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WO2018020913A1 - マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法及び半導体デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2018020913A1
WO2018020913A1 PCT/JP2017/022984 JP2017022984W WO2018020913A1 WO 2018020913 A1 WO2018020913 A1 WO 2018020913A1 JP 2017022984 W JP2017022984 W JP 2017022984W WO 2018020913 A1 WO2018020913 A1 WO 2018020913A1
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WO
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nitride layer
light
mask
shielding film
low
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/022984
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English (en)
French (fr)
Inventor
博明 宍戸
康隆 堀込
Original Assignee
Hoya株式会社
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Publication date
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Priority to US16/317,204 priority patent/US10712655B2/en
Priority to KR1020197002911A priority patent/KR102366782B1/ko
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    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks

Definitions

  • the present invention relates to a mask blank, a transfer mask manufactured using the mask blank, and a manufacturing method thereof.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing a semiconductor device using the transfer mask.
  • a fine pattern is formed using a photolithography method.
  • a number of transfer masks are used to form this fine pattern.
  • an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) has been increasingly applied as an exposure light source for manufacturing semiconductor devices.
  • the transfer mask generally has a configuration in which a thin film having a transfer pattern is provided on a translucent substrate.
  • Patent Document 1 discloses a material in which a molybdenum silicide (MoSi) -based material is applied to a thin film of a photomask (transfer mask).
  • MoSi molybdenum silicide
  • this MoSi-based film has low resistance to ArF excimer laser exposure light (so-called ArF light resistance).
  • Patent Document 2 discloses a phase shift mask including a SiNx phase shift film
  • Patent Document 3 describes that a phase shift film made of a SiN-based material has been confirmed to have high ArF light resistance. Has been.
  • the black defect portion of the light-shielding film is removed by etching the black defect portion by supplying xenon difluoride (XeF 2 ) gas and irradiating the portion with an electron beam.
  • XeF 2 xenon difluoride
  • JP 2010-217514 A JP-A-8-220731 JP 2016-18192 A JP-T-2004-537758
  • a thin film of SiN-based material has high ArF light resistance.
  • a thin film of SiN-based material is applied to the phase shift film of the phase shift mask.
  • the light shielding film is significantly different from the phase shift film in required optical characteristics.
  • the light-shielding film preferably satisfies a predetermined optical density with a thinner film thickness. Therefore, it was examined to apply a thin film having a single layer structure of a SiN-based material with a nitrogen content as low as possible to the light shielding film.
  • EB defect correction when an electron beam is irradiated to a black defect, at least one of Auger electrons, secondary electrons, characteristic X-rays, and backscattered electrons emitted from the irradiated portion is detected.
  • the end point of correction is detected by looking at the change. For example, when detecting Auger electrons emitted from a portion irradiated with an electron beam, changes in material composition are mainly observed by Auger electron spectroscopy (AES). When detecting secondary electrons, changes in the surface shape are mainly observed from a scanning electron microscope (SEM) image.
  • AES Auger electron spectroscopy
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • WDX wavelength dispersive X-ray spectroscopy
  • EBSD electron beam backscatter diffraction
  • the light shielding film was verified as a two-layer structure of a layer made of silicon nitride having a high nitrogen content and a layer made of silicon nitride having a low nitrogen content.
  • the end point detection sensitivity at the time of EB defect correction could be improved.
  • the side wall of the layer having a low nitrogen content was greatly bite and removed compared to the side wall of the layer having a high nitrogen content. That is, there is a large step in the sidewall shape of the pattern where the EB defect of the light shielding film is corrected, and such a large step leads to a decrease in CD (Critical Dimension) accuracy of the light shielding film pattern. It was.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and in a mask blank provided with a light shielding film on a light-transmitting substrate, the light shielding film is formed of a SiN-based material having a high nitrogen content.
  • the mask blank with reduced steps in the pattern sidewall shape of the light-shielding film where EB defects have been corrected, even when the laminated structure is a low nitride layer formed of a SiN-based material with a low nitrogen content The purpose is to do.
  • Another object of the present invention is to provide a transfer mask manufactured using this mask blank.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a transfer mask.
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device using such a transfer mask.
  • the present invention has the following configuration.
  • (Configuration 1) A mask blank provided with a light shielding film on a translucent substrate,
  • the light shielding film has an optical density of 2.5 or more with respect to exposure light of an ArF excimer laser,
  • the light-shielding film includes a structure having three or more pairs of a laminated structure including a high nitride layer and a low nitride layer,
  • the high nitride layer and the low nitride layer are formed of a material composed of silicon and nitrogen, or a material containing one or more elements selected from a metalloid element and a nonmetal element in the material,
  • the highly nitrided layer has a nitrogen content of 50 atomic% or more and a thickness of 10 nm or less.
  • the low nitride layer has a nitrogen content of less than 50 atomic%;
  • the mask blank characterized in that the thickness of the low nitride layer is at least twice the thickness of the high n
  • (Configuration 4) The mask blank according to any one of configurations 1 to 3, wherein the stacked structure includes a high nitride layer and a low nitride layer stacked in this order from the light transmitting substrate side.
  • the light shielding film is formed at a position farthest from the translucent substrate with a material composed of silicon, nitrogen, and oxygen, or a material containing one or more elements selected from a semi-metal element and a non-metallic element in the material.
  • a transfer mask provided with a light-shielding film having a transfer pattern on a translucent substrate The light shielding film has an optical density of 2.5 or more with respect to exposure light of an ArF excimer laser
  • the light-shielding film includes a structure having three or more pairs of a laminated structure including a high nitride layer and a low nitride layer,
  • the high nitride layer and the low nitride layer are formed of a material composed of silicon and nitrogen, or a material containing one or more elements selected from a metalloid element and a nonmetal element in the material,
  • the highly nitrided layer has a nitrogen content of 50 atomic% or more and a thickness of 10 nm or less.
  • the low nitride layer has a nitrogen content of less than 50 atomic%;
  • (Configuration 10) 10. The transfer mask according to any one of Structures 7 to 9, wherein in the stacked structure, a high nitride layer and a low nitride layer are stacked in this order from the light transmitting substrate side.
  • the light-shielding film is formed of a material comprising silicon, nitrogen and oxygen at a position farthest from the translucent substrate, and a material containing one or more elements selected from a semi-metal element and a non-metal element in the material.
  • the transfer mask according to any one of Structures 7 to 10 further comprising an uppermost layer.
  • (Configuration 13) A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of exposing and transferring a transfer pattern onto a resist film on a semiconductor substrate using the transfer mask according to any one of Structures 7 to 11.
  • (Configuration 14) A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of exposing and transferring a transfer pattern onto a resist film on a semiconductor substrate using the transfer mask manufactured by the method for manufacturing a transfer mask according to Configuration 12.
  • the mask blank of the present invention includes a structure in which the light shielding film has three or more pairs of laminated structures each composed of a high nitride layer and a low nitride layer, and the high nitride layer and the low nitride layer are made of a material composed of silicon and nitrogen, or
  • the material is formed of a material containing one or more elements selected from a metalloid element and a nonmetallic element, the nitrogen content of the high nitride layer is 50 atomic% or more, and the thickness is 10 nm or less,
  • the nitrogen content of the low nitride layer is less than 50 atomic%, and the thickness of the low nitride layer is more than twice the thickness of the high nitride layer.
  • the end point detection between the light shielding film and the light transmitting substrate can be performed when the EB defect correction is performed on the light shielding film while increasing the ArF light resistance of the light shielding film. It is possible to reduce the step generated in the pattern side wall shape of the light shielding film at the place where the EB defect correction is performed.
  • the transfer mask of the present invention is characterized in that the light shielding film having a transfer pattern has the same configuration as the light shielding film of the mask blank of the present invention.
  • the ArF light resistance of the light shielding film is high, and even when EB defect correction is performed on the black defect portion of the light shielding film during the production of the transfer mask, It is easy to detect the end point of the black defect portion, and it is possible to suppress the surface of the translucent substrate near the black defect from being dug excessively.
  • step difference which arises in the pattern side wall shape of the light shielding film of the location which performed this EB defect correction can be reduced. For this reason, the transfer mask of the present invention has high transfer accuracy.
  • the inventors of the present invention have proposed a highly nitrided layer formed of a SiN-based material having a high nitrogen content (a nitrogen content of 50 atomic% or more) and a SiN-based material having a low nitrogen content (a nitrogen content). Is a laminated structure of a low nitride layer formed with less than 50 atomic%), and the end point detection between the light-shielding film and the translucent substrate when the EB defect correction is performed while significantly improving the ArF light resistance. In the case of facilitating the study, intensive research was conducted on means for reducing the level difference generated in the pattern sidewall shape at the location where the EB defect correction of the light shielding film was performed.
  • the thickness of the correction layer / correction time the correction amount of the correction layer per unit time (the thickness of the correction layer removed per unit time); the same applies hereinafter).
  • the EB defect correction of silicon-based material film is that non-excited gas such as XeF 2 is adsorbed on the black defect part, fluorine in the gas is separated, and the fluorine generates a relatively low boiling point silicon fluoride. It uses the mechanism of volatilization.
  • a thin film in a black defect portion is irradiated with an electron beam to excite silicon in the black defect portion.
  • fluoride can be generated more easily than silicon other than the black defect portion, and silicon in the black defect portion can be preferentially volatilized to remove the black defect.
  • the black defect portion is removed from the surface of the light shielding film toward the interface between the light shielding film and the translucent substrate.
  • the fluorine-based gas in an unexcited state is supplied to the black defect portion, but the fluorine-based gas is inevitably supplied also to the periphery of the black defect portion. For this reason, the adsorption of the non-excited fluorine-based gas not only adsorbs to the surface of the light-shielding film in the black defect portion but also adsorbs to the pattern side wall.
  • the electron beam is irradiated on the surface of the light-shielding film in the black defect portion, and silicon in the vicinity of the surface is most excited, but silicon in the region on the side wall side is also excited to some extent.
  • the electron beam is applied to the surface of the low nitride layer. Therefore, the light is preferentially removed in the direction (layer thickness direction) from the surface of the low nitride layer toward the interface between the low nitride layer and the high nitride layer. After the low-nitridation layer in the black defect portion is removed, the surface of the high-nitridation layer irradiated with the electron beam is preferentially removed.
  • the non-excited fluorine-based gas is also adsorbed on the pattern side wall of the low nitride layer after the black defect portion is removed. Since the portion of the low nitride layer where the fluorine-based gas is adsorbed is strongly influenced by the electron beam, silicon is likely to be excited to some extent. For this reason, the pattern sidewall of the low nitride layer exposed after the black defect portion is removed has a slower correction rate than the correction rate in the thickness direction of the layer, but the EB defect correction for the light shielding film in the black defect portion is completed. In the meantime, it is difficult to avoid unintended removal from the side wall toward the inside of the pattern.
  • the step is generated on the pattern side wall as described above. This is thought to be due to such a mechanism.
  • the low nitride layer It can be said that the time during which the pattern side wall is continuously removed is shortened, and the occurrence of a step on the pattern side wall of the light shielding film after the EB defect correction can be reduced. From the above verification results, it has already been found that the correction rate of the high nitride layer of the SiN-based material with a high nitrogen content is significantly slower than that of the low nitride layer of the SiN-based material with a low nitrogen content.
  • the present inventors have studied a means for improving the correction rate of the high nitride layer of the SiN material.
  • the number of combinations of the low nitride layers and the high nitride layers is three sets (six layers) compared to the light-shielding film in which the number of combinations of the low nitride layers and the high nitride layers is one set (two-layer structure). It was found that the light-shielding film having a laminated structure of (structure) clearly has a faster correction rate for EB defect correction.
  • a light shielding film having a structure (four-layer structure) in which two combinations of a high nitride layer and a low nitride layer are provided is a two-layer structure in which the total film thickness of the high nitride layer and the total film thickness of the low nitride layer are both
  • the light-shielding film was adjusted to be substantially the same as the light-shielding film having a six-layer structure, formed on a light-transmitting substrate, EB defect correction was performed on the light-shielding film, and the correction rate of EB defect correction was measured.
  • the difference in the correction rate of EB defect correction between the four-layer light-shielding film and the two-layer light-shielding film is considerably small, and the difference between the six-layer light-shielding film and the four-layer light-shielding film is There was no significant difference like the correction rate of EB defect correction. There is almost no difference between the light-shielding film having the four-layer structure and the light-shielding film having the six-layer structure except for the thicknesses of the high nitride layer and the low nitride layer.
  • the inventors have studied the optimum conditions for the respective thicknesses of the high nitride layer and the low nitride layer in the light shielding film having a structure having three or more combinations of the high nitride layer and the low nitride layer. .
  • the thickness of the high nitride layer is set to 10 nm or less
  • the thickness of the low nitride layer is set to more than twice the thickness of the high nitride layer, thereby reducing the generation of a step on the pattern side wall during EB defect correction.
  • the overall thickness of the light-shielding film can be suppressed to a thickness that allows a fine pattern to be formed on the light-shielding film while ensuring the desired light-shielding performance (optical density) of the light-shielding film. It came to.
  • the mask blank of the present invention is a mask blank provided with a light shielding film on a translucent substrate, and the light shielding film has an optical density of 2.5 or more with respect to the exposure light of the ArF excimer laser.
  • the high nitride layer is formed of a material containing one or more elements selected from metal elements, the nitrogen content is 50 atomic% or more and the thickness is 10 nm or less, and the low nitride layer is a nitrogen content. Is less than 50 atomic%, and the thickness of the low nitride layer is at least twice the thickness of the high nitride layer.
  • the thin film for pattern formation in the mask blank including the light shielding film is most preferably an amorphous structure because the pattern edge roughness is good when the pattern is formed by etching. If the thin film has a composition that is difficult to have an amorphous structure, an amorphous structure and a microcrystalline structure may be mixed.
  • fluorine in a non-excited gas such as XeF 2 is adsorbed by the black defect portion, fluorine in the gas is separated, and the fluorine of the silicon having a relatively low boiling point is removed. It uses a mechanism that generates and volatilizes chemical compounds.
  • a thin film in a black defect portion is irradiated with an electron beam to excite silicon in the black defect portion.
  • fluoride can be generated more easily than silicon other than the black defect portion, and silicon in the black defect portion can be preferentially volatilized to remove the black defect.
  • the silicon in the black defect portion does not have a crystal structure, that is, the amorphous structure tends to generate silicon fluoride and the black defect portion tends to be removed.
  • the low nitride layer of the light-shielding film has a nitrogen content of less than 50 atomic% and a relatively high ratio of silicon in the layer having an amorphous structure compared to a high nitride layer having a nitrogen content of 50 atomic% or more. It seems big. For this reason, even with the same silicon nitride-based material, the low nitride layer is considered to have a significantly faster correction rate for EB defect correction than the high nitride layer. On the other hand, in the highly nitrided layer having a nitrogen content of 50 atomic% or more, the ratio of silicon in the layer having a microcrystalline structure is relatively large.
