特開 2022-185356 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022185356

(43)【公開日】2022-12-14

(54)【発明の名称】反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/24 20120101AFI20221207BHJP

   G03F 1/54 20120101ALI20221207BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

G03F1/24

G03F1/54

C23C14/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092981

(22)【出願日】2021-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】522212882

【氏名又は名称】株式会社トッパンフォトマスク

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(72)【発明者】

【氏名】山形 悠斗

(72)【発明者】

【氏名】合田 歩美

(72)【発明者】

【氏名】中野 秀亮

(72)【発明者】

【氏名】市川 顯二郎

(72)【発明者】

【氏名】宮脇 大輔

【テーマコード（参考）】

2H195

4K029

【Ｆターム（参考）】

2H195BA10

2H195CA01

2H195CA07

2H195CA12

2H195CA15

2H195CA16

2H195CA17

2H195CA22

2H195CA23

4K029HA02

4K029HA03

(57)【要約】

【課題】本発明は、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニング転写用の反射型フォトマスクの射影効果を抑制または軽減し、且つ水素ラジカル耐性を有す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。
【解決手段】本実施形態に係る反射型フォトマスクブランク１０は、基板１と、反射部５と、低反射部４とをこの順に備え、低反射部４は、多層反射膜２とキャッピング層３とを備え、低反射部４は、高消衰係数材料と、Ｔａと、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、及びＭｏからなる材料群のうち少なくとも一種と、を含み、且つ高消衰係数材料を５０ａｔ％よりも多く含み、低反射部４における、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、及びＭｏからなる材料群のうち少なくとも一種の含有率はＴａの含有率以下であり、低反射部４の合計膜厚は４５ｎｍ以下であり、低反射部４のＯＤ値は、１．０以上である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクを作製するための反射型フォトマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に形成されて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記反射部は、多層反射膜と、キャッピング層とを備え、
前記低反射部は、ＥＵＶ光に対する消衰係数が０．０４１よりも大きな材料である高消衰係数材料と、タンタル（Ｔａ）と、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種と、を含み、且つ前記高消衰係数材料を５０ａｔ％よりも多く含み、
前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の含有率以下であり、
前記低反射部の合計膜厚は、４５ｎｍ以下であり、
前記低反射部のＯＤ値（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）は、１．０以上であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。

【請求項2】

前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の全原子数に対して２．５ａｔ％以上であることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。

【請求項3】

前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の全原子数に対して５ａｔ％以上であることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。

【請求項4】

前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、又はモリブデン（Ｍｏ）の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の全原子数に対して２．５ａｔ％以上であり、且つ前記タンタル（Ｔａ）の含有率以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。

【請求項5】

前記低反射部は、前記高消衰係数材料として、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料、及びインジウム（Ｉｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料の少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の反射型フォトマスクブランク。

【請求項6】

極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクであって、
基板と、
前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に形成されて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記反射部は、多層反射膜と、キャッピング層とを備え、
前記低反射部は、ＥＵＶ光に対する消衰係数が０．０４１よりも大きな材料である高消衰係数材料と、タンタル（Ｔａ）と、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種と、を含み、且つ前記高消衰係数材料を５０ａｔ％よりも多く含み、
前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の含有率以下であり、
前記低反射部の合計膜厚は、４５ｎｍ以下であり、
前記低反射部のＯＤ値（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）は、１．０以上であることを特徴とする反射型フォトマスク。

【請求項7】

前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の全原子数に対して２．５ａｔ％以上であることを特徴とする請求項６に記載の反射型フォトマスク。

【請求項8】

前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の全原子数に対して５ａｔ％以上であることを特徴とする請求項６に記載の反射型フォトマスク。

【請求項9】

前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、又はモリブデン（Ｍｏ）の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の全原子数に対して２．５ａｔ％以上であり、且つ前記タンタル（Ｔａ）の含有率以下であることを特徴とする請求項６に記載の反射型フォトマスク。

【請求項10】

前記低反射部は、前記高消衰係数材料として、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料、及びインジウム（Ｉｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料の少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の反射型フォトマスク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外領域の光を光源としたリソグラフィで使用する反射型フォトマスク及びこれを作製するための反射型フォトマスクブランクに関する。

【背景技術】

【0002】

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ける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、露光光源は、従来の波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光から、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：極端紫外線）領域の光に置き換わってきている。

【0003】

ＥＵＶ領域の光は、ほとんどの物質で高い割合で吸収されるため、ＥＵＶ露光用のフォトマスク（ＥＵＶマスク）としては、反射型のフォトマスクが使用される（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ガラス基板上にモリブデン（Ｍｏ）層及びシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層した多層膜からなる反射層を形成し、その上にタンタル（Ｔａ）を主成分とする吸収層を形成し、この吸収層にパターンを形成することで得られたＥＵＶフォトマスクが開示されている。

