(57)【要約】【課題】反射率の低下を招かずに、酸化防止効果が得られる反射多層膜の保護膜材料を提供する。【解決手段】基板１と、基板１上に形成された露光光を反射する反射多層膜２と、該反射多層膜２上に形成された保護膜と、該保護膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜４を有する反射型マスクブランクス１０であって、上記保護膜２は、ＭｏとＳｉを主成分とする材料からなる。【選択図】    図１
2005037798.tif 000002
【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反射多層膜と、該反射多層膜上に形成された該反射多層膜の酸化を防止する保護膜と、該保護膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクスであって、
前記保護膜は、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする材料からなることを特徴とする反射型マスクブランクス。
【請求項２】
前記保護膜は、酸素及び／又は窒素が含ま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】
前記反射多層膜の最上層は、前記保護膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料からな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】
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における前記吸収体膜に、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したことを特徴とする反射型マスク。
【請求項５】
基板を準備し、該基板上に露光光を反射する反射多層膜を形成する工程と、該反射多層膜上にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする保護膜を形成する工程と、該保護膜上に露光光を吸収する吸収体膜を形成する工程と、を有することを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法。
【請求項６】
前記保護膜を形成する工程は、
（ａ）前記反射多層膜上にＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（ｂ）前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜上に、Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜を形成し、前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜と前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜との間にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜を除去し、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を露出させる工程と、を有する形成工程、或いは、
（Ａ）前記反射多層膜上にＭｏ（モリブデン）を主成分とする膜を形成する工程と、
（Ｂ）前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜上に、Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜を形成し、前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜と前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜との間にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（Ｃ）前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜を除去し、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を露出させる工程と、を有する形成工程の何れかの工程であることを特徴とする請求項５に記載の反射型マスクブランクスの製造方法。
【請求項７】
前記保護膜を形成する工程は、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）とを有するスパッタリングターゲットを用いたスパッタ成膜によって形成する工程であることを特徴とする請求項５に記載の反射型マスクブランクスの製造方法。
【請求項８】
前記保護膜を形成する工程は、前記反射多層膜上に、Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜とＳｉ（珪素）を主成分とする膜とを所定の膜厚で交互に複数層形成し、相互拡散することでＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程であることを特徴とする請求項５に記載の反射型マスクブランクスの製造方法。
【請求項９】
基板と、該基板上に形成された、使用される光を反射する反射多層膜と、該反射多層膜の酸化を防止する保護膜とを有する反射多層膜付き基板であって、
前記保護膜は、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする材料からなることを特徴とする反射多層膜付き基板。
【請求項１０】
基板を準備し、該基板上に、使用される光を反射する反射多層膜を形成する工程と、該反射多層膜上にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする保護膜を形成する工程と、を有することを特徴とする反射多層膜付き基板の製造方法。
【請求項１１】
前記保護膜を形成する工程は、
