(57)【要約】【課題】エッチング残渣があった場合でも反射率低下が少なく、且つ、他層との関係の最適化が可能なバッファー層を備えた反射型マスクブランクス及び反射型マスクを提供する。【解決手段】基板１上に、露光光を反射する反射多層膜２と、露光光を吸収する吸収体層４とを備え、反射多層膜２と吸収体層４との間に、吸収体層４にパターンを形成する際に反射多層膜２を保護するためのバッファー層３を備え、該バッファー層３は、その反射多層膜２に隣接する領域近傍では、バッファー層３の他の部分と比較して、複素屈折率の虚数部の絶対値が小さくなっている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に設けられた露光光を反射する反射多層膜と、該反射多層膜上に設けられた露光光を吸収する吸収体層とを有する反射型マスクブランクスであって、
前記反射多層膜と吸収体層の間に、吸収体層に所定のパターンを形成する際のエッチング環境に耐性を有するバッファー層を有しており、該バッファー層を構成する材料は、その膜厚方向で、露光光の波長における複素屈折率の虚数部の値が異なっており、該バッファー層の反射多層膜に隣接する領域近傍は、バッファー層の他の部分と比較して、複素屈折率の虚数部の絶対値が小さくなっていることを特徴とする反射型マスクブランクス。
【請求項２】
前記バッファー層は、反射多層膜側から吸収体層側に向かって膜厚方向に材料の複素屈折率の虚数部の絶対値が次第に大きくなるように形成されてい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ス。
【請求項３】
前記バッファー層の材料が、
（ａ）Ｚｒ，Ｎｂ，Ｙ，Ｍｏ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種の元素と、Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓｉ，Ｓから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物、
（ｂ）Ｓｉと、Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物、及び、
（ｃ）Ｂと、Ｃ又はＮから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物
から選ばれる化合物であり、該化合物を形成する元素の組成比が変化することによって、バッファー層の膜厚方向に複素屈折率の虚数部の値が変化してい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ス。
【請求項４】
前記バッファー層はＳｉを含む材料で形成され、その膜厚方向にＳｉの含有量が変化していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
【請求項５】
露光光が波長１３〜１４ｎｍの極端紫外線であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の反射型マスクブランクスの吸収体層及びバッファー層に所定の転写パターンを形成したことを特徴とする反射型マスク。
【請求項７】
前記バッファー層への転写パターン形成は、前記反射多層膜上に所定の厚みのバッファー層が残存するように行われ、バッファー層の一部が反射多層膜上を覆うように所定の厚みで残存していることを特徴とする請求項６に記載の反射型マスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造等に使用される露光用反射型マスクブランクス及び反射型マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体産業において、半導体デバイスの微細化に伴い、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）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、基板上に露光光を反射する反射多層膜が形成され、反射多層膜上にバッファー層が形成され、さらにバッファー層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構造の露光用反射型マスクが知られている。ここで、上記バッファー層は、マスクの製造工程において、ドライエッチングなどを用いて吸収体膜のパターンを形成する際に、反射多層膜を保護するために設けられている。そして、マスクの反射領域上（吸収体膜のパターンが形成されない部分）に形成されたバッファー層は、露光光の反射率を上げるために通常、吸収体膜のパターン形成後に除去され、反射多層膜を露出させる。
【０００３】
上記反射多層膜としては、例えば１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光を反射するものとして、数ｎｍの厚さのＭｏとＳｉを交互に積層させたものが知られている。
露光機（パターン転写装置）において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反射多層膜により反射された像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。
