JP2022124344A

JP2022124344A - 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク

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Publication number: JP2022124344A
Application number: JP2021022055A
Authority: JP
Inventors: 歩美合田; Ayumi Goda; 秀亮中野; Hideaki Nakano; 顯二郎市川; Kenjiro ICHIKAWA; 悠斗山形; Yuto YAMAGATA
Original assignee: Toppan Photomasks Inc
Current assignee: Toppan Photomasks Inc
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2022-08-25
Also published as: US20240126160A1; KR20230142728A; TW202244595A; CN116868121A; EP4293422A1; WO2022172916A1

Abstract

【課題】検査光に対する微小パターンのコントラストが高く、ＥＵＶ露光における射影効果を最小限に抑えることができる反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクブランクを提供する。
【解決手段】基板と、反射部と、低反射部と、を備え、低反射部は、吸収層と最表層とを備える少なくとも２層以上の積層構造体であり、吸収層の波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋは、ｋ＞０．０４１であり、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとしたとき、低反射部の膜厚は、０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５ｎｍを満たす膜厚、もしくは０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５ｎｍを満たす膜厚であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【選択図】図１

Description

本開示は、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。

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、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現像寸法は、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、先端の半導体デバイスの製造プロセスにおける露光光源は、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（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａvｉｏｌｅｔ）が導入されている。

ほとんどの物質がＥＵＶに対して高い光吸収性もつため、従来の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、ミラーとなる。フォトマスクも従来の透過型から反射型のＥＵＶフォトマスクとなる。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ことから、通常、ＥＵＶリソグラフィでは光軸をＥＵＶフォトマスクの垂直方向から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照射する手法が採用されている。しかし、光軸を傾斜させることから、ＥＵＶフォトマスクに入射するＥＵＶ光がＥＵＶフォトマスクのパターン（吸収層パターン）の影を作ることにより、転写性能が悪化する、射影効果（シャドウイング効果）と呼ばれる問題が発生する。よって、シャドウイング効果を低減し、転写性能を向上することが課題となっている。
この課題に対し、吸収層に消衰係数ｋが高い材料を用いてＥＵＶ反射率を抑えることによって、従来よりも膜厚が薄い吸収層パターンの形成が可能となり、射影効果を低減する反射型フォトマスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

近年、マスクパターンの微細化に伴い、これまで問題とならなかった微小なパターン寸法誤差や位置の誤差などが、転写後に欠陥とされ、歩留まりの低下を引き起こしている。このため、より精度の高い検査が必要になってきている。先端マスクの検査では一般的に波長２５０～２７０ｎｍの光源が用いられてきたが、より高い解像性が要求されているため、波長１９０～２００ｎｍの光源の適用が検討されている。また、吸収層パターンと反射層のコントラストが高いほうが、一般的に微小欠陥の検出に有利である。これにより、波長１９０～２００ｎｍに対して高いコントラストを持つフォトマスクが求められている。また、反射層と吸収層の間に、Ｒｕの保護層が形成されている場合、保護層からのＤＵＶ反射率が保護層の無い場合より低いため、コントラストの低下を引き起こすという問題がある。よって、吸収膜及び吸収膜を含む多層膜の改善により、コントラストを向上して検査性を改善することが課題となっている。

この課題に対し、特許文献２では、ＴａもしくはＣｒを主材料とする吸収層上に検査光コントラストの向上のために窒素及び酸素の含有量を調節したＳｉと遷移金属の混合膜を形成することで、ＥＵＶコントラストと波長２００ｎｍ以下の検査光のコントラストの両方を向上する方法を開示している。

しかし、文献２の方法では、吸収層上にＤＵＶ光に対する低反射部を形成する方法が記述されているが、低反射部を形成することで、吸収体層と低反射部の合計膜厚が厚くなることにより、射影効果が増大することについては全く言及がなく、転写性の高いＥＵＶフォトマスクであるか明らかになっていない。また、文献２の方法では、コントラストの定義がパターンの無いベタ部の吸収層と反射層の比較にとどまっているため、実際に微小パターンが明瞭に判別できる構造であるか明らかになっていない。