（ａ）前記反射多層膜上にＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（ｂ）前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜上に、Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜を形成し、前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜と前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜との間にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜を除去し、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を露出させる工程と、を有する形成工程、或いは、
（Ａ）前記反射多層膜上にＭｏ（モリブデン）を主成分とする膜を形成する工程と、
（Ｂ）前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜上に、Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜を形成し、前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜と前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜との間にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（Ｃ）前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜を除去し、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を露出させる工程と、を有する形成工程の何れかの工程であることを特徴とする請求項１０に記載の反射多層膜付き基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造等に使用される露光用反射型マスク及び反射型マスクブランクス並びにこの反射型マスク等に好適な反射多層膜付き基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体産業において、半導体デバイスの微細化に伴い、EUV（ExtremeUltra 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。
このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する反射多層膜が形成され、反射多層膜上に露光光を吸収する吸収膜がパターン状に形成されたものである。露光機において反射型マスクに入射した光は、吸収膜のある部分では吸収され、吸収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。
【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、図３に示すように、数ｎｍの厚さのＭｏとＳｉを交互に４０乃至５０周期程度積層させたものなどが知られている。そして、反射率を高めるためには、屈折率の大きなＭｏ層を最上層とする方が望ましいが、Ｍｏは大気に触れると酸化されやすく、その結果、反射率が低下してしまう。そこで、酸化防止のための保護膜として、例えばＳｉ層を最上層に設けることが行われている。
なお、多層膜反射鏡などに適用される多層膜系の保護膜に関して、例えば下記特許文献２には、ルテニウム、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド等の材料が記載されている。また、下記特許文献３には、Ｓｉ又はＢｅの下層と、酸化防止用の上層からなる二重層構造の保護膜が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特公平７−２７１９８号公報
【特許文献２】特開２００１−３３０７０３号公報
【特許文献３】特表２００１−５２３００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＳｉ層を保護膜として設けた場合、Ｓｉ層の厚さが薄いと十分な酸化防止効果が得られないため、通常は酸化防止に十分な程度厚くすることが行われているが、Ｓｉ層は僅かにＥＵＶ光を吸収するため、厚くすると反射率が低下してしまうという問題を有していた。
また、反射型マスクにおける反射多層膜の場合、吸収体膜へのパターン形成の環境、或いは、反射多層膜と吸収体膜の間にバッファー膜を設けた場合のバッファー膜へのパターン形成の環境に耐性を有することも必要である。すなわち、反射多層膜上に形成する保護膜の材料は、吸収体膜或いはバッファー膜とのエッチング選択比が大きく取れるという条件も考慮する必要がある。バッファー膜に例えばＣｒ系の材料を使用すると、Ｓｉ保護膜とのエッチング選択比を大きく取ることが出来るので、好ましい組合せである。
しかしながら、本発明者の検討によると、バッファー膜の除去後に、保護膜であるＳｉ層の表面に酸化物の堆積が生じていることが判明した。これは、バッファー膜の除去時に酸素を含むプラズマを用いるため、この酸素プラズマによってＳｉ層表面が酸化されたものと考えられる。さらに、このＳｉ層表面の酸化物が反射多層膜の反射率の低下を招くということも判明した。
【０００６】
従来は、このような酸化物堆積の現象とそれによる反射多層膜の反射率低下の問題は知られておらず、よって対策も何ら行われていなかった。前記特許文献２及び３は、反射多層膜の経時変化防止を目的とした保護膜を開示しているが、反射型マスクの用途の記載はなく、上述の酸素プラズマを用いた場合の酸化物堆積に関わる課題については全く認識されていない。
そこで本発明の目的は、第一に、酸素を含むプラズマに対する耐性に優れ、反射多層膜の反射率の低下を招かずに、十分に反射多層膜の酸化防止効果が得られる反射多層膜上に保護膜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ことであり、第二に、このような反射型マスクブランクスや反射ミラー等に好適な保護膜を備えた反射多層膜付き基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、保護膜材料について鋭意検討した結果、特に酸素を含むプラズマ耐性及び露光光の透過性に優れた保護膜として、ＭｏとＳｉを主成分とする材料が好適であることを見い出した。また、ＥＵＶリソグラフィにおいて有望視されているＭｏ／Ｓｉ積層膜を反射多層膜とした場合、ＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を容易に得ることができることも見い出した。本発明者は、得られた知見に基づき、以下の構成の発明を完成した。
