(57)【要約】【課題】マスク使用時の露光光に対するコントラストを向上させ、またパターンエッジ部分でのパターン解像性を向上させて高解像度のパターン転写を行うことができる反射型マスクブランク及び反射型マスクを提供する。【解決手段】基板１と、該基板上に順次形成された、露光光を反射する多層反射膜２と、バッファ膜３と、露光光を吸収する吸収体膜４とを有する反射型マスクブランク１０であって、吸収体膜４は、最上層４ｂと下層４ａからなる積層構造となっており、最上層はＴａの酸化物、酸窒化物又は炭化物のいずれかを含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９５〜０．９７、消衰係数ｋが−０．０３３〜−０．０２３であり、下層はＴａを含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９４〜０．９７、消衰係数ｋが−０．０５０〜−０．０３６である。反射型マスク２０は、この反射型マスクブランクの吸収体膜に転写パターンを形成して得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有し、ＥＵＶ光を露光光とするＥＵＶリソグラフィで用いられる反射型マスクブランクであって、
前記吸収体膜は、最上層と、それ以外の下層とからなる積層構造となっており、
前記最上層は、タンタル（Ｔａ）の酸化物、窒化物、酸窒化物、または炭化物のいずれかを含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９５〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０３３〜−０．０２３の範囲であり、前記下層は、タンタル（Ｔａ）を含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９４〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０５０〜−０．０３６の範囲であることを特徴とする反射型マスクブランク。
【請求項２】
前記吸収体膜の下層は、さらにホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）のうち少なくとも１以上の元素を含有することを特徴とする請求項１に記載の反射型マスクブランク。
【請求項３】
前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、クロム（Ｃｒ）の窒化物を含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９０〜０．９５の範囲、消衰係数ｋが−０．０４３〜−０．０３０の範囲であるバッファ膜を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型マスクブランク。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜に、被転写体に対する転写パターンとなる吸収体膜パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置製造等に使用される露光用反射型マスク、及びそれを製造するための原版である反射型マスクブランクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体産業において、半導体デバイスの高集積化に伴い、フォトリソグラフィ法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされてきている。このため、より波長の短い極端紫外（Extreme Ultra Violet：以下、EUVと呼称する）光を用いた露光技術であるEUVリソグラフィが有望視されている。なお、ここで、EUV光とは、軟X線領域又は真空紫外線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。このEUVリソグラフィにおいて用いられるマスクとしては、たとえば下記特許文献１に記載された露光用反射型マスクが提案されている。
【０００３】
このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上にバッファ膜、さらにその上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものである。バッファ膜は、吸収体膜のパターン形成工程及び修正工程における多層反射膜の保護を目的として多層反射膜と吸収体膜との間に設けられている。露光機（パターン転写装置）に搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体膜のある部分では吸収され、吸収体膜のない部分では多層反射膜により反射された光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２１３３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
反射型マスクを用いて、微細パターンを高精度で半導体基板等へのパターン転写を行うためには、ＥＵＶ光などの露光光に対するマスクコントラストを向上させることが重要である。
そのためには、吸収体膜におけるＥＵＶ光などの露光光の吸収性能を向上させて遮光性を高める必要がある。また、吸収体膜の表面での露光光に対する表面反射を抑制することも重要である。
【０００６】
