JP2023000073A - 反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、射影効果を低減可能である反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本開示の一態様に係る反射型フォトマスク１００は、基板１１と、基板１１上に形成された多層膜構造を有するＥＵＶ光を反射する反射層１２と、反射層１２上に形成され、反射層１２を保護する保護層１３と、保護層１３上に形成され、パターンが形成されているＥＵＶ光を吸収する吸収パターン層１４ａと、を備え、吸収パターン層１４ａは、ＥＵＶ光に対する消衰係数ｋが０．０４１より大きい材料で構成され、吸収パターン層１４ａの側壁と基板１１とのなす側壁角の大きさθが９０°未満であることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本開示は、反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクの製造方法に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっている。フォトリソグラフィにおける転写パターンの最小現像寸法は、露光光源の波長に大きく依存し、波長が短いほど最小解像寸法を小さくできる。このため、先端の半導体デバイスの製造プロセスにおける露光光源は、従来の波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光から、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）に置き換わってきている。

ほとんどの物質がＥＵＶに対して高い光吸収性をもつため、従来の光の透過を利用する屈折光学系が使用できないことから、露光機の光学系部材はレンズではなく、ミラーとなる。フォトマスクも従来の透過型から反射型のＥＵＶフォトマスクとなる。ＥＵＶフォトマスクへの入射光と反射光が同軸上に設計できないことから、通常、ＥＵＶリソグラフィでは光軸をＥＵＶフォトマスクの垂直方向から６°傾けてＥＵＶ光を入射し、マイナス６°の角度で反射する反射光を半導体基板に照射する手法が採用されている。しかし、光軸を傾斜させることから、ＥＵＶフォトマスクに入射するＥＵＶ光がＥＵＶフォトマスクのパターン（吸収層パターン）の影を作ることにより、転写性能が悪化する、いわゆる射影効果（シャドウイング効果）と呼ばれる問題が発生する。よって、シャドウイング効果を低減し、転写性能を向上することが課題となっている。

この課題に対し、吸収層に消衰係数ｋが高い材料を用いてＥＵＶ反射率を抑えることによって、従来よりも膜厚が薄い吸収層パターンの形成が可能となり、射影効果を低減する反射型フォトマスクが提案されている[例えば、特許文献１を参照]。
しかし、特許文献１では、材料の光学定数と膜厚とによる性能向上だけに着目しており、パターン形状が転写性に与える影響を考慮していない。

国際公開第２０１８／１５９７８５号

本開示は、射影効果を低減可能である反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクは、基板と、前記基板上に形成された多層膜構造を有するＥＵＶ光を反射する反射層と、前記反射層上に形成され、該反射層を保護する保護層と、前記保護層上に形成され、パターンが形成されているＥＵＶ光を吸収する吸収パターン層と、を備え、前記吸収パターン層は、ＥＵＶ光に対する消衰係数ｋが０．０４１より大きい材料で構成され、前記吸収パターン層の側壁と前記基板とのなす側壁角の大きさθが９０°未満であることを特徴とする。

本開示の一態様に係る反射型フォトマスクであれば、射影効果の低減が可能となる。

本実施形態に係る反射型フォトマスクの一構成例を模式的に示す断面図である。 ＥＵＶ光の波長における各金属の光学定数を示すグラフである。 本実施形態に係る反射型フォトマスクの一構成例を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。 本実施形態に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。 本実施形態に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。 本実施形態に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの設計パターンを表す概略平面図である。 本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクのＮＩＬＳを示すグラフである。 本実施形態の変形例に係る反射型フォトマスクの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの反射率を示すグラフである。

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

（反射型フォトマスクの構成）
図１は、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク１００の構造を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク１００は、基板１１と、基板１１上に形成された反射層１２と、反射層１２の上に形成された保護層１３と、保護層１３の上に形成された吸収パターン層１４ａと、を備えている。以下、各層について詳細に説明する。

（基板）
本発明の実施形態に係る基板１１には、例えば、平坦なＳｉ基板や合成石英基板等を用いることができる。また、基板１１には、チタンを添加した低熱膨張ガラスを用いることができるが、熱膨張率の小さい材料であれば、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、後述する図６に示すように、基板１１の反射層１２を形成していない面に裏面導電膜１５を形成することができる。裏面導電膜１５は、反射型フォトマスク１００を露光機に設置するときに静電チャックの原理を利用して固定するための膜である。