（構成１）基板と、該基板上に形成された露光光を反射する反射多層膜と、該反射多層膜上に形成された該反射多層膜の酸化を防止する保護膜と、該保護膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクスであって、前記保護膜は、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする材料からなることを特徴とする反射型マスクブランクス。
このように、保護膜として、ＭｏとＳｉを主成分とする材料を使用することで、露光光透過性が良好で且つ酸素を含むプラズマに対する耐性に優れ、反射率の低下を招かずに、反射多層膜の酸化防止を実現することが出来る。
【０００８】
（構成２）前記保護膜は、酸素及び／又は窒素が含まれてい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ス。
このように、保護膜に酸素を含有することにより耐酸性が向上し、窒素を含有することにより、保護膜の露光光の吸収を小さくすることができる。好ましくは酸素及び窒素を含有することである。
（構成３）前記反射多層膜の最上層は、前記保護膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料からなることを特徴とする構成１又は２に記載の反射型マスクブランクス。
このようにすると、反射率を高める上で好ましい。
（構成４）構成１乃至３の何れかに記載の反射型マスクブランクスにおける前記吸収体膜に、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したことを特徴とする反射型マスク。
上記反射型マスクブランクスを用いて得られた反射型マスクは、露光光の反射領域（吸収体による転写パターンの無い部分）では、保護膜により自然酸化等による反射率の低下が起こらないため、安定性の非常に良い反射型マスクが得られる。
（構成５）基板を準備し、該基板上に露光光を反射する反射多層膜を形成する工程と、該反射多層膜上にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする保護膜を形成する工程と、該保護膜上に露光光を吸収する吸収体膜を形成する工程と、を有することを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法。
本発明の反射型マスクブランクスは、基板上に反射多層膜を形成し、その上に、ＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を形成する工程を含む製造方法により容易に得られる。
【０００９】
（構成６）前記保護膜を形成する工程は、
（ａ）前記反射多層膜上にＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（ｂ）前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜上に、Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜を形成し、前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜と前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜との間にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜を除去し、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を露出させる工程と、を有する形成工程、或いは、
（Ａ）前記反射多層膜上にＭｏ（モリブデン）を主成分とする膜を形成する工程と、
（Ｂ）前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜上に、Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜を形成し、前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜と前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜との間にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（Ｃ）前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜を除去し、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を露出させる工程と、を有する形成工程の何れかの工程であることを特徴とする構成５に記載の反射型マスクブランクスの製造方法。
このように、Ｓｉを主成分とする膜とＭｏを主成分とする膜を積層すると、Ｓｉを主成分とする膜とＭｏを主成分とする膜の界面では相互拡散によりＭｏとＳｉを主成分とする膜が形成される。従って、その後、表面側に形成したＭｏを主成分とする膜又は、Ｓｉを主成分とする膜を除去するだけで、反射多層膜上にＭｏとＳｉを主成分とする保護膜が容易に形成されるため好ましい。さらにこのような手法で形成されたＭｏとＳｉを主成分とする膜の表層には、Ｍｏを主成分とする膜又はＳｉを主成分とする膜を除去する際に酸化膜が形成されるので、耐酸性が向上するという利点もある。
【００１０】
（構成７）前記保護膜を形成する工程は、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）とを有するスパッタリングターゲットを用いたスパッタ成膜によって形成する工程であることを特徴とする構成５に記載の反射型マスクブランクスの製造方法。
このようにすると、上述のようなＭｏを主成分とする膜や、Ｓｉを主成分とする膜を除去せずにＭｏとＳｉを主成分とする膜を形成することができる。スパッタリングターゲットの組成比を変化させることで、容易にＭｏとＳｉの組成比を制御することができるという利点がある。