そして、下記特許文献１には、このバッファー層の材料としてＳｉＯ２を用いた反射型マスクの製造方法が記載されている。また、下記特許文献２には、バッファー層（当該文献では「中間層」と呼んでいる）の材料として、Ｘ線を透過しやすい物質、例えばＢｅ，Ｂ，Ｃ，Ｓｉ或いはこれらを主成分とする物質を用いることが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２９１６６１号公報
【特許文献２】
特開平７−４５４９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、バッファー層としてはＳｉＯ２がよく使用されている。ＳｉＯ２のようなＥＵＶ光の吸収係数が小さい材料を使用すると、バッファー層をエッチングしてパターンを形成する際にエッチング残渣があった場合でも、反射領域の反射率低下が少なくて済む利点がある。この点からは、できるだけＥＵＶ光の吸収係数が小さい材料をバッファー層に用いることが好ましいと云える。
しかしながら、バッファー層は、上層である吸収体層との関係、例えばエッチング選択比や検査時のコントラストなどの点を考慮して材料を選択する必要がある。このように上層との関係を考慮してバッファー層の最適な材料を選択した場合、必ずしも、これがＥＵＶ光の吸収係数が十分に小さい材料とならない場合もある。その際には、上述したエッチング残査があると、反射領域の反射率の低下が大きくなってしまう。なお、従来のＳｉＯ２をバッファー層に用いた場合、上層の吸収体層の材料はある程度制約されるという問題がある。
本発明は、このような従来の技術の問題点に鑑みなされたもので、エッチング残渣があった場合でも、それによる反射率低下が少なく、且つ、他層との関係の最適化が可能なバッファー層を備えた反射型マスクブランクス及びこのマスクブランクスより得られる反射型マスクを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第１の発明は、基板と、該基板上に設けられた露光光を反射する反射多層膜と、該反射多層膜上に設けられた露光光を吸収する吸収体層とを有する反射型マスクブランクスであって、前記反射多層膜と吸収体層の間に、吸収体層に所定のパターンを形成する際のエッチング環境に耐性を有するバッファー層を有しており、該バッファー層を構成する材料は、その膜厚方向で、露光光の波長における複素屈折率の虚数部の値が異なっており、該バッファー層の反射多層膜に隣接する領域近傍は、バッファー層の他の部分と比較して、複素屈折率の虚数部の絶対値が小さくなっていることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
本発明では、バッファー層の反射多層膜に隣接する領域近傍は、バッファー層の他の部分と比較して、複素屈折率の虚数部の絶対値が小さくなっていることで、バッファー層の反射多層膜に隣接する部分では露光光の吸収が小さく、反射多層膜近傍以外の部分では相対的に露光光の吸収が大きくなっている。そのため、従来のように露光光吸収が少ないという基準だけでバッファー層の材料を選択する必要は必ずしも無いので、上層の吸収体層との関係（例えばエッチング選択比、マスク検査に使用する検査光に対する反射率など）を最適化できるようなバッファー層材料の選択の自由度が広がり、又、バッファー層へのパターン形成時に残渣が生じた場合であっても、反射領域の反射率低下を最小限に抑えることが出来る。
【０００７】
第２の発明は、前記バッファー層は、反射多層膜側から吸収体層側に向かって膜厚方向に材料の複素屈折率の虚数部の絶対値が次第に大きくなるように形成されていることを特徴とする第１の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
このように、バッファー層は、反射多層膜側から吸収体層側に向かって膜厚方向に材料の複素屈折率の虚数部の絶対値が次第に大きくなるように形成されることで、反射多層膜に接する側から吸収体層側に向かって徐々に露光光の吸収係数が大きくなるようにすることができ、上層の吸収体層との関係の最適化とエッチング残渣による反射率低下の抑制を同時に達成できる。
第３の発明は、前記バッファー層の材料が、
（ａ）Ｚｒ，Ｎｂ，Ｙ，Ｍｏ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種の元素と、Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓｉ，Ｓから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物、
（ｂ）Ｓｉと、Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物、及び、
（ｃ）Ｂと、Ｃ又はＮから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物
から選ばれる化合物であり、該化合物を形成する元素の組成比が変化することによって、バッファー層の膜厚方向に複素屈折率の虚数部の値が変化していることを特徴とする第１又は２の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
【０００８】
本発明では、上記の特定のバッファー層材料を選択し、その組成比を変化させてバッファー層を形成することで、バッファー層の膜厚方向に複素屈折率の虚数部の値が変化し、露光光の吸収係数を異ならしめることが出来る。また、この特定のバッファー層材料は、その組成比を変えることで、例えば波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光領域での複素屈折率の虚数部の絶対値を小さくできる材料である。
