JP2002280291A - Ｅｕｖ露光用反射型マスクブランクおよびｅｕｖ露光用反射型マスク - Google Patents
Ｅｕｖ露光用反射型マスクブランクおよびｅｕｖ露光用反射型マスクInfo
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Optical Filters (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体製造等におけるパターン転写の際に使
用されるＥＵＶ露光用反射型マスクにおいて、ＥＵＶ光
を反射する多層膜上に成膜されＥＵＶ光を吸収するパタ
ーンの刻まれるＥＵＶ光吸収体層において、吸収体層の
膜厚を厚くすることなく、パターンのコントラストを上
げる。 【解決手段】 前記吸収体層Ｍ1の表面にて反射される
ＥＵＶ光と、前記吸収体層Ｍ1を通過し前記吸収体層
Ｍ1の下にある前記多層膜Ｍ2で反射され再び前記吸収体
層Ｍ1を通過したＥＵＶ光と、の干渉効果を用いて前
記吸収体層Ｍ1におけるＥＵＶ光反射率を下げることに
より、パターンのコントラストを上げることができた。
用されるＥＵＶ露光用反射型マスクにおいて、ＥＵＶ光
を反射する多層膜上に成膜されＥＵＶ光を吸収するパタ
ーンの刻まれるＥＵＶ光吸収体層において、吸収体層の
膜厚を厚くすることなく、パターンのコントラストを上
げる。 【解決手段】 前記吸収体層Ｍ1の表面にて反射される
ＥＵＶ光と、前記吸収体層Ｍ1を通過し前記吸収体層
Ｍ1の下にある前記多層膜Ｍ2で反射され再び前記吸収体
層Ｍ1を通過したＥＵＶ光と、の干渉効果を用いて前
記吸収体層Ｍ1におけるＥＵＶ光反射率を下げることに
より、パターンのコントラストを上げることができた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造等の際
に使用される、ＥＵＶ露光用反射型マスクの主要な構成
要素である、ＥＵＶ光を反射する多層膜（本明細書にお
いては「ＥＵＶ光反射多層膜」と記載する。）上に成膜
されるＥＵＶ光を吸収する吸収体層（本明細書において
は「ＥＵＶ光吸収体層」と記載する。）、およびその製
造方法、並びに前記ＥＵＶ光吸収体層を用いたＥＵＶ露
光用反射型マスク、等に関する。尚、本発明に記載する
ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）
光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外領域の波長帯の光を
指し、具体的には波長が０．２〜１００ｎｍ程度の光の
ことである。
に使用される、ＥＵＶ露光用反射型マスクの主要な構成
要素である、ＥＵＶ光を反射する多層膜（本明細書にお
いては「ＥＵＶ光反射多層膜」と記載する。）上に成膜
されるＥＵＶ光を吸収する吸収体層（本明細書において
は「ＥＵＶ光吸収体層」と記載する。）、およびその製
造方法、並びに前記ＥＵＶ光吸収体層を用いたＥＵＶ露
光用反射型マスク、等に関する。尚、本発明に記載する
ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）
光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外領域の波長帯の光を
指し、具体的には波長が０．２〜１００ｎｍ程度の光の
ことである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体産業において、Ｓｉ基板等
に微細なパターンからなる集積回路等の半導体装置を形
成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視
光や紫外光を用いたフォトリソグラフィ法が用いられて
いきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速してい
る一方で、従来の光露光の短波長化は露光限界に近づい
てきた。そして光露光の場合、パターンの解像限界は露
光波長の１／２と言われ、Ｆ2レーザー（１５７ｎｍ）
を用いても７０ｎｍ程度が限界と予想される。そこで７
０ｎｍ以降の露光技術として、Ｆ2レーザーよりさらに
短波長のＥＵＶ光（１３ｎｍ）を用いた露光技術である
ＥＵＶリソグラフィ（以下、「ＥＵＶＬ」と記載す
る。）が有望視されている。
に微細なパターンからなる集積回路等の半導体装置を形
成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視
光や紫外光を用いたフォトリソグラフィ法が用いられて
いきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速してい
る一方で、従来の光露光の短波長化は露光限界に近づい
てきた。そして光露光の場合、パターンの解像限界は露
光波長の１／２と言われ、Ｆ2レーザー（１５７ｎｍ）
を用いても７０ｎｍ程度が限界と予想される。そこで７
０ｎｍ以降の露光技術として、Ｆ2レーザーよりさらに
短波長のＥＵＶ光（１３ｎｍ）を用いた露光技術である
ＥＵＶリソグラフィ（以下、「ＥＵＶＬ」と記載す
る。）が有望視されている。
【０００３】ＥＵＶＬの像形成原理は、フォトリソグラ
フィと同じであるが、ＥＵＶ光に対する、あらゆる物質
の吸収は大きく、また屈折率が１に近いため、光露光の
ような屈折光学系は使用できず、すべて反射光学系を用
いる。また、その際用いられるマスクとしては、メンブ
レンを用いた透過型マスクが提案されてきているが、Ｅ
ＵＶ光に対するメンブレンの吸収が大きいため露光時間
が長くなり、スループットが確保できないという問題が
ある。その為、現状では露光用反射型マスクが一般的に
使用されている。
フィと同じであるが、ＥＵＶ光に対する、あらゆる物質
の吸収は大きく、また屈折率が１に近いため、光露光の
ような屈折光学系は使用できず、すべて反射光学系を用
いる。また、その際用いられるマスクとしては、メンブ
レンを用いた透過型マスクが提案されてきているが、Ｅ
ＵＶ光に対するメンブレンの吸収が大きいため露光時間
が長くなり、スループットが確保できないという問題が
ある。その為、現状では露光用反射型マスクが一般的に
使用されている。
【０００４】ここで、ＥＵＶＬについて、図１７〜１９
を用いて説明する。尚、図１７、１８および後述する図
１において、対応する部分については同一の符号を付し
て示した。図１７はＥＵＶＬに用いられるＥＵＶ露光用
反射型マスク、図１８はＥＵＶ露光用反射型マスクブラ
ンクを模式的に表現した図であり、図１９は製造された
ＥＵＶマスクを用いて例えばＳｉウエハ上にパターンを
露光転写を行っている概念図である。図１７に示すよう
に、ＥＵＶ光用の露光用反射型マスクの主要な構成要素
は、基板Ｓ、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2、リソグラフィの
パターンニングがされたＥＵＶ吸収体パターンＭ1Pであ
る。因みに、露光用反射型マスクブランクとは図１８に
示すように、前記ＥＵＶ光吸収体パターンＭ1Pにおける
リソグラフィのパターンニング実施前で、ＥＵＶ光吸収
体層Ｍ1の形態のものをいう。
を用いて説明する。尚、図１７、１８および後述する図
１において、対応する部分については同一の符号を付し
て示した。図１７はＥＵＶＬに用いられるＥＵＶ露光用
反射型マスク、図１８はＥＵＶ露光用反射型マスクブラ
ンクを模式的に表現した図であり、図１９は製造された
ＥＵＶマスクを用いて例えばＳｉウエハ上にパターンを
露光転写を行っている概念図である。図１７に示すよう
に、ＥＵＶ光用の露光用反射型マスクの主要な構成要素
は、基板Ｓ、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2、リソグラフィの
パターンニングがされたＥＵＶ吸収体パターンＭ1Pであ
る。因みに、露光用反射型マスクブランクとは図１８に
示すように、前記ＥＵＶ光吸収体パターンＭ1Pにおける
リソグラフィのパターンニング実施前で、ＥＵＶ光吸収
体層Ｍ1の形態のものをいう。
【０００５】次に図１９を用いてＥＵＶ露光用反射型マ
スクによる半導体基板上へのパターン転写について説明
する。図１９に示すように、レーザープラズマＸ線源１
１からえられたＥＵＶ光（軟Ｘ線）を前記ＥＵＶマスク
１２に入射し、ここで反射された光を縮小光学系１３を
通して例えばＳｉウエハ基板１４上に転写する。ここ
で、縮小光学系１３としてはＸ線反射ミラーを用いるこ
とができる、縮小光学系によりＥＵＶマスク１２で反射
されたパターンは通常１／４程度に縮小される。例えば
Ｓｉウエハ１４へのパターンの転写は、Ｓｉウエハ１４
上に形成させたレジスト層にパターンを露光しこれを現
像することによって行うことができる。露光波長として
１３〜１４ｎｍの波長帯を使用する場合には、通常光路
が真空中になるように転写が行われる。このようにして
ＥＵＶＬにより、例えばＳｉウエハ上にパターンを形成
することにより、例えば集積度の高いＬＳＩ、等の半導
体装置を製造することができる。
スクによる半導体基板上へのパターン転写について説明
する。図１９に示すように、レーザープラズマＸ線源１
１からえられたＥＵＶ光（軟Ｘ線）を前記ＥＵＶマスク
１２に入射し、ここで反射された光を縮小光学系１３を
通して例えばＳｉウエハ基板１４上に転写する。ここ
で、縮小光学系１３としてはＸ線反射ミラーを用いるこ
とができる、縮小光学系によりＥＵＶマスク１２で反射
されたパターンは通常１／４程度に縮小される。例えば
Ｓｉウエハ１４へのパターンの転写は、Ｓｉウエハ１４
上に形成させたレジスト層にパターンを露光しこれを現
像することによって行うことができる。露光波長として
１３〜１４ｎｍの波長帯を使用する場合には、通常光路
が真空中になるように転写が行われる。このようにして
ＥＵＶＬにより、例えばＳｉウエハ上にパターンを形成
することにより、例えば集積度の高いＬＳＩ、等の半導
体装置を製造することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さて、前述した光露光
パターンの解像限界を上げるため、前記パターンニング
後のパターンのコントラストを上げることが重要視され
るようになった。このコントラストを上げるために、前
記ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2の反射率が高いことと同時
に、前記ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の吸収率が高いことが求
められている。ここで前記ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1は、例
えばＴａＢのようなＥＵＶ光に対して高い吸収係数を持
つ元素の薄膜であるので、当然のことながらＥＵＶ光吸
収体層Ｍ1に入射してきたＥＵＶ光の大部分は反射され
ることなくＥＵＶ光吸収体層Ｍ1に吸収される。しかし
前記ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1は薄膜であるため、前記吸収
されたＥＵＶ光の一部が下層の前記ＥＵＶ光反射多層膜
Ｍ2にまで達し、そこで反射されたＥＵＶ光のさらに一
部が再び前記ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の薄膜を通過して外
部へもどり、この結果、前記パターンのコントラストが
低下するという問題点が判明した。この問題点に対する
最も直接的な解決策として、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜
厚を厚くすることが考えられる。
パターンの解像限界を上げるため、前記パターンニング
後のパターンのコントラストを上げることが重要視され