（反射層）
本発明の実施形態に係る反射層１２は、露光光であるＥＵＶ光（極端紫外光）を反射するものであればよく、ＥＵＶ光に対する屈折率の大きく異なる材料の組み合わせによる多層反射膜（つまり、多層膜構造を有するＥＵＶ光反射膜）であってもよい。多層反射膜を含む反射層１２は、例えば、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（シリコン）、またはＭｏ（モリブデン）とＢｅ（ベリリウム）といった組み合わせの層を４０周期程度繰り返し積層することにより形成したものであってもよい。

（保護層）
本発明の実施形態に係る保護層１３は、吸収パターン層１４ａをエッチングにより形成する際に、反射層１２へのダメージを防ぐエッチングストッパとして機能する層である。なお、反射層１２の材質やエッチング条件により、保護層１３はなくてもかまわない。保護層１３は、後述する図４に示す吸収層１４のパターン形成の際に行われるドライエッチングに対して耐性を有する材質で形成されている。

（吸収層及び吸収パターン層）
図４に示すように、吸収層１４は、保護層１３上に形成される層であり、反射型フォトマスク１００において露光光であるＥＵＶ光を吸収する層である。また、吸収層１４は、転写するための微細パターンである吸収パターン層（転写パターン）１４ａを形成する層である。つまり、反射型フォトマスクブランク２００の吸収層１４の一部を除去することにより、即ち吸収層１４をパターニングすることにより、図１に示す反射型フォトマスク１００の吸収パターン（吸収パターン層１４ａ）が形成される。

ＥＵＶリソグラフィにおいて、ＥＵＶ光は斜めに入射し、反射層１２で反射されるが、吸収パターン層１４ａが光路の妨げとなる射影効果により、ウェハ（半導体基板）上への転写性能が悪化することがある。
この転写性能の悪化は、ＥＵＶ光を吸収する吸収パターン層１４ａの厚さを薄くすることで低減できることが知られているが、吸収パターン層１４ａの側壁角の大きさを小さくすることで更に低減される。

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

図２は、各金属材料のＥＵＶ光の波長１３．５ｎｍに対する光学定数を示すグラフである。図２のグラフの横軸は屈折率ｎを表し、縦軸は消衰係数ｋを示している。図２より、本実施形態に係る「第１の材料群の材料」は、それぞれ従来用いられてきた材料であるタンタル（Ｔａ）より消衰係数ｋが大きいため、第１の材料群を用いることにより射影効果を低減できることがわかる。なお、第１の材料群は、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、及びコバルト（Ｃｏ）並びにそれらの酸化物、窒化物、及び酸窒化物である。

ここで、反射層１２と吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）とにおける光強度のコントラストを表す指標である光学濃度（ＯＤ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値について説明する。反射層１２からの反射光の強度をＲｍとし、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）からの反射光の強度をＲａとしたとき、ＯＤ値は、以下の式（１）で規定される。
ＯＤ＝－ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ） ・・・式（１）
ＯＤ値は大きいほうがコントラストはよく、高い転写性が得られる。反射型フォトマスク１００においてパターン転写にはＯＤ値が１以上、より好ましくはＯＤ＞１が必要であるが、タンタル（Ｔａ）を主材料として含む従来膜より高い転写性能を得るために、ＯＤ値は１．５以上であると、更に好ましい。ここで、上記「主材料」とは、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）全体の原子数に対して５０ａｔ％以上含んでいる材料（成分）をいう。

吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）の膜厚は、５０ｎｍ以下であることが好ましい。吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）の膜厚が５０ｎｍ以下である場合、従来のＴａ系吸収膜と比較して十分に射影効果を低減し、転写性能を向上させることができる。
また、ＯＤ＞１を得るために、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）の膜厚は、１７ｎｍ以上であることが好ましい。

第１の材料群を構成する材料であれば、従来材料のタンタル（Ｔａ）よりもＥＵＶ光に対する消衰係数ｋが高く、吸収層１４に適用できる。第１の材料群を構成する材料を吸収層１４に適用することで、吸収層１４を薄膜化でき、射影効果を低減し、転写性の向上が期待できる。タンタル（Ｔａ）を主材料として含む従来膜より射影効果を低減するためには、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）は、第１の材料群から選択される１種類以上の元素並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物を合計して５０原子％以上含むことが望ましい。