第４の発明は、前記バッファー層はＳｉを含む材料で形成され、その膜厚方向にＳｉの含有量が変化していることを特徴とする第１乃至３の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
バッファー層をＳｉを含む材料で形成した場合、その膜厚方向にＳｉの含有量を変化させることにより、バッファー層の膜厚方向での複素屈折率の虚数部の値が変化するため、露光光の吸収能を異ならしめることが出来る。
第５の発明は、露光光が波長１３〜１４ｎｍの極端紫外線であることを特徴とする第１乃至４の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
例えば本発明のバッファー層に特定の材料を用いると、その組成により、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光の吸収を少なくできるので、ＥＵＶ光を露光光とする反射型マスクブランクスに好適である。
【０００９】
第６の発明は、第１乃至５の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスの吸収体層及びバッファー層に所定の転写パターンを形成したことを特徴とする反射型マスクである。
本発明の反射型マスクでは、バッファー層へのパターン形成時にエッチング残渣が残った場合であっても、その残渣として残存する部分は、反射多層膜近傍の露光光の吸収が少ない領域であるため、残渣による反射領域の反射率低下を最小限に抑えることが出来る。
第７の発明は、前記バッファー層への転写パターン形成は、前記反射多層膜上に所定の厚みのバッファー層が残存するように行われ、バッファー層の一部が反射多層膜上を覆うように所定の厚みで残存していることを特徴とする第６の発明に記載の反射型マスクである。
このように、バッファー層を僅かに残すことで、バッファー層のエッチング時の反射多層膜へのダメージを防止することが出来、さらに反射多層膜表面が露出して酸化されるのを防止することが出来る。本発明では、このようにバッファー層が反射多層膜上に残存しても、露光光の吸収が少ないので、吸収による反射率低下を最小限に抑えることが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
図１は反射型マスクブランクス及びこのマスクブランクス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。
反射型マスクブランクスの一実施形態としては、図１（ａ）に示すように、基板１上に反射多層膜２が形成され、更にその上に、バッファー層３及び吸収体層４の各層が形成された構造をしている。
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、基板１は、高反射率及び高転写精度を得るために、高い平滑性と平坦性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、１００ｎｍ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。
【００１１】
反射多層膜２は、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４０〜５０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光に対する反射多層膜としては、前述のＭｏとＳｉ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反射多層膜として、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。
反射多層膜２は、ＤＣマグネトロンスパッタ法や、イオンビームデポジション法などにより、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、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ガス雰囲気で厚さ数ｎｍ程度のＳｉ膜を成膜し、その後Ｍｏターゲットを用いてＡｒガス雰囲気で厚さ数ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜し、これを一周期として、３０〜６０周期積層した後、最後に、反射多層膜の保護のため、Ｓｉ膜を厚めに形成する。
【００１２】
バッファー層３は、前述したように、吸収体層４にパターンを形成する際に反射多層膜２を保護するために設けられるもので、本発明では、このバッファー層を構成する材料は、その膜厚方向で、露光光の波長における複素屈折率の虚数部の値が異なっている。そして、このバッファー層の反射多層膜に隣接する領域近傍では、バッファー層の他の部分と比較して、複素屈折率の虚数部の絶対値が小さくなっている。これにより、バッファー層の反射多層膜に隣接する部分では露光光の吸収が小さく、反射多層膜近傍以外の部分では相対的に露光光の吸収が大きくなっている。なお、バッファー層の反射多層膜に隣接する領域近傍とは、バッファー層の反射多層膜に接する側から膜厚方向に例えば５ｎｍ程度までの厚み領域であることが好ましい。