【0004】

また、ＥＵＶリソグラフィは、前記のように、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もレンズではなく、反射型（ミラー）となる。このため、反射型フォトマスク（ＥＵＶマスク）への入射光と反射光とが同軸上に設計できない問題があり、通常、ＥＵＶリソグラフィでは、光軸をＥＵＶマスクの垂直方向から６度傾けて入射し、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。

【0005】

このように、ＥＵＶリソグラフィではミラーを介し光軸を傾斜させることから、ＥＵＶマスクに入射するＥＵＶ光がＥＵＶマスクのマスクパターン（パターン化された吸収層）の影をつくる、いわゆる「射影効果」と呼ばれる問題が発生することが知られている。

【0006】

現在のＥＵＶマスクブランクでは、吸収層として膜厚６０ｎｍ～９０ｎｍのタンタル（Ｔａ）を主成分とした膜が用いられている。このマスクブランクを用いて作製したＥＵＶマスクでパターン転写の露光を行った場合、ＥＵＶ光の入射方向とマスクパターンの向きとの関係によっては、マスクパターンの影となるエッジ部分で、コントラストの低下を引き起こす恐れがある。これに伴い、半導体基板上の転写パターンのラインエッジラフネスの増加や、線幅が狙った寸法に形成できないなどの問題が生じ、転写性能が悪化することがある。

【0007】

そこで、吸収層をタンタル（Ｔａ）からＥＵＶ光に対する吸収性（消衰係数）が高い材料への変更や、タンタル（Ｔａ）に吸収性の高い材料を加えた反射型フォトマスクブランクが検討されている。例えば、特許文献２では、吸収層を、タンタル（Ｔａ）を主成分として５０原子％（ａｔ％）以上含み、さらにテルル（Ｔｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、白金（Ｐｔ）、ヨウ素（Ｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、ポロニウム（Ｐｏ）、鉄（Ｆｅ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）、ガリウム（Ｇａ）及びアルミニウム（Ａｌ）から選ばれた少なくとも一種の元素を含む材料で構成した反射型フォトマスクブランクが記載されている。

【0008】

さらに、ミラーは、ＥＵＶ発生による副生成物（例えば錫（Ｓｎ））や炭素（Ｃ）などによって汚染されることが知られている。汚染物質がミラーに蓄積することにより、ミラー表面の反射率が減少し、リソグラフィ装置のスループットが低下することがある。この問題に対し、特許文献３では、装置内に水素ラジカルを生成することで、水素ラジカルと汚染物質とを反応させて、ミラーからこの汚染物質を除去する方法が開示されている。

【0009】

しかしながら、特許文献２に記載の反射型フォトマスクブランクでは、水素ラジカルに対する耐性については言及されていない。そのため、ＥＵＶ露光装置への導入によって吸収層に形成された転写パターン（マスクパターン）を安定的に維持できず、結果として転写性が悪化する可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１１－１７６１６２号公報

【特許文献2】特開２００７－２７３６７８号公報

【特許文献3】特開２０１１－５３０８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

そこで、本発明は、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニング転写用の反射型フォトマスクの射影効果を抑制または軽減し、且つ水素ラジカル耐性を有す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。より具体的には、本発明は、光吸収層に水素ラジカル耐性を付与することで、転写性が悪化する可能性を低減した反射型フォトマスク及びそれを作製するための反射型フォトマスクブランクを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る反射型フォトマスクブランクは、極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクを作製するための反射型フォトマスクブランクであって、基板と、前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射部と、前記反射部上に形成されて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、前記反射部は、多層反射膜と、キャッピング層とを備え、前記低反射部は、ＥＵＶ光に対する消衰係数が０．０４１よりも大きな材料である高消衰係数材料と、タンタル（Ｔａ）と、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種と、を含み、且つ前記高消衰係数材料を５０ａｔ％よりも多く含み、前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の含有率以下であり、前記低反射部の合計膜厚は、４５ｎｍ以下であり、前記低反射部のＯＤ値（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）は、１．０以上である。

【0013】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る反射型フォトマスクは、極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクであって、基板と、前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射部と、前記反射部上に形成されて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、前記反射部は、多層反射膜と、キャッピング層とを備え、前記低反射部は、ＥＵＶ光に対する消衰係数が０．０４１よりも大きな材料である高消衰係数材料と、タンタル（Ｔａ）と、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種と、を含み、且つ前記高消衰係数材料を５０ａｔ％よりも多く含み、前記低反射部における、前記チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種の含有率は、前記タンタル（Ｔａ）の含有率以下であり、前記低反射部の合計膜厚は、４５ｎｍ以下であり、前記低反射部のＯＤ値（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）は、１．０以上である。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一態様によれば、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニングにおいて半導体基板への転写性能が向上し、フォトマスクの製造時、並びに使用時において外部環境に対し耐性を期待できる。つまり、本発明の一態様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であれば、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニング転写用の反射型フォトマスクの射影効果を抑制または軽減し、且つ、水素ラジカル耐性を有する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランクの構造を示す概略断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。