第１の材料群を構成する錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、及びコバルト（Ｃｏ）の少なくとも１種を含んだ材料であれば、腐食性ガスであるフッ素系ガスまたは塩素系ガスでのドライエッチング加工が可能である。第１の材料群の中でも、錫（Ｓｎ）の酸化物もしくはインジウム（Ｉｎ）の酸化物、錫（Ｓｎ）の窒化物もしくはインジウム（Ｉｎ）の窒化物、錫（Ｓｎ）の酸窒化物もしくはインジウム（Ｉｎ）の酸窒化物は融点が高く、好ましい。これらの材料の中でも錫（Ｓｎ）の酸化物が取り扱いの容易さから最も好ましい。

また、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）が少なくとも１層以上で構成されている場合には、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）の少なくとも１層に、上述した第１の材料群から選択される１種類以上の元素並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物を合計して５０原子％以上含んでいればよい。
吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）が２層以上で構成されている場合には、どの層にでも、上述した第１の材料群から選択される１種類以上の元素並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物を合計して５０原子％以上含めてよく、例えば、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）の最下層（保護層１３に最も近い層）に、上述した第１の材料群から選択される１種類以上の元素並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物を合計して５０原子％以上含めてもよい。

また、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）が３層で構成されている場合には、吸収層１４（吸収パターン層１４ａ）の最下層に、上述した第１の材料群から選択される１種類以上の元素並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物を合計して５０原子％以上含んでおり、その最下層から最上層（保護層１３から最も遠い層）に向かって段階的に第１の材料群から選択される１種類以上の元素等の含有量を少なくしてもよい。

（側壁角）
以下、吸収パターン層１４ａの側壁角について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク１００の構造を示す概略断面図である。より詳しくは、図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク１００の全体構造を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク１００の構造の一部分を拡大して示す概略断面図である。図３に示すように、吸収パターン層１４ａの側壁と保護層１３とのなす側壁角度の大きさθ（以下、単に側壁角θと称する）を９０°より小さくすることにより、射影効果を低減できる。

以下、側壁角θの定義について説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、吸収パターン層１４ａの膜厚をｈとした場合に、断面図において側壁の高さｈ／３の部分の点と、側壁の高さ２ｈ／３の部分の点とを結ぶ直線を仮想的に引く。この直線（仮想直線Ｌ１）と、基板と平行な直線（仮想直線Ｌ２）とのなす角が側壁角θである。
上記規定により、例えば、吸収パターン層１４ａの下部や上部がラウンディングしていて、吸収パターン層１４ａの側壁が同一平面上にない場合にも、側壁角θを定義することができる。
なお、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、対向する吸収パターン層１４ａの側壁における側壁角θは互いに同じ角度であってもよい。

吸収パターン層１４ａが２層以上の構造の場合、少なくとも１層の側壁角θが９０°より小さければよい。
また、吸収パターン層１４ａは、例えば、全ての層の側壁角θが同じ角度であってもよいし、側壁角θが９０°より小さい層の上に、側壁角θが９０°の層（上層膜）があるような構造であってもよい。この場合、側壁角θの調整による射影効果低減の効果を阻害しないよう、上層膜が、ＥＵＶ光に対して透明性が低い膜である場合には、その膜厚は２０ｎｍ以下であることが望ましく、１０ｎｍ以下であることがより望ましい。ただし、上層膜の透明性が高い場合はその限りではない。

ここで、図８に示すように、ＥＵＶ光の入射面に平行なｘ方向と、直交するｙ方向を規定する。
射影効果により影響を受けるのは、ｙ方向であり、転写パターンのエッジ部におけるコントラストの低下やｙ方向の線幅の減少が生じる。側壁角θを小さくすることにより、射影効果は低減する。
側壁角θ＜９０°であると、反射光のエネルギー潜像の左右対称性が向上するため、エネルギー潜像の歪みに起因する寸法の変化が軽減される。したがって、図８に示すｘ方向とｙ方向の寸法の違いであるＨ－Ｖバイアス値が小さくなる。