  • the sandwiched high nitride layer is formed by sputtering particles entering and depositing on the surface of the lower low nitride layer by sputtering.
  • the thickness is considerably thin (about 0.1 to 2 nm) between the lower nitride layer and the high nitride layer. It is formed.
  • the ratio of silicon in the region having an amorphous structure is higher than that in the highly nitrided layer.
  • a mixed region is also formed between the high nitride layer and the upper low nitride layer.
  • the ratio of silicon in the layer having an amorphous structure is higher than that of the high nitride layer, it is considered that the correction rate of EB defect correction is faster than that of the high nitride layer.
  • the thicknesses of these mixed regions are not greatly changed by changing the thicknesses of the high nitride layer and the low nitride layer. Note that these mixed regions become slightly larger when a heat treatment or light irradiation treatment described later is performed on the light shielding film.
  • the number of mixed regions formed is small because the number of low nitride layers and high nitride layers in contact with each other is smaller than that of a six-layer light shielding film. Even when the total thickness of the high nitride layer is the same in the six-layer light-shielding film and the four-layer light-shielding film, the total thickness of the high nitride layer excluding the mixed region is the four-layer structure.
  • the light shielding film having a six-layer structure is considerably thinner than the light shielding film. For this reason, the time required for removing the total thickness of the high nitride layer excluding the mixed region by EB defect correction is significantly shorter for the 6-layer light shielding film than for the 4-layer light shielding film. Presumed to be.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a mask blank 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a mask blank 100 shown in FIG. 1 has a structure in which a light-shielding film 2 and a hard mask film 3 are laminated in this order on a translucent substrate 1.
  • the translucent substrate 1 can be formed of synthetic quartz glass, quartz glass, aluminosilicate glass, soda lime glass, low thermal expansion glass (SiO 2 —TiO 2 glass or the like) and the like.
  • synthetic quartz glass has a high transmittance with respect to ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), and is particularly preferable as a material for forming a light-transmitting substrate of a mask blank.
  • the light shielding film 2 has an optical density of 2.5 or more with respect to ArF excimer laser exposure light (hereinafter referred to as ArF exposure light). Desired.
  • the light shielding film 2 preferably has an optical density of 2.8 or more with respect to ArF exposure light, and more preferably 3.0 or more.
  • the light-shielding film 2 of the present invention includes at least a structure (six-layer structure) having three or more pairs of laminated structures composed of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21.
  • the light shielding film 2 in FIG. 1 includes five sets of a laminated structure including a high nitride layer 22 and a low nitride layer 21.
  • the light-shielding film 2 includes five sets of a laminated structure in which a high nitride layer 22 and a low nitride layer 21 are laminated in this order from the translucent substrate 1 side, and an uppermost layer 23 is formed on the uppermost low nitrided layer 21. Furthermore, it has a laminated structure.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 are formed of a material made of silicon and nitrogen, or a material containing one or more elements selected from a metalloid element and a nonmetal element in a material made of silicon and nitrogen.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 do not contain a transition metal that may cause a decrease in light resistance to ArF exposure light.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 may contain any metalloid element in addition to silicon.
  • the metalloid element include boron, silicon, germanium, arsenic, antimony and tellurium.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 may contain any nonmetallic element in addition to nitrogen.
  • the nonmetallic element in the present invention refers to a substance containing a nonmetallic element in a narrow sense (nitrogen, carbon, oxygen, phosphorus, sulfur, selenium), halogen, and a noble gas.
  • these nonmetallic elements it is preferable to include one or more elements selected from carbon, fluorine and hydrogen.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 preferably have an oxygen content of 10 atomic percent or less, more preferably 5 atomic percent or less, and do not actively contain oxygen (X-rays).
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 preferably have a total content of silicon and nitrogen of 97 atomic% or more, more preferably 98 atomic% or more.
  • the translucent substrate 1 is generally formed of a material mainly composed of SiO 2 such as synthetic quartz glass.
  • SiO 2 such as synthetic quartz glass.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 may contain a noble gas.
  • the noble gas is an element that can increase the deposition rate and improve the productivity by being present in the deposition chamber when forming a thin film by reactive sputtering.
  • this noble gas is turned into plasma and collides with the target, the target constituent element is ejected from the target, and a thin film is formed on the translucent substrate 1 while taking in the reactive gas in the middle.
  • the noble gas in the film formation chamber is slightly taken in until the target constituent element jumps out of the target and adheres to the translucent substrate.
  • Preferable noble gases required for this reactive sputtering include argon, krypton, and xenon.
  • helium and neon having a small atomic weight can be actively incorporated into the thin film.
  • the nitrogen content of the highly nitrided layer 22 is required to be 50 atomic% or more. Such a highly nitrided layer 22 has a high nitrogen detection intensity in the highly nitrided layer 22 at the time of detecting the end point of EB defect correction, and it is easy to detect the end point with a translucent substrate mainly composed of silicon oxide.
  • the nitrogen content of the highly nitrided layer 22 is preferably 52 atomic% or more.
  • the nitrogen content of the highly nitrided layer 22 is preferably 57 atomic percent or less, and more preferably 55 atomic percent or less.
  • the nitrogen content of the low nitride layer 21 is required to be less than 50 atomic%. This is to secure the light shielding performance required for the light shielding film 2 with a thinner overall film thickness.
  • the nitrogen content of the low nitriding layer 21 is preferably 48 atomic% or less, and more preferably 45 atomic% or less. Further, the nitrogen content of the low nitriding layer 21 is preferably 20 atomic% or more, and more preferably 25 atomic% or more.
  • the nitrogen content of the low nitride layer 21 is 20 atomic% or more. It is desirable to do.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 are preferably made of the same constituent elements.
  • the high nitride layer 22 or the low nitride layer 21 contains different constituent elements, and heat treatment or light irradiation treatment is performed in a state where these elements are in contact with each other, ArF exposure light irradiation is performed.
  • the different constituent element may move to the layer on the side not containing the constituent element and diffuse.
  • the optical characteristics of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 may change significantly from the beginning of film formation.
  • the different constituent element is a metalloid element
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 must be formed using different targets.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 are preferably formed of a material made of silicon and nitrogen.
  • the noble gas is an element that is difficult to detect even if composition analysis such as Rutherford backscattering spectroscopy (RBS) or X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is performed on the thin film.
  • the material containing silicon and nitrogen includes a material containing a noble gas.
  • the high nitride layer 22 is required to have a thickness of 10 nm or less. By setting the thickness of the high nitride layer 22 to 10 nm or less, the correction rate of EB defect correction can be increased.
  • the thickness of the high nitride layer 22 is preferably 9 nm or less, and more preferably 8 nm or less.
  • the thickness of the highly nitrided layer 22 is preferably 2 nm or more, and more preferably 3 nm or more. If the thickness of the high nitride layer 22 is less than 2 nm, the nitrogen detection intensity of the high nitride layer 22 at the time of detecting the end point of EB defect correction may be reduced.
  • the thickness of the low nitride layer 21 is required to be at least twice that of the high nitride layer 22.
  • the thickness of the low nitride layer 21 having a relatively high light shielding performance is set to the thickness of the high nitride layer 22 having a relatively low light shielding performance. It is necessary to make it twice or more.
  • the thickness of the low nitride layer 21 is preferably 10 times or less, more preferably 8 times or less, and further preferably 5 times or less the thickness of the high nitride layer 22. This is because when the EB defect is corrected, the low nitrided layer 21 may bite into the pattern side wall of the light shielding film 2.
  • the number of sets of the laminated structure composed of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 in the light shielding film 2 is 3 sets (6 layers in total) or more. More preferably, the number of sets of the laminated structure is 4 sets (8 layers in total) or more. Moreover, the number of sets of the laminated structure composed of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 in the light shielding film 2 is preferably 10 sets (total 20 layers) or less, and more preferably 9 sets (total 18 layers) or less. Preferably, it is 8 pairs (16 layers in total) or less.
  • the minimum film thickness required for the highly nitrided layer 22 is determined from the viewpoint of end point detection at the time of EB defect correction.
  • the number of stacked structures is 10 or more, high nitridation with respect to the entire film thickness of the light shielding film 2
  • the ratio of the layer 22 is increased. In this case, it is impossible to ensure a desired light shielding performance while reducing the overall film thickness of the light shielding film 2.
  • the thicknesses of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 in the light shielding film 2 can be the same thickness or different thicknesses in each layer in the laminated structure.
  • the high nitride layer 22 has a higher abundance ratio of a microcrystalline structure composed of Si—N bonds than the low nitride layer 21. Further, the low nitride layer 21 has a higher proportion of Si amorphous structure than the high nitride layer 22. For this reason, in the mixed region formed between the high nitrided layer 22 and the low nitrided layer 21, the existence ratio of the amorphous structure of Si is higher than the region of the high nitrided layer 22 excluding the mixed region. In addition, the above-mentioned mixed region has a lower proportion of the microcrystalline structure composed of Si—N bonds than the region of the high nitride layer 22 excluding the mixed region. In the mixed region having such an internal structure, the correction rate of EB defect correction is faster than that of the high nitride layer 22. Note that the thickness of the mixed region is preferably in the range of 0.1 nm to 2 nm.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 in the light shielding film 2 have a structure in which they are directly in contact with each other without interposing other films.
  • the correction rate of the light shielding film 2 for correcting EB defects can be increased.
  • the laminated structure composed of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 has the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 laminated in this order from the translucent substrate 1 side. It is preferable.
  • the translucent substrate 1 is made of a material mainly composed of silicon oxide.
  • the detection intensity of nitrogen as the etching progresses Judgment is made by looking at the change from a decrease to an increase in the detected intensity of oxygen. Considering this point, it is more advantageous for detecting the etching end point when correcting the EB defect that the layer of the light shielding film 2 in contact with the translucent substrate 1 is provided with the high nitride layer 22 having a high nitrogen content.
  • a fluorine-based gas such as SF 6 which has a relatively low etching rate for dry etching on the transparent substrate 1.
  • SF 6 fluorine-based gas
  • the high nitride layer 22 having a higher nitrogen content can increase the etching selectivity with the light-transmitting substrate 1.
  • the laminated structure composed of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 is such that the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 are laminated in this order from the translucent substrate 1 side. Is preferred.
  • the highly nitrided layer 22 has a refractive index n with respect to ArF exposure light of 2.4 or more (preferably 2.5 or more) and an extinction coefficient k of less than 1.0 (preferably 0.9 or less, more preferably 0). .7 or less, more preferably 0.4 or less). Further, the low nitride layer 21 has a refractive index n of less than 2.2 (preferably 2.1 or less, more preferably 2.0 or less) and an extinction coefficient k of 1.2 or more (preferably 1. 4 or more, more preferably 1.5 or more).
  • the refractive index n and extinction coefficient k of a thin film are not determined only by the composition of the thin film.
  • the film density and crystal state of the thin film are factors that influence the refractive index n and the extinction coefficient k. For this reason, various conditions when forming a thin film by reactive sputtering are adjusted, and the thin film is formed so as to have a desired refractive index n and extinction coefficient k.
  • the ratio of the noble gas and the reactive gas mixture gas is set when the film is formed by reactive sputtering. It is not limited only to adjustment.
  • the film formation conditions for reactive sputtering are various, such as the pressure in the film formation chamber, the power applied to the target, and the positional relationship such as the distance between the target and the light-transmitting substrate. These film forming conditions are unique to the film forming apparatus, and are appropriately adjusted so that the formed thin film has a desired refractive index n and extinction coefficient k.
  • the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 are formed by sputtering, but any sputtering such as DC sputtering, RF sputtering, and ion beam sputtering can be applied.
  • a target with low conductivity such as a silicon target, a silicon compound target that does not contain a metalloid element or has a low metalloid element content
  • the method for manufacturing the mask blank 100 preferably includes a high nitride layer forming step and a low nitride layer forming step.
  • the highly nitrided layer forming step uses a silicon target or a target made of a material containing at least one element selected from a semi-metal element and a non-metal element in silicon, and a reaction in a sputtering gas containing a nitrogen-based gas and a noble gas.
  • a highly nitrided layer 22 is formed on the translucent substrate 1 by reactive sputtering.
  • the low nitride layer forming step is a sputtering gas containing a nitrogen-based gas and a noble gas using a silicon target or a target made of a material containing at least one element selected from a metalloid element and a nonmetal element in silicon,
  • the low nitride layer 21 is formed on the translucent substrate 1 by reactive sputtering in a sputtering gas having a lower nitrogen-based gas mixing ratio than in the high nitride layer forming step.
  • the sputtering gas used in the highly nitrided layer forming step is larger than the range of the mixing ratio of the nitrogen-based gas that becomes a transition mode in which the film formation tends to become unstable.
  • the mixing ratio of nitrogen-based gas so-called poison mode (reaction mode)
  • the sputtering gas used in the low nitriding layer forming step is less nitrogen-based gas than the range of mixing ratio of nitrogen-based gas that becomes transition mode.
  • a mixing ratio, so-called metal mode is preferably selected. Note that matters relating to the poison mode, the transition mode, and the reaction mode are the same as in the case of forming the high nitride layer and the low nitride layer of the phase shift film in Patent Document 3 by sputtering.
  • any gas can be used as long as it contains nitrogen.
  • a nitrogen-based gas that does not contain oxygen
  • a nitrogen gas N 2 gas
  • any noble gas can be used as the noble gas used in the high nitride layer forming step and the low nitride layer forming step.
  • Preferred examples of the noble gas include argon, krypton, and xenon.
  • helium and neon having a small atomic weight can be actively incorporated into the thin film.
  • the light shielding film 2 is formed at a position farthest from the translucent substrate 1 with a material made of silicon, nitrogen and oxygen, or a material containing one or more elements selected from a semi-metal element and a non-metal element in this material. It is preferable to provide the uppermost layer 23 formed.
  • a silicon-based material film that does not actively contain oxygen and contains nitrogen has high light resistance to ArF exposure light, but has lower chemical resistance than a silicon-based material film that actively contains oxygen. Tend.
  • a mask blank 100 in which a high nitride layer 22 or a low nitride layer 21 that does not actively contain oxygen and contains nitrogen is disposed as the uppermost layer 23 opposite to the light-transmitting substrate 1 side of the light shielding film 2.
  • the optical characteristics of the thin film are greatly changed from the optical characteristics at the time of film formation.
  • the light shielding performance is greatly deteriorated due to the oxidation of the low nitride layer 21.
  • a material made of silicon, nitrogen and oxygen, or a material containing one or more elements selected from metalloid elements and nonmetal elements in this material By providing the formed uppermost layer 23, surface oxidation of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 can be suppressed.