そこで本発明の目的は、第一に、マスク使用時の露光光に対するコントラストを向上させた反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することであり、第二に、パターンエッジ部分でのパターン解像性を向上させて高解像度のパターン転写を行うことができる反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記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）基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有し、ＥＵＶ光を露光光とするＥＵＶリソグラフィで用いられる反射型マスクブランクであって、前記吸収体膜は、最上層と、それ以外の下層とからなる積層構造となっており、前記最上層は、タンタル（Ｔａ）の酸化物、窒化物、酸窒化物、または炭化物のいずれかを含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９５〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０３３〜−０．０２３の範囲であり、前記下層は、タンタル（Ｔａ）を含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９４〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０５０〜−０．０３６の範囲であることを特徴とする反射型マスクブランクである。
【０００８】
構成１の反射型マスクブランクによれば、吸収体膜は、最上層と、それ以外の下層とからなる積層構造とし、前記最上層は、タンタル（Ｔａ）の酸化物、窒化物、酸窒化物、または炭化物のいずれかを含む材料で形成され、消衰係数ｋの低い、ＥＵＶ露光光が透過しやすい材料を選定し、前記下層は、タンタル（Ｔａ）を含む材料で形成され、最上層よりも消衰係数ｋの高い材料を選定したことにより、主として下層でＥＵＶ露光光に対する充分な遮光性能を確保しつつ、最上層ではＥＵＶ露光光に対する表面反射を抑制することができる。その結果、露光光に対するマスクコントラストを向上させた反射型マスクを得ることができる。
【０００９】
また、最上層と下層の屈折率ｎおよび消衰係数ｋをそれぞれ所定範囲としたことにより、最上層を通過し、下層で反射された露光光と、多層反射膜で反射された露光光との間で干渉効果を高めることができ、吸収体膜のパターンエッジ部分での位相シフト効果を生じさせて、パターンエッジ部分でのパターン解像性を向上させることができる。その結果、高解像度のパターン転写を行うことができる反射型マスクを得ることができる。なお、本発明における屈折率ｎ、消衰係数ｋは、ＥＵＶ光（波長  １３〜１４ｎｍ）を露光光とした場合の数値である。
【００１０】
（構成２）前記吸収体膜の下層は、さらにホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）のうち少なくとも１以上の元素を含有することを特徴とする構成１に記載の反射型マスクブランクである。
本発明においては、構成２の反射型マスクブランクにあるように、前記吸収体膜の下層は、さらにホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）のうち少なくとも１以上の元素を含有することができる。なお、Ｂを含有することにより、吸収体膜のアモルファス性、表面平滑性をより向上することができる。また、最上層にタンタルの酸化物を主成分とする材料を適用した場合においても、酸化による導電性の低下を低減することができ、最上層の上にレジスト膜を形成して電子線でパターンを描画するときのチャージアップ発生を抑制することができる。また、Ｎを含有することにより、吸収体膜の膜応力を低減し、また吸収体膜の下のバッファ膜あるいは多層反射膜との密着性が良好となる。
【００１１】
（構成３）前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、クロム（Ｃｒ）の窒化物を含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９０〜０．９５の範囲、消衰係数ｋが−０．０４３〜−０．０３０の範囲であるバッファ膜を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型マスクブランクである。
構成３の反射型マスクブランクによれば、上述の各効果に加えて、吸収体膜のパターン形成時、及びパターン修正時のエッチングによる多層反射膜のダメージが防止される。なお、Ｃｒの窒化物を含むバッファ膜の屈折率ｎが０．９０〜０．９５の範囲、消衰係数ｋが−０．０４３〜−０．０３０の範囲であることにより、ＥＵＶ露光光の吸収率が高くなることから、その分、吸収体膜（特に下層）の膜厚を薄くすることができ、シャドーイング効果に起因する転写対象物である半導体基板上のレジスト膜におけるパターンの太りを抑制する効果を奏する。
【００１２】
（構成４）構成１乃至３のいずれか一項に記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜に、被転写体に対する転写パターンとなる吸収体膜パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法である。
構成４にあるように、上記構成１乃至３の反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造することにより、マスク使用時の露光光に対するマスクコントラストを向上させ、また高解像度のパターン転写を行うことができる反射型マスクが得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マスク使用時の露光光に対するマスクコントラストを向上させた反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することができる。
また、本発明によれば、パターンエッジ部分でのパターン解像性を向上させて高解像度のパターン転写を行うことができる反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】反射型マスクブランクの一実施の形態の構成及びこのマスクブランクを用いて反射型マスクを製造する工程を示す断面図である。