本実施形態における、膜厚ｈ、側壁角θ、及び後述する側壁部分の線幅には構造的に制限がある。以下、この点について説明する。
図３（ａ）に示すように、吸収パターン層１４ａの膜厚がｈ（ｎｍ）であるとき、吸収パターン層１４ａにおいて側壁のテーパー角（側壁角θ）を形成している部分（側壁部分）の線幅ａ（ｎｍ）は、
ａ＝ｈ／ｔａｎθ ・・・ 式（２）
で示され、吸収パターン層１４ａの膜厚ｈと側壁角θとで表すことができる。

図３（ａ）に示すように、吸収パターン層１４ａの下部の線幅ｗ（ｎｍ）は、構造上、側壁部分の線幅ａの２倍よりも大きいので、
ｗ＞２×ａ ・・・ 式（３）
という不等式が成り立つ。
ここで、「吸収パターン層１４ａの下部の線幅ｗ」とは、吸収パターン層１４ａにおける保護層１３と接する部分の幅（線幅）を意味する。

上記式（３）に上記式（２）を代入することにより、
ｔａｎθ＞２×ｈ／ｗ ・・・式（４）
が導出される。
このようにして、吸収パターン層１４ａの側壁角θの下限は、式（４）により規定される。

ここで、図８に示すｘ方向は、射影効果の影響はほとんど受けないが、側壁角θを小さくすると、順テーパー形状の部位は吸収部の厚みが小さくなり（即ち、側壁部分の線幅ａにおける吸収パターン層１４ａの厚みが薄くなり）、反射型フォトマスク１００全体でコントラストが低下する。
図９はＮＩＬＳのグラフである。ＮＩＬＳ（規格化空間像対数傾斜）は、
ＮＩＬＳ＝ｗ×ｄｌｎ（Ｉ）／ｄｘ ・・・式（５）
で求められ、反射型フォトマスク１００の解像性の指標になる。ここで「ｗ」は線幅（つまり、吸収パターン層１４ａにおける保護層１３と接する部分の幅）を表し、「Ｉ」はエネルギー潜像の強度を表す。

図９に示すように、膜厚が４０ｎｍであり、且つ酸化錫（ＳｎＯ）で形成された吸収パターン層１４ａの側壁角θが９０°である場合のＮＩＬＳの値は１．７６である。これに対し、側壁角θが６５°である場合のＮＩＬＳの値は１．４６であり、側壁角θが９０°である場合に比べてその値は約２割低減している。
また、図９に示すように、吸収パターン層１４ａの膜厚が３３ｎｍである場合も、側壁角θを６５°に設定した場合のＮＩＬＳの値は、側壁角θを９０°に設定した場合のＮＩＬＳの値に比べて約２割低減している。

また、図９に示すように、吸収パターン層１４ａの膜厚が２６ｎｍである場合も、側壁角θを６５°に設定した場合のＮＩＬＳの値は、側壁角θを９０°に設定した場合のＮＩＬＳの値に比べて約２割低減している。
これらのことから、十分なコントラストを維持するために、側壁角θが６５°以上であると好ましい。
以上より、本実施形態において側壁角θは６５°以上９０°未満が好ましいが、射影効果を低減しつつ、十分なコントラストを得るためには、側壁角θは８０°以上９０°未満の範囲内がより好ましく、８２°以上８８°以下の範囲内がさらに好ましい。

（反射型フォトマスクの製造方法）
次に、反射型フォトマスクの製造方法について図４から図８を用いて説明する。
本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク１００を作製するために用いる、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク２００は、図４に示すように、基板１１と、基板１１上に形成された反射層１２と、反射層１２の上に形成された保護層１３と、保護層１３の上に形成された吸収層１４と、を備えている。

まず、反射型フォトマスクブランク２００に備えられた吸収層１４の上に、ポジ型化学増幅型レジスト（ＳＥＢＰ９０１２：信越化学工業株式会社製）を１２０ｎｍの膜厚にスピンコートで成膜する。その後、１１０℃で１０分間ベークし、レジスト膜１６を形成する。
次いで、電子線描画機（ＪＢＸ３０３０：日本電子株式会社製）によってポジ型化学増幅型レジストで形成されたレジスト膜１７に所定のパターンを描画する。その後、１１０℃、１０分間ベーク処理を施し、次いでスプレー現像（ＳＦＧ３０００：シグマメルテック株式会社製）する。これにより、図５に示すように、レジストパターン１６ａを形成する。