  • the uppermost layer 23 formed of a material made of silicon, nitrogen and oxygen, or a material containing one or more elements selected from metalloid elements and nonmetallic elements in this material has substantially the same composition in the thickness direction of the layers.
  • a configuration with a composition gradient in the thickness direction of the layer (a configuration in which the uppermost layer 23 has a composition gradient in which the oxygen content in the layer increases as the distance from the translucent substrate 1 increases) is also included. It is.
  • Examples of a material suitable for the uppermost layer 23 having a configuration having substantially the same composition in the layer thickness direction include SiO 2 and SiON.
  • the translucent substrate 1 side is SiN
  • the oxygen content increases as the distance from the translucent substrate 1 increases
  • the surface layer becomes SiO 2 or SiON It is preferable that it is the structure which is.
  • the uppermost layer 23 is formed by sputtering, but any sputtering such as DC sputtering, RF sputtering, and ion beam sputtering can be applied.
  • a target with low conductivity such as a silicon target, a silicon compound target that does not contain a metalloid element or has a low metalloid element content
  • a silicon target or a target made of a material containing one or more elements selected from a semi-metal element and a non-metal element is used for sputtering by sputtering in a sputtering gas containing a noble gas. It is preferable to have an uppermost layer forming step of forming the uppermost layer 23 at a position farthest from the translucent substrate 1 of the light shielding film 2. Furthermore, in this mask blank 100 manufacturing method, the uppermost layer of the light-shielding film 2 is located farthest from the translucent substrate 1 by reactive sputtering in a sputtering gas composed of nitrogen gas and noble gas using a silicon target.
  • an uppermost layer forming step in which a process of forming at least the surface layer of the uppermost layer 23 is performed.
  • the surface layer of the uppermost layer 23 is oxidized by heat treatment in a gas containing oxygen such as in the atmosphere, light irradiation treatment such as a flash lamp in a gas containing oxygen in the air, ozone, and the like. And a process of bringing oxygen plasma into contact with the uppermost layer 23.
  • the uppermost layer 23 is formed by using a silicon target or a target made of a material containing at least one element selected from a metalloid element and a nonmetal element in silicon, and a sputtering gas containing nitrogen gas, oxygen gas and noble gas.
  • An uppermost layer forming process formed by reactive sputtering in the inside can be applied.
  • This uppermost layer forming step can be applied to formation of the uppermost layer 23 having a composition that is substantially the same in the layer thickness direction and the uppermost layer 23 having a composition-graded structure.
  • the uppermost layer 23 is formed by using a silicon dioxide (SiO 2 ) target or a target made of a material containing one or more elements selected from a metalloid element and a non-metal element in silicon dioxide (SiO 2 ).
  • An uppermost layer forming step of forming by sputtering in a sputtering gas containing a gas can be applied. This uppermost layer forming step can also be applied to the formation of the uppermost layer 23 having a composition that is substantially the same in the layer thickness direction and the uppermost layer 23 having a composition-graded structure.
  • the hard mask film 3 is provided on the light shielding film 2. Since the light-shielding film 2 has a function of ensuring a predetermined optical density, there is a limit to reducing its thickness. It is sufficient that the hard mask film 3 has a film thickness that can function as an etching mask until dry etching for forming a pattern on the light shielding film 2 immediately below the hard mask film 3 is completed. Not subject to the above restrictions. For this reason, the thickness of the hard mask film 3 can be made much thinner than the thickness of the light shielding film 2.
  • the resist film made of an organic material is sufficient to have a thickness sufficient to function as an etching mask until dry etching for forming a pattern on the hard mask film 3 is completed. The thickness of the resist film can be greatly reduced.
  • the hard mask film 3 is preferably formed of a material containing chromium.
  • the material containing chromium forming the hard mask film 3 include a material containing one or more elements selected from oxygen, nitrogen, carbon, boron and fluorine in addition to chromium metal.
  • the hard mask film 3 preferably has a thickness of 20 nm or less, and more preferably 15 nm or less. Further, the hard mask film 3 has a thickness of preferably 2 nm or more, and more preferably 3 nm or more.
  • the transfer mask 200 of the present invention is a transfer mask provided with a light-shielding film 2 (light-shielding pattern 2a) having a transfer pattern on a translucent substrate 1, and the light-shielding film 2 is used for exposure light of ArF excimer laser.
  • the optical density is 2.5 or more
  • the light-shielding film 2 includes a structure having three or more sets of a laminated structure including the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21, and includes the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21.
  • the high nitride layer 22 has a nitrogen content of 50 atomic% or more.
  • the low nitride layer 21 has a nitrogen content of less than 50 atomic%, and the thickness of the low nitride layer 21 is twice or more the thickness of the high nitride layer 22. It is characterized by this.
  • This transfer mask 200 has the same technical characteristics as the mask blank 100 described above. Therefore, matters regarding the translucent substrate 1, the high nitride layer 22, the low nitride layer 21, and the uppermost layer 23 of the light shielding film 2 in the transfer mask 200 are the same as those of the mask blank 100 described above.
  • the manufacturing method of the transfer mask 200 of the present invention uses the mask blank 100 described above, and includes a step of forming a transfer pattern on the hard mask film 3 by dry etching, and a hard mask film 3 having the transfer pattern. And a step of forming a transfer pattern on the light shielding film 2 by dry etching using the (hard mask pattern 3a) as a mask, and a step of removing the hard mask film 3 (hard mask pattern 3a) having the transfer pattern. To do.
  • Such a transfer mask 200 has high ArF light resistance and can suppress the CD change (thickening) of the light-shielding pattern 2a within a small range even after being subjected to integrated irradiation with exposure light of an ArF excimer laser.
  • a transfer mask 200 having a fine pattern corresponding to the DRAM hp32 nm generation in recent years there is a considerable case that there is no black defect portion at the stage where the transfer pattern is formed on the light shielding film 2 of the mask blank 100 by dry etching. Few. Further, EB defect correction is often applied to defect correction performed on the black defect portion of the light shielding film 2 having the fine pattern.
  • the number of combinations of the low nitride layer and the high nitride layer is one set (two-layer structure) or two layers (four-layer structure)
  • the number of combinations of the low nitride layer and the high nitride layer is The light shielding film having a laminated structure of three sets (six layers structure) or more has a larger number of mixed regions (the total thickness of the mixed regions is larger), and the correction rate of EB defect correction is significantly faster.
  • the high nitride layer 22 of the light shielding film 2 has a low correction rate for EB defect correction
  • the correction time required for EB defect correction is shortened by setting the thickness of the high nitride layer to 10 nm or less. For this reason, when the EB defect correction is performed on the black defect portion of the light shielding film 2, the step generated in the pattern side wall shape of the light shielding film 2 after the correction is sufficiently reduced, and the transfer mask after the correction is performed. 200 has high transfer accuracy.
  • the mask 200 of the exposure apparatus that uses ArF excimer laser as the exposure light is set with the transfer mask 200 after the EB defect correction is performed on the black defect portion and the integrated irradiation is performed, Even if the transfer pattern 2a is exposed and transferred to the resist film on the semiconductor substrate, the pattern can be transferred to the resist film on the semiconductor substrate with sufficient accuracy to satisfy the design specifications.
  • a resist film was formed by spin coating in contact with the hard mask film 3 in the mask blank 100.
  • a transfer pattern (light-shielding pattern) to be formed on the light-shielding film 2 is exposed and drawn on the resist film, and a predetermined process such as a development process is further performed to form a resist pattern 4a having a transfer pattern (see FIG. 2 (a)).
  • a predetermined process such as a development process is further performed to form a resist pattern 4a having a transfer pattern (see FIG. 2 (a)).
  • dry etching using a mixed gas of chlorine-based gas and oxygen gas was performed to form a transfer pattern on the hard mask film 3 (hard mask pattern 3a) (FIG. 2B).
  • the hard mask pattern 3a is used as a mask and dry etching using a fluorine-based gas is performed to form a transfer pattern (the light shielding pattern 2a) on the light shielding film 2 (FIG. 2C). )). Further, dry etching using a mixed gas of chlorine-based gas and oxygen gas is performed to remove the hard mask pattern 3a, and a transfer mask (binary mask) 200 is obtained through a predetermined process such as cleaning (see FIG. 5). 2 (d)).
  • the chlorine-based gas used in the dry etching is not particularly limited as long as it contains Cl.
  • a chlorine-based gas Cl 2, SiCl 2, CHCl 3, CH 2 Cl 2, CCl 4, BCl 3 and the like.
  • the fluorine gas used in the dry etching is not particularly limited as long as F is contained.
  • a fluorine-based gas CHF 3, CF 4, C 2 F 6, C 4 F 8, SF 6 and the like.
  • the fluorine-based gas not containing C has a relatively low etching rate of the glass material with respect to the light-transmitting substrate 1, damage to the light-transmitting substrate 1 can be further reduced.
  • a pattern is exposed and transferred onto a resist film on a semiconductor substrate using the transfer mask 200 manufactured using the transfer mask 200 or the mask blank 100. It is characterized by. Since the transfer mask 200 and the mask blank 100 of the present invention have the effects as described above, the EB defect correction is performed on the black defect portion on the mask stage of the exposure apparatus using the ArF excimer laser as exposure light, Furthermore, even if the transfer mask 200 of the present invention after the exposure light of the ArF excimer laser is integrated is set and the transfer pattern is exposed and transferred to the resist film on the semiconductor substrate, the design specifications are applied to the resist film on the semiconductor substrate. The pattern can be transferred with sufficient accuracy. For this reason, when the circuit pattern is formed by dry etching the lower layer film using this resist film pattern as a mask, a highly accurate circuit pattern free from wiring short-circuiting or disconnection due to insufficient accuracy can be formed.
  • Example 1 Manufacture of mask blanks
  • the translucent substrate 1 had its end face and main surface polished to a predetermined surface roughness, and then subjected to a predetermined cleaning process and a drying process.
  • the high nitride layer 22 is formed on the main surface of another translucent substrate under the same conditions, and the optical characteristics of the high nitride layer 22 are measured using a spectroscopic ellipsometer (M-2000D manufactured by JA Woollam). When the characteristics were measured, the refractive index n at a wavelength of 193 nm was 2.56, and the extinction coefficient k was 0.36.
  • the conditions used in forming the high-nitride layer 22, in advance at the single-wafer RF sputtering apparatus used N 2 of Kr gas, a mixed gas of He gas and N 2 gas in the sputtering gas
  • the relationship between the gas flow rate and the film formation rate is verified, and film formation conditions such as a flow rate ratio capable of stably forming a film in the poison mode (reaction mode) region are selected.
  • the composition of the highly nitrided layer 22 is a result obtained by measurement by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The same applies to other films.
  • the low nitride layer 21 is formed on the main surface of another translucent substrate under the same conditions, and the optical characteristics of the low nitride layer 21 are measured using a spectroscopic ellipsometer (M-2000D manufactured by JA Woollam). When the characteristics were measured, the refractive index n at a wavelength of 193 nm was 1.64, and the extinction coefficient k was 1.86.
  • the conditions used in forming the low nitride layer 21, in advance at the single-wafer RF sputtering apparatus used N 2 of Kr gas, a mixed gas of He gas and N 2 gas in the sputtering gas
  • film formation conditions such as a flow rate ratio that enables stable film formation in the metal mode region are selected.
  • the translucent substrate 1 having three layers of the laminated structure of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 is placed in a single wafer RF sputtering apparatus, and under the same film formation conditions as when the high nitride layer 22 is formed.
  • the uppermost layer 23 was formed with a thickness of 5 nm in contact with the surface of the low nitride layer 21 farthest from the translucent substrate 1 side.
  • the light-transmitting substrate 1 on which the light-shielding film 2 was formed was subjected to heat treatment in the atmosphere under the conditions of a heating temperature of 500 ° C. and a processing time of 1 hour.
  • the optical density of the light shielding film 2 after the heat treatment at the wavelength of ArF excimer laser light (about 193 nm) was measured and found to be 2.93.
  • a light-shielding film 2 is formed, and a cross-section of the light-shielding film 2 is observed with a TEM (Transmission Electron Microscope).
  • the structure has a composition gradient in which the oxygen content increases as the distance from the translucent substrate 1 increases. It was also confirmed that there were mixed regions of around 1 nm in the vicinity of the interface (three) between the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21.
  • the translucent substrate 1 on which the light-shielding film 2 after the heat treatment is formed is installed in a single-wafer DC sputtering apparatus, and mixed with argon (Ar) and nitrogen (N 2 ) using a chromium (Cr) target.
  • a mask blank 100 having a structure in which a light-shielding film 2 having a seven-layer structure and a hard mask film 3 were laminated on a light-transmitting substrate 1 was manufactured.
  • a transfer mask (binary mask) 200 of Example 1 was produced in the following procedure. First, a resist film made of a chemically amplified resist for electron beam drawing was formed with a thickness of 80 nm in contact with the surface of the hard mask film 3 by spin coating. Next, a transfer pattern to be formed on the light-shielding film 2 is drawn on the resist film with an electron beam, and predetermined development processing and cleaning processing are performed to form a resist pattern 4a having the transfer pattern (FIG. 2A )). At this time, in addition to the transfer pattern to be originally formed, a program defect is added to the transfer pattern drawn with the electron beam so that a black defect is formed in the light shielding film 2.
  • a mask (binary mask) 200 was obtained (see FIG. 2D).
  • the mask pattern was inspected by the mask inspection apparatus with respect to the transfer mask 200 that was the binary mask of Example 1 manufactured, the presence of the black defect was confirmed in the light-shielding pattern 2a where the program defect was placed. It was.
  • the correction rate of the EB defect correction was high, and the correction rate ratio of the light shielding pattern 2a to the translucent substrate 1 was as high as 2.7.
  • Example 2 Another transfer mask was manufactured in the same procedure as in Example 1 above, and the EB defect was corrected for the black defect of the program defect of the light shielding pattern 2a. Then, when the side wall of the light shielding pattern 2a where the EB defect was corrected was observed with a TEM, the step on the side wall of the light shielding pattern 2a due to excessive correction of the low nitride layer 21 was small and was within the allowable range as a binary mask. It was.
  • the CD change amount of the light-shielding pattern 2a before and after the irradiation process is about 2 nm, and the CD change amount is within a range usable as the transfer mask 200.
  • the resist film on the semiconductor substrate is exposed to light having a wavelength of 193 nm using AIMS 193 (manufactured by Carl Zeiss) with respect to the transfer mask 200 of Example 1 after the EB defect correction and ArF excimer laser light irradiation treatment.
  • the transferred image was simulated when exposed to light.