【図3】ＥＵＶ光の波長における屈折率ｎと消衰係数ｋを示すマップである。

【図4】本発明の実施形態の変形例に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。

【図5】本発明の実施例に係る反射型フォトマスクブランクの構造を示す概略断面図である。

【図6】本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。

【図7】本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。

【図8】本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。

【図9】本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。

【図10】本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの設計パターンの形状を示す概略平面図である。

【図11】本発明の比較例に係る反射型フォトマスクブランクの構造を示す概略断面図である。

【図12】本発明の比較例に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は本発明の必須要件ではない。
図１は、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク１０の構造を示す概略断面図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク２０の構造を示す概略断面図である。ここで、図２に示す本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク２０は、図１に示す本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク１０の低反射部４をパターニングして形成したものである。

【0017】

（全体構造）
図１に示すように、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク１０は、基板１と、基板１上に形成された多層反射膜２と、多層反射膜２の上に形成されたキャッピング層３を備えている。これにより、基板１上には多層反射膜２及びキャッピング層３を有する反射部５が形成されており、反射部５上に低反射部４を備えている。

【0018】

（基板）
本発明の実施形態に係る基板１には、例えば、平坦なシリコン（Ｓｉ）基板や合成石英基板等を用いることができる。また、基板１には、チタン（Ｔｉ）を添加した低熱膨張ガラスを用いることができるが、熱膨張率の小さい材料であれば、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0019】

（多層反射膜）
本発明の実施形態に係る多層反射膜２は、露光光であるＥＵＶ光（極端紫外光）を反射するものであればよく、ＥＵＶ光に対する屈折率の大きく異なる材料の組み合わせによる多層反射膜であってもよい。多層反射膜２としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）、またはモリブデン（Ｍｏ）とベリリウム（Ｂｅ）といった組み合わせの層を４０周期程度繰り返し積層することにより形成したものであってもよい。

【0020】

（キャッピング層）
本発明の実施形態に係るキャッピング層３は、低反射部４に転写パターン（マスクパターン）を形成する際に行われるドライエッチングに対して耐性を有する材質で形成されており、低反射部４をエッチングする際に、多層反射膜２へのダメージを防ぐエッチングストッパとして機能するものである。キャッピング層３は、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）で形成されている。ここで、多層反射膜２の材質やエッチング条件により、キャッピング層３は形成されていなくてもかまわない。また、図示しないが、基板１の多層反射膜２を形成していない面に裏面導電膜を形成することができる。裏面導電膜は、反射型フォトマスク２０を露光機に設置するときに静電チャックの原理を利用して固定するための膜である。

【0021】

（低反射部）
図２に示すように、反射型フォトマスクブランク１０の低反射部４の一部を除去することにより、即ち低反射部４をパターニングすることにより、反射型フォトマスク２０の低反射部パターン４ａが形成される。ＥＵＶリソグラフィにおいて、ＥＵＶ光は斜めに入射し、反射部５で反射されるが、低反射部パターン４ａが光路の妨げとなる射影効果により、ウェハ（半導体基板）上への転写性能が悪化することがある。この転写性能の悪化は、ＥＵＶ光を吸収する低反射部４の厚さを薄くすることで低減される。低反射部４の厚さを薄くするためには、従来の材料よりＥＵＶ光に対し吸収性の高い材料、つまり波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋの高い材料を適用することが好ましい。

【0022】

図３は、一部の金属材料のＥＵＶ光の波長１３．５ｎｍに対する光学定数を示すグラフである。図３の横軸は屈折率ｎを表し、縦軸は消衰係数ｋを示している。従来の低反射部４の主材料であるタンタル（Ｔａ）の消衰係数ｋは０．０４１である。それより大きい消衰係数ｋを有する材料であれば、従来に比べて低反射部４の厚さを薄くすることが可能である。
上記のような消衰係数ｋを満たす材料としては、図３に示すように、例えば、銀（Ａｇ）、プラチナ（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、テルル（Ｔｅ）がある。

【0023】

反射部５からの反射光の強度をＲｍとし、低反射部４からの反射光の強度をＲａとし、反射部５と低反射部４の光強度のコントラストを表す指標である光学濃度（ＯＤ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値は、以下の式（１）で規定される。
ＯＤ＝－ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ） ・・・式（１）
ＯＤ値は大きいほうがコントラストは良く、高い転写性が得られる。パターン転写にはＯＤ＞１が必要であるが、上記従来との比較により、ＯＤ値は１．５以上であると、更に好ましい。