特許第６４０８７９０号公報特開２０１５－８４４４７号公報

本開示は、検査光に対する微小パターンのコントラストが高く、ＥＵＶ露光における射影効果を最小限に抑えることができる反射型フォトマスク及び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。

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクブランクは、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、前記低反射部は、吸収層と最表層とを備える少なくとも２層以上の積層構造体であり、前記吸収層の波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋは、ｋ＞０．０４１であり、前記吸収層の膜厚をｄａ、前記最表層の膜厚をｄｃとしたとき、前記低反射部の膜厚は、０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５ｎｍを満たす膜厚、もしくは０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５ｎｍを満たす膜厚であることを特徴とする。

また、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクは、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、前記低反射部は、吸収層と最表層とを備える少なくとも２層以上の積層構造体であり、前記吸収層の波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋは、ｋ＞０．０４１であり、前記吸収層の膜厚をｄａ、前記最表層の膜厚をｄｃとしたとき、前記低反射部の膜厚は、０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５ｎｍを満たす膜厚、もしくは０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５ｎｍを満たす膜厚であることを特徴とする。

前記吸収層の波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋは、ｋ＞０．０４１であり、前記吸収層の屈折率ｎは、ｎ≦０．９８であることを特徴とする。

前記低反射部の吸収層の少なくとも１層に第１の材料群から１種類以上を合計して５０原子％以上を含み、前記第１の材料群はテルル（Ｔｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、プラチナ（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）とその酸化物、窒化物、酸窒化物であることを特徴とする。

前記低反射部の吸収層は、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）とのその酸化物、窒化物、酸窒化物から１種類以上を合計して５０原子％以上含み、前記低反射部の最表層は、第２の材料群から１種類以上を合計して５０原子％以上を含み、前記第２の材料群は珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、Ｃｒ（クロム）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）とその酸化物、窒化物、酸窒化物の１種類以上を合計して５０原子％以上含むことを特徴とする。

前記低反射部は、複数層に分割された場合であっても、合計膜厚が１７ｎｍ以上、４５ｎｍ以下で、且つＯＤ値（ＯｐｔｉｃａＤｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）が１．０以上となる、第一の材料群から選択した材料とその他の混合物の混合割合が決められた混合材料から成る薄膜であることを特徴とする。

本開示の一態様に係る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であれば、検査光に対する微小パターンのコントラストが高く、ＥＵＶ露光における射影効果を最小限に抑えることができる、欠陥保証に有利で且つ転写性の良い反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクブランクを提供することが可能となる。

本実施形態に係る反射型フォトマスクブランクの一構成例を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る反射型フォトマスクの一構成例を模式的に示す断面図である。ＥＵＶ光の波長における各金属の光学定数を示すグラフである。本実施形態に係る反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。本実施形態に係る反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。本実施形態に係る反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。本実施形態に係る反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。本実施形態に係る反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。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を表す概略平面図である。

本開示の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
ここで、図面に示す構成は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率などは現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本開示の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本開示の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造などが下記のものに限定されるものでない。本開示の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク１００を示す概略断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスク２００を示す概略断面図である。なお、図２に示す本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスク２００は、図１に示す本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク１００の低反射部１８をパターニングして形成される。

（反射型フォトマスクブランクの構成）
本開示の実施形態に係る反射型フォトマスクブランクの基本構成について、図１を用いて説明する。
図１に示すように、本開示の一実施形態に係る反射型フォトマスクブランク１００は、基板１１と、基板１１上に形成された反射部１７と、反射部１７上に形成された低反射部１８とを備えている。また、反射型フォトマスクブランク１００は、反射部１７において多層反射膜１２と、キャッピング層１３とを備えており、低反射部１８において吸収層１４と、最表層１５とを備えている。すなわち、反射型フォトマスク２００は、基板１１の一方の面側に、多層反射膜１２、キャッピング層１３、吸収層１４、及び最表層１５がこの順に積層されている。以下、各層について詳細に説明する。