  • Example 2 Manufacture of mask blanks
  • the mask blank 100 of Example 2 was manufactured in the same procedure as the mask blank 100 of Example 1 except that the light shielding film 2 was changed. Specifically, in the light shielding film of Example 2, the thickness of the high nitride layer 22 is set to 2.5 nm, and the thickness of the low nitride layer 21 is set to 11.5 nm. A total of five stacked structures were formed, and the thickness of the uppermost layer 23 was 2.5 nm. That is, a total of 11 layers of light shielding film 2 having a total thickness of 72, including five sets of stacked structures of the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21 on the translucent substrate 1 and the uppermost layer 23 thereon. Formed at 5 nm.
  • the light-transmitting substrate 1 on which the light-shielding film 2 was formed was subjected to heat treatment in the atmosphere under the conditions of a heating temperature of 500 ° C. and a treatment time of 1 hour.
  • the optical density of the light shielding film 2 after the heat treatment at the wavelength of light of ArF excimer laser (about 193 nm) was measured and found to be 3.00.
  • the light-shielding film 2 is formed, and the cross-section of the light-shielding film 2 is observed with a TEM.
  • the structure had a composition gradient in which the oxygen content increased with increasing distance from the side. It was also confirmed that there were mixed regions of around 1 nm in the vicinity of the interface (three) between the high nitride layer 22 and the low nitride layer 21.
  • the mask blank 100 of Example 2 having a structure in which the light-shielding film 2 and the hard mask film 3 having an 11-layer structure were laminated on the light-transmitting substrate 1 was manufactured.
  • Example 2 a transfer mask 200 of Example 2 was manufactured in the same procedure as Example 1.
  • the mask pattern was inspected by the mask inspection apparatus with respect to the transfer mask 200 which was the binary mask of Example 2 manufactured, the presence of black defects was confirmed in the light shielding pattern 2a where the program defects were arranged. It was.
  • the correction rate of the EB defect correction was high, and the correction rate ratio between the light shielding pattern 2a and the translucent substrate 1 was as high as 3.3.
  • Example 2 Another transfer mask was manufactured in the same procedure as in Example 2 above, and the EB defect was corrected for the black defect of the program defect of the light shielding pattern 2a. Then, when the side wall of the light shielding pattern 2a where the EB defect was corrected was observed with a TEM, the step on the side wall of the light shielding pattern 2a due to excessive correction of the low nitride layer 21 was small and was within the allowable range as a binary mask. It was.
  • the CD change amount of the light-shielding pattern 2a before and after the irradiation process is about 2 nm, and the CD change amount is within a range that can be used as the transfer mask 200.
  • the resist film on the semiconductor substrate is exposed to light having a wavelength of 193 nm using AIMS 193 (manufactured by Carl Zeiss) with respect to the transfer mask 200 of Example 2 after the EB defect correction and ArF excimer laser light irradiation treatment.
  • the transferred image was simulated when exposed to light.
  • Comparative Example 1 Manufacture of mask blanks
  • the mask blank of Comparative Example 1 was manufactured in the same procedure as the mask blank 100 of Example 1 except that the light shielding film was changed. Specifically, the light shielding film of Comparative Example 1 is in contact with the surface of the light-transmitting substrate, a high nitride layer is formed with a thickness of 12 nm in the same procedure as in Example 1, and is in contact with the surface of the high nitride layer.
  • the low nitride layer was formed with a thickness of 54 nm, the uppermost layer was formed with a thickness of 13 nm, and the total film thickness was 79 nm.
  • the light-transmitting substrate on which the light-shielding film was formed was subjected to heat treatment in the atmosphere under the conditions of a heating temperature of 500 ° C. and a treatment time of 1 hour.
  • the optical density at the wavelength of light (about 193 nm) of the ArF excimer laser of the light shielding film after the heat treatment was measured and found to be 2.96.
  • the CD change amount of the light-shielding pattern before and after this irradiation treatment was about 2 nm, which was the CD change amount in a range usable as a transfer mask.
  • the resist mask on the semiconductor substrate was exposed to light having a wavelength of 193 nm using AIMS 193 (manufactured by Carl Zeiss) with respect to the transfer mask of Comparative Example 1 after the EB defect correction and ArF excimer laser light irradiation treatment. The transferred image was simulated when exposed and transferred.
  • the design specifications were generally sufficiently satisfied except for the portion where the EB defect was corrected.
  • the transferred image of the portion where the EB defect correction was performed was of a level at which a transfer failure caused by the step on the side wall of the light shielding pattern occurred. From this result, when the transfer mask of Comparative Example 1 after correcting the EB defect is set on the mask stage of the exposure apparatus and exposed and transferred to the resist film on the semiconductor substrate, it is finally formed on the semiconductor device. It is expected that the circuit pattern is disconnected or short-circuited.
  • the light shielding film having a structure (four-layer structure) in which two combinations of the high nitride layer and the low nitride layer are provided in the same procedure as in Example 1, the total film thickness of the high nitride layer and the total film thickness of the low nitride layer.
  • EB defect correction is performed on the light-shielding film, and the EB defect correction correction rate was measured.

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Abstract

本発明によるマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を備える。遮光膜は、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光に対する光学濃度が２．５以上であり、高窒化層と低窒化層とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造を含む。高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成される。高窒化層は、窒素の含有量が５０原子％以上で、厚さが１０ｎｍ以上である。低窒化層は、窒素の含有量が５０原子％未満であり、厚さが前記高窒化層の厚さの２倍以上である。

Description

マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法及び半導体デバイスの製造方法
　本発明は、マスクブランク、そのマスクブランクを用いて製造された転写用マスクおよびその製造方法に関する。また、本発明は、上記の転写用マスクを用いた半導体デバイスの製造方法に関する。
　半導体デバイスの製造工程では、フォトリソグラフィー法を用いて微細パターンの形成が行われている。通常、この微細パターンの形成には何枚もの転写用マスクが使用される。半導体デバイスのパターンを微細化するに当たっては、転写用マスクに形成されるマスクパターンの微細化に加え、フォトリソグラフィーで使用される露光光源の波長の短波長化が必要となる。近年、半導体デバイスを製造する際の露光光源にＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を適用することが増えてきている。
　転写用マスクは、透光性基板上に転写パターンを有する薄膜を備えた構成のものが一般的である。特許文献１では、フォトマスク（転写用マスク）の薄膜にモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）系材料が適用されたものが開示されている。しかし、特許文献１に開示されている通り、このＭｏＳｉ系膜は、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光に対する耐性（いわゆるＡｒＦ耐光性）が低いということが近年判明している。
　一方、特許文献２では、ＳｉＮｘの位相シフト膜を備える位相シフトマスクが開示されており、特許文献３では、ＳｉＮ系材料の位相シフト膜は高いＡｒＦ耐光性を有することが確認されたことが記されている。他方、特許文献４には、遮光膜の黒欠陥部分に対して、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）ガスを供給しつつ、その部分に電子線を照射することで黒欠陥部分をエッチングして除去する欠陥修正技術（以下、このような電子線等の荷電粒子を照射して行う欠陥修正を単にＥＢ欠陥修正という。）が開示されている。
特開２０１０－２１７５１４号公報 特開平８－２２０７３１号公報 特開２０１６－１８１９２号公報 特表２００４－５３７７５８号公報
　特許文献３に開示されているように、ＳｉＮ系材料の薄膜は、高いＡｒＦ耐光性を有している。特許文献３では、ＳｉＮ系材料の薄膜を位相シフトマスクの位相シフト膜に適用しているが、ＳｉＮ系材料の薄膜をバイナリマスクの遮光膜に適用することを検討してみた。遮光膜は、位相シフト膜とは求められる光学特性が大きく異なっている。遮光膜は、所定の光学濃度をより薄い膜厚で満たすことが好ましいとされている。そこで、窒素含有量を極力少なくしたＳｉＮ系材料の単層構造の薄膜を遮光膜に適用することを検討してみた。しかし、このような遮光膜を有するマスクブランクは、そのマスクブランクを用いて転写用マスクを製造する過程で遮光膜の黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正を行うときに、遮光膜と透光性基板との境界を検出するためのエッチング終点の検出が容易ではないという問題が生じることが判明した。