次に、図６に示すようにレジストパターン１６ａをエッチングマスクとして、塩素系ガスを主体としたドライエッチングにより吸収層１４のパターニングを行い、吸収パターン層１４ａを形成する。この際、等方性エッチングが行われるよう、圧力やバイアス（印加電圧）の調整を行い、吸収パターン層１４ａの側壁角θを制御する。なお、吸収パターン層１４ａの側壁角θの制御は、ドライエッチング条件で調整するほかに、例えば、吸収層１４の上にハードマスクを形成したり、レジスト種や膜厚を変化させたりして側壁角θを調整しても構わない。
次に、図７に示すように残存したレジストパターン１６ａの剥離を行い、吸収パターン層１４aを露出させる。

以上により、本実施形態に係る反射型フォトマスク１００を製造する。吸収層１４に形成された吸収パターン層１４ａは、線幅６４ｎｍＬＳ（ラインアンドスペース）パターンとした。この線幅６４ｎｍＬＳパターンは、ＥＵＶ照射による射影効果の影響が見えやすくなるように、図８に示すようにｘ方向とｙ方向のそれぞれに設計されている。

（反射型フォトマスクの変形例）
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、対向する吸収パターン層１４ａの側壁における側壁角θを互いに同じ角度に設定した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０（ａ）に示すように、対向する吸収パターン層１４ａの側壁のうち、一方の側壁の側壁角θ１を他方の側壁の側壁角θ２よりも大きくしてもよい。つまり、対向する吸収パターン層１４ａの側壁における側壁角θを互いに異なる角度に設定してもよい。この場合、反射光側の吸収パターン層１４ａの側壁における側壁角θを、入射光側の吸収パターン層１４ａの側壁における側壁角θよりも小さくした方が射影効果をより低減することができるため好ましい。

また、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、吸収パターン層１４ａの側壁が同一平面により構成されている、即ち、吸収パターン層１４ａの側壁における側壁角θが常に一定となっている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０（ｂ）に示すように、吸収パターン層１４ａの側壁は、保護層１３側から吸収パターン層１４ａの最表面側に向かって側壁角θが段階的に小さくなるように形成されていてもよい。つまり、吸収パターン層１４ａの側壁における側壁角θが、図１０（ｂ）に示すように、θ１＞θ２＞θ３となっていてもよい。
また、図１０（ｃ）に示すように、吸収パターン層１４ａの側壁は、保護層１３側から吸収パターン層１４ａの最表面側に向かって側壁角θが段階的に大きくなるように形成されていてもよい。つまり、吸収パターン層１４ａの側壁における側壁角θが、図１０（ｃ）に示すように、θ１＜θ２＜θ３となっていてもよい。

［実施例］
以下、本開示を実施例によりさらに詳しく説明するが、本開示は実施例により何ら限定されるものではない。
＜実施例１＞
基板として低熱膨張性を有する合成石英基板を用いた。基板の上に、多層反射膜としてシリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）とを一対とする積層膜を４０枚積層して形成した。多層反射膜の膜厚は２８０ｎｍとした。
次に、多層反射膜上に、ルテニウム（Ｒｕ）を用いて膜厚が３．５ｎｍになるようにキャッピング層（保護層）を成膜した。これにより、基板上には多層反射膜及びキャッピング層を有する反射部が形成された。

キャッピング層の上に、銀（Ａｇ）とシリコン（Ｓｉ）とを含む吸収層を膜厚が５２ｎｍになるように成膜した。吸収層における銀（Ａｇ）とシリコン（Ｓｉ）との原子数比率をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）で測定したところ、３５：６５であった。また、吸収層の結晶性をＸＲＤ（Ｘ線回析装置）で測定したところ、わずかに結晶性が見られるものの、アモルファスであることが分かった。