（基板）
基板１１は、反射型フォトマスクブランク１００の基材となる層である。本発明の実施形態に係る基板１１には、平坦な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１１には、チタン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、本発明ではこれらに限定されるものではない。
また、図４に示すように、基板１１の多層反射膜２を形成していない面に裏面導電膜１６を形成することができる。裏面導電膜１６は、反射型フォトマスクブランク１００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。

（反射部）
反射部１７は、基板１１上に形成され、反射型フォトマスクブランク１００に入射した光を反射するために設けられている。反射部１７は、多層反射膜１２と、キャッピング層１３とを備えている。

（多層反射膜）
多層反射膜１２は、基板１１上に形成される層であり、反射型フォトマスクブランク１００において露光光であるＥＵＶ光（極端紫外光）を反射するために設けられた層である。
多層反射膜１２は、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複数の反射膜から構成されている。例えば、多層反射膜１２は、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（シリコン）、またはＭｏ（モリブデン）とＢｅ（ベリリウム）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することができる。

（キャッピング層）
キャッピング層１３は、多層反射膜１２上に形成される層であり、吸収層パターンをエッチングする際に、多層反射膜１２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層である。本発明の実施形態に係るキャッピング層１３は、吸収層１４のパターン形成の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いる。例えば、キャッピング層１３は一般的にルテニウム（Ｒｕ）が適用される。なお、多層反射膜１２の材質やエッチング条件により、キャッピング層１３はなくてもかまわない。

（低反射部）
低反射部１８は、反射部１７上に形成され、反射型フォトマスクブランク１００において露光光であるＥＵＶ光を吸収するために設けられた層である。低反射部１８は、吸収層１４と、最表層１５とを備えている。なお、低反射部１８は少なくとも二層以上で構成されており、そのうちの一層を吸収層１４とし、吸収層１４上に最表層１５を備えている。

（吸収層）
吸収層１４は、キャッピング層１３上に形成される層であり、少なくとも１層以上で構成される層である。また、吸収層１４は、転写するための微細パターンである吸収層パターン（転写パターン）を形成する層である。
図２に示すように、反射型フォトマスクブランクの吸収層１４の一部を除去することにより、即ち吸収層１４をパターニングすることにより、反射型フォトマスク２００の吸収パターン（吸収層パターン）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１７で反射されるが、低反射部パターン１８ａ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１８の厚さを薄くすることで低減される。

低反射部１８の厚さを薄くするためには、従来の材料よりＥＵＶ光に対する吸収性の高い材料、つまり波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋの高い材料を低反射部１８に適用することが好ましい。
従来の吸収層１４の主材料であるタンタル（Ｔａ）の消衰係数ｋは０．０４１である。吸収層１４の主材料が、タンタル（Ｔａ）より大きい消衰係数ｋを有する化合物材料であれば、従来に比べて吸収層１４の厚さを薄くすることが可能であり、射影効果を低減できる。

図３は、従来材料であるタンタル（Ｔａ）と第１の材料群の光学定数を示すグラフである。なお、第１の材料群は、テルル（Ｔｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、プラチナ（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）とその酸化物、窒化物、酸窒化物を含んでいる。図３のグラフの横軸は屈折率ｎを表し、縦軸は消衰係数ｋを示している。図３より、第１の材料群の材料はそれぞれ従来材料より消衰係数ｋが大きいため、第１の材料群を用いることにより射影効果を低減できることがわかる。

また、第１の材料群は、１３．５ｎｍの波長に対する屈折率ｎが≦ｎ≦０．９８となっている。すなわち、第１の材料群の屈折率ｎ≦０．９８を用いることにより位相シフト効果の向上が期待できる。