るようになった。このコントラストを上げるために、前
記ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2の反射率が高いことと同時
に、前記ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の吸収率が高いことが求
められている。ここで前記ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1は、例
えばＴａＢのようなＥＵＶ光に対して高い吸収係数を持
つ元素の薄膜であるので、当然のことながらＥＵＶ光吸
収体層Ｍ1に入射してきたＥＵＶ光の大部分は反射され
ることなくＥＵＶ光吸収体層Ｍ1に吸収される。しかし
前記ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1は薄膜であるため、前記吸収
されたＥＵＶ光の一部が下層の前記ＥＵＶ光反射多層膜
Ｍ2にまで達し、そこで反射されたＥＵＶ光のさらに一
部が再び前記ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の薄膜を通過して外
部へもどり、この結果、前記パターンのコントラストが
低下するという問題点が判明した。この問題点に対する
最も直接的な解決策として、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜
厚を厚くすることが考えられる。
【０００７】ところがＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜厚を厚
くすると、次のような問題点が新たに発生する。 １．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1自体が有する膜応力も膜厚に
伴って増大するためマスクの変形が起き、この結果、光
露光パターンの解像限界が上がらなくなる。 ２．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1は、例えばＴａ、Ｂ、等のコ
ストの高い原料を用いて成膜されているので、膜厚を厚
くすることはすぐに製造コストの上昇につながる。 ３．ＥＵＶ光はある一定の入射角度、出射角度をもって
ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過するため、ＥＵＶ光吸収体
層Ｍ1の膜厚が厚くなると、そのエッジの部分ではＥＵ
Ｖ光がＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過する距離が大きく変
化するため、光露光パターンがぼやけるという問題が顕
著になる。本発明は、以上の背景のもとでなされたもの
であり、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1において、膜厚を厚くす
ることなくＥＵＶ光反射率を下げることで、パターンの
コントラストを上げることを目的とする。
くすると、次のような問題点が新たに発生する。 １．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1自体が有する膜応力も膜厚に
伴って増大するためマスクの変形が起き、この結果、光
露光パターンの解像限界が上がらなくなる。 ２．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1は、例えばＴａ、Ｂ、等のコ
ストの高い原料を用いて成膜されているので、膜厚を厚
くすることはすぐに製造コストの上昇につながる。 ３．ＥＵＶ光はある一定の入射角度、出射角度をもって
ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過するため、ＥＵＶ光吸収体
層Ｍ1の膜厚が厚くなると、そのエッジの部分ではＥＵ
Ｖ光がＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過する距離が大きく変
化するため、光露光パターンがぼやけるという問題が顕
著になる。本発明は、以上の背景のもとでなされたもの
であり、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1において、膜厚を厚くす
ることなくＥＵＶ光反射率を下げることで、パターンの
コントラストを上げることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本願発明者らがなした第１の発明は、ＥＵＶ光反
射多層膜上に成膜されたＥＵＶ光吸収体層を有するＥＵ
Ｖ露光用反射型マスクブランクであって、前記ＥＵＶ吸
収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光と、前記ＥＵＶ吸
収体層を通過して前記ＥＵＶ吸収体層の下にある前記Ｅ
ＵＶ光反射多層膜で反射され、再び前記ＥＵＶ吸収体層
を通過したＥＵＶ光と、の干渉効果を利用して、前記Ｅ
ＵＶ吸収体層におけるＥＵＶ光の反射率が低くなるよう
に、前記ＥＵＶ吸収体層の膜厚を設定したことを特徴と
するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
めに、本願発明者らがなした第１の発明は、ＥＵＶ光反
射多層膜上に成膜されたＥＵＶ光吸収体層を有するＥＵ
Ｖ露光用反射型マスクブランクであって、前記ＥＵＶ吸
収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光と、前記ＥＵＶ吸
収体層を通過して前記ＥＵＶ吸収体層の下にある前記Ｅ
ＵＶ光反射多層膜で反射され、再び前記ＥＵＶ吸収体層
を通過したＥＵＶ光と、の干渉効果を利用して、前記Ｅ
ＵＶ吸収体層におけるＥＵＶ光の反射率が低くなるよう
に、前記ＥＵＶ吸収体層の膜厚を設定したことを特徴と
するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【０００９】第２の発明は、ＥＵＶ光反射多層膜上に成
膜されたＥＵＶ光吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型
マスクブランクであって、前記ＥＵＶ光吸収体層の表面
にて反射されるＥＵＶ光と、前記ＥＵＶ光吸収体層を通
過し前記ＥＵＶ光吸収体層の下にある前記ＥＵＶ光反射
多層膜で反射され再び前記ＥＵＶ光吸収体層を通過した
ＥＵＶ光との、干渉効果を加算した反射率をシュミレー
ションし、前記反射率のシュミレーションの結果を、膜
厚を横軸、反射率を縦軸としたグラフに表し、前記グラ
フにおいて、膜厚に対し反射率の極大値を与える点を結
んだ曲線を求め、その膜厚が膜応力の観点から使用不適
と判断される膜厚値を限界膜厚としたとき、前記限界膜
厚に対応する反射率を前記曲線から求め、限界反射率と
定義したとき、前記反射率のシュミレーション結果よ
り、膜厚に対し反射率の極小値を与える膜厚を求め、そ
の膜厚を極小値膜厚と定義し、前記ＥＵＶ光吸収体層の
成膜において、前記極小値膜厚をねらう際に発生する不
可避的な膜厚変動を見込んでも、前記限界反射率より低
い反射率を得ることができる膜厚を用いることを特徴と
するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
膜されたＥＵＶ光吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型
マスクブランクであって、前記ＥＵＶ光吸収体層の表面
にて反射されるＥＵＶ光と、前記ＥＵＶ光吸収体層を通
過し前記ＥＵＶ光吸収体層の下にある前記ＥＵＶ光反射
多層膜で反射され再び前記ＥＵＶ光吸収体層を通過した
ＥＵＶ光との、干渉効果を加算した反射率をシュミレー
ションし、前記反射率のシュミレーションの結果を、膜
厚を横軸、反射率を縦軸としたグラフに表し、前記グラ
フにおいて、膜厚に対し反射率の極大値を与える点を結
んだ曲線を求め、その膜厚が膜応力の観点から使用不適
と判断される膜厚値を限界膜厚としたとき、前記限界膜
厚に対応する反射率を前記曲線から求め、限界反射率と
定義したとき、前記反射率のシュミレーション結果よ
り、膜厚に対し反射率の極小値を与える膜厚を求め、そ
の膜厚を極小値膜厚と定義し、前記ＥＵＶ光吸収体層の
成膜において、前記極小値膜厚をねらう際に発生する不
可避的な膜厚変動を見込んでも、前記限界反射率より低
い反射率を得ることができる膜厚を用いることを特徴と
するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００１０】第３の発明は、ＥＵＶ光反射多層膜上に成
膜されたＥＵＶ光吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型
マスクブランクであって、前記ＥＵＶ光吸収体層の表面
にて反射されるＥＵＶ光と、前記ＥＵＶ光吸収体層を通
過し前記ＥＵＶ光吸収体層の下にある前記ＥＵＶ光反射
多層膜で反射され再び前記ＥＵＶ光吸収体層を通過した
ＥＵＶ光との、干渉効果をもちいて、前記ＥＵＶ光吸収
体層におけるＥＵＶ光の反射率を低減させる構造におい
て、前記干渉効果の起きる条件を前記ＥＵＶ光吸収体層
の膜厚の関数として定式化し、さらに前記ＥＵＶ光反射
多層膜での多層反射を表面の反射とする近似を行うこと
で、前記干渉効果の起きる条件を前記ＥＵＶ光吸収体層
の膜厚の関数として表す式の近似式を求め、この近似式
により算出した膜厚を有するＥＵＶ光吸収体層を有する
ことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクで
ある。
膜されたＥＵＶ光吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型
マスクブランクであって、前記ＥＵＶ光吸収体層の表面
にて反射されるＥＵＶ光と、前記ＥＵＶ光吸収体層を通
過し前記ＥＵＶ光吸収体層の下にある前記ＥＵＶ光反射
多層膜で反射され再び前記ＥＵＶ光吸収体層を通過した
ＥＵＶ光との、干渉効果をもちいて、前記ＥＵＶ光吸収
体層におけるＥＵＶ光の反射率を低減させる構造におい
て、前記干渉効果の起きる条件を前記ＥＵＶ光吸収体層
の膜厚の関数として定式化し、さらに前記ＥＵＶ光反射
多層膜での多層反射を表面の反射とする近似を行うこと
で、前記干渉効果の起きる条件を前記ＥＵＶ光吸収体層
の膜厚の関数として表す式の近似式を求め、この近似式
により算出した膜厚を有するＥＵＶ光吸収体層を有する
ことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクで
ある。
【００１１】第４の発明は、第３の発明に記載のＥＵＶ
露光用反射型マスクブランクであって、前記近似式によ
り算出した膜厚ｄの値が、
露光用反射型マスクブランクであって、前記近似式によ
り算出した膜厚ｄの値が、
【数３】 および
【数４】 の両式を満足する範囲内にあることで、前記干渉効果を
用いて、ＥＵＶ光の反射率を下げることを特徴とするＥ
ＵＶ露光用反射型マスクブランクである。但し、λ0は
真空中でのＥＵＶ光の波長、ｎ0は真空中に屈折率、ｎ1
は吸収体層の屈折率、θ0はＥＵＶ光のＥＵＶ光吸収体
層への入射角、ｋ1は正の実数、Ｔ01は真空中とＥＵＶ
光吸収体層との界面の透過率、Ｒ01は真空中とＥＵＶ光
吸収体層との界面の反射率、Ｒ12はＥＵＶ光吸収体層と
ＥＵＶ光反射多層膜との界面の反射率、ｍは正の整数、
φは位相のずれ、である。
用いて、ＥＵＶ光の反射率を下げることを特徴とするＥ
ＵＶ露光用反射型マスクブランクである。但し、λ0は
真空中でのＥＵＶ光の波長、ｎ0は真空中に屈折率、ｎ1
は吸収体層の屈折率、θ0はＥＵＶ光のＥＵＶ光吸収体
層への入射角、ｋ1は正の実数、Ｔ01は真空中とＥＵＶ
光吸収体層との界面の透過率、Ｒ01は真空中とＥＵＶ光
