電膜付き基板５０について説明する。

実施例１の導電膜付き基板５０を製造するための基板１０は、次のように用意した。すなわち、第１主表面及び第２主表面の両主表面が研磨された６０２５サイズ（約１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の低熱膨張ガラス基板であるＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス基板を準備し基板１０とした。平坦で平滑な主表面となるように、粗研磨加工工程、精密研磨加工工程、局所加工工程、及びタッチ研磨加工工程よりなる研磨を行った。

実施例１のＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス基板１０の第２主表面（裏面）に、ＴｉＮ膜からなる裏面導電膜２３をマグネトロンスパッタリング（反応性スパッタリング）法により下記の条件にて形成した。
ターゲット：Ｔｉターゲット
成膜ガス：ＡｒとＮ_２の混合ガス雰囲気（流量比率、Ａｒ：Ｎ_２＝２：３）。
成膜ガス圧力：０．０４３Ｐａ
成膜時の電力：１５００Ｗ
膜厚：１６ｎｍ

実施例１の導電膜２３の組成（原子％）は、Ｔｉ：Ｎ＝５４：４６であり、化学量論的組成の窒化チタンよりもチタンを多く含む。また、窒素の含有量をチタンの含有量で除したＮ／Ｔｉ比率は、０．８５であった。

表１に、以上のようにして得られた実施例１の膜厚（ｎｍ）、ＴｉＮ（２００）ピークの相対強度、シート抵抗（Ω／□）、波長５３２ｎｍの光の透過率（％）、機械強度（クラック発生荷重、単位ｍＮ）、表面粗さ（Ｒｍｓ、単位：ｎｍ）、膜応力による基板の変形量（ＣＴＩＲ、ｎｍ）を示す。なお、ＣＴＩＲの測定により、すべての試料は凸形状（基板に対して導電膜２３が弧の外側になる形状）であることを確認した。

「ＴｉＮ（２００）ピークの相対強度（Ｉ_ｒ）」とは、Ｘ線回折による回折ピークの強度において、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値Ｉ_{（２００）}を、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値Ｉ_{（２００）}、及びＴｉＮ（１１１）の回折ピークの強度の値Ｉ_{（１１１）}の合計の値で除した割合（Ｉ_ｒ）である。
Ｉ_ｒ ＝ Ｉ_{（２００）}／［Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}］

ＴｉＮ（２００）及びＴｉＮ（１１１）の回折ピークの強度は、次のようにして測定した。すなわち、Ｘ線回折装置SmartLab（リガク社製）を用いて、電圧４５ｋＶ、電流２００ｍＡにより発生したＣｕＫαの特性Ｘ線を試料に照射し、回折Ｘ線の強度及び回折角度（２θ）を測定することにより、所定の結晶面に対応する回折Ｘ線の回折ピークを得た。回折ピークの強度は、所定のピークの面積を測定することにより行った。その際に、測定装置付属のソフトウェアを用いて、所定のバックグラウンドを差し引く等の処理をした。

機械強度の評価のために、実施例１の導電膜付き基板５０のクラック発生荷重を測定した。図８に、クラック発生荷重の測定について説明するための模式図を示す。クラック発生荷重は、次のようにして測定することができる。すなわち、クラック発生荷重測定装置１００のステージ１０４に、導電膜付き基板５０を載置する。次に、圧子１０２を、導電膜付き基板５０の導電膜２３に接触するように配置する。圧子１０２は、所定の荷重を印加して、圧子１０２の先端を導電膜２３に押し付けることが可能な構造である。圧子１０２の先端は、所定の曲率半径を有する形状である。次に、圧子１０２に印加する荷重を所定の速度で増加させながら、ステージ１０４を所定の速度で移動させる。導電膜付き基板５０の導電膜２３にクラックが発生したときの圧子１０２の荷重をクラック発生荷重とした。

クラック発生荷重の測定条件は、下記の通りである。
初期荷重：２０ｍＮ
最終荷重：１０００ｍＮ
圧子１０２の荷重の増加速度：４００ｍＮ／分
ステージ１０４の移動速度：１ｍｍ／分
圧子１０２タイプ：Ｒｏｃｋｗｅｌｌ
圧子１０２の先端の曲率半径：２０μｍ

以上のようにして、実施例１の導電膜付き基板５０の製造及び評価を行った。

（比較例１）
比較例１の導電膜付き基板５０の製造は、導電膜２３の成膜を下記の条件で行った以外は実施例１と同様に行った。

実施例１と同様の、比較例１の基板１０の第２主表面（裏面）に、ＴｉＮ膜からなる裏面導電膜２３をマグネトロンスパッタリング（反応性スパッタリング）法により下記の条件にて形成した。比較例１の成膜条件のうち、実施例１と異なる条件は、成膜ガス及び成膜ガス圧力である。
ターゲット：Ｔｉターゲット
成膜ガス：ＡｒとＮ_２の混合ガス雰囲気（流量比率、Ａｒ：Ｎ_２＝３：２）。
成膜ガス圧力：０．０８４Ｐａ
成膜時の電力：４００Ｗ
膜厚：１６ｎｍ