従って、バッファー層へのパターン形成時にエッチング残渣が残った場合であっても、その残渣として残存する部分は、反射多層膜近傍の露光光の吸収が少ない領域であるため、残渣による反射領域の反射率低下を最小限に抑えることが出来る。
【００１３】
ここで、上述の複素屈折率について説明する。
ＥＵＶ露光に利用される１３〜１４ｎｍの波長域の光は、内核電子が光吸収を行うので、化合物によらず、その物質を構成する元素の単位体積当りの元素数で吸収が決定される。
フォトンのエネルギーが１００ｅＶ付近か、吸収端から離れている場合には、内核の電子がフォトンを吸収するため、構造に関与した電子の相関は無視できる。従って、ある材料で形成された層の複素屈折率ｎ＊は以下の式で記述される。
【数１】
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【００１４】
ここで、ｎは屈折率、ｋは消衰係数、ｒ０＝ｅ２／ｍｃ２＝２．８２×１０−１３ｃｍで古典的な電子半径であり、Ｎａｔは１ｃｍ３中の原子の数である。Ｎａｔは元素種毎に分離できるため元素ｑの１ｃｍ３中の原子の数Ｎｑに書き換えられる。また、ｆ（０）は元素ｑの前方散乱断面積であり、以下のように表わせる。
ｆｑ（０）＝ｆｑ１（０）−ｉｆｑ２（０）
上記（１）式中で、原子と固体中に存在する構造に関与した電子の相関は無視されている。フォトンのエネルギーが１００ｅＶ付近か、吸収端から離れている場合には、この近似が有効である。
Ｎｑは、密度Ｎ（ｇ／ｃｍ３）、原子量ｍｑ、アボガドロ数Ｎａから以下の関係式で得られる。
Ｎｑ＝（Ｎ×Ｎａ）／ｍｑ
数１０〜２０００ｅＶにおけるｆ１とｆ２の値は測定値も知られているが、バークレー大学が中心となって構築されたデータベースもあるため、これらの値を使うことで上記の複素屈折率を求めることが可能である。なお、軟Ｘ線領域では、ｆ１とｆ２は同じオーダーである。そして、δとｋの値は０．００５〜０．５の間にある。
【００１５】
従って、複素屈折率の虚数部、つまり上記消衰係数ｋの小さい物質は露光光の吸収が少ない。特に露光光の波長における複素屈折率の虚数部の絶対値が例えば従来のＳｉＯ２の場合の０．０１１２（波長１３．４ｎｍ）よりも小さい物質は、消衰係数がゼロに近いので、露光光に対する吸収が極めて少なく透明に近い状態となる。
本発明では、バッファー層は、例えば、反射多層膜側から吸収体層側に向かって膜厚方向に、複素屈折率の虚数部の絶対値が次第に大きくなるように形成される。これにより、バッファー層は、反射多層膜に接する側から吸収体層側に向かって徐々に露光光の吸収係数が大きくなるようにすることができる。
本発明では、バッファー層の材料として、以下の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）から選ばれる化合物を選択することが出来る。
（ａ）Ｚｒ，Ｎｂ，Ｙ，Ｍｏ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種の元素と、Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓｉ，Ｓから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物
（ｂ）Ｓｉと、Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物
（ｃ）Ｂと、Ｃ又はＮから選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物
【００１６】
本発明では、バッファー層の材料として、このような特定の化合物を選択し、その組成比を変化させて膜厚方向に組成分布を持たせたバッファー層を形成することにより、バッファー層の膜厚方向に向かって、複素屈折率の虚数部の値が変化し、露光光の吸収能を異ならしめることが出来る。上記のバッファー層材料は、その組成比を変えることで、例えば波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光領域での複素屈折率の虚数部の絶対値を小さくできる材料である。
上記（ａ）の化合物として、具体的には、例えばＺｒＳｉ２、ＺｒＮ、ＮｂＮ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＹＮ、ＮｂＳｉ２、Ｙ２Ｓｉ３、ＺｒＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ２Ｃ、Ｍｏ２Ｂ５、ＬａＢ６、ＺｒＢ２、ＹＳ、ＺｒＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳ２、Ｌａ２Ｓ３等の化合物が挙げられる。
また、上記（ｂ）の化合物としては、例えばＳｉＣ、ＳｉＢ６、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣＯ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯＮ、ＳｉＣＢ，ＳｉＢＮ等の化合物が挙げられる。
また、上記（ｃ）の化合物としては、例えばＢ４Ｃ、ＢＮ等の化合物が挙げられる。
【００１７】
上記の化合物のうち、例えばバッファー層をＳｉを含む材料で形成した場合、その膜厚方向にＳｉの含有量を変化させることにより、バッファー層の膜厚方向での複素屈折率の虚数部の値が変化するため、露光光の吸収能を異ならしめることが出来る。一例を挙げれば、Ｓｉを含む材料において、Ｓｉの組成が反射多層膜側から吸収体層側に向かうに従って徐々に少なくなるような組成分布とする。因みに、Ｓｉは、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する複素屈折率の虚数部の値が−０．００１８と非常に小さく、Ｓｉの組成を多くするほど、ＥＵＶ光の吸収を少なくできる。