【図２】反射型マスクを搭載したパターン転写装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
本発明の反射型マスクブランクは、基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有し、ＥＵＶ光を露光光とするＥＵＶリソグラフィで用いられる反射型マスクブランクであって、前記吸収体膜は、最上層と、それ以外の下層とからなる積層構造となっており、前記最上層は、タンタル（Ｔａ）の酸化物、窒化物、酸窒化物、または炭化物のいずれかを含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９５〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０３３〜−０．０２３の範囲であり、前記下層は、タンタル（Ｔａ）を含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９４〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０５０〜−０．０３６の範囲であることを特徴としている。
【００１６】
このような本発明の反射型マスクブランクによれば、タンタル（Ｔａ）を含む材料で形成された吸収体膜の最上層と下層の消衰係数ｋと屈折率ｎがそれぞれ上記所定の範囲であることにより、マスク使用時の露光光に対するマスクコントラストを向上させた反射型マスクブランクおよびそれを用いて製造される反射型マスクを得ることができる。
なお、本発明において「マスクコントラスト」とは、ＥＵＶ露光光に対する反射型マスクのコントラスト、すなわち、コントラスト＝反射率比（多層反射膜からの反射率／吸収体膜からの反射率）で定義される値を意味するものとする。
【００１７】
本発明における上記吸収体膜の最上層は、タンタル（Ｔａ）の酸化物、窒化物、酸窒化物、または炭化物のいずれかを含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９５〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０３３〜−０．０２３の範囲である。消衰係数ｋが０．０２３未満であると、ＥＵＶ露光光に対する吸収率が低下してしまい、所望のコントラストを実現するためには吸収体層の膜厚を厚くする必要が生じる。その結果、シャドーイング効果によるパターンの太りが大きくなってしまい、転写パターンの補正が難しくなるという問題が生じる。一方、消衰係数ｋが０．０３３より高いと、ＥＵＶ露光光の透過率が低くなり、最上層でのＥＵＶ露光光に対する表面反射を抑制する効果が低減するという問題を生じる。また、屈折率ｎが０．９５未満であると、最上層と下層との間の界面でのＥＵＶ露光光の反射光（界面反射光）が大きくなり、界面反射光を抑制することが難しくなるという問題を生じる。一方、屈折率ｎが０．９７より大きい特性を有する最上層をタンタルの化合物を含む材料で実現しようとすると、粗い膜質とする必要が生じ、エッチング加工性の観点で微細なパターンを低いラインエッジラフネスで実現することが難しくなるという問題を生じる。本発明において特に好ましくは、最上層の屈折率ｎが０．９４５〜０．９６５の範囲、消衰係数ｋが−０．０３２０〜−０．０２４０の範囲である。
【００１８】
Ｔａの酸化物、窒化物、酸窒化物、または炭化物の代表的な化合物例としては、例えば、ＴａＯ、ＴａＯＮ、ＴａＮ，ＴａＣ，ＴａＣＮ等が挙げられる。また、上記吸収体膜の最上層を形成する材料は、さらにホウ素（Ｂ）を含有していてもよい。Ｂを含有することにより、膜のアモルファス性、表面平滑性をより向上することができる。代表的な化合物例としては、例えば、ＴａＢＯ、ＴａＢ，ＴａＢＮ，ＴａＢＣＮ等が挙げられる。
【００１９】
たとえば、ＴａとＯを含む材料（Ｔａの酸化物）の場合、ＴａとＯの組成比によって、０．９５５６〜０．９６４７の範囲の屈折率ｎ、および、−０．０３１２〜−０．０２４９の範囲の消衰係数ｋが得られる。また、ＴａとＢとＯを含む材料の場合、ＴａとＢとＯの組成比によって、０．９４９６〜０．９５７１の範囲の屈折率ｎ、および、−０．０３０３〜−０．０２５７の範囲の消衰係数ｋが得られる。
【００２０】
なお、上記吸収体膜の最上層を形成する材料は、成膜された膜の屈折率ｎおよび消衰係数ｋがそれぞれ上記所定範囲であれば、本発明では組成比は特に制約される必要はないが、たとえば転写パターン形成時におけるエッチング加工性の観点からすると、例えば、ＴａとＯを含む材料では、組成比Ｔａ／Ｏが３０／５０〜７５／１５（原子％比）の範囲であることが好ましく、またＴａとＢとＮを含む材料では、Ｎが１０〜３０原子％であり、残りの成分を１００とした時、Ｂが５〜３０原子％であることが好ましい。
上記吸収体膜の最上層の膜厚は、概ね５０〜１００ｎｍ程度とすることができるが、ＥＵＶ露光光に対する透過率を高めるために膜厚を最適化することが好適である。この場合、吸収体膜の最上層の膜厚は、５〜２０ｎｍの範囲とすることが吸収体膜の薄膜化の観点から特に望ましい。
【００２１】
一方、本発明における上記吸収体膜の下層は、タンタル（Ｔａ）を含む材料で形成され、屈折率ｎが０．９４〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０５０〜−０．０３６の範囲である。下層の消衰係数ｋが０．０３６未満であると、ＥＵＶ露光光に対する下層での吸収性能が十分に得られないという問題を生じる。一方、下層の消衰係数ｋが０．０５０より高いと、最上層と下層との間における界面屈折率が高くなってしまい、コントラストが向上できないという問題を生じる。また、屈折率ｎが０．９４未満である場合も、最上層と下層との間における界面屈折率が高くなってしまい、コントラストが向上できないという問題を生じる。一方、屈折率ｎが０．９７より大きいと、最上層と下層との間の界面でのＥＵＶ露光光の反射光（界面反射光）が大きくなり、界面反射光を抑制することが難しくなるという問題を生じる。本発明において特に好ましくは、下層の屈折率ｎが０．９４５〜０．９６５の範囲、消衰係数ｋが−０．０４９〜−０．０３７の範囲である。