また、検査光に対する微小パターンのコントラストは、反射層の反射率及び低反射部の反射率を用いて算出される。具体的には、反射層の反射率をＲｍ、低反射部の反射率をＲａとしたとき、コントラストは、下記の式（１）に従って算出される。
（Ｒｍ－Ｒａ）／（Ｒｍ＋Ｒａ）×１００・・・式（１）
なお、光検査における光源は波長１９０～２７０ｎｍ程度である。光源が波長１９０～２７０ｎｍ程度である場合、より高い解像性を得ることができる。
微小パターンの反射率分布の場合、Ｒｍ＞Ｒａとは限らず、Ｒｍ＜Ｒａの反転パターンになる場合がある。このような場合は、コントラストはマイナスに大きい方が像は鮮明になる。よって式（１）でパターンが判別できるコントラストの範囲は、－０．１より小さく、０．１より大きい場合である。

また、コントラストは検査対象のパターン寸法やフォトマスクの構造に依存する。１００ｎｍ以下の微小パターンを検査する場合、低反射部１８の膜厚は、吸収層の膜厚ｄａと最表層の膜厚ｄｃの関係において、０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５を満たすこと、もしくは、０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５を満たすことが望ましい。低反射部１８の膜厚が０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５を満たす場合、低反射部１８は薄膜なので、位相シフトの効果によりコントラストは増大する。低反射部１８の膜厚が０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５を満たす場合、比較的大きい寸法ではプラスに大きく十分なコントラストが得られ、微小パターンでは反転してマイナスに大きなコントラストが得られる。

また、反射部１７と低反射部１８の光強度のコントラストを表す指標である光学濃度（ＯＤ：ＯｐｔｉｃａｌＤｅｎｓｉｔｙ）値は、下記の式（２）で規定される。
ＯＤ＝－ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ）・・・式（２）
従来のＥＵＶ反射型マスクの吸収層には、上述の通りタンタル（Ｔａ）を主成分とする化合物材料が適用されてきた。吸収層の主成分がタンタル（Ｔａ）である場合、ＥＵＶ光に対する光学濃度ＯＤ値が１以上となるには、膜厚は４０ｎｍ以上必要であった。また、ＯＤ値が２以上となるには、膜厚は７０ｎｍ以上必要であった。
本実施形態において、低反射部１８の膜厚は、吸収層が複数層に分割された場合であっても、低反射部１８の合計膜厚は１７ｎｍ以上４５ｎｍ以下の範囲内であることが望ましい。吸収層１４の膜厚が上記範囲内であることにより、検査において必要なコントラストを十分に得ることができる。

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値が１より大きい必要がある。なお、本実施形態において、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。

第１の材料群は、従来材料のタンタル（Ｔａ）よりもＥＵＶ光に対する消衰係数ｋが高く、低反射部１８の吸収層１４に適用できる。第１の材料群を吸収層１４に適用することで、低反射部１８を薄膜化でき、射影効果を低減し、転写性の向上が期待できる。従来膜より射影効果を低減するためには、吸収層１４において第１の材料群が少なくとも５０原子％以上含有する材料であることが望ましい。

吸収層１４がフッ素系ガスまたは塩素系ガスでエッチング可能な材料であると、従来の製造工程から大きな変更が無く、微細なパターンを形成することができる。錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）は塩素系ガスでエッチングすることができる。また、錫の酸化物、酸窒化物及びインジウムの酸化物、窒化物、酸窒化物は融点が高く、熱に対して高い耐性を持つため、ＥＵＶ光の吸収により高温化する環境下でも好適に適用することができる。化学的な安定性のため、錫に対する酸素の原子数比率は１．５以上、酸素とインジウムの原子数比率は１．０以上、窒素とインジウムの原子数比率は０．５以上が望ましい。