本発明では、バッファー層の複素屈折率の虚数部の絶対値は、反射多層膜に接する側近傍において、例えば０．０１１２（波長１３．４ｎｍにおけるＳｉＯ２の場合の値に相当）以下であるのが好ましい。このようにすれば、反射多層膜近傍のバッファー層におけるＥＵＶ光吸収が極めて少なくなるので、エッチング残渣があっても、反射率の低下はほとんど起こらないため好ましい。
【００１８】
バッファー層の材料の組成分布は、膜厚方向に向かって、スロープ状、階段状等の任意の組成分布とすることができる。
また、バッファー層の反射多層膜近傍のみ露光光吸収能の低い領域とし、それ以外の領域はそれよりも相対的に露光光吸収能の高い均一組成としても良い。但し、エッチングが一工程で行えること、界面での応力が生じないこと等から、バッファー層の膜厚方向に連続的に組成が変化していることが好ましい。
本発明によれば、例えば吸収体層とのエッチング選択比、マスク検査に使用する検査光に対するコントラストなどを最適化できるようなバッファー層材料の選択の自由度が広がる。つまり、従来の露光光吸収能が小さい材料という基準に拘らず、バッファー層の膜厚方向での組成分布を持たせることにより露光光吸収能が変えられるような材料も選択できるため、他層との関係を最適化できる材料を選択でき、しかもエッチング残渣による反射率低下を抑制できる。更には、バッファー層全体を従来のように露光光吸収の少ない材料を用いた均一層とした場合よりも、吸収体層側では露光光の吸収係数を高めることができるため、吸収体層とバッファー層で構成されるパターン全体での露光光吸収係数が向上する。
【００１９】
また、バッファー層へのパターン形成時、すなわち反射領域のバッファー層の除去時に、バッファー層の一部が反射多層膜上を覆うように例えば数ｎｍの厚みで残存していてもよい。
このように、バッファー層を僅かに残すことにより、バッファー層のエッチング時の反射多層膜へのダメージを防止することが出来るとともに、バッファー層の除去により反射多層膜表面が大気中に露出して酸化され、その結果、反射率が低下するのを防止することが出来る。本発明では、このようにバッファー層が反射多層膜上に例えば数ｎｍの厚みで残存していても、その領域のバッファー層は露光光の吸収が少ないので、反射領域の反射率低下を最小限に抑えることが出来る。
なお、バッファー層３は、ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法、イオンビームデポジション（ＩＢＤ）法等で反射多層膜上に形成することができる。
バッファー層３の膜厚は、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いた吸収体パターンの修正を行う場合には、２５〜６０ｎｍ程度とするのが好ましいが、ＦＩＢを用いない場合には、１０〜２０ｎｍ程度とすることができる。
【００２０】
次に、吸収体層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、タンタル（Ｔａ）単体又は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は、通常、Ｔａの合金である。このような吸収体層の結晶状態は、平滑性、平坦性の点から、アモルファス状又は微結晶の構造を有しているものが好ましい。
Ｔａを主成分とする材料としては、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、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、ＴａとＧｅとＮを含む材料、等を用いることが出来る。ＴａにＢやＳｉ、Ｇｅ等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、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出来るという効果が得られる。
【００２１】
この中でも特に好ましい材料として、例えば、ＴａとＢを含む材料（組成比Ｔａ／Ｂが８．５／１．５〜７．５／２．５の範囲である）、ＴａとＢとＮを含む材料（Ｎが５〜３０ａｔ％であり、残りの成分を１００とした時、Ｂが１０〜３０ａｔ％）が挙げられる。これらの材料の場合、容易に微結晶或いはアモルファス構造を得ることが出来、良好な平滑性と平坦性が得られる。
このようなＴａ単体又はＴａを主成分とする吸収体層は、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、タンタルとホウ素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。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内部応力を制御できる。また、室温程度の低温での形成が可能であるので、反射多層膜等への熱の影響を少なくすることが出来る。
Ｔａを主成分とする材料以外では、例えば、ＷＮ、ＴｉＮ、Ｔｉ等の材料が挙げられる。
なお、吸収体層４は、複数層の積層構造としてもよい。
吸収体層４の膜厚は、露光光であるＥＵＶ光が十分に吸収できる厚みであれば良いが、通常３０〜１００ｎｍ程度である。