【0024】

従来のＥＵＶ反射型フォトマスクの低反射部４には、上述のようにＴａを主成分とする化合物材料が適用されてきた。この場合、ＯＤ値で１以上を得るには、低反射部４の膜厚は４０ｎｍ以上必要であり、ＯＤ値で２以上を得るには、低反射部４の膜厚は７０ｎｍ以上必要であった。タンタル（Ｔａ）の消衰係数ｋは０．０４１であり、消衰係数ｋが０．０４１よりも大きい材料を主成分とする場合、タンタル（Ｔａ）を主成分に用いた場合に比べて低反射部４の薄膜化が可能であるが、特に、錫（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）の各酸化物は塩素系ガスによるエッチング加工が可能であるため低反射部４の候補材料として望ましい。

【0025】

例えば、消衰係数ｋが０．０６以上の錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料、あるいはインジウム（Ｉｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料を低反射部４に適用することで、少なくともＯＤ値が１以上であれば低反射部４の膜厚を１７ｎｍまで薄膜化することが可能であり、ＯＤ値が２以上であれば低反射部４の膜厚を４５ｎｍ以下にすることが可能である。ただし、低反射部４の膜厚が４５ｎｍを超えると、従来のＴａを主成分とした化合物材料で形成された膜厚６０ｎｍの低反射部４と射影効果が同程度となってしまう。

【0026】

そのため、本発明の実施形態における低反射部４は、消衰係数ｋが０．０４１よりも大きい材料（以下、高消衰係数材料とも称する）を５０ａｔ％よりも多く含み、その膜厚が４５ｎｍ以下であることを特徴とする。つまり、低反射部４の膜厚が４５ｎｍ以下の範囲内であると、タンタル（Ｔａ）を主成分とした化合物材料で形成された従来の低反射部４に比べて、射影効果を十分に低減することができ、転写性能が向上する。また、上述の高消衰係数材料の含有量は、低反射部４全体の原子数に対して５５ａｔ％以上であれば好ましく、６０ａｔ％以上であればさらに好ましい。
また、上述した「主成分」とは、低反射部４全体の原子数に対して５０ａｔ％以上含んでいる成分をいう。

【0027】

更に、微細なパターンを転写するためには、反射部５と低反射部４から反射した光の強度のコントラストは高い方が望ましい。よって、低反射部４のＯＤ値は１．５以上であることが、より好ましい。
なお、高消衰係数材料のうち錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料、あるいはインジウム（Ｉｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料は、塩素系ガスに対するエッチング加工性に優れ、かつ、高融点であるため露光による耐熱性が高いという特徴を有する。
また、高消衰係数材料のうち錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）とを含む材料は、洗浄耐性にも優れるという特徴を有する。

【0028】

また、反射型フォトマスク２０は、水素ラジカル環境下に曝されるため、低反射部４を構成する材料が水素ラジカル耐性の高い光吸収材料でなければ、反射型フォトマスク２０は長期の使用に耐えられない。本実施形態においては、マイクロ波プラズマを使って、電力１ｋＷで水素圧力が０．３６ミリバール（ｍｂａｒ）以下の水素ラジカル環境下で、膜減り速さ０．１ｎｍ／ｓ以下の材料またはその材料で形成された層を、水素ラジカル耐性の高い材料または層とする。

【0029】

しかしながら、高消衰係数材料には水素ラジカル耐性の低い材料が存在し、例えば、低反射部４を構成する材料として酸化錫のみを用いた場合や、例えば、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）の原子数比が１：２以下（即ち、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）との原子数比（Ｏ／Ｓｎ）が０．５未満）の材料を用いた場合では、水素ラジカル耐性が良好でないことが確認された。
なお、上記原子数比は、膜厚１μｍに成膜された材料をＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）で測定した結果である。

【0030】

ここで、後述するタンタル（Ｔａ）を含み、且つ、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群（以下、添加合金材料とも称する）のうち少なくとも一種を含む材料は、低反射部４の水素ラジカル耐性を高める材料としての条件を満たす。

【0031】

タンタル（Ｔａ）は、水素ラジカル耐性の向上に寄与する材料であり、上述の添加合金材料を含む材料は、タンタル（Ｔａ）と組み合わせることで材料全体の機械的強度が高まり、化合物としての安定性の向上に寄与する材料である。
ここで、低反射部４全体の原子数に対して、タンタル（Ｔａ）の含有量が１０ａｔ％以上であり、且つ、添加合金材料の含有量がタンタル（Ｔａ）の原子数に対して２．５ａｔ％以上であれば、上述の水素ラジカル耐性試験における低反射部４の膜減り速さが０．１ｎｍ／ｓ以下となった。これにより、上記組成の材料は、水素ラジカル耐性の高い材料であることが確認された。