吸収層１４の化合物材料は、第１の材料群の他に、アモルファス性、洗浄耐性、ミキシング防止、位相シフト等の目的で別材料を混合しても良い。

（最表層）
最表層１５の材料には、フッ素系ガスまたは塩素系ガスでエッチング可能な第２の材料群から少なくとも１種類以上選択することができる。第２の材料群は珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）とその酸化物、窒化物、酸窒化物を含む。エッチング速度を低下させないために、最表層１５は、第２の材料群の材料を少なくとも５０％以上含有する材料であることが望ましい。
吸収層１４が塩素ガスでエッチング可能な錫もしくはインジウムを含む場合、最表層１５においても、同様に塩素系ガスでエッチング可能な窒化タンタルやモリブデンを好適に選択することができる。この場合、１回のプロセスで低反射部をエッチング加工できるため、プロセスの簡略化やコンタミの低減に期待できる。
また、最表層１５にフッ素系ガスでエッチング加工が可能な酸化タンタルや、珪素の酸化物、窒化物、酸窒化物を好適に選択することができる。この場合、最表層１５がエッチングマスクとしても活用できるため、パターンの矩形性の向上やローディング効果による寸法の変動の低減に期待できる。
尚、最表層１５と吸収層１４の境界は必ずしも明確である必要はなく、組成比が連続的に変化する一層でも構わない。

最表層１５の混合材料は、第２の材料群の他に、アモルファス性、洗浄耐性、ミキシング防止、位相シフト等の目的で別材料を混合しても良い。

（反射型フォトマスクの製造方法）
次に、反射型フォトマスクの製造方法について図４から図８を用いて説明する。
図４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１８の上に、ポジ型化学増幅型レジスト（ＳＥＢＰ９０１２：信越化学株式会社製）を１２０ｎｍの膜厚にスピンコートで成膜した。その後、１１０℃で１０分間ベークし、図５に示すように、レジスト膜１９を形成した。
次いで、電子線描画機（ＪＢＸ３０３０：日本電子株式会社製）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１９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６に示すように、レジストパターン１９ａを形成した。

次に、図７に示すようにレジストパターン１９ａをエッチングマスクとして、フッ素系ガスを主体としたドライエッチングにより最表層１５のパターニングを行い、最表層パターンを形成した。

次に、図８に示すようにレジストパターン１９ａ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、吸収層パターンを形成した。これにより、最表層パターン及び吸収層パターンを備える低反射部パターン１８ａが形成された。

次に、残存したレジストパターン１９ａの剥離を行い、低反射部パターン１８ａを露出させた。以上により本実施形態に係る反射型フォトマスク２００を製造する。なお、低反射部１８において形成された低反射部パターン１８ａは、転写評価用の反射型フォトマスク２００上で、線幅１００ｎｍＬＳ（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角の低反射部除去部を含んでいる。線幅１００ｎｍＬＳ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９に示すようにｘ方向とｙ方向それぞれに設計されている。

＜本実施形態の効果＞
本実施形態に係る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は、以下の効果を有する。
（１）本実施形態の反射型フォトマスクブランク１００において、吸収層１４の波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋは、ｋ＞０．０４１である。
この構成によれば、従来の材料よりＥＵＶ光に対する吸収性の高い材料を用いることにより、低反射部１８を薄膜化でき、射影効果を低減できる。
（２）本実施形態の反射型フォトマスクブランク１００において、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとしたときに、低反射部の膜厚は、０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５ｎｍを満たす膜厚、もしくは０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５ｎｍを満たす膜厚である。
この構成によれば、十分なコントラストを得ることができ、転写性が高くなる。
（３）本実施形態の反射型フォトマスクブランク１００において、吸収層１４は第１の材料群から選択される１種類以上の元素を合計して５０原子％以上含む。なお、第１の材料群は、テルル（Ｔｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、プラチナ（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、及びビスマス（Ｂｉ）、並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物を含む。
この構成によれば、低反射部１８を薄膜化でき、射影効果を低減できる。