【００２２】
本実施の形態では、反射型マスクブランクス１０は以上の如く構成されている。
次に、この反射型マスクブランクス１０を用いた反射型マスクの製造工程を説明する。
本実施の形態の反射型マスクブランクス１０（図１（ａ）参照）は、基板１上に順次、反射多層膜２、バッファー層３及び吸収体層４の各層を形成することで得られ、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ス１０の吸収体層４に吸収体パターンを形成する。まず、吸収体層４上に電子線用レジストを塗布し、ベーキングを行う。次に、電子線描画機を用いて描画し、これを現像して、所定のレジストパターン５ａを形成する。
【００２３】
形成されたレジストパターン５ａをマスクとして、吸収体層４をドライエッチングして、吸収体パターン４ａを形成する（同図（ｂ）参照）。吸収体層４が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出来る。
なお、熱濃硫酸を用いて、吸収体パターン４ａ上に残ったレジストパターン５ａを除去して、マスク１１（同図（ｃ）参照）を作製する。
通常はここで、吸収体パターン４ａが設計通りに形成されているかどうかの検査を行う。吸収体パターン４ａの検査には、例えば波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍ程度のＤＵＶ光が用いられ、この検査光が吸収体パターン４ａが形成されたマスク１１上に入射される。ここでは、吸収体パターン４ａ上で反射される検査光と、吸収体層４が除去されて露出したバッファー層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。
【００２４】
このようにして、例えば、除去されるべきでない吸収体層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）を検出する。このようなピンホール欠陥や、エッチング不足による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、バッファー層３は、ＦＩＢ照射に対して、反射多層膜２を保護する保護膜となる。
こうして、パターン検査及び修正が終えた後、露出したバッファー層３を吸収体パターン４ａに従って除去し、バッファー層にパターン３ａを形成して、反射型マスク２０を作製する（同図（ｄ）参照）。バッファー層を除去した部分では、露光光の反射領域である反射多層膜２が露出する。
【００２５】
最後に、仕様通りの寸法精度で吸収体パターン４ａ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。この最終確認検査の場合も、前述のＤＵＶ光が用いられる。
なお、上述のバッファー層の除去時に、エッチング条件によっては残渣が生じる場合がある。また、前述したように、バッファー層を完全に除去しないで、僅かに反射多層膜上に残すこともできる。いずれにしても、本発明では、反射領域の反射率低下を最小限に抑えることが出来る。
また、本発明により得ら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た場合に特に好適であるが、他の波長の光に対しても適宜用いることができる。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
使用する基板は、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系のガラス基板（外形６インチ角、厚さが６．３ｍｍ）である。この基板の熱膨張率は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１００ｎｍ以下の平坦度に形成した。
基板上に形成される反射多層膜は、１３〜１４ｎｍの露光光波長帯域に適した反射多層膜を形成するために、本実施例では、Ｍｏ／Ｓｉ周期多層反射膜を採用した。すなわち、反射多層膜は、ＭｏとＳｉをＤＣマグネトロンスパッタ法により基板上に交互に積層して形成した。まず、Ｓｉターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、その後Ｍｏターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを一周期として、４０周期積層した後、最後にＳｉ膜を１１ｎｍ成膜した。合計膜厚は２９１ｎｍである。
この反射多層膜に対し、１３．４ｎｍのＥＵＶ光の入射角５度での反射率は６６．２％であった。
【００２７】
次に、反射多層膜上にバッファー層を形成した。バッファー層は、膜厚方向に組成の異なるＺｒＳｉ膜を２０．２ｎｍの厚さに形成した。ＺｒとＳｉの２源スパッタターゲットを用いて、スパッタガスとしてＡｒガスを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって成膜した。成膜初期はＳｉターゲットのみ電圧を印加し、組成を変えるために途中で段階的に印加電圧を変化させた（図２参照）。成膜されたＺｒＳｉ膜の組成比は、反射多層膜近傍では、Ｚｒが０．０６、Ｓｉは０．９４であり、表面近傍（吸収体層近傍）では、Ｚｒが０．５０、Ｓｉは０．５０であった。組成比は、ＸＰＳ（Ｘ線吸収分光計）を用いて測定した。