　ＥＢ欠陥修正では、黒欠陥に対して電子線を照射したときに、照射を受けた部分から放出されるオージェ電子、２次電子、特性Ｘ線、後方散乱電子の少なくとも１つを検出し、その変化を見ることで修正の終点を検出している。例えば、電子線の照射を受けた部分から放出されるオージェ電子を検出する場合には、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）によって、主に材料組成の変化を見ている。また、２次電子を検出する場合には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像から主に表面形状の変化を見ている。さらに、特性Ｘ線を検出する場合には、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）や波長分散Ｘ線分光法（ＷＤＸ）によって、主に材料組成の変化を見ている。後方散乱電子を検出する場合には、電子線後方散乱回折法（ＥＢＳＤ）によって、主に材料の組成や結晶状態の変化を見ている。
　特許文献３に開示されているように、ＳｉＮｘの位相シフト膜のパターンを備えた位相シフトマスクに対してＥＢ欠陥修正を行う場合、位相シフト膜と透光性基板との間での終点検出は、膜厚方向における修正の進行に伴う窒素の検出強度の低下から酸素の検出強度の上昇への変化を見て判定することになる。しかし、ＥＢ欠陥修正時の処理室内はほぼ真空の状態にされるが、それでも窒素や酸素の検出は外乱等の影響を受けやすい。ＳｉＮ系材料の位相シフト膜の場合は、少ない窒素含有量ではＥＢ欠陥修正時の窒素の検出強度が得られにくい。同様に、窒素含有量の少ないＳｉＮ系材料の単層構造からなる遮光膜の場合も、ＥＢ欠陥修正時における窒素の検出強度が低く、終点検出が容易ではない。
　この問題を考慮し、遮光膜を窒素含有量が多い窒化ケイ素からなる層と窒素含有量が少ない窒化ケイ素からなる層の２層構造として検証してみた。その結果、ＥＢ欠陥修正時の終点検出の感度を向上させることはできた。しかし、ＥＢ欠陥修正を行った箇所の遮光膜の側壁形状を確認したところ、窒素含有量が多い層の側壁に比べて窒素含有量が少ない層の側壁が大きく食い込んで除去されてしまっていた。すなわち、遮光膜のＥＢ欠陥修正を行った箇所のパターンの側壁形状に大きな段差が発生しており、このような大きな段差は、遮光膜のパターンのＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）精度の低下につながるため問題となっていた。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、透光性基板上に遮光膜を備えたマスクブランクにおいて、遮光膜を窒素含有量が多いＳｉＮ系材料で形成される高窒化層と窒素含有量が少ないＳｉＮ系材料で形成される低窒化層の積層構造とした場合でも、遮光膜のＥＢ欠陥修正を行った箇所のパターン側壁形状に生じる段差が低減されているマスクブランクを提供することを目的としている。
　また、本発明は、このマスクブランクを用いて製造される転写用マスクを提供することを目的としている。
　さらに、本発明は、このような転写用マスクを製造する方法を提供することを目的としている。
　そして、本発明は、このような転写用マスクを用いた半導体デバイスの製造方法を提供することを目的としている。
　前記の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）
　透光性基板上に、遮光膜を備えたマスクブランクであって、
　前記遮光膜は、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光に対する光学濃度が２．５以上であり、
　前記遮光膜は、高窒化層と低窒化層とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造を含み、
　前記高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成され、
　前記高窒化層は、窒素の含有量が５０原子％以上で、厚さが１０ｎｍ以下であり、
　前記低窒化層は、窒素の含有量が５０原子％未満であり、
　前記低窒化層の厚さは、前記高窒化層の厚さの２倍以上である
ことを特徴とするマスクブランク。
（構成２）
　前記高窒化層および低窒化層は、同じ構成元素からなることを特徴とする構成１記載のマスクブランク。
（構成３）
　前記高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料で形成されていることを特徴とする構成１または２に記載のマスクブランク。
（構成４）
　前記積層構造は、透光性基板側から高窒化層と低窒化層がこの順に積層していることを特徴とする構成１から３のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成５）
　前記遮光膜は、前記透光性基板から最も離れた位置に、ケイ素、窒素および酸素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成された最上層を備えることを特徴とする構成１から４のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成６）
　前記遮光膜上に、ハードマスク膜を備えることを特徴とする構成１から５のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成７）
　透光性基板上に、転写パターンを有する遮光膜を備えた転写用マスクであって、
　前記遮光膜は、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光に対する光学濃度が２．５以上であり、
　前記遮光膜は、高窒化層と低窒化層とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造を含み、
　前記高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成され、
　前記高窒化層は、窒素の含有量が５０原子％以上で、厚さが１０ｎｍ以下であり、
　前記低窒化層は、窒素の含有量が５０原子％未満であり、
　前記低窒化層の厚さは、前記高窒化層の厚さの２倍以上である
ことを特徴とする転写用マスク。
（構成８）
　前記高窒化層および低窒化層は、同じ構成元素からなることを特徴とする構成７記載の転写用マスク。
（構成９）
　前記高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料で形成されていることを特徴とする構成７または８に記載の転写用マスク。
（構成１０）
　前記積層構造は、透光性基板側から高窒化層と低窒化層がこの順に積層していることを特徴とする構成７から９のいずれかに記載の転写用マスク。
（構成１１）
　前記遮光膜は、前記透光性基板から最も離れた位置に、ケイ素、窒素および酸素からなる材料、また前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成された最上層を備えることを特徴とする構成７から１０のいずれかに記載の転写用マスク。
（構成１２）
　構成６記載のマスクブランクを用いた転写用マスクの製造方法であって、
　ドライエッチングにより前記ハードマスク膜に転写パターンを形成する工程と、
　前記転写パターンを有するハードマスク膜をマスクとするドライエッチングにより前記遮光膜に転写パターンを形成する工程と、
　前記ハードマスク膜を除去する工程と
を備えることを特徴とする転写用マスクの製造方法。
（構成１３）
　構成７から１１のいずれかに記載の転写用マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
（構成１４）
　構成１２記載の転写用マスクの製造方法により製造された転写用マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
　本発明のマスクブランクは、遮光膜が高窒化層と低窒化層とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造を含み、高窒化層および低窒化層がケイ素及び窒素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成され、高窒化層の窒素の含有量が５０原子％以上であり、かつ厚さが１０ｎｍ以下であり、低窒化層の窒素の含有量が５０原子％未満であり、低窒化層の厚さが高窒化層の厚さの２倍以上であることを特徴としている。このような構造のマスクブランクとすることにより、遮光膜のＡｒＦ耐光性を高くしつつ、遮光膜に対してＥＢ欠陥修正を行ったときの遮光膜と透光性基板との間の終点検出をしやすくすることができ、ＥＢ欠陥修正を行った箇所の遮光膜のパターン側壁形状に生じる段差を低減することができる。
　また、本発明の転写用マスクは、転写パターンを有する遮光膜が上記の本発明のマスクブランクの遮光膜と同様の構成としていることを特徴としている。このような転写用マスクとすることにより、遮光膜のＡｒＦ耐光性が高いことに加え、この転写用マスクの製造途上で遮光膜の黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正を行った場合においても、黒欠陥部分の終点を検出しやすく、黒欠陥近傍の透光性基板の表面が過度に掘り込まれることを抑制できる。また、このＥＢ欠陥修正を行った箇所の遮光膜のパターン側壁形状に生じる段差を低減することができる。このため、本発明の転写用マスクは高い転写精度を有する。
本発明の実施形態におけるマスクブランクの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における転写用マスクの製造工程を示す断面図である。
　まず、本発明の完成に至った経緯を述べる。本発明者らは、マスクブランクの遮光膜を窒素含有量が多いＳｉＮ系材料（窒素含有量が５０原子％以上）で形成される高窒化層と窒素含有量が少ないＳｉＮ系材料（窒素含有量が５０原子％未満）で形成される低窒化層の積層構造とし、ＡｒＦ耐光性を大幅に高めつつ、ＥＢ欠陥修正を行ったときの遮光膜と透光性基板との間の終点検出をしやすくした場合において、遮光膜のＥＢ欠陥修正を行った箇所のパターン側壁形状に生じる段差を低減する手段について、鋭意研究を行った。
　最初に、ポイズンモードの成膜条件で形成された窒素含有量が多いＳｉＮ系材料の高窒化層とメタルモードの成膜条件で形成された窒素含有量が少ないＳｉＮ系材料の低窒化層のそれぞれにおけるＥＢ欠陥修正の修正レート（被修正層の厚さ／修正時間＝単位時間当たりの被修正層の修正量（単位時間当たりの被修正層の除去される厚さ）。以下同様。）を測定した。具体的には、透光性基板上にポイズンモードの成膜条件で窒素含有量が多いＳｉＮ膜のみ形成し、そのＳｉＮ膜に対してＥＢ欠陥修正を行って、高窒化層の修正レートを測定した。次に、別の透光性基板上にメタルモードの成膜条件で窒素含有量が少ないＳｉＮ膜のみ形成し、そのＳｉＮ膜に対してＥＢ欠陥修正を行って、低窒化層の修正レートを測定した。その結果、窒素含有量が少ないＳｉＮ系材料の低窒化層の修正レートは、窒素含有量が多いＳｉＮ系材料の高窒化層の修正レートに比べて大幅に速いことが判明した。
　ケイ素系材料膜のＥＢ欠陥修正は、ＸｅＦ２等の非励起状態のガスがその黒欠陥部分に吸着され、ガス中のフッ素が分離し、そのフッ素が比較的低沸点のケイ素のフッ化物を生成して揮発するというメカニズムを利用したものである。ＥＢ欠陥修正は、黒欠陥部分の薄膜に電子線を照射してその黒欠陥部分のケイ素を励起させる。これにより、黒欠陥部分以外のケイ素よりもフッ化物を生成しやすくし、黒欠陥部分のケイ素を優先的に揮発させ、黒欠陥を除去することができる。
　このＥＢ欠陥修正は、黒欠陥部分の遮光膜の表面から遮光膜と透光性基板との界面に向かって除去していくものである。ＥＢ欠陥修正時、非励起状態のフッ素系ガスは、黒欠陥部分に対して供給されるが、必然的にそのフッ素系ガスは黒欠陥部分の周囲にも供給される。このため、非励起状態のフッ素系ガスの吸着は、黒欠陥部分の遮光膜の表面に吸着するだけでなく、パターン側壁にも吸着する。また、ＥＢ欠陥修正時、電子線は、黒欠陥部分の遮光膜の表面に照射され、その表面近傍のケイ素が最も励起されるが、側壁側の領域のケイ素もある程度励起される。
　透光性基板上に、ＳｉＮ系材料の高窒化層と低窒化層がこの順に積層した遮光膜のパターンの黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正を行う場合、電子線は低窒化層の表面に向かって照射されるため、低窒化層の表面から低窒化層と高窒化層との界面に向かう方向（層の厚さ方向）で優先的に除去される。黒欠陥部分の低窒化層が除去された後は、電子線が照射される高窒化層の表面が優先的に除去される。このとき、黒欠陥部分が除去された後の低窒化層のパターン側壁にも非励起状態のフッ素系ガスが吸着する。このフッ素系ガスが吸着している低窒化層の部分は、電子線の影響を強く受けるため、ケイ素がある程度励起した状態になりやすい。このため、黒欠陥部分が除去された後に露出する低窒化層のパターン側壁は、層の厚さ方向の修正レートに比べ遅い修正レートではあるが、黒欠陥部分の遮光膜に対するＥＢ欠陥修正が終わるまでの間、側壁からパターンの内側に向かって意図していない除去が継続することは避け難い。ＳｉＮ系材料の高窒化層と低窒化層が積層した積層構造を有する遮光膜のパターンの黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正を行ったときに、そのパターン側壁に段差が生じるのは、以上のようなメカニズムに起因するものと考えられる。
　遮光膜の黒欠陥部分に対するＥＢ欠陥修正時に、低窒化層のパターン側壁が過度に除去されるメカニズムから考えると、遮光膜の黒欠陥をＥＢ欠陥修正で除去する時間を短縮できれば、低窒化層のパターン側壁が除去され続ける時間が短くなり、ＥＢ欠陥修正後における遮光膜のパターン側壁の段差の発生を低減できるといえる。上記の検証結果から、窒素含有量が少ないＳｉＮ系材料の低窒化層の修正レートに比べて、窒素含有量が多いＳｉＮ系材料の高窒化層の修正レートが大幅に遅いことが既に判明している。そこで、本発明者らは、ＳｉＮ系材料の高窒化層の修正レートを向上させる手段について、研究を行った。その結果、低窒化層と高窒化層の組み合わせの数を１組（２層構造）の積層構造とした遮光膜に比べて、低窒化層と高窒化層の組み合わせの数を３組（６層構造）の積層構造とした遮光膜の方が、ＥＢ欠陥修正の修正レートが明らかに速いことが判明した。
　２層構造の遮光膜における高窒化層の膜厚と６層構造の遮光膜における３つの高窒化層の合計膜厚との差はほとんどなく、２層構造の遮光膜における低窒化層の膜厚と６層構造の遮光膜における３つの低窒化層の合計膜厚との差もほとんどなかったことから、２層構造の遮光膜と６層構造の遮光膜の間でのＥＢ欠陥修正の修正レートの差は、計算上はほとんどないはずであった。この結果を踏まえ、高窒化層と低窒化層の組み合わせを２組設けた構造（４層構造）の遮光膜を、高窒化層の合計膜厚と低窒化層の合計膜厚がともに２層構造および６層構造の遮光膜とほぼ同じになるように調整して透光性基板の上に形成し、その遮光膜に対してＥＢ欠陥修正を行い、ＥＢ欠陥修正の修正レートを測定した。その結果、この４層構造の遮光膜と２層構造の遮光膜の間でのＥＢ欠陥修正の修正レートの差はかなり小さく、６層構造の遮光膜と４層構造の遮光膜の間でのＥＢ欠陥修正の修正レートのような顕著な差にはならなかった。４層構造の遮光膜と６層構造の遮光膜との間での相違点は、高窒化層と低窒化層の厚さ以外はほとんどない。
　本発明者らは、この結果を踏まえ、高窒化層と低窒化層の組み合わせを３組以上有する構造の遮光膜における高窒化層と低窒化層の各膜厚の最適な条件について研究を行った。その結果、高窒化層の厚さを１０ｎｍ以下とし、低窒化層の厚さを高窒化層の厚さの２倍以上にすることで、ＥＢ欠陥修正時のパターン側壁に生じる段差の発生を低減しつつ、遮光膜の所望の遮光性能（光学濃度）を確保した上で遮光膜の全体膜厚をその遮光膜に微細パターンを形成することが可能な程度の厚さに抑えることができるという結論に至った。
　すなわち、本発明のマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を備えたマスクブランクであって、遮光膜は、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光に対する光学濃度が２．５以上であり、遮光膜は、高窒化層と低窒化層とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造を含み、高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成され、高窒化層は、窒素の含有量が５０原子％以上で、厚さが１０ｎｍ以下であり、低窒化層は、窒素の含有量が５０原子％未満であり、低窒化層の厚さは、前記高窒化層の厚さの２倍以上であることを特徴とするものである。
　上記の構成の遮光膜とすることで、ＥＢ欠陥修正の修正レートが速くなる理由について検討したところ、以下のことによるものと推察される。なお、以下の推察は、本発明の出願時点における本発明者らの推測に基づくものであり、本発明の範囲を何ら制限するものではない。遮光膜を含むマスクブランクにおけるパターン形成用の薄膜は、エッチングでパターンを形成したときのパターンエッジラフネスが良好になるなどの理由からアモルファス構造であることが最も好ましいとされている。その薄膜をアモルファス構造にすることが難しい組成である場合は、アモルファス構造と微結晶構造が混在した状態にすることもある。