以下、本開示を実施例によりさらに詳しく説明するが、本開示は実施例により何ら限定されるものではない。
＜実施例１＞
基板として低熱膨張性を有する合成石英基板を用いた。基板の上に、多層反射膜としてシリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）とを一対とする積層膜を４０枚積層して形成した。多層反射膜の膜厚は２８０ｎｍとした。
次に、多層反射膜上に、ルテニウム（Ｒｕ）を用いて膜厚が３．５ｎｍになるようにキャッピング層を成膜した。これにより、基板上には多層反射膜及びキャッピング層を有する反射部が形成された。
キャッピング層の上に、酸化錫を用いて膜厚が２５ｎｍとなるように吸収層を成膜した。錫と酸素の原子数比率は、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）で測定したところ１：２．５であった。また、ＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、わずかに結晶性が見られるものの、アモルファスであることが分かった。
次に、吸収層上に、窒化珪素を用いて膜厚が２ｎｍになるよう最表層を成膜した。これにより、反射層上には吸収層及び最表層を有する膜厚が２７ｎｍの低反射部が形成された。ま吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝１４．５となることが分かった。
次に、基板の多層反射膜が形成されていない側に、窒化クロム（ＣｒＮ）を用いて１００ｎｍの厚さとなるように裏面導電膜を成膜した。

基板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。各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。

次に、低反射部上にポジ型化学増幅型レジスト（ＳＥＢＰ９０１２：信越化学工業株式会社製）を１２０ｎｍの膜厚にスピンコートで成膜し、１１０度で１０分間ベークし、レジスト膜を形成した。
次いで、電子線描画機（ＪＢＸ３０３０：日本電子株式会社製）によってポジ型化学増幅型レジストに所定のパターンを描画した。
その後、１１０度で１０分間ベーク処理を施し、次いでスプレー現像（ＳＦＧ３０００：シグマメルテック株式会社製）した。これによりレジストパターンを形成した。

次に、レジストパターンをエッチングマスクとして、フッ素系ガスを主体としたドライエッチングにより最表層のパターニングを行い、最表層に最表層パターンを形成した。
次に、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のパターニングを行い、吸収層パターンを形成した。これにより、低反射部において最表層パターン及び吸収層パターンを有する低反射部パターンが形成された。
次に、残ったレジストパターンの剥離を行った。以上により、実施例１の反射型フォトマスクを作製した。

また、作製した反射型フォトマスクを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水と水を１：１：２０の割合で混合した洗浄層に、５００Ｗのメガソニックを用いて１０分間浸漬し、１０分間流水する、洗浄を行った。その後ＡＦＭで膜厚を測定し、成膜時の膜厚と比較したが、変化は見られなかった。

なお、実施例１の低反射部パターンは、転写評価用の反射型フォトマスク上で、線幅１００ｎｍＬＳ（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角の低反射部除去部を含んでいる。この線幅１００ｎｍＬＳ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、ｘ方向とｙ方向にそれぞれ設計した。

＜実施例２＞
吸収層の膜厚を２１ｎｍに変更した。また、最表層の膜厚を４ｎｍに変更した。このとき、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝１４．５となった。低反射部の膜厚は合計で２５ｎｍとなった。それ以外は実施例１と同様の方法で、実施例２の反射型フォトマスクを作製した。

＜実施例３＞
吸収層の膜厚を３９ｎｍに変更した。また、最表層の膜厚を１０ｎｍに変更した。このとき、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝２９．５となった。低反射部の膜厚は合計で４９ｎｍとなった。それ以外は実施例１と同様の方法で、実施例３の反射型フォトマスクを作製した。

＜実施例４＞
最表層の材料を窒化タンタルに変更した。また、最表層のパターニングにおいて、塩素系ガスを主体としたドライエッチングにより最表層パターンを形成した。それ以外は実施例１と同様の方法で、実施例４の反射型フォトマスクを作製した。なお、実施例１と同様に洗浄を行った後、ＡＦＭで膜厚を測定し、成膜時の膜厚と比較したが、変化は見られなかった。

＜実施例５＞
吸収層の膜厚を２１ｎｍに変更し、最表層の膜厚を４ｎｍに変更した。このとき、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝１４．５となった。低反射部の膜厚は合計で２５ｎｍとなった。それ以外は実施例４と同様の方法で、実施例５の反射型フォトマスクを作製した。

＜実施例６＞
吸収層の膜厚を３９ｎｍに変更し、最表層の膜厚を１０ｎｍに変更した。このとき、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝１８．５となった。低反射部の膜厚は合計で４９ｎｍとなった。それ以外は実施例４と同様の方法で、実施例６の反射型フォトマスクを作製した。