次に、このバッファー層の上に、吸収体層として、ＴａとＢとＮを含む材料を９０ｎｍの厚さで形成した。すなわち、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を１０％添加して、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって成膜し、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。成膜されたＴａＢＮ膜において、組成比はＴａが０．８、Ｂは０．１、Ｎは０．１であった。
【００２８】
次に、この反射型マスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ露光用の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ス上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画と現像によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、塩素を用いて吸収体層をドライエッチングし、吸収体層にパターンを形成した。
さらに、塩素と酸素の混合ガス（流量比：塩素／酸素＝３／１）を用いて、反射領域上（吸収体層のパターンのない部分）に残存しているバッファー層を吸収体層のパターンに従ってドライエッチングして除去し、反射多層膜を露出させ、反射型マスクを得た。なお、エッチング時間は３５秒とした。
また、得られた反射型マスクの反射領域における１３．４ｎｍのＥＵＶ光の入射角５度での反射率は６５．７％であった。反射領域表面を詳細に検査したところ、バッファー層のエッチング残渣が２ｎｍの厚みで確認されたが、反射率の低下は僅かであり、反射率への影響は少なかった。
【００２９】
次に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、図３に示す半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置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。
反射型マスク２０に入射した光は、吸収体パターン４ａのある部分では、吸収体層に吸収されて反射されず、一方、吸収体パターン４ａのない部分に入射した光は反射多層膜２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。
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精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００３０】
（実施例２）
実施例１のバッファー層をＳｉＣで形成したこと以外は実施例１と同様にして反射型マスクブランクスを作製した。ＳｉＣバッファー層は、膜厚方向に組成の異なるＳｉＣ膜を２５．０ｎｍの厚さに形成した。ＳｉＣとＳｉの２源スパッタターゲットを用いて、スパッタガスとしてＡｒガスを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって成膜した。成膜初期はＳｉターゲットのみ電圧を印加し、組成を変えるために途中で段階的に印加電圧を変化させた（図４参照）。成膜されたＳｉＣ膜の組成比は、反射多層膜近傍では、Ｃが０．０３、Ｓｉは０．９７であり、表面近傍（吸収体層近傍）では、Ｃが０．５０、Ｓｉは０．５０であった。
この反射型マスクブランクスを用いて、実施例１と同様に反射型マスクを作製した。なお、反射領域上に残存しているバッファー層は塩素と酸素の混合ガス（流量比：塩素／酸素＝３／１）を用いて、ドライエッチングにより除去した。エッチング時間は４０秒とした。
得られた反射型マスクの反射領域における１３．４ｎｍのＥＵＶ光の入射角５度での反射率は６５．９％であった。反射領域表面には、バッファー層のエッチング残渣が２ｎｍの厚みで確認されたが、反射率の低下は僅かであり、反射率への影響は少なかった。
実施例１と同様に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、図３に示すパターン転写装置による露光転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００３１】
（実施例３）
実施例１のバッファー層をＺｒＳｉＣで形成したこと以外は実施例１と同様にして反射型マスクブランクスを作製した。ＺｒＳｉＣバッファー層は、膜厚方向に組成の異なるＺｒＳｉＣ膜を２２．３ｎｍの厚さに形成した。ＺｒＣとＳｉの２源スパッタターゲットを用いて、スパッタガスとしてＡｒガスを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって成膜した。成膜初期はＳｉターゲットのみ電圧を印加し、組成を変えるために途中で段階的に印加電圧を変化させた（図５参照）。成膜されたＺｒＳｉＣ膜の組成比は、反射多層膜近傍では、Ｚｒが０．０２、Ｃは０．０２、Ｓｉは０．９６であり、表面近傍（吸収体層近傍）では、Ｚｒが０．５０、Ｃは０．５０であった。
この反射型マスクブランクスを用いて、実施例１と同様に反射型マスクを作製した。なお、反射領域上に残存しているバッファー層は塩素と酸素の混合ガス（流量比：塩素／酸素＝３／１）を用いて、ドライエッチングにより除去した。エッチング時間は３９秒とした。