　ケイ素系材料膜のＥＢ欠陥修正は、ＸｅＦ２等の非励起状態のガス中のフッ素がその黒欠陥部分に吸着され、ガス中のフッ素が分離し、そのフッ素が比較的低沸点のケイ素のフッ化物を生成して揮発するというメカニズムを利用したものである。ＥＢ欠陥修正は、黒欠陥部分の薄膜に電子線を照射してその黒欠陥部分のケイ素を励起させる。これにより、黒欠陥部分以外のケイ素よりもフッ化物を生成しやすくし、黒欠陥部分のケイ素を優先的に揮発させ、黒欠陥を除去することができる。ＥＢ欠陥修正の場合、黒欠陥部分のケイ素が結晶構造を有していない、すなわちアモルファス構造である方がケイ素のフッ化物を生成しやすく、黒欠陥部分が除去されやすい傾向がある。
　遮光膜の低窒化層は、窒素含有量が５０原子％未満であり、窒素含有量が５０原子％以上である高窒化層に比べると層内のケイ素がアモルファス構造となっている比率が比較的大きいと思われる。このため、同じ窒化ケイ素系材料であっても低窒化層は、高窒化層に比べてＥＢ欠陥修正の修正レートが大幅に速くなるものと考えられる。一方、窒素含有量が５０原子％以上である高窒化層は、層内のケイ素が微結晶構造となっている比率が比較的大きい。
　本発明の６層構造の遮光膜は、２つの低窒化層の間に挟まれた高窒化層が少なくとも２つ存在する。その挟まれた高窒化層は、スパッタリング法によってその下側の低窒化層の表面にスパッタ粒子が入射して堆積していくことで形成される。このとき、下側の低窒化層と高窒化層の間に、厚さはかなり薄い（０．１～２ｎｍ程度）が低窒化層の構成元素と高窒化層の構成元素が混在する混合領域が形成される。混合領域は、その領域内のケイ素がアモルファス構造となっている比率が高窒化層に比べて高くなる。同様に、高窒化層が形成された状態でスパッタリング法によって上側の低窒化層が形成されるとき、その高窒化層と上側の低窒化層の間にも混合領域が形成される。これらの混合領域は、高窒化層よりも層内のケイ素がアモルファス構造になっている比率が高いことから、高窒化層に比べてＥＢ欠陥修正の修正レートが速くなると考えられる。これらの混合領域の厚さは、高窒化層および低窒化層の厚さが変わることによって大きく変わるものではない。なお、これらの混合領域は、遮光膜に対して後述の加熱処理あるいは光照射処理を行ったときに少しではあるが大きくなる。
　４層構造の遮光膜の場合、６層構造の遮光膜に比べて、低窒化層と高窒化層が接する数が少ないため、混合領域が形成される数が少ない。６層構造の遮光膜と４層構造の遮光膜で高窒化層の合計の厚さを同じにした場合であっても、混合領域を除いた高窒化層の合計の厚さは、４層構造の遮光膜に比べて６層構造の遮光膜の方が大分薄くなる。このため、混合領域を除いた高窒化層の合計の厚さをＥＢ欠陥修正で除去する時間は、４層構造の遮光膜の場合に比べて、６層構造の遮光膜の方が大幅に短くなるものと推測される。
　次に、本発明の各実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るマスクブランク１００の構成を示す断面図である。図１に示すマスクブランク１００は、透光性基板１上に、遮光膜２およびハードマスク膜３がこの順に積層した構造を有する。
　透光性基板１は、合成石英ガラスのほか、石英ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、低熱膨張ガラス（ＳｉＯ２－ＴｉＯ２ガラス等）などで形成することができる。これらの中でも、合成石英ガラスは、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）に対する透過率が高く、マスクブランクの透光性基板を形成する材料として特に好ましい。
　遮光膜２は、バイナリマスクの遮光膜のパターンに求められる遮光性能を満たすためには、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光（以下、ＡｒＦ露光光という。）に対する光学濃度が２．５以上であることが求められる。遮光膜２は、ＡｒＦ露光光に対する光学濃度が２．８以上であると好ましく、３．０以上であるとより好ましい。
　本発明の遮光膜２は、高窒化層２２と低窒化層２１とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造（６層構造）が少なくとも含まれる。図１の遮光膜２は、高窒化層２２と低窒化層２１とからなる１組の積層構造を５組備えるものである。この遮光膜２は、透光性基板１側から高窒化層２２と低窒化層２１がこの順に積層した１組の積層構造を５組備え、最上の低窒化層２１の上に最上層２３がさらに積層した構造を有している。
　高窒化層２２および低窒化層２１は、ケイ素及び窒素からなる材料、またはケイ素および窒素からなる材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成される。高窒化層２２および低窒化層２１には、ＡｒＦ露光光に対する耐光性が低下する要因となり得る遷移金属は含有しない。また、高窒化層２２および低窒化層２１には、遷移金属を除く金属元素についても、ＡｒＦ露光光に対する耐光性が低下する要因となり得る可能性は否定できないため、含有させないことが望ましい。高窒化層２２および低窒化層２１は、ケイ素に加え、いずれの半金属元素を含有してもよい。半金属元素としては、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン及びテルル等が挙げられる。この半金属元素の中でも、ホウ素、ゲルマニウム、アンチモン及びテルルから選ばれる１以上の元素を含有させると、スパッタリングターゲットとして用いるケイ素の導電性を高めることが期待できるため、好ましい。
　高窒化層２２および低窒化層２１は、窒素に加え、いずれの非金属元素を含有してもよい。ここで、本発明における非金属元素は、狭義の非金属元素（窒素、炭素、酸素、リン、硫黄、セレン）、ハロゲンおよび貴ガスを含むものをいう。この非金属元素の中でも、炭素、フッ素及び水素から選ばれる１以上の元素を含有させると好ましい。高窒化層２２および低窒化層２１は、酸素の含有量を１０原子％以下に抑えることが好ましく、５原子％以下とすることがより好ましく、積極的に酸素を含有させることをしない（Ｘ線光電子分光法等による組成分析を行ったときに検出下限値以下。）ことがさらに好ましい。窒化ケイ素系材料膜に酸素を含有させると、消衰係数ｋが大きく低下する傾向があり、遮光膜２の全体の厚さが厚くなってしまう。また、高窒化層２２および低窒化層２１は、ケイ素及び窒素の合計含有量が９７原子％以上であることが好ましく、９８原子％以上であるとより好ましい。
　透光性基板１は、合成石英ガラス等のＳｉＯ２を主成分とする材料で形成されていることが一般的である。高窒化層２２および低窒化層２１のいずれかが透光性基板１の表面に接して形成される場合、その層が酸素を含有すると、酸素を含む窒化ケイ素系材料膜の組成とガラスの組成との差が小さくなる。すると、遮光膜２にパターンを形成するときに行われるフッ素系ガスによるドライエッチングにおいて、透光性基板１に接する層（高窒化層２２または低窒化層２１）と透光性基板１との間でエッチング選択性が得られにくくなるという問題が生じることがある。
　高窒化層２２および低窒化層２１は、貴ガスを含有してもよい。貴ガスは、反応性スパッタリングで薄膜を成膜する際に成膜室内に存在することによって成膜速度を大きくし、生産性を向上させることができる元素である。この貴ガスがプラズマ化し、ターゲットに衝突することでターゲットからターゲット構成元素が飛び出し、途中、反応性ガスを取りこみつつ、透光性基板１上に積層されて薄膜が形成される。このターゲット構成元素がターゲットから飛び出し、透光性基板に付着するまでの間に成膜室中の貴ガスがわずかに取り込まれる。この反応性スパッタリングで必要とされる貴ガスとして好ましいものとしては、アルゴン、クリプトン、キセノンが挙げられる。また、薄膜の応力を緩和するために、原子量の小さいヘリウム、ネオンを薄膜に積極的に取りこませることができる。
　高窒化層２２の窒素含有量は、５０原子％以上であることが求められる。このような高窒化層２２は、ＥＢ欠陥修正の終点検出時における高窒化層２２の窒素の検出強度が高く、酸化ケイ素を主成分とする透光性基板との間で終点検出がしやすい。高窒化層２２の窒素含有量は、５２原子％以上であると好ましい。また、高窒化層２２の窒素含有量は、５７原子％以下であると好ましく、５５原子％以下であるとより好ましい。
　低窒化層２１の窒素含有量は、５０原子％未満であることが求められる。これは、遮光膜２に求められる遮光性能をより薄い全体膜厚で確保するためである。低窒化層２１の窒素含有量は、４８原子％以下であると好ましく、４５原子％以下であるとより好ましい。また、低窒化層２１の窒素含有量は、２０原子％以上であると好ましく、２５原子％以上であるとより好ましい。一方、ＥＢ欠陥修正時における低窒化層２１と高窒化層２２との間の修正レート差が大きくなりすぎないようにすることを考慮すると、低窒化層２１の窒素含有量を２０原子％以上とすることが望まれる。
　高窒化層２２および低窒化層２１は、同じ構成元素からなることが好ましい。高窒化層２２および低窒化層２１のいずれかが異なる構成元素を含み、これらが接して積層している状態で加熱処理または光照射処理が行われた場合やＡｒＦ露光光の照射が行われた場合、その異なる構成元素がその構成元素を含んでいない側の層に移動して拡散するおそれがある。そして、高窒化層２２および低窒化層２１の光学特性が、成膜当初から大きく変わってしまうおそれがある。また、特にその異なる構成元素が半金属元素である場合、高窒化層２２および低窒化層２１を異なるターゲットを用いて成膜しなければならなくなる。
　高窒化層２２および低窒化層２１は、ケイ素および窒素からなる材料で形成することが好ましい。なお、貴ガスは、薄膜に対してラザフォード後方散乱分光法（ＲＢＳ）やＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）のような組成分析を行っても検出することが困難な元素である。このため、前記のケイ素および窒素からなる材料には、貴ガスを含有する材料も包含しているとみなすことができる。
　高窒化層２２は、厚さが１０ｎｍ以下であることが求められる。高窒化層２２の厚さを１０ｎｍ以下とすることで、ＥＢ欠陥修正の修正レートを速くすることができる。高窒化層２２の厚さは、９ｎｍ以下であると好ましく、８ｎｍ以下であるとより好ましい。一方、高窒化層２２の厚さは、２ｎｍ以上であることが好ましく、３ｎｍ以上であるとより好ましい。高窒化層２２の厚さが２ｎｍ未満であると、ＥＢ欠陥修正の終点検出時における高窒化層２２の窒素の検出強度が低下する恐れがある。
　低窒化層２１は、その厚さが高窒化層２２の厚さの２倍以上であることが求められる。遮光膜２に求められる遮光性能をより薄い全体膜厚で確保するには、遮光性能が相対的に高い低窒化層２１の厚さを遮光性能が相対的に低い高窒化層２２の厚さの２倍以上にすることが必要となる。一方、低窒化層２１は、その厚さが高窒化層２２の厚さの１０倍以下であると好ましく、８倍以下であるとより好ましく、５倍以下であるとさらに好ましい。これは、ＥＢ欠陥修正時に遮光膜２のパターン側壁における低窒化層２１の食い込みが大きくなる恐れがあるためである。
　遮光膜２における高窒化層２２と低窒化層２１とからなる積層構造の組数は、３組（合計６層）以上であることが求められる。その積層構造の組数は、４組（合計８層）以上であるとより好ましい。また、遮光膜２における高窒化層２２と低窒化層２１とからなる積層構造の組数は、１０組（合計２０層）以下であると好ましく、９組（合計１８層）以下であるとより好ましく、８組（合計１６層）以下であるとさらに好ましい。上記の通り、ＥＢ欠陥修正時の終点検出の観点から高窒化層２２に求められる最低膜厚が決まっており、積層構造の組数が１０組以上になると遮光膜２の全体膜厚に対する高窒化層２２の比率が高くなる。この場合、遮光膜２の全体膜厚を薄くしつつ、所望の遮光性能を確保することができなくなる。遮光膜２における高窒化層２２および低窒化層２１の厚さは、積層構造における各層で、同じ厚さとすることができ、異なる厚さとすることもできる。
　高窒化層２２は、低窒化層２１に比べてＳｉ－Ｎ結合からなる微結晶構造の存在比率が高くなる。また、低窒化層２１は、高窒化層２２に比べてＳｉのアモルファス構造の存在比率が高くなる。このため、高窒化層２２と低窒化層２１との間で形成される混合領域は、その混合領域を除いた高窒化層２２の領域に比べ、Ｓｉのアモルファス構造の存在比率が高くなる。また、上記の混合領域は、その混合領域を除いた高窒化層２２の領域に比べて、Ｓｉ－Ｎ結合からなる微結晶構造の存在比率が低くなる。このような内部構造を有する混合領域は、高窒化層２２に比べてＥＢ欠陥修正の修正レートが速くなる。なお、混合領域の厚さは、０．１ｎｍ以上、２ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。
　遮光膜２における高窒化層２２と低窒化層２１は、他の膜を介さずに、直接互いに接して積層する構造であることが好ましい。高窒化層２２と低窒化層２１の間に混合領域を形成させて、遮光膜２のＥＢ欠陥修正に対する修正レートを速くすることができる。
　遮光膜２に対するＥＢ欠陥修正の観点では、高窒化層２２と低窒化層２１とからなる積層構造は、透光性基板１側から高窒化層２２と低窒化層２１がこの順に積層していることが好ましい。透光性基板１は、酸化ケイ素を主成分とする材料で形成されている。窒化ケイ素系材料で形成された遮光膜２に対してＥＢ欠陥修正を行うときの遮光膜２と透光性基板１との間でのエッチング終点検出では、エッチングの進行に伴う窒素の検出強度の低下から酸素の検出強度の上昇への変化を見て判定することになる。この点を考慮すると、遮光膜２の透光性基板１と接する側の層は、窒素含有量が多い高窒化層２２を配置したほうが、ＥＢ欠陥修正時のエッチング終点検出には有利である。
　一方、窒化ケイ素系材料の遮光膜２にドライエッチングでパターンを形成する際、透光性基板１に対するドライエッチングのエッチングレートが比較的小さい、ＳＦ６のようなフッ素系ガスが用いられるのが一般的である。ＳＦ６のようなフッ素系ガスによるドライエッチングに対しては、窒素含有量が多い高窒化層２２の方が透光性基板１との間でのエッチング選択性を高くすることができる。遮光膜２に対するドライエッチングの観点では、高窒化層２２と低窒化層２１とからなる積層構造は、透光性基板１側から高窒化層２２と低窒化層２１がこの順に積層していることが好ましい。
　高窒化層２２は、ＡｒＦ露光光に対する屈折率ｎが２．４以上（好ましくは２．５以上）であり、消衰係数ｋが１．０未満（好ましくは０．９以下、より好ましくは０．７以下、さらに好ましくは０．４以下）である材料で形成されていることが好ましい。また、低窒化層２１は、屈折率ｎが２．２未満（好ましくは２．１以下、より好ましくは２．０以下）であり、かつ消衰係数ｋが１．２以上（好ましくは１．４以上、より好ましくは１．５以上）である材料で形成されていることが好ましい。
　薄膜の屈折率ｎおよび消衰係数ｋは、その薄膜の組成だけで決まるものではない。その薄膜の膜密度および結晶状態なども、屈折率ｎおよび消衰係数ｋを左右する要素である。このため、反応性スパッタリングで薄膜を成膜するときの諸条件を調整して、その薄膜が所望の屈折率ｎおよび消衰係数ｋとなるように成膜する。高窒化層２２および低窒化層２１を、上記の屈折率ｎおよび消衰係数ｋの範囲にするには、反応性スパッタリングで成膜する際に、貴ガスと反応性ガスの混合ガスの比率を調整することだけに限られない。反応性スパッタリングの成膜条件は、成膜室内の圧力、ターゲットに印加する電力、ターゲットと透光性基板との間の距離等の位置関係など多岐にわたる。また、これらの成膜条件は成膜装置に固有のものであり、形成される薄膜が所望の屈折率ｎおよび消衰係数ｋになるように適宜調整されるものである。
　高窒化層２２および低窒化層２１は、スパッタリングによって形成されるが、ＤＣスパッタリング、ＲＦスパッタリングおよびイオンビームスパッタリングなどのいずれのスパッタリングも適用可能である。導電性が低いターゲット（ケイ素ターゲット、半金属元素を含有しないあるいは半金属元素の含有量の少ないケイ素化合物ターゲットなど）を用いる場合においては、ＲＦスパッタリングやイオンビームスパッタリングを適用することが好ましいが、成膜レートを考慮すると、ＲＦスパッタリングを適用することがより好ましい。
　マスクブランク１００を製造する方法は、高窒化層形成工程と低窒化層形成工程とを有することが好ましい。高窒化層形成工程は、ケイ素ターゲットまたはケイ素に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料からなるターゲットを用い、窒素系ガスと貴ガスを含むスパッタリングガス中での反応性スパッタリングによって、透光性基板上１に高窒化層２２を形成する。低窒化層形成工程は、ケイ素ターゲットまたはケイ素に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料からなるターゲットを用い、窒素系ガスと貴ガスを含むスパッタリングガスであって、高窒化層形成工程のときよりも窒素系ガスの混合比率が低いスパッタリングガス中での反応性スパッタリングによって、透光性基板１上に低窒化層２１を形成する。
　また、このマスクブランク１００の製造方法においては、高窒化層形成工程で使用されるスパッタリングガスは、成膜が不安定になる傾向を有する遷移モードとなる窒素系ガスの混合比率の範囲よりも多い窒素系ガスの混合比率、いわゆるポイズンモード（反応モード）が選定され、低窒化層形成工程で使用されるスパッタリングガスは、遷移モードとなる窒素系ガスの混合比率の範囲よりも少ない窒素系ガスの混合比率、いわゆるメタルモードが選定されることが好ましい。なお、ポイズンモード、遷移モードおよび反応モードに関する事項は、上記特許文献３の位相シフト膜の高窒化層と低窒化層をスパッタリングで成膜する場合と同様である。