【0032】

また、上述のタンタル（Ｔａ）の含有量は、低反射部４全体の原子数に対して１５ａｔ％以上であれば好ましく、２０ａｔ％以上であればさらに好ましい。なお、タンタル（Ｔａ）の含有量は、低反射部４の全体の原子数に対して５０ａｔ％未満であれば高消衰係数材料の転写性の影響が大きくなるため、好ましい。また、タンタル（Ｔａ）の含有量は、低反射部４の全体の原子数に対して４０ａｔ％未満であれば高消衰係数材料の転写性の影響がさらに大きくなるため、より好ましく、３５ａｔ％未満であればさらに好ましい。

【0033】

また、上述の添加合金材料の含有量は、タンタル（Ｔａ）の原子数に対して２．５ａｔ％以上であれば優れた水素ラジカル耐性を付与できるため好ましく、５．０ａｔ％以上であればさらに好ましい。なお、添加合金材料の含有量は、タンタル（Ｔａ）の原子数に対して１５ａｔ％以下であれば好ましく、１０ａｔ％以下であれば、低反射部４の光学定数への影響が微量となり、更に好ましい。

【0034】

以上のように、本実施形態の低反射部４は、ＥＵＶ光に対する消衰係数が０．０４１よりも大きな材料である高消衰係数材料と、タンタル（Ｔａ）と、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、及びモリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種を含む添加合金材料と、を含有し、且つ高消衰係数材料を、低反射部４を構成する全原子数に対して５０ａｔ％よりも多く含み、低反射部４における、添加合金材料の含有率は、タンタル（Ｔａ）の含有率以下であり、低反射部４の合計膜厚は、４５ｎｍ以下であり、低反射部４のＯＤ値は、１．０以上である。

【0035】

このような構成であれば、低反射部４に優れた水素ラジカル耐性が付与されて低反射部４の耐久性が向上し、転写性の悪化を低減した反射型フォトマスク２０及びそれを作製するための反射型フォトマスクブランク１０を提供することができる。
また、低反射部４における、添加合金材料の含有率は、タンタル（Ｔａ）の全原子数に対して２．５ａｔ％以上であれば好ましく、５ａｔ％以上であればさらに好ましい。
なお、低反射部４における、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、又はモリブデン（Ｍｏ）の含有率は、タンタル（Ｔａ）の全原子数に対して２．５ａｔ％以上であり、且つ低反射部４におけるタンタル（Ｔａ）の含有率以下であってもよい。

【0036】

なお、低反射部４を構成する材料は、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ロジウム（Ｒｈ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、金（Ａｕ）などを含有することで、ラフネス、面内寸法均一性、転写像の面内均一性が向上し、十分にアモルファスである材料とすることができる。

【0037】

また、低反射部４を構成する材料は、例えば、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、イットリウム（Ｙ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）などを含有することで、水素ラジカルとの反応が生じにくく、より水素ラジカル耐性のある材料とすることができる。なお、上述した材料の各含有量は、低反射部４全体の原子数に対して１ａｔ％以上１０ａｔ％以下の範囲内であれば好ましく、２ａｔ％以上５ａｔ％以下の範囲内であればさらに好ましい。

【0038】

また、低反射部４を構成する材料は、例えば、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、ハフニウム（Ｈｆ）などを含有することで、図４に示すように、水素ラジカル耐性を有するような酸化皮膜６を、低反射部４の露出した表面を覆うように形成することができる。なお、上述した材料の各含有量は、低反射部４全体の原子数に対して１ａｔ％以上１０ａｔ％以下の範囲内であれば好ましく、２ａｔ％以上５ａｔ％以下の範囲内であればさらに好ましい。

【0039】

また、低反射部４を構成する材料は、例えば、ロジウム（Ｒｈ）、ニオブ（Ｎｂ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｄ）などを含有することで、マスク洗浄に一般に使用されるＳＰＭやＡＰＭのような薬液に対し反応性が低く、より洗浄耐性のある材料とすることができる。
また、低反射部４を構成する材料は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化タンタル（ＴａＯ）などを含有することで、波長１９０ｎｍ～２６０ｎｍの光吸収が高く検査光のコントラスト向上性のある材料とすることができる。

【0040】

また、低反射部４を構成する材料は、例えば、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）などを含有することで、１３．５ｎｍの波長に対する屈折率ｎが０．９５未満であり位相シフト性を向上する材料とすることができる。
以上、低反射部４に含有可能な材料の効果の一例を記述したが、各材料の効果は上記の例に限定されず、複数に該当してもよい。

【0041】

また、反射型フォトマスク２０は、上述したように、水素ラジカル環境下に曝されるため、低反射部４を構成する材料が水素ラジカル耐性の高い材料でなければ、長期の使用に耐えられない。本実施形態においては、０．３６ミリバール（ｍｂａｒ）以下の真空中で、電力１ｋＷのマイクロ波プラズマを使い水素プラズマを発生させ、水素ラジカルリッチな環境下において、膜減り速さが０．１ｎｍ／ｓ以下の材料を、水素ラジカル耐性の高い材料とする。