得られた反射型マスクの反射領域における１３．４ｎｍのＥＵＶ光の入射角５度での反射率は６５．７％であった。反射領域表面には、バッファー層のエッチング残渣が２ｎｍの厚みで確認されたが、反射率の低下は僅かであり、反射率への影響は少なかった。
実施例１と同様に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、図３に示すパターン転写装置による露光転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００３２】
（比較例）
実施例１と同様にバッファー層をＺｒＳｉで形成したが、膜厚方向に均一組成としたこと以外は実施例１と同様にして反射型マスクブランクスを作製した。ＺｒＳｉバッファー層は、２０．２ｎｍの厚さに形成した。ＺｒＳｉターゲットを用いて、スパッタガスとしてＡｒガスを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって成膜した。均一組成とするため、成膜中の印加電圧は一定とした。成膜されたＺｒＳｉ膜の組成比は、Ｚｒが０．５０、Ｓｉは０．５０であった。
この反射型マスクブランクスを用いて、実施例１と同様に反射型マスクを作製した。なお、反射領域上に残存しているバッファー層は塩素と酸素の混合ガス（流量比：塩素／酸素＝３／１）を用いて、ドライエッチングにより除去した。エッチング時間は３５秒とした。
得られた反射型マスクの反射領域における１３．４ｎｍのＥＵＶ光の入射角５度での反射率は６５．１％であった。反射領域表面には、バッファー層のエッチング残渣が２ｎｍの厚みで確認され、反射率の低下は実施例１の場合よりも大きく、エッチング残渣による反射率への影響が大きかった。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、バッファー層の反射多層膜に隣接する領域近傍では、バッファー層の他の部分と比較して、複素屈折率の虚数部の絶対値が小さくなっていることにより、バッファー層の反射多層膜に隣接する部分では露光光の吸収能が小さく、反射多層膜近傍以外の部分では相対的に露光光の吸収が大きくなっている。そのため、従来のように露光光吸収が少ないという基準だけでバッファー層の材料を選択する必要は必ずしも無いので、上層の吸収体層との関係（例えばエッチング選択比、マスク検査に使用する検査光に対する反射率など）を最適化できるようなバッファー層材料の選択の自由度が広がり、しかもバッファー層へのパターン形成時に残渣が生じた場合であっても、反射領域の反射率低下を最小限に抑えることが出来る。
また、本発明では、反射多層膜側から吸収体層側に向かって膜厚方向に材料の複素屈折率の虚数部の絶対値が次第に大きくなるようにバッファー層が形成されることにより、反射多層膜側から吸収体層側に向かって徐々に露光光の吸収係数が大きくなるようにすることができるので、上層の吸収体層との関係の最適化とエッチング残渣による反射率低下の抑制を同時に達成することが可能になる。
【００３４】
また、本発明では、特定のバッファー層材料を選択し、その組成比を変化させてバッファー層を形成することにより、バッファー層の膜厚方向に複素屈折率の虚数部の値が変化し、露光光の吸収能を異ならしめることが出来る。特に、バッファー層をＳｉを含む材料で形成した場合、その膜厚方向にＳｉの含有量を変化させることにより、バッファー層の膜厚方向での複素屈折率の虚数部の値が変化するため、露光光の吸収能を異ならしめることが出来る。
また、本発明では、バッファー層に特定の材料を用いると、その組成により、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光の吸収を少なくできるので、ＥＵＶ光を露光光とする反射型マスクブランクス及び反射型マスクに好適である。
また、本発明の反射型マスクによれば、バッファー層へのパターン形成時にエッチング残渣が残った場合であっても、その残渣として残存する部分は、反射多層膜近傍の露光光の吸収が少ない領域であるため、残渣による反射領域の反射率低下を最小限に抑えることが出来る。
また、本発明では、バッファー層へのパターン形成時に、バッファー層を僅かに残すことにより、バッファー層のエッチング時の反射多層膜へのダメージを防止出来るとともに、反射多層膜表面が露出して酸化されるのを防止出来る。本発明では、このようにバッファー層が反射多層膜上に残存しても、それによる露光光の吸収が少ないので、反射率低下を抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】反射型マスクブランクスの一実施形態の構成及びこのマスクブランクス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】実施例１におけるバッファー層成膜時の電圧の印加方法を示す図である。
【図３】反射型マスクを用いるパターン転写装置の概略構成を示す図である。
【図４】実施例２におけるバッファー層成膜時の電圧の印加方法を示す図である。
【図５】実施例３におけるバッファー層成膜時の電圧の印加方法を示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２  反射多層膜
３  バッファー層
４  吸収体層
１０  反射型マスクブランクス
２０  反射型マスク
５０  パターン転写装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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