　高窒化層形成工程および低窒化層形成工程で用いられる窒素系ガスは、窒素を含有するガスであればいずれのガスも適用可能である。上記の通り、高窒化層２２および低窒化層２１は、酸素含有量を低く抑えることが好ましいため、酸素を含有しない窒素系ガスを適用することが好ましく、窒素ガス（Ｎ２ガス）を適用することがより好ましい。また、高窒化層形成工程および低窒化層形成工程で用いられる貴ガスは、いずれの貴ガスも適用可能である。この貴ガスとして好ましいものとしては、アルゴン、クリプトン、キセノンが挙げられる。また、薄膜の応力を緩和するために、原子量の小さいヘリウム、ネオンを薄膜に積極的に取りこませることができる。
　遮光膜２は、透光性基板１から最も離れた位置に、ケイ素、窒素および酸素からなる材料、またはこの材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成された最上層２３を備えることが好ましい。酸素を積極的に含有させず、かつ窒素を含有させたケイ素系材料膜は、ＡｒＦ露光光に対する耐光性は高いが、酸素を積極的に含有させたケイ素系材料膜に比べて耐薬性が低い傾向がある。
　遮光膜２の透光性基板１側とは反対側の最上層２３として、酸素を積極的に含有させず、かつ窒素を含有させた高窒化層２２または低窒化層２１を配置したマスクブランク１００の場合、そのマスクブランク１００から作製した転写用マスクに対してマスク洗浄を行うことや大気中での保管を行うことによって、遮光膜２の表層が酸化していくことを回避することは難しい。遮光膜２の表層が酸化すると、薄膜の光学特性が成膜時の光学特性から大きく変わってしまう。特に、遮光膜２の最上層２３として低窒化層２１を設けた構成の場合には、低窒化層２１が酸化することによる遮光性能の低下は大きくなってしまう。高窒化層２２および低窒化層２１の積層構造の上に、さらに、ケイ素、窒素および酸素からなる材料、またはこの材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成された最上層２３を設けることで、高窒化層２２および低窒化層２１の表面酸化を抑制することができる。
　ケイ素、窒素および酸素からなる材料、またはこの材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成された最上層２３は、層の厚さ方向でほぼ同じ組成である構成のほか、層の厚さ方向で組成傾斜した構成（最上層２３が、透光性基板１から遠ざかっていくに従い層中の酸素含有量が増加していく組成傾斜を有する構成）も含まれる。層の厚さ方向でほぼ同じ組成である構成の最上層２３に好適な材料としては、ＳｉＯ２やＳｉＯＮが挙げられる。層の厚さ方向で組成傾斜した構成の最上層２３としては、透光性基板１側がＳｉＮであり、透光性基板１から遠ざかっていくに従って酸素含有量が増加して表層がＳｉＯ２あるいはＳｉＯＮである構成であることが好ましい。
　最上層２３は、スパッタリングによって形成されるが、ＤＣスパッタリング、ＲＦスパッタリングおよびイオンビームスパッタリングなどのいずれのスパッタリングも適用可能である。導電性が低いターゲット（ケイ素ターゲット、半金属元素を含有しないあるいは半金属元素の含有量の少ないケイ素化合物ターゲットなど）を用いる場合においては、ＲＦスパッタリングやイオンビームスパッタリングを適用することが好ましいが、成膜レートを考慮すると、ＲＦスパッタリングを適用することがより好ましい。
　また、マスクブランク１００の製造方法では、ケイ素ターゲットまたはケイ素に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料からなるターゲットを用い、貴ガスを含むスパッタリングガス中でのスパッタリングによって、遮光膜２の透光性基板１から最も離れた位置に最上層２３を形成する最上層形成工程を有することが好ましい。さらに、このマスクブランク１００の製造方法では、ケイ素ターゲットを用い、窒素ガスと貴ガスからなるスパッタリングガス中での反応性スパッタリングによって、遮光膜２の透光性基板１から最も離れた位置に最上層２３を形成し、前記最上層２３の少なくとも表層を酸化させる処理を行う最上層形成工程を有することがより好ましい。この場合における最上層２３の表層を酸化させる処理としては、大気中などの酸素を含有する気体中における加熱処理、大気中などの酸素を含有する気体中でのフラッシュランプ等の光照射処理、オゾンや酸素プラズマを最上層２３に接触させる処理などがあげられる。
　最上層２３の形成には、ケイ素ターゲットまたはケイ素に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料からなるターゲットを用い、窒素ガスと酸素ガスと貴ガスとを含むスパッタリングガス中での反応性スパッタリングによって形成する最上層形成工程を適用することができる。この最上層形成工程は、層の厚さ方向でほぼ同じ組成である構成の最上層２３、および組成傾斜した構成の最上層２３のいずれの形成にも適用できる。また、最上層２３の形成には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）ターゲットまたは二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料からなるターゲットを用い、貴ガスを含むスパッタリングガス中でのスパッタリングによって形成する最上層形成工程を適用することができる。この最上層形成工程も、層の厚さ方向でほぼ同じ組成である構成の最上層２３と、組成傾斜した構成の最上層２３のいずれの形成にも適用できる。
　マスクブランク１００において、遮光膜２上にハードマスク膜３を備えることが好ましい。遮光膜２は、所定の光学濃度を確保する機能が必須であるため、その厚さを低減するには限界がある。ハードマスク膜３は、その直下の遮光膜２にパターンを形成するドライエッチングが終わるまでの間、エッチングマスクとして機能することができるだけの膜の厚さがあれば十分であり、基本的に光学特性上の制限を受けない。このため、ハードマスク膜３の厚さは遮光膜２の厚さに比べて大幅に薄くすることができる。そして、有機系材料のレジスト膜は、このハードマスク膜３にパターンを形成するドライエッチングが終わるまでの間、エッチングマスクとして機能するだけの膜の厚さがあれば十分であるので、従来よりも大幅にレジスト膜の厚さを薄くすることができる。
　ハードマスク膜３は、クロムを含有する材料で形成されることが好ましい。このハードマスク膜３を形成するクロムを含有する材料としては、クロム金属のほか、クロムに酸素、窒素、炭素、ホウ素およびフッ素から選ばれる１以上の元素を含有する材料が挙げられる。ハードマスク膜３は、厚さが２０ｎｍ以下であると好ましく、１５ｎｍ以下であるとより好ましい。また、ハードマスク膜３は、厚さが２ｎｍ以上であると好ましく、３ｎｍ以上であるとより好ましい。
　図２に、本発明の実施形態であるマスクブランク１００から転写用マスク（バイナリマスク）２００を製造する工程の断面模式図を示す。
　本発明の転写用マスク２００は、透光性基板１上に、転写パターンを有する遮光膜２（遮光パターン２ａ）を備えた転写用マスクであって、遮光膜２はＡｒＦエキシマレーザーの露光光に対する光学濃度が２．５以上であり、その遮光膜２は高窒化層２２と低窒化層２１とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造を含み、高窒化層２２および低窒化層２１は、ケイ素及び窒素からなる材料、または上記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成され、高窒化層２２は、窒素の含有量が５０原子％以上で、厚さが１０ｎｍ以下であり、低窒化層２１は、窒素の含有量が５０原子％未満であり、低窒化層２１の厚さは、高窒化層２２の厚さの２倍以上であることを特徴とするものである。
　この転写用マスク２００は、上記のマスクブランク１００と同様の技術的特徴を有している。それゆえ、転写用マスク２００における透光性基板１、遮光膜２の高窒化層２２、低窒化層２１および最上層２３に関する事項については、上記のマスクブランク１００と同様である。
　また、本発明の転写用マスク２００の製造方法は、上記のマスクブランク１００を用いるものであって、ドライエッチングによりハードマスク膜３に転写パターンを形成する工程と、転写パターンを有するハードマスク膜３（ハードマスクパターン３ａ）をマスクとするドライエッチングにより遮光膜２に転写パターンを形成する工程と、転写パターンを有するハードマスク膜３（ハードマスクパターン３ａ）を除去する工程とを備えることを特徴とする。
　このような転写用マスク２００は、ＡｒＦ耐光性が高く、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光を積算照射された後のものであっても、遮光パターン２ａのＣＤ変化（太り）を小さい範囲に抑制できる。近年のＤＲＡＭ　ｈｐ３２ｎｍ世代に対応する微細パターンを有する転写用マスク２００を製造する場合、マスクブランク１００の遮光膜２にドライエッチングによって転写パターンを形成した段階で、黒欠陥部分が全くないというケースはかなり少ない。また、上記の微細パターンを有する遮光膜２の黒欠陥部分に対して行う欠陥修正には、ＥＢ欠陥修正が適用されることが多い。低窒化層と高窒化層の組み合わせの数を１組（２層構造）または２組（４層構造）の積層構造とした遮光膜に比べて、低窒化層と高窒化層の組み合わせの数を３組（６層構造）以上の積層構造とした遮光膜の方が、混合領域が形成される数が多く（混合領域の合計厚さが大きく）、ＥＢ欠陥修正の修正レートが顕著に速い。これに加え、遮光膜２の高窒化層２２は、ＥＢ欠陥修正に対する修正レートが遅いが、高窒化層の厚さを１０ｎｍ以下とすることでＥＢ欠陥修正に要する修正時間が短縮される。このため、遮光膜２の黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正を行ったときに、修正後の遮光膜２のパターン側壁形状に生じる段差が十分に低減されており、その修正後の転写用マスク２００は高い転写精度を有する。
　これらのことから、ＡｒＦエキシマレーザーを露光光とする露光装置のマスクステージに、黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正が行われ、さらに積算照射が行われた後の転写用マスク２００をセットし、半導体基板上のレジスト膜に転写パターン２ａを露光転写しても、半導体基板上のレジスト膜に設計仕様を十分に満たす精度でパターンを転写することができる。
　以下、図２に示す製造工程にしたがって、転写用マスク２００の製造方法の一例を説明する。
　まず、マスクブランク１００におけるハードマスク膜３に接して、レジスト膜をスピン塗布法によって形成した。次に、レジスト膜に対して、遮光膜２に形成すべき転写パターン（遮光パターン）を露光描画し、さらに現像処理等の所定の処理を行い、転写パターンを有するレジストパターン４ａを形成した（図２（ａ））。続いて、レジストパターン４ａをマスクとして、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングを行い、ハードマスク膜３に転写パターンを形成（ハードマスクパターン３ａ）した（図２（ｂ））。
　次に、レジストパターン４ａを除去してから、ハードマスクパターン３ａをマスクとし、フッ素系ガスを用いたドライエッチングを行い、遮光膜２に転写パターンを形成（遮光パターン２ａ）した（図２（ｃ））。さらに、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングを行ってハードマスクパターン３ａを除去し、洗浄等の所定の処理を経て、転写用マスク（バイナリマスク）２００を得た（図２（ｄ））。
　上記のドライエッチングで使用される塩素系ガスとしては、Ｃｌが含まれていれば特に制限はない。たとえば、塩素系ガスとして、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ２、ＣＨＣｌ３、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３等があげられる。また、上記のドライエッチングで使用されるフッ素系ガスとしては、Ｆが含まれていれば特に制限はない。たとえば、フッ素系ガスとして、ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６等があげられる。特に、Ｃを含まないフッ素系ガスは、ガラス材料の透光性基板１に対するエッチングレートが比較的低いため、透光性基板１へのダメージをより小さくすることができる。
　さらに、本発明の半導体デバイスの製造方法は、前記の転写用マスク２００または前記のマスクブランク１００を用いて製造された転写用マスク２００を用い、半導体基板上のレジスト膜にパターンを露光転写することを特徴としている。本発明の転写用マスク２００やマスクブランク１００は、上記の通りの効果を有するため、ＡｒＦエキシマレーザーを露光光とする露光装置のマスクステージに、黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正が行われ、さらにＡｒＦエキシマレーザーの露光光を積算照射された後の本発明の転写用マスク２００をセットし、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写しても、半導体基板上のレジスト膜に設計仕様を十分に満たす精度でパターンを転写することができる。このため、このレジスト膜のパターンをマスクとして、下層膜をドライエッチングして回路パターンを形成した場合、精度不足に起因する配線短絡や断線のない高精度の回路パターンを形成することができる。
　以下、実施例により、本発明の実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
［マスクブランクの製造］
　主表面の寸法が約１５２ｍｍ×約１５２ｍｍで、厚さが約６．２５ｍｍの合成石英ガラスからなる透光性基板１を準備した。この透光性基板１は、端面及び主表面が所定の表面粗さに研磨され、その後、所定の洗浄処理および乾燥処理を施されたものであった。
　次に、枚葉式ＲＦスパッタ装置内に透光性基板１を設置し、ケイ素（Ｓｉ）ターゲットを用い、クリプトン（Ｋｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）および窒素（Ｎ２）の混合ガス（流量比　Ｋｒ：Ｈｅ：Ｎ２＝１：１１：３，圧力＝０．０９２Ｐａ）をスパッタリングガスとし、ＲＦ電源の電力を２．８ｋＷとし、反応性スパッタリング（ＲＦスパッタリング）により、透光性基板１上に、ケイ素および窒素からなる高窒化層２２（Ｓｉ：Ｎ＝４４原子％：５６原子％）を５ｎｍの厚さで形成した。別の透光性基板の主表面に対して、同条件で高窒化層２２のみを形成し、分光エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製　Ｍ－２０００Ｄ）を用いてこの高窒化層２２の光学特性を測定したところ、波長１９３ｎｍにおける屈折率ｎが２．５６、消衰係数ｋが０．３６であった。
　なお、この高窒化層２２を成膜する際に用いた条件は、その使用した枚葉式ＲＦスパッタ装置で事前に、スパッタリングガスにおけるＫｒガス、ＨｅガスおよびＮ２ガスの混合ガス中のＮ２ガスの流量比と、成膜速度との関係を検証し、ポイズンモード（反応モード）の領域で安定的に成膜できる流量比等の成膜条件を選定している。また、高窒化層２２の組成は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）による測定によって得られた結果である。以下、他の膜に関しても同様である。
　次に、枚葉式ＲＦスパッタ装置内に、高窒化層２２が積層された透光性基板１を設置し、ケイ素（Ｓｉ）ターゲットを用い、クリプトン（Ｋｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）および窒素（Ｎ２）の混合ガス（流量比　Ｋｒ：Ｈｅ：Ｎ２＝１：１１：１，圧力＝０．０３７Ｐａ）をスパッタリングガスとし、ＲＦ電源の電力を２．８ｋＷとし、反応性スパッタリング（ＲＦスパッタリング）により、高窒化層２２上に、ケイ素および窒素からなる低窒化層２１（Ｓｉ：Ｎ＝６２原子％：３８原子％）を１９ｎｍの厚さで形成した。別の透光性基板の主表面に対して、同条件で低窒化層２１のみを形成し、分光エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製　Ｍ－２０００Ｄ）を用いてこの低窒化層２１の光学特性を測定したところ、波長１９３ｎｍにおける屈折率ｎが１．６４、消衰係数ｋが１．８６であった。
　なお、この低窒化層２１を成膜する際に用いた条件は、その使用した枚葉式ＲＦスパッタ装置で事前に、スパッタリングガスにおけるＫｒガス、ＨｅガスおよびＮ２ガスの混合ガス中のＮ２ガスの流量比と、成膜速度との関係を検証し、メタルモードの領域で安定的に成膜できる流量比等の成膜条件を選定している。
　以上の手順により、透光性基板１の表面に接して、高窒化層２２と低窒化層２１がこの順に積層した１組の積層構造を形成した。次に、この１組の積層構造が形成された透光性基板１の低窒化層２１の表面に接して、同様の手順で高窒化層２２と低窒化層２１の積層構造をさらに２組形成した。
　次に、高窒化層２２と低窒化層２１の積層構造を３組備える透光性基板１を枚葉式ＲＦスパッタ装置内に設置し、高窒化層２２を形成するときと同じ成膜条件で、透光性基板１側から最も遠い低窒化層２１の表面に接して最上層２３を５ｎｍの厚さで形成した。以上の手順により、透光性基板１上に、高窒化層２２と低窒化層２１の積層構造を３組有し、その上に最上層２３を有する、合計７層構造の遮光膜２を合計膜厚７７ｎｍで形成した。
　次に、この遮光膜２が形成された透光性基板１に対し、大気中において加熱温度５００℃、処理時間１時間の条件で加熱処理を行った。加熱処理後の遮光膜２のＡｒＦエキシマレーザーの光の波長（約１９３ｎｍ）における光学濃度を測定したところ、２．９３であった。