（構成８）前記保護膜を形成する工程は、前記反射多層膜上に、Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜とＳｉ（珪素）を主成分とする膜とを所定の膜厚で交互に複数層形成し、相互拡散することでＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程であることを特徴とする構成５に記載の反射型マスクブランクスの製造方法。
このようにすると、上述のようなＭｏを主成分とする膜や、Ｓｉを主成分とする膜を除去せずにＭｏとＳｉを主成分とする膜を形成することができる。Ｍｏを主成分とする膜とＳｉを主成分とする膜の膜厚比を変えることで、容易にＭｏとＳｉの組成比を制御することができるという利点がある。
（構成９）基板と、該基板上に形成された、使用される光を反射する反射多層膜と、該反射多層膜の酸化を防止する保護膜とを有する反射多層膜付き基板であって、前記保護膜は、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする材料からなることを特徴とする反射多層膜付き基板。
保護膜としてＭｏとＳｉを主成分とする材料を使用することで、反射率の低下を招かずに、反射多層膜の酸化防止を実現することが出来るため、特に反射型マスクブランクス及び反射型マスクに好適な反射多層膜付き基板を提供できる。
【００１１】
（構成１０）基板を準備し、該基板上に、使用される光を反射する反射多層膜を形成する工程と、該反射多層膜上にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする保護膜を形成する工程と、を有することを特徴とする反射多層膜付き基板の製造方法。
このように、本発明の反射多層膜付き基板は、基板上に反射多層膜を形成し、その上に、ＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を形成する工程を含む製造方法により容易に得られる。
（構成１１）前記保護膜を形成する工程は、
（ａ）前記反射多層膜上にＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（ｂ）前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜上に、Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜を形成し、前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜と前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜との間にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜を除去し、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を露出させる工程と、を有する形成工程、或いは、
（Ａ）前記反射多層膜上にＭｏ（モリブデン）を主成分とする膜を形成する工程と、
（Ｂ）前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜上に、Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜を形成し、前記Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜と前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜との間にＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を形成する工程と、
（Ｃ）前記Ｓｉ（珪素）を主成分とする膜を除去し、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする膜を露出させる工程と、を有する形成工程の何れかの工程であることを特徴とする構成１０に記載の反射多層膜付き基板の製造方法。
上述したように、Ｓｉを主成分とする膜とＭｏを主成分とする膜を積層すると、Ｓｉを主成分とする膜とＭｏを主成分とする膜の界面では相互拡散によりＭｏとＳｉを主成分とする膜が形成されるので、その後、表面側に形成したＭｏを主成分とする膜又はＳｉを主成分とする膜を除去するだけで、反射多層膜上にＭｏとＳｉを主成分とする保護膜が容易に形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、反射多層膜上に形成する保護膜としてＭｏとＳｉを主成分とする材料を使用することにより、露光光透過性が良好で且つ酸素を含むプラズマに対する耐性に優れるので、反射率の低下を招かずに、反射多層膜の酸化防止を実現することが出来る。
また、本発明では、保護膜に酸素を含有することにより耐酸性が向上し、窒素を含有することにより保護膜の露光光の吸収を小さくすることができる。
また、本発明では、反射多層膜の最上層は、保護膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料とすることにより、反射率を高めることができる。
また、本発明によれば、上記反射型マスクブランクスを用いて得られた反射型マスクは、露光光の反射領域（吸収体による転写パターンの無い部分）では、保護膜により自然酸化等による反射率の低下が起こらないため、安定性の非常に良い反射型マスクが得られる。
また、本発明によれば、上記反射型マスクブランクスは、基板上に反射多層膜を形成し、その上に、ＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を形成する工程を含む製造方法により容易に得られる。
【００１３】
また、本発明では、上記保護膜を形成する方法として、反射多層膜上に、Ｓｉを主成分とする膜とＭｏを主成分とする膜を積層すると、Ｓｉを主成分とする膜とＭｏを主成分とする膜の界面では相互拡散によりＭｏとＳｉを主成分とする膜が形成されるので、その後、表面側に形成したＭｏを主成分とする膜又はＳｉを主成分とする膜を除去するだけで、反射多層膜上にＭｏとＳｉを主成分とする保護膜が容易に形成される。
また、本発明では、上記保護膜を、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）とを有するスパッタリングターゲットを用いたスパッタ成膜によって形成することにより、上述のようなＭｏを主成分とする膜やＳｉを主成分とする膜を除去せずにＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を形成することができる。