吸収体層との界面の反射率、Ｒ12はＥＵＶ光吸収体層と
ＥＵＶ光反射多層膜との界面の反射率、ｍは正の整数、
φは位相のずれ、である。
【００１２】第５の発明は、第１から第４の発明のいず
れかに記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであっ
て、前記ＥＵＶ光反射多層膜は交互に積層した第１の膜
と第２の膜とを有し、前記第１の膜は、遷移金属、遷移
金属の炭化物、遷移金属の窒化物、遷移金属の珪化物、
および遷移金属の硼化物、より選ばれる少なくとも１つ
以上の成分を含み、前記第２の膜は、Ｂおよび／または
Ｂｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉ、Ｂおよび／
またはＢｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉの酸化
物、Ｂおよび／またはＢｅおよび／またはＣおよび／ま
たはＳｉの窒化物、より選ばれる少なくとも１つ以上の
成分を含み、前記ＥＵＶ吸収体層は、Ｃｒ、Ｃｒの炭化
物、Ｃｒの窒化物、Ｃｒの珪化物およびＣｒの硼化物よ
り選ばれる少なくとも１つ以上の成分を含みこのＥＵＶ
吸収体層の膜厚は７０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特
徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
れかに記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであっ
て、前記ＥＵＶ光反射多層膜は交互に積層した第１の膜
と第２の膜とを有し、前記第１の膜は、遷移金属、遷移
金属の炭化物、遷移金属の窒化物、遷移金属の珪化物、
および遷移金属の硼化物、より選ばれる少なくとも１つ
以上の成分を含み、前記第２の膜は、Ｂおよび／または
Ｂｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉ、Ｂおよび／
またはＢｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉの酸化
物、Ｂおよび／またはＢｅおよび／またはＣおよび／ま
たはＳｉの窒化物、より選ばれる少なくとも１つ以上の
成分を含み、前記ＥＵＶ吸収体層は、Ｃｒ、Ｃｒの炭化
物、Ｃｒの窒化物、Ｃｒの珪化物およびＣｒの硼化物よ
り選ばれる少なくとも１つ以上の成分を含みこのＥＵＶ
吸収体層の膜厚は７０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特
徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００１３】第６の発明は、第１から第４の発明のいず
れかに記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであっ
て、前記ＥＵＶ光反射多層膜は交互に積層した第１の膜
と第２の膜とを有し、前記第１の膜は、遷移金属、遷移
金属の炭化物、遷移金属の窒化物、遷移金属の珪化物、
および遷移金属の硼化物、より選ばれる少なくとも１つ
以上の成分を含み、前記第２の膜は、Ｂおよび／または
Ｂｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉ、Ｂおよび／
またはＢｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉの酸化
物、Ｂおよび／またはＢｅおよび／またはＣおよび／ま
たはＳｉの窒化物、より選ばれる少なくとも１つ以上の
成分を含み、前記ＥＵＶ吸収体層は、Ｔａ、Ｔａの炭化
物、Ｔａの窒化物、Ｔａの珪化物およびＴａの硼化物よ
り選ばれる少なくとも１つ以上の成分を含み、このＥＵ
Ｖ吸収体層の膜厚は７０ｎｍ〜１１０ｎｍであることを
特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
れかに記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであっ
て、前記ＥＵＶ光反射多層膜は交互に積層した第１の膜
と第２の膜とを有し、前記第１の膜は、遷移金属、遷移
金属の炭化物、遷移金属の窒化物、遷移金属の珪化物、
および遷移金属の硼化物、より選ばれる少なくとも１つ
以上の成分を含み、前記第２の膜は、Ｂおよび／または
Ｂｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉ、Ｂおよび／
またはＢｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉの酸化
物、Ｂおよび／またはＢｅおよび／またはＣおよび／ま
たはＳｉの窒化物、より選ばれる少なくとも１つ以上の
成分を含み、前記ＥＵＶ吸収体層は、Ｔａ、Ｔａの炭化
物、Ｔａの窒化物、Ｔａの珪化物およびＴａの硼化物よ
り選ばれる少なくとも１つ以上の成分を含み、このＥＵ
Ｖ吸収体層の膜厚は７０ｎｍ〜１１０ｎｍであることを
特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００１４】第７の発明は、第５または第６の発明に記
載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであって、前記
遷移金属は、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｈ
ｆ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｅより選ばれる少なくとも１つ以上
の金属であることを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マス
クブランクである。
載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであって、前記
遷移金属は、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｈ
ｆ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｅより選ばれる少なくとも１つ以上
の金属であることを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マス
クブランクである。
【００１５】第８の発明は、第１から第７の発明のいず
れかに記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを用い
たことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクである。
れかに記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを用い
たことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクである。
【００１６】第９の発明は、第８の発明に記載のＥＵＶ
露光用反射型マスクを用いて、半導体ウエハ上にＥＵＶ
光によりパターンを転写することを特徴とする半導体の
製造方法である。
露光用反射型マスクを用いて、半導体ウエハ上にＥＵＶ
光によりパターンを転写することを特徴とする半導体の
製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の表
面にて反射されるＥＵＶ光と、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を
通過しＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の下にあるＥＵＶ光反射多
層膜Ｍ2で反射され再びＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過した
ＥＵＶ光とが、特定の条件を満たすときに起こる干渉効
果を用いて、ＥＵＶＬに十分なコントラストを得ること
ができる条件について詳述する。
面にて反射されるＥＵＶ光と、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を
通過しＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の下にあるＥＵＶ光反射多
層膜Ｍ2で反射され再びＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過した
ＥＵＶ光とが、特定の条件を満たすときに起こる干渉効
果を用いて、ＥＵＶＬに十分なコントラストを得ること
ができる条件について詳述する。
【００１８】図１はＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2とその上に
成膜されたＥＵＶ光吸収体層Ｍ1および真空中Ｍ0をそれ
ぞれ模式的に表現し、そこへを有し角度θ0を以てＥＵ
Ｖ光が真空中Ｍ0から、強度Ｉ0を有して入射してきた際
の光路を表した図である。入射してきたＥＵＶ光のう
ち、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の表面で反射されるものをＥ
ＵＶ光、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過しＥＵＶ光吸収
体層Ｍ1の下にあるＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2で反射され再
びＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過したＥＵＶ光をＥＵＶ光
とした。ここで、干渉効果を起こすために満たすべき
条件とは、１）ＥＵＶ光ととの位相差がほぼπずれ
ていること、２）ＥＵＶ光ととの強度がほぼ等しい
ことである。すなわちＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の制御によ
りＥＵＶ光ととが上記１）、２）の条件を満たせ
ば、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の厚膜化によることなくＥＵ
ＶＬに十分なコントラストを得ることができる。
成膜されたＥＵＶ光吸収体層Ｍ1および真空中Ｍ0をそれ
ぞれ模式的に表現し、そこへを有し角度θ0を以てＥＵ
Ｖ光が真空中Ｍ0から、強度Ｉ0を有して入射してきた際
の光路を表した図である。入射してきたＥＵＶ光のう
ち、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の表面で反射されるものをＥ
ＵＶ光、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過しＥＵＶ光吸収
体層Ｍ1の下にあるＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2で反射され再
びＥＵＶ光吸収体層Ｍ1を通過したＥＵＶ光をＥＵＶ光
とした。ここで、干渉効果を起こすために満たすべき
条件とは、１）ＥＵＶ光ととの位相差がほぼπずれ
ていること、２）ＥＵＶ光ととの強度がほぼ等しい
ことである。すなわちＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の制御によ
りＥＵＶ光ととが上記１）、２）の条件を満たせ
ば、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の厚膜化によることなくＥＵ
ＶＬに十分なコントラストを得ることができる。
【００１９】ＥＵＶ光ととが上記１）、２）を満た
す条件を図１を用いて説明する。但し、Ｒ01は真空中Ｍ
0とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1との界面の反射率である。Ｒ12
はＥＵＶ光吸収体層Ｍ1とＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2との界
面の反射率である。Ｔ01は真空中Ｍ0とＥＵＶ光吸収体
層Ｍ1との界面の透過率である。αは入射してきたＥＵ
Ｖ光に対するＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の吸収係数である。
２Ｚは入射してきたＥＵＶ光がＥＵＶ光吸収体層Ｍ1中
を進行する距離である。すると、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1
の表面で反射されたＥＵＶ光の強度Ｉ1は式（１） Ｉ1＝Ｉ0Ｒ01………（１） となる。
す条件を図１を用いて説明する。但し、Ｒ01は真空中Ｍ
0とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1との界面の反射率である。Ｒ12
はＥＵＶ光吸収体層Ｍ1とＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2との界
面の反射率である。Ｔ01は真空中Ｍ0とＥＵＶ光吸収体
層Ｍ1との界面の透過率である。αは入射してきたＥＵ
Ｖ光に対するＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の吸収係数である。
２Ｚは入射してきたＥＵＶ光がＥＵＶ光吸収体層Ｍ1中
を進行する距離である。すると、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1
の表面で反射されたＥＵＶ光の強度Ｉ1は式（１） Ｉ1＝Ｉ0Ｒ01………（１） となる。
【００２０】一方、ＥＵＶ光の強度Ｉ2は式（２） Ｉ2＝Ｉ0Ｔ01exp［−αＺ］・Ｒ12exp［−αＺ］Ｔ01＝Ｉ0Ｔ01 2Ｒ12exp ［−２αＺ］………（２） となる。但し、αは式（３） α＝２ω0ｋ1／ｃ………（３） である。ここでω0は真空中Ｍ0での光の角速度であり、
ｋ1はＥＵＶ光吸収体層Ｍ1のＥＵＶ光の消衰係数、ｃは
光速である。すると、ω0は式（４） ω0＝２πν0＝２πｃ／λ0………（４） となる。ここでν0は真空中での光の振動数、λ0は真空
中での波長である。そして式（３）と式（４）より式
（５）が導かれる。 α＝4πk1／λ0 ………（５） また、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1における光路長zと膜厚dの
関係を式（６）に示す。 z = d／cosθ1………（６） ここで、θ1に関しては、入射角θ0と式（７）の関係に
ある。但し、n0 は真空中の屈折率、n1 は吸収体層の屈
折率である。 n0 sinθ0 = n1 sinθ1………（７） そして式（６）と式（７）式より式（８）が導かれる。
ｋ1はＥＵＶ光吸収体層Ｍ1のＥＵＶ光の消衰係数、ｃは
光速である。すると、ω0は式（４） ω0＝２πν0＝２πｃ／λ0………（４） となる。ここでν0は真空中での光の振動数、λ0は真空
中での波長である。そして式（３）と式（４）より式
（５）が導かれる。 α＝4πk1／λ0 ………（５） また、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1における光路長zと膜厚dの
関係を式（６）に示す。 z = d／cosθ1………（６） ここで、θ1に関しては、入射角θ0と式（７）の関係に
ある。但し、n0 は真空中の屈折率、n1 は吸収体層の屈
折率である。 n0 sinθ0 = n1 sinθ1………（７） そして式（６）と式（７）式より式（８）が導かれる。
【数５】 ・・・・・（８）
【００２１】最後に、 I1=I2、すなわち式（１）＝式
（２）の条件に式（５）および式（８）を代入すると、
条件１）を満たす最適膜厚ｄを示す式（９）が導出され
る。 I0R01＝ I0(T01)2R12exp[-2αz]-2αz = ln[R01／(T01)
2R12]
（２）の条件に式（５）および式（８）を代入すると、
条件１）を満たす最適膜厚ｄを示す式（９）が導出され
る。 I0R01＝ I0(T01)2R12exp[-2αz]-2αz = ln[R01／(T01)
2R12]
【数６】 ・・・・・（９） 次に条件２）を満足する膜厚ｄについて検討する。ＥＵ
Ｖ光との光路差は2zである。これが波長の（整数+
0.5）倍のとき、ＥＵＶ光との位相がπずれること
になる。そこでこの光路差を求めようとすると、ＥＵＶ
光反射多層膜Ｍ2が数十層の多層膜で構成されているた
め、干渉条件を求めるためにる光学シュミレーション計
算をおこない、この結果よりＥＵＶＬにおいて十分なコ
ントラストを得ることのできるＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の
膜厚を求めることができる。
Ｖ光との光路差は2zである。これが波長の（整数+
0.5）倍のとき、ＥＵＶ光との位相がπずれること
になる。そこでこの光路差を求めようとすると、ＥＵＶ
光反射多層膜Ｍ2が数十層の多層膜で構成されているた
め、干渉条件を求めるためにる光学シュミレーション計
算をおこない、この結果よりＥＵＶＬにおいて十分なコ
ントラストを得ることのできるＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の
膜厚を求めることができる。
【００２２】上述の方法にてＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜
厚を求めるには、例えば、以下のような操作を行う。ま
ず、前記ＥＵＶ光吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ
光と、前記ＥＵＶ光吸収体層を通過し前記ＥＵＶ光吸収
体層の下にある前記ＥＵＶ光反射多層膜で反射され再び
前記ＥＵＶ光吸収体層を通過したＥＵＶ光との、干渉効
果を加算した反射率をシュミレーションする。但しシュ
ミレーションの方法については後述する。前記反射率の
シュミレーションの結果を、図３、６、１０、１３に示
すような膜厚を横軸、反射率を縦軸としたグラフに表
し、膜厚に対し反射率の極大値を与える点を結んだ曲線
を求める。一方、その膜厚があまりに厚くなると自身の
膜応力も大きくなり、膜の歪みの原因となる。そこで膜
応力の観点から、これ以上の膜厚値は使用不適と判断さ
れる膜厚値を限界膜厚としたとき、前記限界膜厚に対応
する反射率を前記曲線から求め、これを限界反射率と定
義する。ここで、前記反射率のシュミレーション結果よ
り、ＥＵＶ光吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光
と、ＥＵＶ光吸収体層を通過しＥＵＶ光吸収体層の下に
ある前記ＥＵＶ光反射多層膜で反射され、再び前記ＥＵ
Ｖ光吸収体層を通過したＥＵＶ光と、の干渉効果により
反射率が極小となる点が周期的に現れる。この膜厚に対
し反射率の極小値を与える膜厚を求め、その膜厚を極小
値膜厚と定義する。ここで、前記ＥＵＶ光吸収体層の膜
厚を反射率が極小となる膜厚近傍の値に設定すれば、Ｅ
ＵＶ光吸収体層での反射率を低くすることができる。ま
た前記反射率の極小値の中でも最小の極小値を与える膜
厚近傍の値に設定すれば、さらに好ましい。一方、ここ
で前記ＥＵＶ光吸収体層の成膜において、前記極小値膜
厚をねらって成膜を実施しても、実際の成膜工程におい
ては膜厚の変動は不可避である。しかし発生する不可避
的な膜厚変動を見込んでも、前記限界反射率より低い反
射率を得ることができる膜厚を用いるならば、この膜厚
をねらって成膜を実施することで薄い膜厚でありながら
高いコントラストを得ることができる。
厚を求めるには、例えば、以下のような操作を行う。ま
ず、前記ＥＵＶ光吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ
光と、前記ＥＵＶ光吸収体層を通過し前記ＥＵＶ光吸収
体層の下にある前記ＥＵＶ光反射多層膜で反射され再び
前記ＥＵＶ光吸収体層を通過したＥＵＶ光との、干渉効
果を加算した反射率をシュミレーションする。但しシュ
ミレーションの方法については後述する。前記反射率の
シュミレーションの結果を、図３、６、１０、１３に示
すような膜厚を横軸、反射率を縦軸としたグラフに表
し、膜厚に対し反射率の極大値を与える点を結んだ曲線
を求める。一方、その膜厚があまりに厚くなると自身の
膜応力も大きくなり、膜の歪みの原因となる。そこで膜
応力の観点から、これ以上の膜厚値は使用不適と判断さ
れる膜厚値を限界膜厚としたとき、前記限界膜厚に対応
する反射率を前記曲線から求め、これを限界反射率と定
義する。ここで、前記反射率のシュミレーション結果よ
り、ＥＵＶ光吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光
と、ＥＵＶ光吸収体層を通過しＥＵＶ光吸収体層の下に
ある前記ＥＵＶ光反射多層膜で反射され、再び前記ＥＵ
Ｖ光吸収体層を通過したＥＵＶ光と、の干渉効果により
反射率が極小となる点が周期的に現れる。この膜厚に対
し反射率の極小値を与える膜厚を求め、その膜厚を極小
値膜厚と定義する。ここで、前記ＥＵＶ光吸収体層の膜
厚を反射率が極小となる膜厚近傍の値に設定すれば、Ｅ
ＵＶ光吸収体層での反射率を低くすることができる。ま
た前記反射率の極小値の中でも最小の極小値を与える膜
厚近傍の値に設定すれば、さらに好ましい。一方、ここ
で前記ＥＵＶ光吸収体層の成膜において、前記極小値膜
厚をねらって成膜を実施しても、実際の成膜工程におい
ては膜厚の変動は不可避である。しかし発生する不可避
的な膜厚変動を見込んでも、前記限界反射率より低い反
射率を得ることができる膜厚を用いるならば、この膜厚
をねらって成膜を実施することで薄い膜厚でありながら
高いコントラストを得ることができる。
【００２３】しかし、この光路差を求めようとすると、
大型計算機による光学シュミレーション計算が必要とな
りコストと時間を必要とするため、膜厚算定の毎に光学
シュミレーション計算を実施せずに済めば、それはさら
に好ましい構成である。ここで本発明者らは、ＥＵＶ光
反射多層膜Ｍ2を均一な媒体と仮定し、整数mを用い、且
つＥＵＶ光の反射はＭ1Ｍ2の界面でのみ起こると近似
すると、ＥＵＶ光との光路差である2zが満たすべき
条件式（１０）が導出できることに想達した。 2z =（m+0.5）λ1／n1 =（m+0.5）λ0／n1………（１０）
大型計算機による光学シュミレーション計算が必要とな
りコストと時間を必要とするため、膜厚算定の毎に光学
シュミレーション計算を実施せずに済めば、それはさら
に好ましい構成である。ここで本発明者らは、ＥＵＶ光
反射多層膜Ｍ2を均一な媒体と仮定し、整数mを用い、且
つＥＵＶ光の反射はＭ1Ｍ2の界面でのみ起こると近似
すると、ＥＵＶ光との光路差である2zが満たすべき
条件式（１０）が導出できることに想達した。 2z =（m+0.5）λ1／n1 =（m+0.5）λ0／n1………（１０）
【００２４】一方、この近似による精度の低下について
は後述するが、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2から反射する波
に対し位相のずれφを導入することで、実用上問題ない
程度とすることができることが確認できた。この位相の
ずれφを導入すると、式（１０）は式（１０’）のよう
に修正される（位相のずれφの単位はラジアンとす
る）。尚、位相のずれφの算出方法は後述する。 2z =（m+0.5+φ／2π）λ0／n1………（１０’） 以上のことより式（７）、式（１０’）より膜厚dを求
める式（１１）が導出される。