　別の透光性基板１に対し、同様の手順で加熱処理を行った後の遮光膜２を形成し、遮光膜２の断面をＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察したところ、最上層２３は、透光性基板１側から遠ざかるに従い、酸素含有量が増加している組成傾斜を有する構造となっていた。また、高窒化層２２と低窒化層２１との界面（３つ）近傍にそれぞれ１ｎｍ前後の混合領域があることが確認された。
　次に、枚葉式ＤＣスパッタ装置内に加熱処理後の遮光膜２が形成された透光性基板１を設置し、クロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、アルゴン（Ａｒ）および窒素（Ｎ２）混合ガスをスパッタリングガスとし、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、遮光膜２の表面に接して、ＣｒＮからなるハードマスク膜３（Ｃｒ：Ｎ＝７５原子％：２５原子％）を５ｎｍの厚さで形成した。さらに、ハードマスク膜３を遮光膜２のアニール処理よりも低い温度でアニールすることにより、遮光膜２の膜応力に影響を与えずにハードマスク膜３の応力を極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロに）なるように調整した。以上の手順により、透光性基板１上に、７層構造の遮光膜２およびハードマスク膜３が積層した構造を備えるマスクブランク１００を製造した。
［転写用マスクの製造］
　次に、この実施例１のマスクブランク１００を用い、以下の手順で実施例１の転写用マスク（バイナリマスク）２００を作製した。
　最初に、スピン塗布法によって、ハードマスク膜３の表面に接して、電子線描画用化学増幅型レジストからなるレジスト膜を膜厚８０ｎｍで形成した。次に、このレジスト膜に対して、遮光膜２に形成すべき転写パターンを電子線描画し、所定の現像処理および洗浄処理を行い、転写パターンを有するレジストパターン４ａを形成した（図２（ａ））。なお、このとき、電子線描画した転写パターンには、遮光膜２に黒欠陥が形成されるように、本来形成されるべき転写パターンのほかにプログラム欠陥を加えておいた。
　次に、レジストパターン４ａをマスクとし、塩素と酸素との混合ガス（ガス流量比　Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いたドライエッチングを行い、ハードマスク膜３に転写パターン（ハードマスクパターン３ａ）を形成した（図２（ｂ））。次に、レジストパターン４ａを除去した。続いて、ハードマスクパターン３ａをマスクとし、フッ素系ガス（ＳＦ６とＨｅの混合ガス）を用いたドライエッチングを行い、遮光膜２に転写パターンを形成（遮光パターン２ａ）した（図２（ｃ））。さらに、塩素と酸素との混合ガス（ガス流量比　Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いたドライエッチングを行い、ハードマスクパターン３ａを除去し、洗浄等の所定の処理を経て、転写用マスク（バイナリマスク）２００を得た（図２（ｄ）参照）。
　製造した実施例１のバイナリマスクである転写用マスク２００に対してマスク検査装置によってマスクパターンの検査を行ったところ、プログラム欠陥を配置していた箇所の遮光パターン２ａに黒欠陥の存在が確認された。その黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正を行ったところ、ＥＢ欠陥修正の修正レートが高く、透光性基板１に対する遮光パターン２ａの修正レート比が２．７と高かった。
　また、上記の実施例１と同様の手順で別の転写用マスクを製造し、遮光パターン２ａのプログラム欠陥の黒欠陥に対してＥＢ欠陥修正を行った。そして、そのＥＢ欠陥修正を行った箇所の遮光パターン２ａの側壁をＴＥＭで観察したところ、低窒化層２１の過剰な修正による遮光パターン２ａの側壁の段差は小さく、バイナリマスクとして許容範囲内であった。
　次に、このＥＢ欠陥修正後の実施例１の転写用マスク２００の遮光パターン２ａに対して、ＡｒＦエキシマレーザー光を積算照射量２０ｋＪ／ｃｍ２で照射する処理を行った。この照射処理の前後における遮光パターン２ａのＣＤ変化量は、２ｎｍ程度であり、転写用マスク２００として使用可能な範囲のＣＤ変化量であった。ＥＢ欠陥修正及びＡｒＦエキシマレーザー光の照射処理を行った後の実施例１の転写用マスク２００に対し、ＡＩＭＳ１９３（Ｃａｒｌ　Ｚｅｉｓｓ社製）を用いて、波長１９３ｎｍの露光光で半導体基板上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。
　このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、設計仕様を十分に満たしていた。また、ＥＢ欠陥修正を行った部分の転写像は、それ以外の領域の転写像に比べてそん色のないものであった。この結果から、ＥＢ欠陥修正及びＡｒＦエキシマレーザーの積算照射を行った後の実施例１の転写用マスク２００を露光装置のマスクステージにセットし、半導体基板上のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体基板上に形成される回路パターンは高精度で形成できるといえる。
（実施例２）
［マスクブランクの製造］
　実施例２のマスクブランク１００は、遮光膜２を変更した以外は、実施例１のマスクブランク１００と同様の手順で製造された。具体的には、実施例２の遮光膜は、高窒化層２２の厚さを２．５ｎｍに、低窒化層２１の厚さを１１．５ｎｍとし、この高窒化層２２と低窒化層２１の積層構造を合計５組形成し、最上層２３の厚さを２．５ｎｍとした。すなわち、透光性基板１上に、高窒化層２２と低窒化層２１の積層構造を５組有し、その上に最上層２３を有する、合計１１層構造の遮光膜２を合計膜厚７２．５ｎｍで形成した。
　この実施例２の場合においても、遮光膜２が形成された透光性基板１に対し、大気中において加熱温度５００℃、処理時間１時間の条件で加熱処理を行った。加熱処理後の遮光膜２のＡｒＦエキシマレーザーの光の波長（約１９３ｎｍ）における光学濃度を測定したところ、３．００であった。
　別の透光性基板１に対し、同様の手順で加熱処理を行った後の遮光膜２を形成し、遮光膜２の断面をＴＥＭで観察したところ、最上層２３は、透光性基板１側から遠ざかるに従い、酸素含有量が増加している組成傾斜を有する構造となっていた。また、高窒化層２２と低窒化層２１との界面（３つ）近傍にそれぞれ１ｎｍ前後の混合領域があることが確認された。
　以上の手順により、透光性基板１上に、１１層構造の遮光膜２およびハードマスク膜３が積層した構造を備える実施例２のマスクブランク１００を製造した。
［転写用マスクの製造］
　次に、この実施例２のマスクブランク１００を用い、実施例１と同様の手順で、実施例２の転写用マスク２００を製造した。製造した実施例２のバイナリマスクである転写用マスク２００に対してマスク検査装置によってマスクパターンの検査を行ったところ、プログラム欠陥を配置していた箇所の遮光パターン２ａに黒欠陥の存在が確認された。その黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正を行ったところ、ＥＢ欠陥修正の修正レートが高く、遮光パターン２ａと透光性基板１との間の修正レート比が３．３と高かった。
　また、上記の実施例２と同様の手順で別の転写用マスクを製造し、遮光パターン２ａのプログラム欠陥の黒欠陥に対してＥＢ欠陥修正を行った。そして、そのＥＢ欠陥修正を行った箇所の遮光パターン２ａの側壁をＴＥＭで観察したところ、低窒化層２１の過剰な修正による遮光パターン２ａの側壁の段差は小さく、バイナリマスクとして許容範囲内であった。
　次に、このＥＢ欠陥修正後の実施例２の転写用マスク２００の遮光パターン２ａに対して、ＡｒＦエキシマレーザー光を積算照射量２０ｋＪ／ｃｍ２で照射する処理を行った。この照射処理の前後における遮光パターン２ａのＣＤ変化量は、２ｎｍ程度であり、転写用マスク２００として使用可能な範囲のＣＤ変化量であった。ＥＢ欠陥修正及びＡｒＦエキシマレーザー光の照射処理を行った後の実施例２の転写用マスク２００に対し、ＡＩＭＳ１９３（Ｃａｒｌ　Ｚｅｉｓｓ社製）を用いて、波長１９３ｎｍの露光光で半導体基板上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。
　このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、設計仕様を十分に満たしていた。また、ＥＢ欠陥修正を行った部分の転写像は、それ以外の領域の転写像に比べてそん色のないものであった。この結果から、ＥＢ欠陥修正及びＡｒＦエキシマレーザーの積算照射を行った後の実施例２の転写用マスク２００を露光装置のマスクステージにセットし、半導体基板上のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体デバイス上に形成される回路パターンは高精度で形成できるといえる。
（比較例１）
［マスクブランクの製造］
　比較例１のマスクブランクは、遮光膜を変更した以外は、実施例１のマスクブランク１００と同様の手順で製造された。具体的には、比較例１の遮光膜は、透光性基板の表面に接して、実施例１と同じ手順で高窒化層を１２ｎｍの厚さで形成し、その高窒化層の表面に接して低窒化層を５４ｎｍの厚さで形成し、さらに最上層を１３ｎｍの厚さで形成し、合計膜厚を７９ｎｍの３層構造とした。
　この比較例１の場合においても、遮光膜が形成された透光性基板に対し、大気中において加熱温度５００℃、処理時間１時間の条件で加熱処理を行った。加熱処理後の遮光膜のＡｒＦエキシマレーザーの光の波長（約１９３ｎｍ）における光学濃度を測定したところ、２．９６であった。
　別の透光性基板に対し、同様の手順で加熱処理を行った後の遮光膜を形成し、遮光膜の断面をＴＥＭで観察したところ、最上層は、透光性基板側から遠ざかるに従い、酸素含有量が増加している組成傾斜を有する構造となっていた。また、低窒化層と高窒化層との界面近傍に１ｎｍ前後の混合領域があることが確認された。以上の手順により、透光性基板上に、３層構造の遮光膜およびハードマスク膜が積層した構造を備える比較例１のマスクブランクを製造した。
［転写用マスクの製造］
　次に、この比較例１のマスクブランクを用い、実施例１と同様の手順で、比較例１の転写用マスクを製造した。製造した比較例１のバイナリマスクである転写用マスクに対してマスク検査装置によってマスクパターンの検査を行ったところ、プログラム欠陥を配置していた箇所の遮光パターンに黒欠陥の存在が確認された。その黒欠陥部分に対してＥＢ欠陥修正を行ったところ、ＥＢ欠陥修正の修正レートが低く、遮光パターンと透光性基板との間の修正レート比が２．０と低かった。
　また、上記の比較例１と同様の手順で別の転写用マスクを製造し、遮光パターンのプログラム欠陥の黒欠陥に対してＥＢ欠陥修正を行った。そして、そのＥＢ欠陥修正を行った箇所の遮光パターンの側壁をＴＥＭで観察したところ、低窒化層の過剰な修正による遮光パターンの側壁の段差が大きく、バイナリマスクの許容範囲内を越えていた。
　次に、このＥＢ欠陥修正後の比較例１の転写用マスクの遮光パターンに対して、ＡｒＦエキシマレーザー光を積算照射量２０ｋＪ／ｃｍ２で照射する処理を行った。この照射処理の前後における遮光パターンのＣＤ変化量は、２ｎｍ程度であり、転写用マスクとして使用可能な範囲のＣＤ変化量であった。ＥＢ欠陥修正及びＡｒＦエキシマレーザー光の照射処理を行った後の比較例１の転写用マスクに対し、ＡＩＭＳ１９３（Ｃａｒｌ　Ｚｅｉｓｓ社製）を用いて、波長１９３ｎｍの露光光で半導体基板上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。
　このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、ＥＢ欠陥修正を行った部分以外では、概ね設計仕様を十分に満たしていた。しかし、ＥＢ欠陥修正を行った部分の転写像は、遮光パターンの側壁の段差に起因する転写不良が発生するレベルのものであった。この結果から、ＥＢ欠陥修正を行った後の比較例１の転写用マスクを露光装置のマスクステージにセットし、半導体基板上のレジスト膜に露光転写した場合、最終的に半導体デバイス上に形成される回路パターンには、回路パターンの断線や短絡が発生することが予想される。
　なお、実施例１と同じ手順で、高窒化層と低窒化層の組み合わせを２組設けた構造（４層構造）の遮光膜を、高窒化層の合計膜厚と低窒化層の合計膜厚がともに２層構造および６層構造の遮光膜とほぼ同じになるように調整して透光性基板の上に形成し、その遮光膜に対してＥＢ欠陥修正を行い、ＥＢ欠陥修正の修正レートを測定した。その結果、この４層構造の遮光膜と２層構造の遮光膜の間でのＥＢ欠陥修正の修正レートの差はかなり小さく、６層構造の遮光膜と４層構造の遮光膜の間でのＥＢ欠陥修正の修正レートのような顕著な差にはならないことを確認した。
　１　透光性基板
　２　遮光膜
　２１　低窒化層
　２２　高窒化層
　２３　最上層
　２ａ　遮光パターン
　３　ハードマスク膜
　３ａ　ハードマスクパターン
　４ａ　レジストパターン
　１００　マスクブランク
　２００　転写用マスク

Claims (14)

  1. 　透光性基板上に、遮光膜を備えたマスクブランクであって、
    　前記遮光膜は、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光に対する光学濃度が２．５以上であり、
    　前記遮光膜は、高窒化層と低窒化層とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造を含み、
    　前記高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成され、
    　前記高窒化層は、窒素の含有量が５０原子％以上で、厚さが１０ｎｍ以下であり、
    　前記低窒化層は、窒素の含有量が５０原子％未満であり、
    　前記低窒化層の厚さは、前記高窒化層の厚さの２倍以上である
    ことを特徴とするマスクブランク。
  2. 　前記高窒化層および低窒化層は、同じ構成元素からなることを特徴とする請求項１記載のマスクブランク。
  3. 　前記高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマスクブランク。
  4. 　前記積層構造は、透光性基板側から高窒化層と低窒化層がこの順に積層していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマスクブランク。
  5. 　前記遮光膜は、前記透光性基板から最も離れた位置に、ケイ素、窒素および酸素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成された最上層を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のマスクブランク。
  6. 　前記遮光膜上に、ハードマスク膜を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマスクブランク。
  7. 　透光性基板上に、転写パターンを有する遮光膜を備えた転写用マスクであって、
    　前記遮光膜は、ＡｒＦエキシマレーザーの露光光に対する光学濃度が２．５以上であり、
    　前記遮光膜は、高窒化層と低窒化層とからなる１組の積層構造を３組以上有する構造を含み、
    　前記高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料、または前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成され、
    　前記高窒化層は、窒素の含有量が５０原子％以上で、厚さが１０ｎｍ以下であり、
    　前記低窒化層は、窒素の含有量が５０原子％未満であり、
    　前記低窒化層の厚さは、前記高窒化層の厚さの２倍以上である
    ことを特徴とする転写用マスク。
  8. 　前記高窒化層および低窒化層は、同じ構成元素からなることを特徴とする請求項７記載の転写用マスク。
  9. 　前記高窒化層および低窒化層は、ケイ素及び窒素からなる材料で形成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の転写用マスク。
  10. 　前記積層構造は、透光性基板側から高窒化層と低窒化層がこの順に積層していることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の転写用マスク。
  11. 　前記遮光膜は、前記透光性基板から最も離れた位置に、ケイ素、窒素および酸素からなる材料、また前記材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で形成された最上層を備えることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の転写用マスク。
  12. 　請求項６記載のマスクブランクを用いた転写用マスクの製造方法であって、
    　ドライエッチングにより前記ハードマスク膜に転写パターンを形成する工程と、
    　前記転写パターンを有するハードマスク膜をマスクとするドライエッチングにより前記遮光膜に転写パターンを形成する工程と、
    　前記ハードマスク膜を除去する工程と
    を備えることを特徴とする転写用マスクの製造方法。
  13. 　請求項７から１１のいずれかに記載の転写用マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  14. 　請求項１２記載の転写用マスクの製造方法により製造された転写用マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
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