比較例１の導電膜２３の組成（原子％）は、Ｔｉ：Ｎ＝５０：５０であり、化学量論的組成の窒化チタンであった。

実施例１と同様に、比較例１のＴｉＮ（２００）ピークの相対強度、シート抵抗（Ω／□）、波長５３２ｎｍの光の透過率（％）、機械強度（クラック発生荷重、単位ｍＮ）、表面粗さ（Ｒｍｓ、単位：ｎｍ）、及び膜応力による基板の変形量（ＣＴＩＲ、ｎｍ）を測定した。表１に、これらの測定結果を示す。なお、ＣＴＩＲの測定により、すべての試料は凸形状（基板に対して導電膜２３が弧の外側になる形状）であることを確認した。

（実施例１及び比較例１の導電膜付き基板５０の比較）
表１に示すように、実施例１及び比較例１の導電膜付き基板５０の導電膜２３のシート抵抗は、１５０Ω／□以下であり、反射型マスク４０の裏面導電膜２３として満足できる値だった。同様に、実施例１及び比較例１の波長５３２ｎｍの光の透過率は、２５％以上であり、機械強度（クラック発生荷重）は３００ｍＮ以上であり、表面粗さ（Ｒｍｓ）は０．６０ｎｍ以下であった。したがって、実施例１及び比較例１の導電膜付き基板５０は、波長５３２ｎｍの光の透過率、機械強度及び表面粗さ（Ｒｍｓ）についても、反射型マスク４０の裏面導電膜２３として満足できる値だった。しかしながら、比較例１の導電膜２３のＣＴＩＲは５３２ｎｍであり、平坦度が優れた反射型マスク４０を得るための裏面導電膜２３として許容できる上限である５００ｎｍを超えていた。これに対して実施例１の導電膜２３のＣＴＩＲは３５９ｎｍであり、反射型マスク４０の裏面導電膜２３として満足できる値だった。以上のことから、本発明により、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により補正することができる反射型マスクを製造するための導電膜付き基板４０を得ることできることが明らかとなった。

次に、実施例１及び比較例１の多層反射膜付き基板２０、反射型マスクブランク３０及び反射型マスク４０について説明する。

上述のようにして製造された導電膜付き基板５０の裏面導電膜２３が形成された側と反対側の基板１０の主表面（第１主表面）の上に、多層反射膜２１及び保護膜２２を形成することにより多層反射膜付き基板２０を製造した。多層反射膜付き基板２０の保護膜２２の上に吸収体膜２４を形成することにより、反射型マスクブランク３０を製造した。具体的には、下記のようにして、多層反射膜付き基板２０及び反射型マスクブランク３０を製造した。

裏面導電膜２３が形成された側と反対側の基板１０の主表面（第１主表面）の上に、多層反射膜２１を形成した。基板１０の上に形成される多層反射膜２１は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜２１とするために、ＭｏとＳｉからなる周期多層反射膜２１とした。多層反射膜２１は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気中でイオンビームスパッタリング法により基板１０の上にＭｏ層及びＳｉ層を交互に積層して形成した。まず、Ｓｉ膜を４．２ｎｍの厚みで成膜し、続いて、Ｍｏ膜を２．８ｎｍの厚みで成膜した。これを１周期とし、同様にして４０周期積層し、最後にＳｉ膜を４．０ｎｍの厚みで成膜し、多層反射膜２１を形成した。ここでは４０周期としたが、これに限るものではなく、例えば６０周期でも良い。６０周期とした場合、４０周期よりも工程数は増えるが、ＥＵＶ光に対する反射率を高めることができる。

引き続き、Ａｒガス雰囲気中で、Ｒｕターゲットを使用したイオンビームスパッタリング法によりＲｕ膜からなる保護膜２２を２．５ｎｍの厚みで成膜した。

以上のようにして、実施例１及び比較例１の多層反射膜付き基板２０を製造した。

次に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、多層反射膜付き基板２０の保護膜２２の上に、吸収体膜２４を形成した。吸収体膜２４は、吸収層であるＴａＢＮ膜及び低反射層であるＴａＢＯ膜の二層からなる積層膜の吸収体膜２４とした。上述した多層反射膜付き基板２０の保護膜２２表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、吸収層としてＴａＢＮ膜を成膜した。このＴａＢＮ膜は、ＴａＢ混合焼結ターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０、原子比）に多層反射膜付き基板２０を対向させ、Ａｒガス及びＮ_２ガスの混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。次に、ＴａＢＮ膜の上に更に、Ｔａ、Ｂ及びＯを含むＴａＢＯ膜（低反射層）を、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によって形成した。このＴａＢＯ膜は、ＴａＢＮ膜と同様に、ＴａＢ混合焼結ターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０、原子比）に多層反射膜付き基板２０を対向させ、Ａｒ及びＯ_２の混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。