＜実施例７＞
吸収層の材料を酸化錫とタンタル（Ｔａ）が５０：５０の原子数比率で均質となる混合材料（ＳｎＴａＯ）に変更した。それ以外は実施例１と同様の方法で、実施例７の反射型フォトマスクを作製した。

＜実施例８＞
吸収層の膜厚を２１ｎｍに変更し、最表層の膜厚を４ｎｍに変更した。このとき、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝１４．５となった。低反射部の膜厚は合計で２５ｎｍとなった。それ以外は実施例７と同様の方法で、実施例８の反射型フォトマスクを作製した。

＜実施例９＞
吸収層の膜厚を３９ｎｍに変更し、最表層の膜厚を１０ｎｍに変更した。このとき、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝２８．５となった。低反射部の膜厚は合計で４９ｎｍとなった。それ以外は実施例７と同様の方法で、実施例９の反射型フォトマスクを作製した。

＜比較例１＞
吸収層の膜厚を４０ｎｍに変更した。これにより低反射部の膜厚は４２ｎｍとなった。このとき、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝２２となった。それ以外は実施例１と同様の方法で、比較例１の反射型フォトマスクを作製した。

＜比較例２＞
最表層の膜厚を１０ｎｍに変更した。これにより低反射部の膜厚は３５ｎｍとなった。このとき、吸収層の膜厚をｄａ、最表層の膜厚をｄｃとした場合に、０．５×ｄａ＋ｄｃ＝２２．５となった。それ以外は実施例１と同様の方法で、比較例１の反射型フォトマスクを作製した。

＜比較例３＞
最表層の材料を窒化タンタルに変更した。それ以外は比較例１と同様の方法で、比較例３の反射型フォトマスクを作製した。

＜比較例４＞
最表層の材料を窒化タンタルに変更した。それ以外は比較例２と同様の方法で、比較例４の反射型フォトマスクを作製した。

＜比較例５＞
最表層の材料を酸化錫とタンタル（Ｔａ）が５０：５０の原子数比率で均質となる混合材料（ＳｎＴａＯ）に変更した。それ以外は比較例１と同様の方法で、比較例５の反射型フォトマスクを作製した。

＜比較例６＞
最表層の材料を酸化錫とタンタル（Ｔａ）が５０：５０の原子数比率で均質となる混合材料（ＳｎＴａＯ）に変更した。それ以外は比較例１と同様の方法で、比較例６の反射型フォトマスクを作製した。

＜参考例＞
参考例として、従来のタンタルを主成分とした既存膜のフォトマスクを想定した。窒化タンタル（ＴａＮ）を用いて膜厚５８ｎｍになるよう吸収層を形成し、酸化タンタル（ＴａＯ）を用いて膜厚２ｎｍになるよう最表層を形成して反射型フォトマスクを作製した。それ以外は、実施例１と同様の方法で参考例の反射型フォトマスクを作製した。

＜評価＞
上述した実施例１から９、比較例１から６、参考例で得られた反射型フォトマスクについて、以下の方法で検査性及び転写性能の評価を行った。なお、検査性は検査光に対するコントラストの測定値から評価した。また、転写性能はウェハ露光評価により確認した。

〔検査性〕
実施例１から９、比較例１から６、参考例において、波長１９９ｎｍの検査装置を用いて、反射率分布からコントラストを算出した。検査装置のＮＡは０．８５であった。反射率の測定には、ｘ方向のＬＳパターンを用いた。ＬＳパターンの反射部からの反射率をＲｍ、低反射部からの反射率をＲａとして、式（１）を用いてコントラストを算出した。また、算出したコントラストの値から、検査性について以下の○、×の２段階で評価した。
＜評価基準＞
○：コントラスト値が－０．１より小さい、もしくは０．１より大きい場合
×：コントラスト値が－０．１以上０．１以下である場合