次に、基板の多層反射膜が形成されていない側に、窒化クロム（ＣｒＮ）を用いて１００ｎｍの厚さとなるように裏面導電膜を成膜した。
基板上へのそれぞれの膜の成膜は、多元スパッタリング装置を用いた。各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。
次に、吸収層上にポジ型化学増幅型レジスト（ＳＥＢＰ９０１２：信越化学工業株式会社製）を１２０ｎｍの膜厚にスピンコートで成膜し、１１０℃で１０分間ベークし、レジスト膜を形成した。

次いで、電子線描画機（ＪＢＸ３０３０：日本電子株式会社製）によってポジ型化学増幅型レジストに所定のパターンを描画した。
その後、１１０℃で１０分間ベーク処理を施し、次いでスプレー現像機（ＳＦＧ３０００：シグマメルテック株式会社製）を用いて現像処理した。これによりレジストパターンを形成した。
次に、レジストパターンをエッチングマスクとして、塩素系ガスを主体としたドライエッチングにより吸収層のパターニングを行い、吸収パターン層を形成した。その際、側壁角が８０°になるように、ガスの圧力やバイアス（印加電圧）の調整を行った。
次に、残ったレジストパターンの剥離を行った。
以上により、実施例１の反射型フォトマスクを作製した。

＜実施例２＞
吸収層の材料を酸化錫（ＳｎＯ）とシリコン（Ｓｉ）が５０：５０の原子数比率で均質となる混合材料（ＳｎＳｉＯ）に変更した。それ以外は実施例１と同様の方法で、実施例２の反射型フォトマスクを作製した。
＜実施例３＞
吸収層の膜厚を４１ｎｍに変更した。それ以外は実施例２と同様の方法で、実施例３の反射型フォトマスクを作製した。
＜実施例４＞
吸収層の材料を酸化錫（ＳｎＯ）のみに変更した。また、吸収層の膜厚を３３ｎｍに変更した。それ以外は実施例１と同様の方法で、実施例４の反射型フォトマスクを作製した。

＜実施例５＞
吸収パターン層の側壁角を７０°に変更した。それ以外は実施例４と同様の方法で、実施例５の反射型フォトマスクを作製した。
＜実施例６＞
吸収パターン層の側壁角を６０°に変更した。それ以外は実施例１と同様の方法で、実施例６の反射型フォトマスクを作製した。
＜実施例７＞
吸収層の膜厚を４６ｎｍに変更した。それ以外は実施例６と同様の方法で、実施例７の反射型フォトマスクを作製した。

＜比較例１＞
比較例１では、従来のタンタル（Ｔａ）を主材料とした既存膜を備えたフォトマスクを用いた。比較例１では、窒化タンタル（ＴａＮ）を用いて膜厚５８ｎｍになるよう吸収層を形成し、酸化タンタル（ＴａＯ）を用いて膜厚２ｎｍになるよう最表層を形成して反射型フォトマスクを作製した。吸収パターン層の側壁角は９０°である。それ以外は、実施例１と同様の方法で比較例１の反射型フォトマスクを作製した。

＜比較例２＞
吸収層の材料を酸化錫（ＳｎＯ）のみに変更した。また、吸収層の膜厚を３３ｎｍに変更した。吸収パターン層の側壁角は９０°である。それ以外は、実施例１と同様の方法で比較例２の反射型フォトマスクを作製した。

図１１では、各実施例及び各比較例の反射型フォトマスクのＥＵＶ光反射率を示している。従来の膜厚６０ｎｍのタンタル（Ｔａ）系吸収層を備えた比較例１の反射型フォトマスクの反射率は、０．０１３（ＯＤ＝１．６８）であるのに対し、膜厚が５２ｎｍであり、銀（Ａｇ）を３５％含有した材料で形成された吸収層、即ち実施例１の反射型フォトマスクの反射率は０．０１２（ＯＤ＝１．７４）であり、膜厚が４１ｎｍであり、酸化錫（ＳｎＯ）を５０％含有した材料で形成された吸収層、即ち実施例３の反射型フォトマスクの反射率は０．０１３（ＯＤ＝１．６８）であり、膜厚が５２ｎｍであり、銀（Ａｇ）を３５％含有した材料で形成された吸収層、即ち実施例６の反射型フォトマスクの反射率は０．０１２（ＯＤ＝１．７４）であり、膜厚が４６ｎｍであり、銀（Ａｇ）を３５％含有した材料で形成された吸収層、即ち実施例７の反射型フォトマスクの反射率は０．００９（ＯＤ＝１．８６）であり、同等に良好であった。