また、本発明では、反射多層膜上に、Ｍｏ（モリブデン）を主成分とする膜とＳｉ（珪素）を主成分とする膜とを所定の膜厚で交互に複数層形成し、相互拡散することでＭｏ（モリブデン）とＳｉ（珪素）を主成分とする保護膜を形成することにより、上述のようなＭｏを主成分とする膜や、Ｓｉを主成分とする膜を除去せずに保護膜を形成することができる。
【００１４】
また、基板上に、反射多層膜と、ＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を形成した本発明の反射多層膜付き基板は、反射率の低下を招かずに、反射多層膜の酸化防止を実現することが出来るため、特に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、本発明の反射多層膜付き基板は、基板上に反射多層膜を形成し、その上に、ＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を形成する工程を含む製造方法により容易に得られる。
また、本発明の反射多層膜付き基板における保護膜についても、反射多層膜上にＳｉを主成分とする膜とＭｏを主成分とする膜を積層した後、表面側に形成したＭｏを主成分とする膜又はＳｉを主成分とする膜を除去するだけで、反射多層膜上にＭｏとＳｉを主成分とする保護膜が容易に形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
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。
本発明に係る反射型マスクの製造に用いる反射型マスクブランクスの一実施形態１０は、図１（ａ）に示すように、基板１上に順次、反射多層膜２、バッファー膜３、及び吸収体膜４の各層が形成された構造をしている。この反射型マスクブランクス１０の吸収体膜４及びバッファー膜３に所定のマスクパターンを形成することによって、本発明に係る反射型マスクの一実施形態２０の構造のものが得られる。
まず、図１（ａ）に示す反射型マスクブランクス１０について説明する。
本実施の形態の反射型マスクブランクス１０は、上記のように、基板１上に、反射多層膜２、バッファー膜３、吸収体膜４を順次形成したものである。
上記反射多層膜２は、露光光に対する屈折率が相対的に高い材料と相対的に低い材料とを交互に周期的に積層した反射多層膜を形成したものであり、本発明では、この反射多層膜の上にＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を有している。
【００１６】
反射多層膜２は、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、ＭｏＲｕ／Ｓｉ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。
本発明では、ＭｏとＳｉを主成分とする材料を反射多層膜の保護膜に使用することで、反射率の低下を招かずに、しかも酸素を含むプラズマを用いたエッチングプロセス耐性に優れた、安定性の高い保護膜が得られる。
ＭｏとＳｉを主成分とするとは、保護膜を形成する材料成分のうち、最も組成比の大きい成分がＭｏとＳｉであるという意味である。従って、ＭｏとＳｉを主成分とする材料としては、ＭｏとＳｉからなる化合物、ＭｏとＳｉ以外に他の成分を含む化合物を用いることが出来る。
【００１７】
ＭｏとＳｉからなる化合物の場合、好ましいＳｉの範囲は、１５〜９０at％である。Ｍｏに対するＳｉの量をこの範囲とすることで、反射率の低下が非常に少なく、酸素を含むプラズマに対する耐性が高くなる。Ｍｏに対するＳｉの量が１５at％未満であると、耐酸性が悪くなる。また、Ｓｉが９０at％を超える量であると、酸化しやすくなる。
ＭｏとＳｉ以外に、更に他の成分として、Ｏ，Ｎ等を含んでいてもよい。ＭｏとＳｉに更にＯを加えると、耐酸性が向上し、Ｎを加えると、ＥＵＶ光に対する吸収率が小さくなる。この場合、ＯやＮの含有量は、各々５〜７０at％である。
ＭｏとＳｉを主成分とする材料を保護膜に使用すると、酸素を含むプラズマに対する耐性が高いので、従来のＳｉ保護膜と比べると、酸素を含むプラズマプロセスを適用した場合の多層膜上への酸化物の堆積が起こり難い。そのため、酸化物の堆積による反射率の低下を抑えられる。
【００１８】
図４は、Ｍｏ／Ｓｉの４０周期積層膜の上に形成する保護膜をＭｏＳｉ（Ｓｉ：６７at％）膜とした場合（保護膜の直下の層はＳｉ層とする）の膜厚と波長13.4nmのＥＵＶ光反射率との関係を示したものである。
これによると、本発明の保護膜の膜厚に対し反射率のピークが存在することがわかる。従って、本発明の材料を保護膜に適用するに当たって、その保護膜の厚みを適当に選ぶことによって反射率を最大化することが可能であるため、反射率が最大となるように最適化された膜厚で保護膜を形成することが好ましい。なお、上記ＭｏＳｉ膜の組成によっても反射率特性が多少異なるため、保護膜の組成を考慮して反射率が最大となるように、保護膜の組成についても最適化することが望ましい。
本発明のＭｏＳｉ保護膜の場合、十分な反射多層膜の保護性能及び高反射率を得る観点から、好ましい膜厚は、組成によっても多少異なるが、概ね０．２〜２．０ｎｍの範囲である。
また、本発明のＭｏＳｉ保護膜の好ましい結晶構造は、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。
【００１９】
反射多層膜をＭｏ／Ｓｉの周期積層膜で構成する場合、その最上部の構成は、Ｓｉ又はＳｉを主成分とする層の上に本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を有する構成（すなわち保護膜の直下の層はＳｉ層）であっても、或いは、Ｍｏ又はＭｏを主成分とする層の上に本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を有する構成（すなわち保護膜の直下の層はＭｏ層）であってもよいが、前者の構成であることがより好ましい。反射多層膜を構成する露光光に対する屈折率が相対的に高い材料と相対的に低い材料のうち、屈折率が相対的に低い材料の上に最上層の保護膜が形成されることが、反射率を高める上で好ましいことと、前者の構成にすれば、詳しくは後述するが、Ｓｉ層上にＭｏ層を形成し、Ｓｉ層とＭｏ層との間に、互いの成分が拡散することによってＭｏとＳｉを主成分とする層を形成し、次いでＭｏ層を除去すればＭｏとＳｉを主成分とする保護膜が容易に得られるためである。この場合、保護膜直下のＳｉ層は、多層膜の周期構造と同一の膜厚であってもよいし、周期構造とは異なる膜厚であってもよい。いずれにしても、この場合のＳｉ層は厚く形成する必要はなく、例えば２〜４ｎｍ程度に薄く形成すればよい。