ＴａＢＮ膜の組成は、Ｔａ：Ｂ：Ｎ＝７４．７：１２．１：１３．２であり、膜厚は５６ｎｍであった。また、ＴａＢＯ膜の組成はＴａ：Ｂ：Ｏ＝４０．７：６．３：５３．０であり、膜厚は１４ｎｍであった。

以上のようにして、実施例１及び比較例１の反射型マスクブランク３０を製造した。

次に、上述の反射型マスクブランク３０を用いて、反射型マスク４０を製造した。図７は、反射型マスクブランク３０から反射型マスク４０を作製する工程を示す要部断面模式図である。

上述の実施例１及び比較例１の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の上に、レジスト膜３２を１５０ｎｍの厚さで形成したものを反射型マスクブランク３０とした（図７（ａ））。このレジスト膜３２に所望のパターンを描画（露光）し、更に現像、リンスすることによって所定のレジストパターン３２ａを形成した（図７（ｂ））。次に、レジストパターン３２ａをマスクにして、吸収体膜２４のドライエッチングを行うことで、吸収体パターン２４ａを形成した（図７（ｃ））。なお、吸収体膜２４がＴａＢＮ膜である場合には、Ｃｌ_２及びＨｅの混合ガスによりドライエッチングすることができる。また、吸収体膜２４がＴａＢＮ膜及びＴａＢＯ膜の二層からなる積層膜である場合には、塩素（Ｃｌ_２）及び酸素（Ｏ_２）の混合ガス（塩素（Ｃｌ_２）及び酸素（Ｏ_２）の混合比（流量比）は８：２）によりドライエッチングすることができる。

その後、レジストパターン３２ａをアッシング、又はレジスト剥離液などで除去した。最後に純水（ＤＩＷ）を用いたウェット洗浄を行って、反射型マスク４０を製造した（図７（ｄ））。なお、必要に応じてウェット洗浄後マスク欠陥検査を行い、マスク欠陥修正を適宜行うことができる。

上述の実施例１及び比較例１の導電膜付き基板５０の評価で述べたように、本発明の実施例の導電膜２３は、波長５３２ｎｍの光の透過率が１０％以上なので、特許文献３（特許第５８８３２４９号公報）に記載のように、レーザビーム等により反射型マスク４０の位置ずれを補正することができる。そのため、本発明の反射型マスク４０を、半導体装置の製造のために用いる場合には、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができるといえる。

上述の実施例１及び比較例１の導電膜付き基板５０の評価で述べたように、本発明の実施例１の導電膜２３を有する導電膜付き基板５０は、膜応力による基板の変形量が小さく、平坦度に優れている。したがって、本発明の導電膜２３を有する反射型マスク４０も、平坦度に優れている。また、平坦度に優れ、かつ反射型マスクの位置ずれをレーザビーム等により裏面側から補正することのできる反射型マスク４０を、半導体装置の製造のために用いることができるので、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。

実施例１で作製した反射型マスク４０をＥＵＶ露光装置にセットし、半導体基板上に被加工膜とレジスト膜３２が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行った。そして、この露光済レジスト膜３２を現像することによって、被加工膜が形成された半導体基板上にレジストパターン３２ａを形成した。

このレジストパターン３２ａをエッチングにより被加工膜に転写し、また、絶縁膜、導電膜の形成、ドーパントの導入、あるいはアニールなど種々の工程を経ることで、所望の特性を有する半導体装置を製造することができた。

１０ マスクブランク用基板
２０ 多層反射膜付き基板
２１ 多層反射膜
２２ 保護膜
２３ 導電膜（裏面導電膜）
２４ 吸収体膜
２４ａ 吸収体パターン
２５ エッチングマスク膜
２６ マスクブランク用多層膜
３０ 反射型マスクブランク
３２ レジスト膜
３２ａ レジストパターン
４０ 反射型マスク
５０ 導電膜付き基板
１００ クラック発生荷重測定装置
１０２ 圧子
１０４ ステージ

Claims (7)

1. リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上の一方の表面に、導電膜が形成された導電膜付き基板であって、
   前記導電膜は、チタン（Ｔｉ）及び窒素（Ｎ）を含む材料からなり、チタン及び窒素の合計含有量が９５原子％以上であり、前記材料は化学量論的組成の窒化チタンよりもチタンを多く含み、
   前記導電膜は、Ｘ線回折による回折ピークの強度において、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値を、ＴｉＮ（２００）の回折ピークの強度の値、及びＴｉＮ（１１１）の回折ピークの強度の値の合計の値で除した割合が、０．４以上であることを特徴とする導電膜付き基板。
2. 前記導電膜の膜厚は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電膜付き基板。
3. 請求項１又は２に記載の導電膜付き基板の前記導電膜が形成されている側とは反対側の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜が形成されていることを特徴とする多層反射膜付き基板。
4. 前記多層反射膜の上に保護膜が形成されてい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。
5. 請求項３に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜の上、又は請求項４に記載の前記保護膜の上に、吸収体膜が形成されていることを特徴とする反射型マスクブランク。
6. 請求項５に記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射膜の上、又は保護膜の上に吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
7. 請求項６に記載の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィープロセスを行い、被転写体の上に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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