また、膜厚が５２ｎｍであり、酸化錫（ＳｎＯ）を５０％含有した材料で形成された吸収層、即ち実施例２の反射型フォトマスクの反射率は０．００５（ＯＤ＝２．１１）であり、膜厚が３３ｎｍであり、酸化錫（ＳｎＯ）を１００％含有した材料で形成された吸収層、即ち実施例４及び実施例５及び比較例２の反射型フォトマスクの反射率はそれぞれ０．００１（ＯＤ＝２．６７）であり、さらに良好であった。
なお、ＯＤ値については、２．０以上であれば「◎」とし、１．５以上であれば「○」とし、１．０以上であれば「△」とし、１．０未満であれば「×」と評価した。
また、ＯＤ値については、「△」以上の評価であれば、使用上何ら問題はないため、合格とした。

＜評価＞
上述した実施例１～７、比較例１～２で得られた反射型フォトマスクについて、以下の方法で転写性能の評価を行った。転写性能はウェハ露光評価により確認した。また、解像性は、ＮＩＬＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｌｏｇ－Ｓｌｏｐｅ：規格化空間像対数傾斜）値により評価した。

〔ウェハ露光評価〕
ＥＵＶ露光装置（ＮＸＥ３３００Ｂ：ＡＳＭＬ社製）を用いて、ＥＵＶポジ型化学増幅型レジストを塗布した半導体ウェハ上に、各実施例、比較例２及び参考例（比較例１）で作製した反射型フォトマスクの吸収層パターンを転写露光した。このとき、露光量は、ｘ方向のＬＳパターンが設計通りに転写するように調節した。その後、電子線寸法測定機により転写されたレジストパターンの観察及び線幅測定を実施し、解像性とＨ－Ｖバイアス値を確認し、以下の「◎」、「○」、「△」、「×」の４段階で評価した。
＜評価基準＞
◎：Ｈ－Ｖバイアス値が３．２ｎｍより小さい場合
○：Ｈ－Ｖバイアス値が３．２ｎｍ以上であり、３．７ｎｍより小さい場合
△：Ｈ－Ｖバイアス値が３．７ｎｍ以上であり、５．０ｎｍ以下である場合
×：Ｈ－Ｖバイアス値が５．０ｎｍを超える場合
以上の評価結果を表１に示す。
なお、ＨＶ－バイアス値については、「○」以上の評価であれば、使用上何ら問題はないため、合格とした。

〔解像性評価〕
各実施例、比較例２及び参考例（比較例１）で作製した反射型フォトマスクの吸収層パターンの解像性を、ＮＩＬＳ値を用いて評価した。解像性は、以下の「○」、「△」、「×」の３段階で評価した。
＜評価基準＞
○：１．４以上である場合
△：１．０以上１．４未満である場合
×：１．０未満である場合
以上の評価結果を表１に示す。
なお、ＮＩＬＳ値については、「△」以上の評価であれば、使用上何ら問題はないため、合格とした。

表１中で表されるように、実施例１～７、比較例１～２の評価結果から、実施例１～７のように吸収パターン層の側壁角がθ＜９０°である場合には、比較例１～２のように吸収パターン層の側壁角がθ＝９０°である場合と比べてＨ－Ｖバイアス値が小さく、射影効果を低減できることが分かった。

以下、各実施例及び各比較例の各Ｈ－Ｖバイアス値を比較した結果について、具体的に説明する。
従来の膜厚６０ｎｍのタンタル（Ｔａ）系吸収層を備えた比較例１のＨ－Ｖバイアス値は５．２ｎｍであり、膜厚３３ｎｍの酸化錫（ＳｎＯ）で形成され、側壁角が９０°の比較例２のＨ－Ｖバイアス値は３．７ｎｍであった。