【００２２】
本発明では特にＴａの単体またはＴａを主成分とする材料を好ましく用いることができる。Ｔａを主成分とする材料としては、例えばＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくとも何れかを含む材料、等を好適に用いることができる。前述したように、Ｔａに例えばＢを加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。また、最上層にタンタルの酸化物を主成分とする材料を適用した場合においても、酸化による導電性の低下を低減することができ、最上層の上にレジスト膜を形成して電子線でパターンを描画するときのチャージアップ発生を抑制することができる。また、ＴａにＮやＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることができるという効果が得られる。
【００２３】
例えば、Ｔａ単体膜の場合、０．９５４８〜０．９６１７の範囲の屈折率ｎ、および、−０．０４７９〜−０．０４０６の範囲の消衰係数ｋが得られる。また、ＴａとＢを含む材料の場合、ＴａとＢの組成比によって、０．９５１３〜０．９６２７の範囲の屈折率ｎ、および、−０．０４９０〜−０．０３７６の範囲の消衰係数ｋが得られる。また、ＴａとＮを含む材料の場合、ＴａとＮの組成比によって、０．９５００〜０．９５４７の範囲の屈折率ｎ、および、−０．０４５７〜−０．０４１４の範囲の消衰係数ｋが得られる。また、ＴａとＢとＮを含む材料の場合、ＴａとＢとＮの組成比によって、０．９４８０〜０．９５５９の範囲の屈折率ｎ、および、−０．０４７０〜−０．０４０１の範囲の消衰係数ｋが得られる。
【００２４】
上記ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢとＮを含む材料のようなＴａを主成分とする材料を積層構造の吸収体膜の下層に用いる場合、成膜された膜の屈折率ｎが０．９４〜０．９７の範囲、消衰係数ｋが−０．０５０〜−０．０３６の範囲であれば、本発明では組成比は特に制約される必要はないが、たとえば転写パターン形成時におけるエッチング加工性の観点からすると、例えば、ＴａとＢを含む材料では、組成比Ｔａ／Ｂが９０／５〜７０／３０（原子％比）の範囲であることが好ましく、ＴａとＮを含む材料では、組成比Ｔａ／Ｎが９０／１０〜５０／５０（原子％比）の範囲であることが好ましく、またＴａとＢとＮを含む材料では、Ｎが１０〜４０原子％であり、残りの成分を１００とした時、Ｂが５〜３０原子％であることが好ましい。
【００２５】
上記吸収体膜の下層の膜厚については、ＥＵＶ露光光に対する遮光性が十分に得られる厚みであればよいが、通常３０〜１００ｎｍ程度である。
上述の積層構造の吸収体膜においても、その最上層及び下層は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。例えば、ＴａＢＮ膜の場合、ＴａとＢを含むターゲットを用い、窒素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で成膜することができる。また、ＴａＯ膜の場合、Ｔａターゲットを用い、酸素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で成膜することができる。スパッタ法で形成した場合には、スパッタターゲットに投入するパワーや投入ガス圧力を変化させることにより膜密度や内部応力を制御することが可能である。また、室温程度の低温での形成が可能であるので、多層反射膜等への熱の影響を少なくすることができる。
なお、上述の積層構造の吸収体膜の最上層、下層はいずれも、必ずしも全体が均一な組成でなくてもよく、例えば膜厚方向で組成が異なるように組成傾斜させてもよい。組成傾斜させる場合、含有する元素の組成が連続的に異なるようにしてもよいし、或いは組成が段階的に異なるようにしてもよい。
【００２６】
このような本発明に係る反射型マスクブランクによれば、以下の効果を有する反射型マスクブランクおよびそれを用いて製造される反射型マスクが得られる。
【００２７】
（１）すなわち、吸収体膜は、最上層と、それ以外の下層とからなる積層構造とし、前記最上層は、タンタル（Ｔａ）の酸化物、酸窒化物、または炭化物のいずれかを含む材料で形成され、消衰係数ｋの低い、ＥＵＶ露光光が透過しやすい材料を選定し、前記下層は、タンタル（Ｔａ）を含む材料で形成され、最上層よりも消衰係数ｋの高い材料を選定したことにより、主として下層でＥＵＶ露光光に対する充分な遮光性能を確保しつつ、最上層ではＥＵＶ露光光に対する表面反射を抑制することができる。その結果、露光光に対するマスクコントラストを向上させた反射型マスクを得ることができる。
つまり、最上層におけるマスク使用時の露光光透過率を高めて表面反射を抑制するとともに、露光光であるＥＵＶ光に対するマスクコントラストを向上させることができ、微細パターンを高精度でパターン転写を行える。
【００２８】
（２）吸収体膜の最上層と下層の屈折率ｎおよび消衰係数ｋをそれぞれ所定範囲としたことにより、最上層を通過し、下層で反射された露光光と、多層反射膜で反射された露光光との間で干渉効果を高めることができ、吸収体膜のパターンエッジ部分での位相シフト効果を生じさせて、パターンエッジ部分でのパターン解像性を向上させることができる。その結果、高解像度のパターン転写を行うことができる反射型マスクを得ることができる。
【００２９】