なお、Ｍｏ層上に直接本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を設ける場合にも、保護膜の膜厚は、０．２〜２．０ｎｍ程度の範囲とすることが好ましい。
【００２０】
また、本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜は、その膜自体が自然酸化されにくく、経時的に安定であり、さらに各種洗浄に対する耐性が高いなどの利点がある。
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、本発明の材料を用いた保護膜を形成する。
本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜は、反射多層膜上にスパッタ等の成膜方法を用いて形成してもよいが、上記多層膜がＭｏ／Ｓｉ周期多層膜の場合には、多層膜形成時に、層間に形成される拡散層を利用すると、ＭｏとＳｉを主成分とする層が容易に形成できるので好ましい。
【００２１】
たとえば、反射多層膜の最上のＳｉ層（或いはＳｉを主成分とする層）の上に、Ｍｏ層（或いはＭｏを主成分とする層）を形成する。このとき、Ｓｉ層とＭｏ層の間には相互拡散層が形成される。この拡散層はＭｏとＳｉを主成分とする層である。成膜方法にもよるが、Ｓｉ層とＭｏ層の間には、通常、相互拡散層が０．２〜１．５ｎｍ程度の厚さで形成される。これは、本発明の保護膜の好ましい膜厚とほぼ同じである。次に、上記のＭｏ層を除去して、上記拡散層を露出させ、保護膜とする。この場合のＭｏ層の除去は、例えば熱濃硫酸などを用いて行える。この方法により、反射多層膜の最上部は、Ｓｉ層の上に本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を有する構成が出来上がる。
また、反射多層膜の最上のＭｏ層（或いはＭｏを主成分とする層）の上に、Ｓｉ層（或いはＳｉを主成分とする層）を形成し、Ｍｏ層とＳｉ層との間に、互いの成分が拡散することによってＭｏとＳｉを主成分とする層を形成し、次いで、上記のＳｉ層を除去して拡散層を露出させ、保護膜とすることができる。この場合のＳｉ層の除去は、例えばフッ酸と硝酸の混合液などを用いて行える。この方法により、反射多層膜の最上部は、Ｍｏ層の上に本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜を有する構成が出来上がる。
また、極薄い（例えば０．１ｎｍ程度）Ｍｏ層とＳｉ層を交互に成膜して成膜時の拡散効果を利用して、ＭｏとＳｉを主成分とする層を形成しても良い。この場合、上述のようなＭｏ層やＳｉ層を除去することなく保護膜を形成することができるので好ましい。
以上のように、Ｍｏ層とＳｉ層の間に形成される拡散層を利用して保護膜とする方法以外に、前述のスパッタ等の成膜方法により保護膜を形成することが出来る。この場合、ＭｏＳｉ或いは更に他の成分元素を含むターゲットを用い、スパッタガスとしてはアルゴン単体ガス或いは更に窒素や酸素等を含む混合ガスを用いることができる。この方法によれば、形成される保護膜の膜厚の制御が容易であるという利点がある。
【００２２】
また、前記基板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。
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。
【００２３】
なお、以上の基板１上に反射多層膜２を形成して得られる本発明の保護膜を備えた反射多層膜付き基板は、本実施の形態のように反射型マスクブランクス及び反射型マスクに好ましく用いることができるが、反射面の酸化防止効果と高い反射率が得られるので、酸化等による反射率の低下を起こさない安定した多層膜反射鏡に適用することも可能である。
本実施の形態のように、反射多層膜２と吸収体膜４の間に、吸収体膜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膜３を有していてもよい。バッファー膜３の材質は、吸収体膜４のパターン形成及び修正時のエッチング環境に耐性を有するものから選択される。
その種の材料のうち、例えばＣｒ単体又はＣｒを主成分とする材料は、膜の平滑性に優れるので好ましい。表面の平滑性は、Ｃｒを主成分とする材料の結晶状態を微結晶或いはアモルファスとすることでより優れたものとなる。また、このＣｒ系の材料は、本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜とのエッチング選択比が高く、バッファー膜を吸収体膜のパターンに従って除去する際に、反射多層膜最上層の保護膜を殆ど減少させることなく除去できるため好ましい。なお、このＣｒ系の材料は、酸素を含むプラズマプロセスを用いてパターンが形成可能であるが、本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜は、酸素を含むプラズマに対する耐性が高いので、多層膜上への酸化物の堆積が起こり難く、酸化物の堆積による反射率の低下を抑えられる。因みに、Ｃｒ系バッファー膜を塩素と酸素の混合ガスを用いてドライエッチングにより除去する場合、下地となる反射多層膜最上層の本発明に係わる保護膜とＣｒ系バッファー膜との間では、５０倍程度のエッチング選択比が得られる。
【００２４】
Ｃｒを主成分とする材料としては、ＣｒとＮ，Ｏ，Ｃから選ばれる少なくとも１つ以上の元素を含む材料を用いる事が出来る。窒素を含むことで平滑性に優れ、炭素の添加でドライエッチング耐性が向上し、酸素の添加で膜の低応力化が出来るという特徴をそれぞれ有する。具体的には、ＣｒＮ，ＣｒＯ，ＣｒＣ，ＣｒＮＣ，ＣｒＮＯＣ等が挙げられる。
又、Ｃｒを主成分とする材料以外には、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、Ｒｕを主成分とする材料、Ｒｈを主成分とする材料、Ｔｉを主成分とする材料等が挙げられる。