〔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、各実施例、比較例及び参考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。このとき、露光量は、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、解像性とＨ－Ｖバイアスの確認し、以下の○、△、×の３段階で評価した。
＜評価基準＞
○：Ｈ－Ｖバイアスが２．２ｎｍ（参考例のＨ－Ｖバイアスの値）より小さい場合
△：Ｈ－Ｖバイアスが２．２ｎｍ以上であり、３ｎｍ以下である場合
×：Ｈ－Ｖバイアスが３ｎｍを超える場合
以上の評価結果を表１に示す。

表１中に表されるように、実施例１から９、比較例１から６の評価結果から、実施例１から９のように低反射部の膜厚が０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５ｎｍを満たす膜厚、もしくは０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５ｎｍを満たす膜厚である場合には、比較例１から６のように低反射部の膜厚が２１．５ｎｍ＜０．５×ｄａ＋ｄｃ＜２７．５である場合と比べて、転写性に優れており、且つ検査光のコントラストが高いことがわかった。実施例３と実施例６に関しては、射影効果の影響により転写性の改善がみられなかった。しかし、実施例９では転写性の改善が見られた。これにより、吸収膜及び最表層の膜厚の合計が４５ｎｍ以下であれば確実に射影効果を低減し、転写性が改善されることがわかった。

なお、本開示の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、上記の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、発明の特徴を損なわない範囲において種々の変更が可能である。

１１：基板
１２：多層反射膜
１３：キャッピング層
１４：吸収層
１５：最表層
１６：裏面導電膜
１７：反射部
１８：低反射部
１８ａ：低反射部パターン
１９：レジスト膜
１９ａ：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

Claims

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、
前記低反射部は、吸収層と最表層とを備える少なくとも２層以上の積層構造体であり、
前記吸収層の波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋは、ｋ＞０．０４１であり、
前記吸収層の膜厚をｄａ、前記最表層の膜厚をｄｃとしたとき、前記低反射部の膜厚は、
０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５ｎｍを満たす膜厚、もしくは
０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５ｎｍを満たす膜厚であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
前記吸収層の波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋは、ｋ＞０．０４１であり、
前記吸収層の屈折率ｎは、ｎ≦０．９８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。
前記吸収層は、少なくとも１層以上で構成され、
前記吸収層の少なくとも１層は、第１の材料群から選択される１種類以上の元素を合計して５０原子％以上含み、
前記第１の材料群は、テルル（Ｔｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、プラチナ（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、及びビスマス（Ｂｉ）、並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型フォトマスクブランク。
前記吸収層は、錫（Ｓｎ）、及びインジウム（Ｉｎ）、並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物から選択される１種類以上の元素を合計して５０原子％以上含み、
前記最表層は、第２の材料群から選択される１種類以上の元素を合計して５０原子％以上を含み、
前記第２の材料群は、珪素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、Ｃｒ（クロム）、モリブデン（Ｍｏ）、及びルテニウム（Ｒｕ）、並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の反射型フォトマスクブランク。
前記低反射部は、複数層に分割された場合であっても、前記低反射部の合計膜厚が１７ｎｍ以上４５ｎｍ以下の範囲内であり、且つＯＤ値（ＯｐｔｉｃａｌＤｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）が１．０以上となる薄膜であり、且つ、第１の材料群から選択される材料を含み、
前記第１の材料群は、テルル（Ｔｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、プラチナ（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、及びビスマス（Ｂｉ）、並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物であることを特徴とする請求項１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。
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、
前記低反射部は、吸収層と最表層とを備える少なくとも２層以上の積層構造体であり、
前記吸収層の波長１３．５ｎｍに対する消衰係数ｋは、ｋ＞０．０４１であり、
前記吸収層の膜厚をｄａ、前記最表層の膜厚をｄｃとしたとき、前記低反射部の膜厚は、
０．５×ｄａ＋ｄｃ≦２１．５ｎｍを満たす膜厚、もしくは
０．５×ｄａ＋ｄｃ≧２７．５ｎｍを満たす膜厚であることを特徴とする反射型フォトマスク。