また、上記多層反射膜と吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファ膜を形成してもよい。かかるバッファ膜を形成することにより、吸収体膜のパターン形成時、及びパターン修正時のエッチングによる多層反射膜のダメージが防止される。とりわけ、クロムを含有するクロム系材料からなるバッファ膜は高い平滑性が得られるため、その上に形成される吸収体膜表面も高い平滑性が得られ、パターンぼけを減少できる。
本発明においては、クロム系バッファ膜の材料としては、特にクロム（Ｃｒ）の窒化物を含む材料が好ましく挙げられる。また、バッファ膜の屈折率ｎが０．９０〜０．９５の範囲、消衰係数ｋが−０．０４３〜−０．０３０の範囲であることが好ましい。クロムの窒化物を含むバッファ膜の屈折率ｎが０．９０〜０．９５の範囲、消衰係数ｋが−０．０４３〜−０．０３０の範囲であることにより、ＥＵＶ露光光の吸収率が高くなることから、その分、吸収体膜（特に下層）の膜厚を薄くすることができ、シャドーイング効果に起因する転写対象物である半導体基板上のレジスト膜におけるパターンの太りを抑制するという効果を奏する。
【００３０】
なお、上記反射型マスクブランクは、吸収体膜の上面に所定の転写パターンを形成するためのレジスト膜を有するものであってもよい。
上記反射型マスクブランクを使用して得られる反射型マスクとしては、以下のような態様が挙げられる。
（１）基板上に形成された多層反射膜上にバッファ膜が形成され、このバッファ膜上に所定の転写パターンを有する吸収体膜パターンが形成された反射型マスク。
（２）基板上に形成された多層反射膜上に、所定の転写パターンを有するバッファ膜と吸収体膜のパターンが形成された反射型マスク。
（３）基板上に形成された多層反射膜上に、所定の転写パターンを有する吸収体膜パターンが形成された反射型マスク。
【００３１】
図１は本発明の反射型マスクブランクの一実施の形態及びこのマスクブランクを用いて反射型マスクを製造する工程を示す概略断面図である。
本発明の反射型マスクブランクの一実施の形態としては、図１（ａ）に示すように、基板１上に多層反射膜２が形成され、その上にバッファ膜３及び、下層４ａと最上層４ｂの積層構造からなる吸収体膜４の各層が形成された構造をしている。また、吸収体膜４の上面にレジスト膜５を有している。
【００３２】
基板１としては、露光時の熱によるパターンの歪みを防止するため、０±１．０×１０−７／℃の範囲内、より好ましくは０±０．３×１０−７／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましい。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、アモルファスガラス、セラミック、金属の何れでも使用できる。例えばアモルファスガラスであれば、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス、石英ガラス、結晶化ガラスであれば、β石英固溶体を析出した結晶化ガラス等を用いることが出来る。金属基板の例としては、インバー合金（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）などが挙げられる。また、単結晶シリコン基板を使用することもできる。
【００３３】
また、基板１は、高反射率及び高転写精度を得るために、高い平滑性と平坦度を備えた基板が好ましい。特に、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面（１０μｍ角エリアでの平滑性）と、５０ｎｍ以下の平坦度（１４２ｍｍ角エリアでの平坦度）を有することが好ましい。また、基板１は、その上に形成される膜の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。
なお、平滑性を示す単位Ｒｍｓは、二乗平均平方根粗さであり、原子間力顕微鏡で測定することができる。また平坦度は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ  Ｒｅａｄｉｎｇ）で示される表面の反り（変形量）を表す値で、基板表面を基準として最小自乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基板表面の最も低い位置との高低差の絶対値である。
【００３４】
多層反射膜２は、前述したように、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜であり、一般的には、重元素又はその化合物の薄膜と、軽元素又はその化合物の薄膜とが交互に４０〜６０周期程度積層された多層膜が用いられる。
例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、前述のＭｏ膜とＳｉ膜を交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。その他に、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜として、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜などがある。露光波長により、材質を適宜選択すればよい。
【００３５】
多層反射膜２は、ＤＣマグネトロンスパッタ法や、イオンビームスパッタ法などにより、各層を成膜することにより形成できる。上述したＭｏ／Ｓｉ周期多層膜の場合、例えばイオンビームスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＳｉ膜を成膜し、その後Ｍｏターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜し、これを一周期として、４０〜６０周期積層した後、最後にＳｉ膜を成膜する。