は後述するが、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2から反射する波
に対し位相のずれφを導入することで、実用上問題ない
程度とすることができることが確認できた。この位相の
ずれφを導入すると、式（１０）は式（１０’）のよう
に修正される（位相のずれφの単位はラジアンとす
る）。尚、位相のずれφの算出方法は後述する。 2z =（m+0.5+φ／2π）λ0／n1………（１０’） 以上のことより式（７）、式（１０’）より膜厚dを求
める式（１１）が導出される。
【数７】 ・・・・・（１１） 従って、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜厚を、式（９）から
得られる膜厚ｄと、式（１１）から得られる膜厚ｄとの
両者が一致する値とすれば、ＥＵＶ光との干渉によ
り、ＥＵＶＬにおけるパターンの高いコントラストが実
現できる。
得られる膜厚ｄと、式（１１）から得られる膜厚ｄとの
両者が一致する値とすれば、ＥＵＶ光との干渉によ
り、ＥＵＶＬにおけるパターンの高いコントラストが実
現できる。
【００２５】上述した数式を基に算出したＥＵＶ光吸収
体層Ｍ1の膜厚と、実際に成膜したしたＥＵＶ光反射多
層膜Ｍ2のデータを基に光学シュミレーションして得ら
れたＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜厚とを比較した。但し、
ここで用いた光学シュミレーションは、藤原史郎編「光
学薄膜」（光学技術シリーズ１１）第１章２〜６２頁、
共立出版に記載されている一般的な多層膜の光学計算手
法に拠っている。またＢ．Ｌ．Ｈｅｎｋｅｎらの、「Ｌ
ＯＷ ＥＮＥＲＧＹ Ｘ−ＲＡＹ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩ
ＯＮ ＣＯＥＦＦＩＳＩＥＮＴＳＰＨＯＴＯＡＢＳＯＲ
ＰＴＩＯＮ，ＳＣＡＴＴＥＲＩＮＧ ＡＮＤ ＲＥＦＬ
ＥＣＴＩＯＮ ＡＴ Ｅ＝５０〜３０，０００ｅＶ，Ｚ
＝１〜９２」（ＡＴＯＭＩＣ ＤＡＴＡ ＡＮＤ ＮＵ
ＣＬＥＡＲ ＤＡＴＡ ＴＡＢＬＥ ５４，１８１〜３
４２（１９９３））に記載された方法を用いて、屈折率
や消衰係数を求めた。
体層Ｍ1の膜厚と、実際に成膜したしたＥＵＶ光反射多
層膜Ｍ2のデータを基に光学シュミレーションして得ら
れたＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜厚とを比較した。但し、
ここで用いた光学シュミレーションは、藤原史郎編「光
学薄膜」（光学技術シリーズ１１）第１章２〜６２頁、
共立出版に記載されている一般的な多層膜の光学計算手
法に拠っている。またＢ．Ｌ．Ｈｅｎｋｅｎらの、「Ｌ
ＯＷ ＥＮＥＲＧＹ Ｘ−ＲＡＹ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩ
ＯＮ ＣＯＥＦＦＩＳＩＥＮＴＳＰＨＯＴＯＡＢＳＯＲ
ＰＴＩＯＮ，ＳＣＡＴＴＥＲＩＮＧ ＡＮＤ ＲＥＦＬ
ＥＣＴＩＯＮ ＡＴ Ｅ＝５０〜３０，０００ｅＶ，Ｚ
＝１〜９２」（ＡＴＯＭＩＣ ＤＡＴＡ ＡＮＤ ＮＵ
ＣＬＥＡＲ ＤＡＴＡ ＴＡＢＬＥ ５４，１８１〜３
４２（１９９３））に記載された方法を用いて、屈折率
や消衰係数を求めた。
【００２６】さらにここで、位相のずれφの算出方法に
ついて説明する。位相のずれφは、ＥＵＶ光反射多層膜
Ｍ2を真空中に設置した場合において、多層膜表面で反
射する光の位相と、多層膜中で多重散乱を生じて真空中
に戻ってきた光と、の位相差として得られる。従って、
計算方法は、前述の光学シュミレーションと同様の計算
を実施する。
ついて説明する。位相のずれφは、ＥＵＶ光反射多層膜
Ｍ2を真空中に設置した場合において、多層膜表面で反
射する光の位相と、多層膜中で多重散乱を生じて真空中
に戻ってきた光と、の位相差として得られる。従って、
計算方法は、前述の光学シュミレーションと同様の計算
を実施する。
【００２７】この結果、式（９）から得られる膜厚ｄ
は、前記光学シュミレーションして得られた最適膜厚よ
りやや厚めになることが判明した。これはＥＵＶ光反射
多層膜Ｍ2とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1で起こる多重散乱の影
響によるものと考えられる。ここで、ＥＵＶ露光用反射
型マスクのコントラストは１０００以上あることが望ま
れている。したがって反射率は０．００１であることが
好ましいが、これまでのシュミレーション結果より、最
適膜厚前後の−２０％および＋１０％程度の膜厚値にお
いて十分なコントラストが得られることが判明したこと
から、前記条件１）を満足する膜厚ｄの範囲は次のよう
になる。
は、前記光学シュミレーションして得られた最適膜厚よ
りやや厚めになることが判明した。これはＥＵＶ光反射
多層膜Ｍ2とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1で起こる多重散乱の影
響によるものと考えられる。ここで、ＥＵＶ露光用反射
型マスクのコントラストは１０００以上あることが望ま
れている。したがって反射率は０．００１であることが
好ましいが、これまでのシュミレーション結果より、最
適膜厚前後の−２０％および＋１０％程度の膜厚値にお
いて十分なコントラストが得られることが判明したこと
から、前記条件１）を満足する膜厚ｄの範囲は次のよう
になる。
【数８】 ………（１２）
【００２８】一方、式（１１）から得られる膜厚ｄは、
前記光学シュミレーションして得られた最適膜厚とほぼ
一致することが判明した。また、膜厚が最適膜厚からわ
ずかにずれ、その結果ＥＵＶ光との位相差がπから
ずれても干渉効果が起きることも判明し、π／２〜３π
／２の範囲にて干渉効果を利用できることが判明した。
以上のことより前記条件２）を満足する膜厚ｄの範囲は
次のようになる。
前記光学シュミレーションして得られた最適膜厚とほぼ
一致することが判明した。また、膜厚が最適膜厚からわ
ずかにずれ、その結果ＥＵＶ光との位相差がπから
ずれても干渉効果が起きることも判明し、π／２〜３π
／２の範囲にて干渉効果を利用できることが判明した。
以上のことより前記条件２）を満足する膜厚ｄの範囲は
次のようになる。
【数９】 ………（１３）
【００２９】ここで、ＥＵＶ露光用反射型マスクブラン
クやＥＵＶ露光用反射型マスクにおいて、図１８に示す
ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1とＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2との間
へ、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1加工時の影響がＥＵＶ光反射
多層膜Ｍ2におよぶのを抑止するために、エッチンクス
トッパー層が導入される場合がある。このような場合に
は、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2とエッチンクストッパー層
とを一体のＥＵＶ光反射多層膜と仮定することで、前記
最適膜厚ｄを求める式を導出することができる。すなわ
ち、図１におけるＲ12をＥＵＶ光吸収体層Ｍ1と、ＥＵ
Ｖ光反射多層膜Ｍ2およびエッチンクストッパー層の一
体膜と、の界面の反射率とする。さらに、位相のずれφ
はＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2およびエッチンクストッパー
層の一体膜を真空中に設置した場合において、エッチン
グストッパー層表面で反射する光の位相と、多層膜中で
多重散乱を生じて真空中に戻ってきた光と、の位相差と
して求めることができる。
クやＥＵＶ露光用反射型マスクにおいて、図１８に示す
ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1とＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2との間
へ、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1加工時の影響がＥＵＶ光反射
多層膜Ｍ2におよぶのを抑止するために、エッチンクス
トッパー層が導入される場合がある。このような場合に
は、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2とエッチンクストッパー層
とを一体のＥＵＶ光反射多層膜と仮定することで、前記
最適膜厚ｄを求める式を導出することができる。すなわ
ち、図１におけるＲ12をＥＵＶ光吸収体層Ｍ1と、ＥＵ
Ｖ光反射多層膜Ｍ2およびエッチンクストッパー層の一
体膜と、の界面の反射率とする。さらに、位相のずれφ
はＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2およびエッチンクストッパー
層の一体膜を真空中に設置した場合において、エッチン
グストッパー層表面で反射する光の位相と、多層膜中で
多重散乱を生じて真空中に戻ってきた光と、の位相差と
して求めることができる。
【００３０】さらにここで、前記ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ
2とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1との、各々の膜に含まれる成分
として、好ましいものについて以下に記載する。まず前
記ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2は交互に積層した第１の膜と
第２の膜とを有しているが、膜成分の好ましい例として
以下のものがある。すなわち、前記第１の膜としては、
遷移金属、遷移金属の炭化物、遷移金属の窒化物、遷移
金属の珪化物、および遷移金属の硼化物、より選ばれる
少なくとも１つ以上の成分を含むものが好ましく、Ｗ、
Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒ
ｅ、等およびその合金はさらに好ましい。前記第２の膜
としては、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｓｉ、等またはその化合物、
およびそれらの酸化物、窒化物が好ましい。一方、前記
ＥＵＶ光吸収層Ｍ1としては、Ｃｒ、Ｃｒの炭化物、Ｃ
ｒの窒化物、Ｃｒの珪化物およびＣｒの硼化物より選ば
れる少なくとも１つ以上の成分、またはＴａ、Ｔａの炭
化物、Ｔａの窒化物、Ｔａの珪化物およびＴａの硼化物
より選ばれる少なくとも１つ以上の成分が好ましい。そ
して、このＥＵＶ吸収体層の膜厚は７０ｎｍ〜１００ｎ
ｍの範囲であって、式（１２）と式（１３）との両方を
満足することが好ましい。
2とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1との、各々の膜に含まれる成分
として、好ましいものについて以下に記載する。まず前
記ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2は交互に積層した第１の膜と
第２の膜とを有しているが、膜成分の好ましい例として
以下のものがある。すなわち、前記第１の膜としては、
遷移金属、遷移金属の炭化物、遷移金属の窒化物、遷移
金属の珪化物、および遷移金属の硼化物、より選ばれる
少なくとも１つ以上の成分を含むものが好ましく、Ｗ、
Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒ
ｅ、等およびその合金はさらに好ましい。前記第２の膜
としては、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｓｉ、等またはその化合物、