【0042】

なお、表１に示す「水素ラジカル耐性」（膜減り速さの評価試験の結果）では、膜減り速さの測定を複数回繰り返し、その全てにおいて膜減り速さが０．１ｎｍ／ｓ以下であった場合を「○」と評価し、水素ラジカル処理開始直後で数ｎｍの膜減りがあったものの、その後膜減り速さが０．１ｎｍ／ｓ以下であった場合を「△」と評価し、その全てにおいて膜減り速さが０．１ｎｍ／ｓ超であった場合を「×」と評価した。

【0043】

以下、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。
［実施例１］
図５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枚積層されて形成された多層反射膜１２を形成する。多層反射膜１２の膜厚は２８０ｎｍであった。
次に、多層反射膜１２上に、中間膜としてルテニウム（Ｒｕ）で形成されたキャッピング層１３を、膜厚が２．５ｎｍになるように成膜した。これにより、基板１１上には多層反射膜１２及びキャッピング層１３を有する反射部１６が形成されている。

【0044】

次に、キャッピング層１３の上に、低反射部１４を酸化銀（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が５４：４５：１の比率で均質となる材料で、その膜厚が３５ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。

【0045】

次に、基板１１の多層反射膜１２が形成されていない側の面に窒化クロムで形成された裏面導電膜１５を１００ｎｍの厚さで成膜し、実施例１の反射型フォトマスクブランク１００を作製した。
基板１１上へのそれぞれの膜の成膜には、多元スパッタリング装置を用いた。各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。

【0046】

次に、反射型フォトマスク２００の作製方法について図６から図９を用いて説明する。
図６に示すように、反射型フォトマスクブランク１００に備えられた低反射部１４の上に、ポジ型化学増幅型レジスト（ＳＥＢＰ９０１２：信越化学社製）を１２０ｎｍの膜厚にスピンコートで成膜し、１１０℃で１０分間ベークし、レジスト膜１７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型レジストで形成されたレジスト膜１７に所定のパターンを描画した。その後、１１０℃、１０分間ベーク処理を施し、次いでスプレー現像（ＳＦＧ３０００：シグマメルテック社製）した。これにより、図７に示すように、レジストパターン１７ａを形成した。

【0047】

次に、塩素系ガスを主体としたドライエッチングにより低反射部１４のパターニングを行い、低反射部パターンを形成した。これにより、図８に示すように低反射部パターン１４ａを形成した。
次に、残ったレジストパターン１７ａの剥離を行い、図９に示すように本実施例に係る反射型フォトマスク２００を作製した。
次に、本実施例による反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った。その後、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で膜厚を測定し、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、本実施例に係る反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかる。

【0048】

本実施例において、低反射部１４に形成した低反射部パターン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を用いた低反射部１４の膜厚測定用の線幅２００ｎｍＬＳパターン、ＥＵＶ反射率測定用の４ｍｍ角の低反射部除去部を含んでいる。線幅６４ｎｍＬＳパターンは、ＥＵＶの斜め照射による射影効果の影響が見えやすくなるように、図１０に示すようにｘ方向とｙ方向それぞれに設計した。

【0049】

［実施例２］
低反射部１４を酸化銀（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が５３．９：４４：２．１の比率で均質となる材料で、その膜厚が３５ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、実施例２の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。

【0050】

［実施例３］
低反射部１４を酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が５３．９：４４：２．１の比率で均質となる材料で、その膜厚が３５ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、実施例３の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。

【0051】

［実施例４］
低反射部１４を酸化銀（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で、その膜厚が２６ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、実施例４の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。

【0052】

［実施例５］
低反射部１４を酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で、その膜厚が２６ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、実施例５の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。

【0053】

［実施例６］
低反射部１４を酸化インジウム（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で、その膜厚が２６ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、実施例６の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。

【0054】

［実施例７］
低反射部１４を酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとチタン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で、その膜厚が２６ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、実施例７の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。

【0055】

［実施例８］
低反射部１４を酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとニオブ（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で、その膜厚が２６ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、実施例８の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。

【0056】

［実施例９］
低反射部１４を酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとモリブデン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で、その膜厚が２６ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、実施例９の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。

【0057】

［比較例１］
低反射部１４を酸化銀（高消衰係数材料）とタンタルが５５：４５の比率で均質となる材料で、その膜厚が３５ｎｍとなるよう成膜した。この時の組成比はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）による分析結果に基づき算出している。また、低反射部１４の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、アモルファスであることがわかった。これにより、反射部１６上には低反射部１４が形成されている。なお、低反射部１４以外は、実施例１と同様の方法で、比較例１の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。