なお、本発明では、多層反射膜２とバッファ膜３との間、あるいは、多層反射膜２と吸収体膜４との間（バッファ膜３を有していない場合）に、例えばルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物等の材料からなる保護膜を設けてもよい。この保護膜を有することにより、バッファ膜や吸収体膜のパターン形成時のエッチングによる多層反射膜のダメージが防止され、露光光反射率の低下を防止できる。なお、上記ルテニウム化合物としては、例えば、RuNb、RuZr等が挙げられる。
【００３６】
バッファ膜３としては、例えば前述のクロム系バッファ膜を好ましく用いることができる。このバッファ膜３は、ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ法以外に、イオンビームスパッタ等のスパッタ法で上記多層反射膜上に形成することができる。
なお、バッファ膜３の膜厚は、たとえば集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いた吸収体膜パターンの修正を行う場合には、２０〜６０ｎｍ程度とするのが好ましいが、ＦＩＢを用いない場合には、５〜１５ｎｍ程度とすることができる。
【００３７】
次に、吸収体膜４は、露光光である例えばＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、図１に示す実施の形態では、下層４ａと最上層４ｂの積層構造からなる。かかる吸収体膜については前述したとおりである。
【００３８】
図１に示す実施の形態では、反射型マスクブランク１０は以上の如く構成され、バッファ膜を有しているが、吸収体膜４へのパターン形成の方法や形成したパターンの修正方法によっては、このバッファ膜を設けない構成としてもよい。
【００３９】
次に、この反射型マスクブランク１０を用いた反射型マスクの製造工程を説明する。
反射型マスクブランク１０（図１（ａ）参照）の各層の材料及び形成方法については上述した通りである。
そして、この反射型マスクブランク１０の吸収体膜４に所定の転写パターンを形成する。まず、吸収体膜４上のレジスト膜５に対して、電子線描画機を用いて所定のパターン描画を行い、これを現像して、所定のレジストパターン５１を形成する（同図（ｂ）参照）。
【００４０】
形成されたレジストパターン５１をマスクとして、吸収体膜４の最上層４ｂ及び下層４ａをドライエッチングして、所定の転写パターンを有する吸収体膜パターン（最上層パターン４１ｂと下層パターン４１ａの積層パターン）を形成する（同図（ｃ）参照）。吸収体膜４の最上層４ｂ及び下層４ａはいずれもＴａを主成分とする材料からなる場合、塩素ガスを用いたドライエッチングを用いることができる。
なお、最上層パターン４１ｂ上に残ったレジストパターン５１は熱濃硫酸を用いて除去する。
【００４１】
通常はここで、吸収体膜パターン（下層パターン４１ａと最上層パターン４１ｂの積層パターン）が設計通りに形成されているかどうかの検査を行う。パターン検査に用いる検査光が吸収体膜パターンが形成されたマスク上に入射され、最上層パターン４１ｂ上で反射される検査光と、吸収体膜４が除去されて露出したバッファ膜３で反射される検査光とを検出し、そのコントラストを観察することによって、検査を行う。
【００４２】
このようにして、例えば、除去されるべきでない吸収体膜４が除去されたピンホール欠陥（白欠陥）や、エッチング不足により一部が除去されずに残っているエッチング不足欠陥（黒欠陥）が検出された場合には、これを修正する。
ピンホール欠陥の修正には、例えば、ＦＩＢアシストデポジション法により炭素膜等をピンホールに堆積させるなどの方法がある。また、エッチング不足による欠陥の修正には、ＦＩＢ照射による不要部分の除去を行うなどの方法がある。このとき、バッファ膜３は、ＦＩＢ照射に対して、多層反射膜２を保護する保護膜となる。
【００４３】
こうして、パターン検査及び修正が終えた後、露出したバッファ膜３を吸収体膜パターンに従って除去し、バッファ膜にパターン３１を形成して、反射型マスク２０を作製する（同図（ｄ）参照）。ここで、例えばＣｒ系材料からなるバッファ膜の場合は、塩素と酸素を含む混合ガスでのドライエッチングを用いることができる。バッファ膜を除去した部分では、露光光の反射領域である多層反射膜２が露出する。
【００４４】
なお、上述のバッファ膜を除去しなくても必要な反射率が得られる場合には、バッファ膜を吸収体膜と同様のパターン状に加工せず、多層反射膜上に残すことも可能である。
最後に、仕様通りの寸法精度で吸収体膜パターンが形成されているかどうかの最終的な確認の検査を行う。
【００４５】
なお、本発明の反射型マスクブランクを用いて製造される反射型マスクは、ＥＵＶ 光（波長０．２〜１００ｎｍ程度）を露光光として用いるＥＵＶリソグラフィに特に好適であるが、他の短波長の露光光に対しても適宜用いることは可能である。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
使用する基板は、SiO2-TiO2系のガラス基板（６インチ角、厚さが６．３ｍｍ）である。この基板の熱膨張係数は０．２×１０−７／℃、ヤング率は６７ＧＰａである。そして、このガラス基板は機械研磨により、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と、５０ｎｍ以下の平坦度に形成した。
基板上に形成される多層反射膜は、１３〜１４ｎｍの露光光波長帯域に適した多層反射膜とするために、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を採用した。即ち、多層反射膜は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、イオンビームスパッタリングにより基板上に交互に積層して形成した。Ｓｉ膜を４．２ｎｍ、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ、これを一周期として、４０周期積層した後、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、その上にさらに保護膜としてＲｕ膜を２．５ｎｍに成膜した。