このバッファー膜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反射多層膜上に形成することができる。
バッファー膜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、２０〜６０ｎｍ程度とするのが好ましいが、ＦＩＢを用いない場合（例えばＥＢ（電子ビーム）を用いる場合）には、５〜１５ｎｍ程度とすることができる。
【００２５】
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、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。このような吸収体膜の結晶状態は、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。
【００２６】
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膜は、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、吸収体膜４は、複数層の積層構造としてもよい。
吸収体膜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。
【００２７】
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、バッファー膜３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、このバッファー膜を設けない構成としてもよい。すなわち、反射多層膜２の上に直接吸収体膜４を設ける構成である。この場合、Ｔａ系吸収体膜を塩素ガスを用いてドライエッチングによりパターン形成する時、下地となる反射多層膜最上層の本発明に係わる保護膜とＴａ系吸収体膜との間では、５倍程度のエッチング選択比が得られる。また、本発明のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜は、吸収体パターンの修正に使用されるＦＩＢ照射或いは電子線（ＥＢ）照射耐性に優れるので、反射多層膜上に直接形成された例えばＴａ系吸収体パターンの修正をＥＢ照射により行う場合、１０程度の選択比が得られる。
【００２８】
次に、本実施の形態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、バッファー膜３及び吸収体膜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の吸収体膜４に吸収体パターンを形成する。まず、吸収体膜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。
形成されたレジストパターン５ａをマスクとして、吸収体膜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）。吸収体膜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、吸収体膜４が除去されて露出したバッファー膜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。
【００２９】
このようにして、例えば、除去されるべきでない吸収体膜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、バッファー膜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膜３を吸収体パターン４ａに従って除去し、バッファー膜にパターン３ａを形成して、反射型マスク２０を作製する（同図（ｄ）参照）。ここで、例えばＣｒ系材料からなるバッファー膜の場合は、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。バッファー膜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。露出した反射多層膜の最上層はＭｏとＳｉを主成分とする保護膜により形成されている。
【００３０】
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。ここでは、吸収体パターン４ａ上で反射される検査光と、吸収体膜４及びバッファー膜３が除去されて露出した反射多層膜２上で反射される検査光とを検出して検査を行う。反射多層膜最上層のＭｏとＳｉを主成分とする保護膜は、ＤＵＶ光に対する光学反射率が比較的高く、検査において十分なコントラストが得られるので、精度の高い検査が行える。
なお、上述のバッファー膜３の除去は必要に応じて行えばよく、バッファー膜を除去しなくても必要な反射率が得られる場合には、バッファー膜を吸収体膜と同様のパターン状に加工せず、反射多層膜上に残すこともできる。
また、本発明により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。
【実施例１】
【００３１】
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層とＳｉ層を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層を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層を２．８ｎｍ成膜し、これを一周期として、４０周期積層した後、Ｓｉ層を４．０ｎｍ成膜し、更にその上に、Ｍｏ層を２．９ｎｍ成膜した。
次に、最上のＭｏ層を熱濃硫酸（100℃）に５分接触させ、除去した。
低角Ｘ線回折（ＸＲＤ）法により、反射多層膜表面を分析したところ、上記Ｍｏ層除去後の多層膜表面には、ＭｏとＳｉを主成分とする膜が約１ｎｍの厚さに形成されていた。さらに、Ｘ線光電子分光法で、このＭｏとＳｉを主成分とする膜の組成を分析したところ、ＭｏとＳｉを主成分とする膜の表層以外は、Ｍｏ：Ｓｉ＝４０：６０であり、表層には酸素（Ｏ）が含まれていた。
この反射多層膜に対し、１３．４ｎｍのＥＵＶ光の入射角６度での反射率は６５％であった。
このようにして本実施例の反射多層膜付き基板を得た。
【実施例２】
【００３２】
実施例１で得られた反射多層膜付き基板の反射多層膜上にバッファー膜を形成した。バッファー膜は、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Ａｒと窒素の混合ガスを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって成膜した。成膜されたＣｒＮｘ膜において、Ｎの濃度は１０％とした（Ｘ＝０．１）。