これに対し、膜厚が５２ｎｍの銀（Ａｇ）とシリコン（Ｓｉ）とを原子数比率が３５：６５となるように含有した材料で形成され、側壁角が８０°の実施例１のＨ－Ｖバイアス値は３．６ｎｍであり、膜厚が５２ｎｍの酸化錫（ＳｎＯ）とシリコン（Ｓｉ）とを原子数比率が５０：５０となるよう含有した材料で形成され、側壁角が８０°の実施例２のＨ－Ｖバイアス値は３．６ｎｍであり、膜厚が４１ｎｍの酸化錫（ＳｎＯ）とシリコン（Ｓｉ）とを原子数比率が５０：５０となるよう含有した材料で形成され、側壁角が８０°の実施例３のＨ－Ｖバイアス値は３．１ｎｍであり、膜厚が３３ｎｍの酸化錫（ＳｎＯ）のみで形成され、側壁角が８０°の実施例４のＨ－Ｖバイアス値は３．０ｎｍであり、膜厚が３３ｎｍの酸化錫（ＳｎＯ）のみで形成され、側壁角が７０°の実施例５のＨ－Ｖバイアス値は２．６ｎｍであり、膜厚が５２ｎｍの銀（Ａｇ）とシリコン（Ｓｉ）とを原子数比率が３５：６５となるように含有した材料で形成され、側壁角が６０°の実施例６のＨ－Ｖバイアス値は２．３ｎｍであり、膜厚が４６ｎｍの銀（Ａｇ）とシリコン（Ｓｉ）とを原子数比率が３５：６５となるように含有した材料で形成され、側壁角が６０°の実施例７のＨ－Ｖバイアス値は２．２ｎｍであり、側壁角がθ＝９０°である場合と比べてＨ－Ｖバイアス値が小さく、射影効果を低減できることが分かった。

なお、本開示の反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクの製造方法は、上記の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、発明の特徴を損なわない範囲において種々の変更が可能である。

本発明に係る反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、半導体集積回路などの製造工程において、ＥＵＶ露光によって微細なパターンを形成するために好適に用いることができる。

１１…基板
１２…反射層
１３…保護層
１４…吸収層
１４ａ…吸収パターン（吸収パターン層）
１５…裏面導電膜
１６…レジスト膜
１６ａ…レジストパターン
１００…反射型フォトマスク
２００…反射型フォトマスクブランク

Claims (7)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された多層膜構造を有するＥＵＶ光を反射する反射層と、
   前記反射層上に形成され、該反射層を保護する保護層と、
   前記保護層上に形成され、パターンが形成されているＥＵＶ光を吸収する吸収パターン層と、を備え、
   前記吸収パターン層は、ＥＵＶ光に対する消衰係数ｋが０．０４１より大きい材料で構成され、
   前記吸収パターン層の側壁と前記基板とのなす側壁角の大きさθが９０°未満であることを特徴とする反射型フォトマスク。
2. 前記吸収パターン層は、少なくとも１層以上で構成され、
   前記吸収パターン層の少なくとも１層は、第１の材料群から選択される１種類以上の元素並びにその酸化物、窒化物、及び酸窒化物を合計して５０原子％以上含み、
   前記第１の材料群は、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｅ、及びＣｏであることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスク。
3. 前記吸収パターン層の膜厚は、５０ｎｍ以下であり、
   ＯＤ値（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：光学濃度）は、１．０以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射型フォトマスク。
4. 前記吸収パターン層の下部の線幅をｗ（ｎｍ）、前記吸収パターン層の膜厚をｈ（ｎｍ）とした場合、
   前記側壁角の大きさθは
   ｔａｎθ＞２×ｈ／ｗ
   に示す関係を満たすことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の反射型フォトマスク。
5. 前記側壁角の大きさθは
   ６５°≦θ＜９０°
   を満たすことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の反射型フォトマスク。
6. 前記吸収パターン層は、フッ素系ガスまたは塩素系ガスを用いたドライエッチングにより形成可能であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の反射型フォトマスク。
7. 基板と、
   前記基板上に形成された多層膜構造を有するＥＵＶ光を反射する反射層と、
   前記反射層上に形成され、該反射層を保護する保護層と、
   前記保護層上に形成され、パターンが形成されているＥＵＶ光を吸収する吸収パターン層と、を形成する工程を備え、
   前記吸収パターン層は、ＥＵＶ光の消衰係数ｋが０．０４１より大きい材料で形成し、
   前記吸収パターン層の側壁と前記基板とのなす側壁角の大きさθが９０°未満であることを特徴とする反射型フォトマスクの製造方法。

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