このようにして多層反射膜付き基板を得た。この多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は６３％であった。
【００４７】
次に、上述のように得られた多層反射膜付き基板の保護膜上に、バッファ膜を形成した。バッファ膜は、窒化クロム膜を２０ｎｍの厚さに形成した。Ｃｒターゲットを用いて、スパッタガスとしてアルゴン（Ar）と窒素（N2）の混合ガスを用いてDCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。成膜されたCrNx膜において、窒素（N）は10at%（ｘ＝０．１）とした。なお、成膜されたCrNx膜の屈折率ｎは０．９２２３、消衰係数ｋは−０．０３９６であった。屈折率ｎおよび消衰係数ｋの測定は、低角ＥＵＶ反射光強度測定によって行った。
【００４８】
次に、このバッファ膜上に、吸収体膜の下層として、TaとBとNを含む材料を５０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Ta及びBを含むターゲットを用いて、アルゴン（Ar）に窒素（N2）を１０％添加して、DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。なお、成膜したTaBN膜の組成比は、Taが８０at%、Bが１０at%、Nが１０at%であった。
続いて、吸収体膜の最上層として、TaとBとOを含む材料を２０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Ta及びBを含むターゲットを用いて、アルゴン（Ar）に酸素（O2）を１０％添加して、DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。なお、成膜したTaBO膜の組成比は、Taが８０at%、Bが１０at%、Oが１０at%であった。
なお、成膜したTaBN膜（下層）の屈折率ｎは０．９４９３、消衰係数ｋは−０．０４２２であり、成膜したTaBO膜（最上層）の膜密度は、屈折率ｎは０．９５１１、消衰係数ｋは−０．０２９９であった。屈折率ｎおよび消衰係数ｋの測定は、上記の方法によって行った。
また、上記最上層のTaBO膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で透過率を測定したところ、０．８％であった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクを作製した。
【００４９】
次に、この反射型マスクブランクを用いて、デザインルールがＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを有するEUV露光用反射型マスクを以下のようにして作製した。
まず、上記反射型マスクブランク上に電子線描画用レジスト膜を形成し、電子線描画機を使用して所定のパターン描画を行い、描画後、現像によりレジストパターンを形成した。
【００５０】
次に、このレジストパターンをマスクとして、塩素ガスを用いて吸収体膜の最上層及び下層をドライエッチングし、吸収体膜に下層と最上層の積層パターンからなる転写パターンを形成した。
さらに、塩素と酸素の混合ガスを用いて、反射領域上（吸収体膜のパターンのない部分）に残存しているバッファ膜を吸収体膜のパターンに従ってドライエッチングして除去し、表面にRu保護膜を備えた多層反射膜を露出させ、反射型マスクを得た。
【００５１】
得られた反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、デザインルールがＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、反射領域におけるEUV光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、６１．８％であった。
【００５２】
次に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、図２に示すパターン転写装置による半導体基板上へのＥＵＶ光による露光転写を行った。
反射型マスクを搭載したパターン転写装置５０は、レーザープラズマX線源３１、縮小光学系３２等から概略構成される。縮小光学系３２は、X線反射ミラーを用いている。縮小光学系３２により、反射型マスク２０で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。尚、露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。
このような状態で、レーザープラズマＸ線源３１から得られたＥＵＶ光を反射型マスク２０に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３２を通してシリコンウエハ（レジスト層付き半導体基板）３３上に転写した。
【００５３】
反射型マスク２０に入射した光は、吸収体膜パターンのある部分では、吸収体膜に吸収されて反射されず、一方、吸収体膜パターンのない部分に入射した光は多層反射膜により反射される。このようにして、反射型マスク２０から反射される光により形成される像が縮小光学系３２に入射する。縮小光学系３２を経由した露光光は、シリコンウエハ３３上のレジスト層に転写パターンを露光する。そして、この露光済レジスト層を現像することによってシリコンウエハ３３上にレジストパターンを形成した。
【００５４】
以上のようにして半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクのマスクコントラストは１：１０００と高く、マスク精度はＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍデザインルールの要求精度である４．８ｎｍ以下であることが確認できた。