【0058】

［比較例２］
図１１に示すように、吸収層２４１を窒化タンタルで形成し、その膜厚が５８ｎｍになるよう成膜した。また、最表層２４２は酸化タンタルで形成し、その膜厚が２ｎｍになるよう成膜した。これにより、反射部１６上には吸収層２４１及び最表層２４２を有する低反射部２４が形成されている。本比較例は、従来のタンタルを主成分とした既存膜の反射型フォトマスクを想定したものである。
ただし、窒化タンタルと酸化タンタルは上層下層で分かれており、連続的に組成が変化する膜ではない。
なお、吸収層２４１、最表層２４２の成膜以外は、実施例１と同様の方法で、図１１及び図１２に示す比較例２の反射型フォトマスクブランク１０１及び低反射部パターン２４ａを備えた反射型フォトマスク２０１を作製した。

【0059】

前述の実施例及び比較例において作製した反射型フォトマスクの反射部領域の反射率Ｒｍと低反射部領域の反射率ＲａとをＥＵＶ光による反射率測定装置でそれぞれ測定した。反射率Ｒｍの測定は４ｍｍ角の低反射部除去部で行った。その測定結果から、上述した式（１）を用いてＯＤ値を算出した。

【0060】

（ウェハ露光評価）
ＥＵＶ露光装置（ＮＸＥ３３００Ｂ：ＡＳＭＬ社製）を用いて、ＥＵＶポジ型化学増幅型レジストを塗布した半導体ウェハ上に、実施例及び比較例で作製した反射型フォトマスクの低反射部パターン１４ａ、２４ａを転写露光した。このとき、露光量は、図１０のｘ方向のＬＳパターンが設計通りに転写するように調節した。その後、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及び線幅測定を実施し、解像性の確認を行った。
このとき、ＨＶ－バイアスは既存膜の６．１ｎｍを「△」、６．１ｎｍ未満であれば「○」、４．５ｎｍ以下であれば「◎」とし、ＯＤ値は１．５以上であれば「○」、１．７以上であれば「◎」とした。なお、ＨＶ－バイアスについては、「△」以上の評価であれば、使用上何ら問題はないため、合格とした。また、ＯＤ値については、「○」以上の評価であれば、使用上何ら問題はないため、合格とした。
これらの評価結果を表１に示した。

【0061】

【表1】

【0062】

表１において、比較例２では、吸収層２４１が窒化タンタルで構成され、且つその膜厚が５８ｎｍ、最表層２４２が酸化タンタルで構成され、且つその膜厚が２ｎｍの、Ｔａ系既存膜におけるフォトマスクのウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。比較例２の反射型フォトマスク２０１のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減り速さは０．１ｎｍ／ｓ以下となった。ＯＤ値は１．５でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアス（水平－垂直寸法差）は６．１ｎｍとなり、解像するがシャドウイング効果の影響が大きく、転写性の低い結果となった。

【0063】

なお、比較例２の反射型フォトマスク２０１を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、比較例２の反射型フォトマスク２０１は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0064】

表１において、実施例１では、低反射部１４が酸化銀（高消衰係数）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が５４：４５：１の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が３５ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例１の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル処理開始直後で１ｎｍの膜減りがあったものの、その後膜減りは観測されなかった。ＯＤ値は２．５でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは５．７ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0065】

なお、実施例１の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例１の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0066】

表１において、実施例２では、低反射部１４が酸化銀（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が５３.９：４４：２．１の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が３５ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例２の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減りは観測されず、優れた水素ラジカル耐性が得られた。ＯＤ値は２．４でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは５．６ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0067】

なお、実施例２の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例２の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0068】

表１において、実施例３では、低反射部１４が酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が５３．９：４４：２．１の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が３５ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例３の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減りは観測されず、優れた水素ラジカル耐性が得られた。ＯＤ値は１．７でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは４．６ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0069】

なお、実施例３の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例３の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0070】

表１において、実施例４では、低反射部１４が酸化銀（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が２６ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例４の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減りは観測されず、優れた水素ラジカル耐性が得られた。ＯＤ値は１．６でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは３．８ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた

【0071】

なお、実施例４の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例４の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0072】

表１において、実施例５では、低反射部１４が酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が２６ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例５の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減りは観測されず、優れた水素ラジカル耐性が得られた。ＯＤ値は１．７でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは３．０ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0073】

なお、実施例５の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例５の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0074】

表１において、実施例６では、低反射部１４が酸化インジウム（高消衰係数材料）とタンタルとタングステン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が２６ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例６の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減りは観測されず、優れた水素ラジカル耐性が得られた。ＯＤ値は１．７でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは３．０ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0075】

なお、実施例６の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例６の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0076】

表１において、実施例７では、低反射部１４が酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとチタン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が２６ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例７の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減りは観測されず、優れた水素ラジカル耐性が得られた。ＯＤ値は１．７でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは３．０ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0077】

なお、実施例７の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例７の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0078】

表１において、実施例８では、低反射部１４が酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとニオブ（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が２６ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例８の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減りは観測されず、優れた水素ラジカル耐性が得られた。ＯＤ値は１．７でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは３．０ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0079】

なお、実施例８の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例８の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0080】