およびそれらの酸化物、窒化物が好ましい。一方、前記
ＥＵＶ光吸収層Ｍ1としては、Ｃｒ、Ｃｒの炭化物、Ｃ
ｒの窒化物、Ｃｒの珪化物およびＣｒの硼化物より選ば
れる少なくとも１つ以上の成分、またはＴａ、Ｔａの炭
化物、Ｔａの窒化物、Ｔａの珪化物およびＴａの硼化物
より選ばれる少なくとも１つ以上の成分が好ましい。そ
して、このＥＵＶ吸収体層の膜厚は７０ｎｍ〜１００ｎ
ｍの範囲であって、式（１２）と式（１３）との両方を
満足することが好ましい。
【００３１】以上のことより、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の
膜厚ｄが式（１２）および式（１３）の両方を満足する
範囲にあるとき、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1は干渉効果によ
る十分なコントラストを発揮でき、同時に膜厚を薄くす
ることも可能になった。この結果、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ
1の発生する膜応力を減らすことが可能になり、この膜
応力に由来する基板およびＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2の歪
みも削減できるので、歪みの少ないＥＵＶマスクやＥＵ
Ｖマスクブランクを得ることができた。さらに、ＥＵＶ
光吸収体層Ｍ1の膜厚が薄くなったことにより、そのエ
ッジの部分で光露光パターンがぼやけるという問題も解
決した。このＥＵＶマスクを用いて図１９に示すよう
に、Ｓｉ等の半導体ウエハ上に、超ＬＳＩ等の半導体装
置のパターンの露光転写を行ったところ、従来のＥＵＶ
マスクを用いた場合に較べ、光露光の解像限界を大きく
上げることが出来た。
膜厚ｄが式（１２）および式（１３）の両方を満足する
範囲にあるとき、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1は干渉効果によ
る十分なコントラストを発揮でき、同時に膜厚を薄くす
ることも可能になった。この結果、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ
1の発生する膜応力を減らすことが可能になり、この膜
応力に由来する基板およびＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2の歪
みも削減できるので、歪みの少ないＥＵＶマスクやＥＵ
Ｖマスクブランクを得ることができた。さらに、ＥＵＶ
光吸収体層Ｍ1の膜厚が薄くなったことにより、そのエ
ッジの部分で光露光パターンがぼやけるという問題も解
決した。このＥＵＶマスクを用いて図１９に示すよう
に、Ｓｉ等の半導体ウエハ上に、超ＬＳＩ等の半導体装
置のパターンの露光転写を行ったところ、従来のＥＵＶ
マスクを用いた場合に較べ、光露光の解像限界を大きく
上げることが出来た。
【００３２】（実施例１）厚さ６００ｎｍのＳｉＯ2−
ＴｉＯ2ガラス基板上にＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2として、
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を４０周期積層した。Ｍｏ／Ｓｉ多層
膜はＳｉが４．２ｎｍ、Ｍｏが２．８ｎｍで1周期を構
成し、これが４０周期積層されている。一方、ＥＵＶ光
吸収体層Ｍ1はＣｒとした。そしてＥＵＶ光の波長は１
３．５ｎｍ、入射角度は２．０５ｄｅｇとし、各材料の
屈折率、吸収係数を図２の値として、式（９）、式（１
１）により最適膜厚の計算を行った。Ｃｒ層がない場合
のＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2の理論反射率は７１．７％で
あった。また、Ｍ2で反射された波の位相差は入射波に
対して０．１９８０８ｒａｄであった。Ｍ2における多
重散乱を考慮に入れた光学シミュレーションによる計算
結果を図３に示す。これに基づいて、式（１１）より得
られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの計
算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を図４に示す。
一方、式（９）から得られた最適膜厚は８９．８６ｎｍ
であった。以上の結果を綜合して図５に示す。これよる
と式（９）で得られた最適膜厚値は光学シミュレーショ
ンによる計算結果によるピーク位置より若干厚い位置に
あるが、ほぼ正確に予想できることが判明した。
ＴｉＯ2ガラス基板上にＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2として、
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を４０周期積層した。Ｍｏ／Ｓｉ多層
膜はＳｉが４．２ｎｍ、Ｍｏが２．８ｎｍで1周期を構
成し、これが４０周期積層されている。一方、ＥＵＶ光
吸収体層Ｍ1はＣｒとした。そしてＥＵＶ光の波長は１
３．５ｎｍ、入射角度は２．０５ｄｅｇとし、各材料の
屈折率、吸収係数を図２の値として、式（９）、式（１
１）により最適膜厚の計算を行った。Ｃｒ層がない場合
のＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2の理論反射率は７１．７％で
あった。また、Ｍ2で反射された波の位相差は入射波に
対して０．１９８０８ｒａｄであった。Ｍ2における多
重散乱を考慮に入れた光学シミュレーションによる計算
結果を図３に示す。これに基づいて、式（１１）より得
られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの計
算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を図４に示す。
一方、式（９）から得られた最適膜厚は８９．８６ｎｍ
であった。以上の結果を綜合して図５に示す。これよる
と式（９）で得られた最適膜厚値は光学シミュレーショ
ンによる計算結果によるピーク位置より若干厚い位置に
あるが、ほぼ正確に予想できることが判明した。
【００３３】（実施例２）実施例１と同様のＳｉＯ2−
ＴｉＯ2ガラス基板を用い、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ 2とし
て、Ｓｉ／Ｍｏ多層膜を４０周期積層した。他の条件は
実施例１と同様である。Ｃｒ層がない場合のＥＵＶ光反
射多層膜Ｍ2の理論反射率は７０．８％であった。ま
た、Ｍ2で反射された波の位相差は入射波に対して２．
５７３６ｒａｄであった。実施例１と同様の光学シミュ
レーションによる計算結果を図６に示す。これに基づい
て、式（１１）より得られた干渉の強まる膜厚と、光学
シミュレーションの計算で得られた干渉の強まる膜厚と
の比較を図７に示す。ここで、式（９）から得られた最
適膜厚は８９．６９ｎｍであった。以上の結果を綜合し
て図８に示す。これよると式（９）で得られた最適膜厚
値は実施例１と同様に、光学シミュレーションによる計
算結果によるピーク位置より若干厚い位置にあるが、ほ
ぼ正確に予想できることが判明した。
ＴｉＯ2ガラス基板を用い、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ 2とし
て、Ｓｉ／Ｍｏ多層膜を４０周期積層した。他の条件は
実施例１と同様である。Ｃｒ層がない場合のＥＵＶ光反
射多層膜Ｍ2の理論反射率は７０．８％であった。ま
た、Ｍ2で反射された波の位相差は入射波に対して２．
５７３６ｒａｄであった。実施例１と同様の光学シミュ
レーションによる計算結果を図６に示す。これに基づい
て、式（１１）より得られた干渉の強まる膜厚と、光学
シミュレーションの計算で得られた干渉の強まる膜厚と
の比較を図７に示す。ここで、式（９）から得られた最
適膜厚は８９．６９ｎｍであった。以上の結果を綜合し
て図８に示す。これよると式（９）で得られた最適膜厚
値は実施例１と同様に、光学シミュレーションによる計
算結果によるピーク位置より若干厚い位置にあるが、ほ
ぼ正確に予想できることが判明した。
【００３４】（実施例３）実施例１と同様のＳｉＯ2−
ＴｉＯ2ガラス基板、およびＥＵＶ光反射多層膜Ｍ 2を用
い、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1はＴａＢとした。そしてＥＵ
Ｖ光は実施例１と同様とし、各材料の屈折率、吸収係数
を図９の値として、式（９）、式（１１）により最適膜
厚の計算を行った。ＴａＢ層がない場合のＥＵＶ光反射
多層膜Ｍ2の理論反射率は７１．７％であった。また、
Ｍ2で反射された波の位相差は入射波に対して０．１９
８０８ｒａｄであった。実施例１と同様の光学シミュレ
ーションによる計算結果を図１０に示す。これに基づい
て、式（１１）より得られた干渉の強まる膜厚と、光学
シミュレーションの計算で得られた干渉の強まる膜厚と
の比較を図１１に示す。ここで、式（９）から得られた
最適膜厚は９５．７３ｎｍであった。以上の結果を綜合
して図１２に示す。これよると式（９）で得られた最適
膜厚値は実施例１と同様に、光学シミュレーションによ
る計算結果によるピーク位置より若干厚い位置にある
が、ほぼ正確に予想できることが判明した。
ＴｉＯ2ガラス基板、およびＥＵＶ光反射多層膜Ｍ 2を用
い、ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1はＴａＢとした。そしてＥＵ
Ｖ光は実施例１と同様とし、各材料の屈折率、吸収係数
を図９の値として、式（９）、式（１１）により最適膜
厚の計算を行った。ＴａＢ層がない場合のＥＵＶ光反射
多層膜Ｍ2の理論反射率は７１．７％であった。また、
Ｍ2で反射された波の位相差は入射波に対して０．１９
８０８ｒａｄであった。実施例１と同様の光学シミュレ
ーションによる計算結果を図１０に示す。これに基づい
て、式（１１）より得られた干渉の強まる膜厚と、光学
シミュレーションの計算で得られた干渉の強まる膜厚と
の比較を図１１に示す。ここで、式（９）から得られた
最適膜厚は９５．７３ｎｍであった。以上の結果を綜合
して図１２に示す。これよると式（９）で得られた最適
膜厚値は実施例１と同様に、光学シミュレーションによ
る計算結果によるピーク位置より若干厚い位置にある
が、ほぼ正確に予想できることが判明した。
【００３５】また実施例３においては、ＥＵＶ光吸収体
層の膜厚が条件１）を満たす場合と条件２）とを図１２
に記入した図１６を作成した。図１７において条件１）
を満たす部分のグラフを実線で、条件２）を満たす部分
をハンチングで示した。そして図１６より、ＥＵＶ光吸
収体層の膜厚が条件１）２）同時に満たす場合には、前
記干渉効果により、干渉効果を用いない場合より少なく
とも１６０ｎｍの膜厚の削減を実現していることが判明
した。
層の膜厚が条件１）を満たす場合と条件２）とを図１２
に記入した図１６を作成した。図１７において条件１）
を満たす部分のグラフを実線で、条件２）を満たす部分
をハンチングで示した。そして図１６より、ＥＵＶ光吸
収体層の膜厚が条件１）２）同時に満たす場合には、前
記干渉効果により、干渉効果を用いない場合より少なく
とも１６０ｎｍの膜厚の削減を実現していることが判明
した。
【００３６】（実施例４）実施例１と同様のＳｉＯ2−
ＴｉＯ2ガラス基板を用い、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ 2とし
て、Ｓｉ／Ｍｏ多層膜を４０周期積層した。他の条件は
実施例３と同様である。ＴａＢ層がない場合のＥＵＶ光
反射多層膜Ｍ2の理論反射率は７０．８％であった。ま
た、Ｍ2で反射された波の位相差は入射波に対して２．