【００５５】
（実施例２）
実施例１と同様にして多層反射膜付き基板を作製し、そのRu保護膜上に、実施例１と同じく窒化クロム膜のバッファ膜を形成した。
【００５６】
次に、このバッファ膜上に、吸収体膜の下層として、TaとNを含む材料を６０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Taターゲットを用いて、アルゴン（Ar）に窒素（N2）を（１０？）％添加して、DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。なお、成膜したTaN膜の組成比は、Taが８０at%、Nが２０at%であった。
続いて、吸収体膜の最上層として、TaとOを含む材料を２０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Taターゲットを用いて、アルゴン（Ar）に酸素（O2）を１０％添加して、DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。なお、成膜したTaO膜の組成比は、Taが８０at%、Oが２０at%であった。
なお、成膜したTaN膜（下層）の屈折率ｎは０．９５３２、消衰係数ｋは−０．０４３６であり、成膜したTaO膜（最上層）の屈折率ｎは０．９５９７、消衰係数ｋは−０．０２６４であった。
また、上記最上層のTaO膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で透過率を測定したところ、０．６５％であった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクを作製した。
【００５７】
次に、この反射型マスクブランクを用いて、実施例１と同様のプロセスで反射型マスクを作製した。
作製した反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、デザインルールがＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、反射領域におけるEUV光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、６１．５％であった。
【００５８】
さらに、この本実施例の反射型マスクを用いて、実施例１と同様に、図２に示すパターン転写装置による半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクのマスクコントラストは１：１０００と高く、マスク精度はＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍデザインルールの要求精度である４．８ｎｍ以下であることが確認できた。
【００５９】
（実施例３）
実施例１と同様にして多層反射膜付き基板を作製し、そのRu保護膜上に、実施例１と同じく窒化クロム膜のバッファ膜を形成した。
【００６０】
次に、このバッファ膜上に、吸収体膜の下層として、Ta膜を５０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Taターゲットを用いて、アルゴンガス（Ar）中で、DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。
続いて、吸収体膜の最上層として、TaとOを含む材料を２０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Taターゲットを用いて、アルゴン（Ar）に酸素（O2）を１０％添加して、DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。なお、成膜したTaO膜の組成比は、Taが８０at%、Oが２０at%であった。
なお、成膜したTa膜（下層）の屈折率ｎは０．９５９７、消衰係数ｋは−０．０４５８であり、成膜したTaO膜（最上層）の屈折率ｎは０．９５９７、消衰係数ｋは−０．０２６４であった。
また、上記最上層のTaO膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で透過率を測定したところ、０．７８％であった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクを作製した。
【００６１】
次に、この反射型マスクブランクを用いて、実施例１と同様のプロセスで反射型マスクを作製した。
作製した反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、デザインルールがＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、反射領域におけるEUV光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、６１．７％であった。
【００６２】
さらに、この本実施例の反射型マスクを用いて、実施例１と同様に、図２に示すパターン転写装置による半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクのマスクコントラストは１：１０００と高く、マスク精度はＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍデザインルールの要求精度である４．８ｎｍ以下であることが確認できた。
【符号の説明】
【００６３】
１  基板
２  多層反射膜
３  バッファ膜
４  吸収体膜
４ａ  下層
４ｂ  最上層
５  レジスト膜
６  保護膜
１０  反射型マスクブランク
２０  反射型マスク
５０  パターン転写装置
【図１】
2010206156.tif 000003
【図２】
2010206156.tif 000004