表１において、実施例９では、低反射部１４が酸化錫（高消衰係数材料）とタンタルとモリブデン（添加合金材料）が７８：２０：２の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が２６ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。実施例９の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減りは観測されず、優れた水素ラジカル耐性が得られた。ＯＤ値は１．７でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは３．０ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0081】

なお、実施例９の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、実施例９の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0082】

表１において、比較例１では、低反射部１４が酸化銀（高消衰係数材料）とタンタルが５５：４５の比率で均質となる材料で構成され、且つその膜厚が３５ｎｍのフォトマスクにおけるウェハ上のレジストパターン寸法とマスク特性とを示している。比較例１の反射型フォトマスク２００のとき、水素ラジカル耐性評価による膜減り速さは０．１１ｎｍ／ｓであった。ＯＤ値は１．７でパターン転写可能なコントラストが得られた。ＥＵＶ光によるパターニングの結果、Ｈ－Ｖバイアスは３．０ｎｍとなり、比較例２と比べて優れたパターン転写性が得られた。

【0083】

なお、比較例１の反射型フォトマスク２００を、８０℃の硫酸に１０分間浸漬し、その後アンモニアと過酸化水素と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄液を満たした洗浄槽に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水し、洗浄を行った後、成膜時の膜厚と比較したが、膜厚に変化は見られなかった。この結果から、比較例１の反射型フォトマスク２００は優れた洗浄耐性を備えることがわかった。

【0084】

実施例１と既存膜（比較例２）とを比較すると、実施例１の反射型フォトマスクの水素ラジカル耐性は既存膜を用いた反射型フォトマスクにわずかに劣るものの、実施例１の反射型フォトマスクのパターン転写性は既存膜を用いた反射型フォトマスクよりも優れることがわかった。なお、実施例１の反射型フォトマスクは、既存膜のそれより水素ラジカル耐性がわずかに劣り、パターン転写性は優れていることから、判定結果を「△」と表記し「合格」として取り扱った。

【0085】

実施例２～９と既存膜（比較例２）とを比較すると、実施例２～９の各反射型フォトマスクの水素ラジカル耐性は既存膜を用いた反射型フォトマスクと同等であり、実施例２～９の各反射型フォトマスクのパターン転写性は既存膜を用いた反射型フォトマスクよりも優れることがわかった。なお、実施例２～９の各反射型フォトマスクは、水素ラジカル耐性とパターン転写性の両方が既存膜（比較例４）のそれよりも優れているため、判定結果を「〇」と表記し「合格」として取り扱った。
比較例１の反射型フォトマスクは、水素ラジカル耐性が既存膜（比較例２）のそれよりも明らかに劣っているため、判定結果を「×」と表記し「不合格」として取り扱った。

【0086】

これにより、低反射部１４が、ＥＵＶ光に対する消衰係数が０．０４１よりも大きな材料である高消衰係数材料を５０ａｔ％よりも多く含み、且つタンタル（Ｔａ）を含み、且つチタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）からなる材料群のうち少なくとも一種を含み、その含有率（添加合金材料の含有率）が低反射部１４に含まれるタンタル（Ｔａ）の含有率以下であり、膜厚が４５ｎｍ以下であり、ＯＤ値が１．０以上である反射型フォトマスク２００であれば、パターン転写性、水素ラジカル耐性は良好であり、射影効果を低減でき、長寿命であり且つ転写性能が高くなるという結果となった。即ち、より転写性能に優れた反射型フォトマスク２００を得られることが確認できた。換言すると、上記実施形態に係る反射型フォトマスクブランク１００を用いることで、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニング転写用の反射型フォトマスクの射影効果を抑制または軽減でき、優れた水素ラジカル耐性を有する反射型フォトマスク２００を作製できることが確認できた、と言える。

【産業上の利用可能性】

【0087】

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は、半導体集積回路などの製造工程において、ＥＵＶ露光によって微細なパターンを形成するために好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0088】

１・・・・・基板
２・・・・・多層反射膜
３・・・・・キャッピング層
４・・・・・低反射部
４ａ・・・・低反射部パターン
５・・・・・反射部
６・・・・・酸化皮膜
６a・・・・酸化皮膜パターン
１０・・・・反射型フォトマスクブランク
２０・・・・反射型フォトマスク
１１・・・・基板
１２・・・・多層反射膜
１３・・・・キャッピング層
１４・・・・低反射部
１４ａ・・・低反射部パターン
２４・・・・低反射部
２４１・・・吸収層
２４２・・・最表層
２４a・・・低反射部パターン
１５・・・・裏面導電膜
１６・・・・反射部
１７・・・・レジスト膜
１７ａ・・・レジストパターン
１００・・・反射型フォトマスクブランク
２００・・・反射型フォトマスク
１０１・・・反射型フォトマスクブランク
２０１・・・反射型フォトマスク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】