５７３６ｒａｄであった。実施例１と同様の光学シミュ
レーションによる計算結果を図１３に示す。これに基づ
いて、式（１１）より得られた干渉の強まる膜厚と、光
学シミュレーションの計算で得られた干渉の強まる膜厚
との比較を図１４に示す。ここで、式（９）から得られ
た最適膜厚は９５．７１ｎｍであった。以上の結果を綜
合して図１５に示す。これよると式（９）で得られた最
適膜厚値は実施例１と同様に、光学シミュレーションに
よる計算結果によるピーク位置より若干厚い位置にある
が、ほぼ正確に予想できることが判明した。
ＴｉＯ2ガラス基板を用い、ＥＵＶ光反射多層膜Ｍ 2とし
て、Ｓｉ／Ｍｏ多層膜を４０周期積層した。他の条件は
実施例３と同様である。ＴａＢ層がない場合のＥＵＶ光
反射多層膜Ｍ2の理論反射率は７０．８％であった。ま
た、Ｍ2で反射された波の位相差は入射波に対して２．
５７３６ｒａｄであった。実施例１と同様の光学シミュ
レーションによる計算結果を図１３に示す。これに基づ
いて、式（１１）より得られた干渉の強まる膜厚と、光
学シミュレーションの計算で得られた干渉の強まる膜厚
との比較を図１４に示す。ここで、式（９）から得られ
た最適膜厚は９５．７１ｎｍであった。以上の結果を綜
合して図１５に示す。これよると式（９）で得られた最
適膜厚値は実施例１と同様に、光学シミュレーションに
よる計算結果によるピーク位置より若干厚い位置にある
が、ほぼ正確に予想できることが判明した。
【００３７】（実施例５）ガラス基板として外形６イン
チ角、厚さ６ｍｍの低膨張ＳｉＯ2−ＴｉＯ2ガラス基板
を準備し、機械研磨により、表面の平滑度０．２ｎｍ以
下、平坦度１００ｎｍ以下とした。このガラス基板上
に、ＥＵＶ光反射多層膜としてＭｏとＳｉとを積層し
た。その積層方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によ
り、まずＳｉターゲットを用いてＡｒガス０．１Ｐａ中
でＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、次にＭｏターゲットを用
いてＡｒガス０．１Ｐａ中でＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜
し、これを１周期として４０周期積層した後、最後にＳ
ｉ膜を４．２ｎｍ成膜した。次に、図１３のグラフおよ
び図１４の表の結果より、極小の反射率を期待できる膜
厚を求め、前記ＥＵＶ光反射多層膜上にＥＵＶ光吸収体
層としてスパッタ法によりＴａＢを８５ｎｍの厚さに成
膜し、ＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを得た。得ら
れたＥＵＶ露光用反射型マスクブランク上にＥＢレジス
トをコ−トし、ＥＢ描画によりパターンを形成し、次に
このレジストパターンをマスクとして、前記ＥＵＶ光吸
収体層をＣｌ2を用いてドライエッチングし、ＥＵＶ光
吸収パターンを形成して、デザインルールが７０ｎｍの
１６ＧＢｉｔ−ＤＲＡＭのパターンを有するＥＵＶ露光
用反射型マスクを作製した。作製されたＥＵＶ露光用反
射型マスクについて、マスクへの入射角を２．０５ｄｅ
ｇとし波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いて露光転写を
おこなったところ、要求された線幅５０ｎｍに対して、
高精度な転写特性を得ることができた。
チ角、厚さ６ｍｍの低膨張ＳｉＯ2−ＴｉＯ2ガラス基板
を準備し、機械研磨により、表面の平滑度０．２ｎｍ以
下、平坦度１００ｎｍ以下とした。このガラス基板上
に、ＥＵＶ光反射多層膜としてＭｏとＳｉとを積層し
た。その積層方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によ
り、まずＳｉターゲットを用いてＡｒガス０．１Ｐａ中
でＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、次にＭｏターゲットを用
いてＡｒガス０．１Ｐａ中でＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜
し、これを１周期として４０周期積層した後、最後にＳ
ｉ膜を４．２ｎｍ成膜した。次に、図１３のグラフおよ
び図１４の表の結果より、極小の反射率を期待できる膜
厚を求め、前記ＥＵＶ光反射多層膜上にＥＵＶ光吸収体
層としてスパッタ法によりＴａＢを８５ｎｍの厚さに成
膜し、ＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを得た。得ら
れたＥＵＶ露光用反射型マスクブランク上にＥＢレジス
トをコ−トし、ＥＢ描画によりパターンを形成し、次に
このレジストパターンをマスクとして、前記ＥＵＶ光吸
収体層をＣｌ2を用いてドライエッチングし、ＥＵＶ光
吸収パターンを形成して、デザインルールが７０ｎｍの
１６ＧＢｉｔ−ＤＲＡＭのパターンを有するＥＵＶ露光
用反射型マスクを作製した。作製されたＥＵＶ露光用反
射型マスクについて、マスクへの入射角を２．０５ｄｅ
ｇとし波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いて露光転写を
おこなったところ、要求された線幅５０ｎｍに対して、
高精度な転写特性を得ることができた。
【００３８】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、ＥＵＶ
吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光と、ＥＵＶ吸収
体層を通過して前記ＥＵＶ吸収体層の下にあるＥＵＶ光
反射多層膜で反射され、再び前記ＥＵＶ吸収体層を通過
したＥＵＶ光と、の干渉効果を利用して、前記ＥＵＶ吸
収体層におけるＥＵＶ光の反射率が低くなるように、前
記ＥＵＶ吸収体層の膜厚を設定したことを特徴とするＥ
ＵＶ露光用反射型マスクブランクであり、これを用いる
ことで、ＥＵＶ光吸収体層の膜厚を厚くすることなくＥ
ＵＶ光吸収体層のＥＵＶ光反射率を下げ、パターンのコ
ントラストを上げることができた。
吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光と、ＥＵＶ吸収
体層を通過して前記ＥＵＶ吸収体層の下にあるＥＵＶ光
反射多層膜で反射され、再び前記ＥＵＶ吸収体層を通過
したＥＵＶ光と、の干渉効果を利用して、前記ＥＵＶ吸
収体層におけるＥＵＶ光の反射率が低くなるように、前
記ＥＵＶ吸収体層の膜厚を設定したことを特徴とするＥ
ＵＶ露光用反射型マスクブランクであり、これを用いる
ことで、ＥＵＶ光吸収体層の膜厚を厚くすることなくＥ
ＵＶ光吸収体層のＥＵＶ光反射率を下げ、パターンのコ
ントラストを上げることができた。
【図１】本発明の一実施の形態にかかる、真空中Ｍ0、
ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1とＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2との配
置、並びにそこへ入射してきたＥＵＶ光の光路を模式的
に表した図である。
ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1とＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2との配
置、並びにそこへ入射してきたＥＵＶ光の光路を模式的
に表した図である。
【図２】Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｏの各部材の屈折率を示す表で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例１にかかる、ＥＵＶ光吸収体層
の反射率とＣｒ膜厚との関係について、ＥＵＶ光反射多
層膜における多重散乱を考慮に入れた光学シミュレータ
ーにより計算した結果を示す図である。
の反射率とＣｒ膜厚との関係について、ＥＵＶ光反射多
層膜における多重散乱を考慮に入れた光学シミュレータ
ーにより計算した結果を示す図である。
【図４】本発明の実施例１にかかる、式（１１）より得
られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの計
算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を示す表であ
る。
られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの計
算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を示す表であ
る。
【図５】本発明の実施例１にかかる、（図４）の表の値
および式（９）から得られた最適膜厚値を（図３）に記
入した図である。
および式（９）から得られた最適膜厚値を（図３）に記
入した図である。
【図６】本発明の実施例２にかかる、ＥＵＶ光吸収体層
の反射率とＣｒ膜厚との関係について、ＥＵＶ光反射多
層膜における多重散乱を考慮に入れた光学シミュレータ
ーにより計算した結果を示す図である。
の反射率とＣｒ膜厚との関係について、ＥＵＶ光反射多
層膜における多重散乱を考慮に入れた光学シミュレータ
ーにより計算した結果を示す図である。
【図７】本発明の実施例２にかかる、式（１１）より得
られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの計
算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を示す表であ
る。
られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの計
算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を示す表であ
る。
【図８】本発明の実施例２にかかる、（図７）の表の値
および式（９）から得られた最適膜厚値を（図６）に記
入した図である。
および式（９）から得られた最適膜厚値を（図６）に記
入した図である。
【図９】ＴａＢ、Ｓｉ、Ｍｏの各部材の屈折率を示す表
である。
である。
【図１０】本発明の実施例３にかかる、ＥＵＶ光吸収体
層の反射率とＣｒ膜厚との関係について、ＥＵＶ光反射
多層膜における多重散乱を考慮に入れた光学シミュレー
ターにより計算した結果を示す図である。
層の反射率とＣｒ膜厚との関係について、ＥＵＶ光反射
多層膜における多重散乱を考慮に入れた光学シミュレー
ターにより計算した結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施例３にかかる、式（１１）より
得られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの
計算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を示す表であ
る。
得られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの
計算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を示す表であ
る。
【図１２】本発明の実施例３にかかる、（図１１）の表
の値および式（９）から得られた最適膜厚値を（図１
０）に記入した図である。
の値および式（９）から得られた最適膜厚値を（図１
０）に記入した図である。
【図１３】本発明の実施例４にかかる、ＥＵＶ光吸収体
層の反射率とＴａＢ膜厚との関係について、ＥＵＶ光反
射多層膜における多重散乱を考慮に入れた光学シミュレ
ーターにより計算した結果を示す図である。
層の反射率とＴａＢ膜厚との関係について、ＥＵＶ光反
射多層膜における多重散乱を考慮に入れた光学シミュレ
ーターにより計算した結果を示す図である。
【図１４】本発明の実施例４にかかる、式（１１）より
得られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの
計算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を示す表であ
る。
得られた干渉の強まる膜厚と、光学シミュレーションの
計算で得られた干渉の強まる膜厚との比較を示す表であ
る。
【図１５】本発明の実施例４にかかる、（図１４）の表
の値および式（９）から得られた最適膜厚値を（図１
３）に記入した図である。
の値および式（９）から得られた最適膜厚値を（図１
３）に記入した図である。
【図１６】本発明の実施例３にかかる、ＥＵＶ光吸収体
層の膜厚が、条件１）を満たす場合と、条件２）を満た
す場合とを（図１０）に記入した図である。
層の膜厚が、条件１）を満たす場合と、条件２）を満た
す場合とを（図１０）に記入した図である。
【図１７】ＥＵＶＬに用いられるＥＵＶ露光用反射型マ
スクを模式的に表現した図である。
スクを模式的に表現した図である。
【図１８】ＥＵＶ露光用反射型マスク、等を製造するた
めに用いられるＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを模
式的に表現した図である。
めに用いられるＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを模
式的に表現した図である。
【図１９】ＥＵＶ露光用反射型マスクを用いて、例えば
Ｓｉウエハ上にパターンの露光転写を行っている概念図
である。
Ｓｉウエハ上にパターンの露光転写を行っている概念図
である。
ＥＵＶ．入射してきたＥＵＶ光 ＥＵＶ．ＥＵＶ光吸収体層の表面で反射されるＥＵＶ
光 ＥＵＶ．ＥＵＶ光吸収体層を通過しＥＵＶ光反射多層
膜で反射され再びＥＵＶ光吸収体層を通過したＥＵＶ光 Ｍ0．真空 Ｍ1．ＥＵＶ光吸収体層 Ｍ2．ＥＵＶ光反射多層膜 θ0．ＥＵＶ光のＥＵＶ光吸収体層への入射角 θ1．ＥＵＶ光のＥＵＶ光反射層への入射角 Ｉ0．ＥＵＶ光の強度 Ｒ01．真空中Ｍ0とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1との界面の反射
率 Ｒ12．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1とＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2と
の界面の反射率 Ｔ01．真空中Ｍ0とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1との界面の透過
率 ｄ．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜厚 ｚ．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1における光路長
光 ＥＵＶ．ＥＵＶ光吸収体層を通過しＥＵＶ光反射多層
膜で反射され再びＥＵＶ光吸収体層を通過したＥＵＶ光 Ｍ0．真空 Ｍ1．ＥＵＶ光吸収体層 Ｍ2．ＥＵＶ光反射多層膜 θ0．ＥＵＶ光のＥＵＶ光吸収体層への入射角 θ1．ＥＵＶ光のＥＵＶ光反射層への入射角 Ｉ0．ＥＵＶ光の強度 Ｒ01．真空中Ｍ0とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1との界面の反射
率 Ｒ12．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1とＥＵＶ光反射多層膜Ｍ2と
の界面の反射率 Ｔ01．真空中Ｍ0とＥＵＶ光吸収体層Ｍ1との界面の透過
率 ｄ．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1の膜厚 ｚ．ＥＵＶ光吸収体層Ｍ1における光路長
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 1/16 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｍ Ｆターム(参考） 2H048 FA05 FA07 FA09 FA18 FA24 GA07 GA46 GA51 GA60 GA61 2H095 BA00 BC04 BC13 5F046 CA08 GD01 GD16
Claims (9)
- 【請求項１】 ＥＵＶ光反射多層膜上に成膜されたＥＵ
Ｖ光吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクブラン
クであって、 前記ＥＵＶ吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光と、
前記ＥＵＶ吸収体層を通過して前記ＥＵＶ吸収体層の下
にある前記ＥＵＶ光反射多層膜で反射され、再び前記Ｅ
ＵＶ吸収体層を通過したＥＵＶ光と、の干渉効果を利用
して、前記ＥＵＶ吸収体層におけるＥＵＶ光の反射率が
低くなるように、前記ＥＵＶ吸収体層の膜厚を設定した
ことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランク。 - 【請求項２】 ＥＵＶ光反射多層膜上に成膜されたＥＵ
Ｖ光吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクブラン
クであって、 前記ＥＵＶ光吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光
と、前記ＥＵＶ光吸収体層を通過し前記ＥＵＶ光吸収体
層の下にある前記ＥＵＶ光反射多層膜で反射され再び前
記ＥＵＶ光吸収体層を通過したＥＵＶ光との、干渉効果
を加算した反射率をシュミレーションし、 前記反射率のシュミレーションの結果を、膜厚を横軸、
反射率を縦軸としたグラフに表し、 前記グラフにおいて、膜厚に対し反射率の極大値を与え
る点を結んだ曲線を求め、 その膜厚が膜応力の観点から使用不適と判断される膜厚
値を限界膜厚としたとき、前記限界膜厚に対応する反射
率を前記曲線から求め、限界反射率と定義したとき、 前記反射率のシュミレーション結果より、膜厚に対し反
射率の極小値を与える膜厚を求め、その膜厚を極小値膜
厚と定義し、前記ＥＵＶ光吸収体層の成膜において、前
記極小値膜厚をねらう際に発生する不可避的な膜厚変動
を見込んでも、前記限界反射率より低い反射率を得るこ
とができる膜厚を用いることを特徴とするＥＵＶ露光用
反射型マスクブランク。 - 【請求項３】 ＥＵＶ光反射多層膜上に成膜されたＥＵ
Ｖ光吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクブラン
クであって、 前記ＥＵＶ光吸収体層の表面にて反射されるＥＵＶ光
と、 前記ＥＵＶ光吸収体層を通過し前記ＥＵＶ光吸収体層の
下にある前記ＥＵＶ光反射多層膜で反射され再び前記Ｅ
ＵＶ光吸収体層を通過したＥＵＶ光との、干渉効果をも
ちいて、前記ＥＵＶ光吸収体層におけるＥＵＶ光の反射
率を低減させる構造において、 前記干渉効果の起きる条件を前記ＥＵＶ光吸収体層の膜
厚の関数として定式化し、 さらに前記ＥＵＶ光反射多層膜での多層反射を表面の反
射とする近似を行うことで、前記干渉効果の起きる条件
を前記ＥＵＶ光吸収体層の膜厚の関数として表す式の近
似式を求め、 この近似式により算出した膜厚を有するＥＵＶ光吸収体
層を有することを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスク
ブランク。 - 【請求項４】 請求項３に記載のＥＵＶ露光用反射型マ
スクブランクであって、 前記近似式により算出した膜厚ｄの値が、 【数１】 および 【数２】 の両式を満足する範囲内にあることで、前記干渉効果を
用いて、ＥＵＶ光の反射率を下げることを特徴とするＥ
ＵＶ露光用反射型マスクブランク。但し、λ0は真空中
でのＥＵＶ光の波長、ｎ0は真空中に屈折率、ｎ1は吸収
体層の屈折率、θ0はＥＵＶ光のＥＵＶ光吸収体層への
入射角、ｋ1は正の実数、Ｔ01は真空中とＥＵＶ光吸収
体層との界面の透過率、Ｒ01は真空中とＥＵＶ光吸収体
層との界面の反射率、Ｒ12はＥＵＶ光吸収体層とＥＵＶ
光反射多層膜との界面の反射率、ｍは正の整数、φは位
相のずれ、である。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のＥＵ
Ｖ露光用反射型マスクブランクであって、 前記ＥＵＶ光反射多層膜は交互に積層した第１の膜と第
２の膜とを有し、 前記第１の膜は、遷移金属、遷移金属の炭化物、遷移金
属の窒化物、遷移金属の珪化物、および遷移金属の硼化
物、より選ばれる少なくとも１つ以上の成分を含み、 前記第２の膜は、Ｂおよび／またはＢｅおよび／または
Ｃおよび／またはＳｉ、Ｂおよび／またはＢｅおよび／
またはＣおよび／またはＳｉの酸化物、Ｂおよび／また
はＢｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉの窒化物、
より選ばれる少なくとも１つ以上の成分を含み、 前記ＥＵＶ吸収体層は、Ｃｒ、Ｃｒの炭化物、Ｃｒの窒
化物、Ｃｒの珪化物およびＣｒの硼化物より選ばれる少
なくとも１つ以上の成分を含みこのＥＵＶ吸収体層の膜
厚は７０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とするＥＵ
Ｖ露光用反射型マスクブランク。 - 【請求項６】 請求項１から４のいずれかに記載のＥＵ
Ｖ露光用反射型マスクブランクであって、 前記ＥＵＶ光反射多層膜は交互に積層した第１の膜と第
２の膜とを有し、 前記第１の膜は、遷移金属、遷移金属の炭化物、遷移金
属の窒化物、遷移金属の珪化物、および遷移金属の硼化
物、より選ばれる少なくとも１つ以上の成分を含み、 前記第２の膜は、Ｂおよび／またはＢｅおよび／または
Ｃおよび／またはＳｉ、Ｂおよび／またはＢｅおよび／
またはＣおよび／またはＳｉの酸化物、Ｂおよび／また
はＢｅおよび／またはＣおよび／またはＳｉの窒化物、
より選ばれる少なくとも１つ以上の成分を含み、 前記ＥＵＶ吸収体層は、Ｔａ、Ｔａの炭化物、Ｔａの窒
化物、Ｔａの珪化物およびＴａの硼化物より選ばれる少
なくとも１つ以上の成分を含み、このＥＵＶ吸収体層の
膜厚は７０ｎｍ〜１１０ｎｍであることを特徴とするＥ
ＵＶ露光用反射型マスクブランク。 - 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載のＥＵＶ
露光用反射型マスクブランクであって、前記遷移金属
は、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、
Ｃｒ、Ｒｅより選ばれる少なくとも１つ以上の金属であ
ることを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブラン
ク。 - 【請求項８】 請求項１から７のいずれかに記載のＥＵ
Ｖ露光用反射型マスクブランクを用いたことを特徴とす
るＥＵＶ露光用反射型マスク。 - 【請求項９】 請求項８に記載のＥＵＶ露光用反射型マ
スクを用いて、半導体ウエハ上にＥＵＶ光によりパター
ンを転写することを特徴とする半導体の製造方法。
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| JP2001081161A JP4780847B2 (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Ｅｕｖ露光用反射型マスクブランクおよびｅｕｖ露光用反射型マスク |
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