次に、このバッファー膜の上に、吸収体膜として、ＴａとＢとＮを含むＴａＢＮ膜（厚さ70nm）と、ＴａとＢとＯを含むＴａＢＯ膜（厚さ15nm）の積層膜を形成した。すなわち、まず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ＴａＢＮ膜を成膜した。続いて、同じくＴａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに酸素を５０％添加して、ＤＣマグネトロンスパッタ法によってＴａＢＯ膜を成膜した。成膜されたＴａＢＮ膜において、組成比はＴａが０．７５、Ｂは０．１５、Ｎは０．１０であった。また、成膜されたＴａＢＯ膜においては、組成比はＴａが０．３５、Ｂは０．１５、Ｏは０．５０であった。
こうして本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
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。
【００３３】
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膜をドライエッチングし、吸収体膜に所定のマスク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ー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、反射多層膜を露出させ、反射型マスクを得た。なお、ＭｏとＳｉを主成分とする保護膜の場合、上記バッファー膜とのエッチング選択比は５０程度である。
波長257nmの検査光を用いて、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０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを設計通り形成できていることが確認できた。なお、この検査光に対する反射領域での光学反射率は６０％であった。
また、低角Ｘ線回折法により、得られた反射型マスクの反射領域を分析し、多層膜上の酸化層の厚みを測定したところ、０．２ｎｍ以下であった。そのため、反射領域における前記ＥＵＶ光の反射率は６５％であり、反射率の低下は見られなかった。また耐酸性も良好であった。
【００３４】
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、吸収体膜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、コントラストに優れた良好な転写像が得られ、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。
【実施例３】
【００３５】
実施例１と同様に基板上にＳｉ層とＭｏ層を交互に４０周期積層した後、Ｓｉ層を４．０ｎｍ成膜し、更にその上に、ＭｏＳｉ保護膜をスパッタ法で成膜した。Ｍｏ及びＳｉを含むターゲットを用いて、スパッタガスはＡｒガスを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ法によってＭｏＳｉ膜を成膜した。成膜されたＭｏＳｉ膜において、組成比はＭｏが０．３３、Ｓｉは０．６７であった。なお、ＭｏＳｉ膜の膜厚は、前述の膜厚とＥＵＶ光反射率との関係（図４参照）を考慮して、高い反射率が得られる１．５ｎｍとした。
このようにして本実施例の反射多層膜付き基板を作製した。ＥＵＶ光の反射率を実施例１と同様に測定したところ、６６％であった。
次に、この反射多層膜付き基板を用いて、実施例２と同様に、反射型マスクブランクス及び反射型マスクを製造した。なお、本実施例のＭｏＳｉ保護膜の場合、バッファー膜とのエッチング選択比は５０程度である。また、前記検査光に対する反射領域での光学反射率は６０％であった。
また、低角Ｘ線回折法により、得られた反射型マスクの反射領域を分析し、多層膜上の酸化層の厚みを測定したところ、０．２ｎｍ以下であった。そのため、反射領域における前記ＥＵＶ光の反射率は６６％であり、反射率の低下は見られなかった。
さらに図２の装置を用いて半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、コントラストに優れた良好な転写像が得られ、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。
【実施例４】
【００３６】
実施例１と同様に基板上にＳｉ層とＭｏ層を交互に４０周期積層した後、その最上のＭｏ層上に、Ｓｉ層（膜厚０．２ｎｍ）、Ｍｏ層（膜厚０．２ｎｍ）をＤＣマグネトロンスパッタ法により交互に５周期積層させ、成膜時の相互拡散効果を利用してＭｏとＳｉを主成分とする膜を膜厚１ｎｍこのＭｏとＳｉを主成分とする膜の成分をＸ線光電子分光法で測定したところ、Ｍｏ：Ｓｉ＝５０：５０であった。
このようにして本実施例の反射多層膜付き基板を作製した。ＥＵＶ光の反射率を実施例１と同様に測定したところ、６５％であった。
次に、この反射多層膜付き基板を用いて、実施例２と同様に、反射型マスクブランクス及び反射型マスクを製造した。なお、本実施例のＭｏＳｉ保護膜の場合、バッファー膜とのエッチング選択比は５０程度である。また、前記検査光に対する反射領域での光学反射率は６０％であった。
また、低角Ｘ線回折法により、得られた反射型マスクの反射領域を分析し、多層膜上の酸化層の厚みを測定したところ、０．２ｎｍ以下であった。そのため、反射領域における前記ＥＵＶ光の反射率は６５％であり、反射率の低下は見られなかった。
さらに図２の装置を用いて半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、コントラストに優れた良好な転写像が得られ、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。
【００３７】
（比較例）
基板上に、実施例１と同様、Ｓｉ層とＭｏ層をＤＣマグネトロンスパッタ法により交互に４０周期積層した後、最後に保護膜としてＳｉ膜を１１ｎｍ成膜した。
このようにして本比較例の反射多層膜付き基板を作製した。ＥＵＶ光の反射率を実施例１と同様に測定したところ、６４％であった。
次に、この反射多層膜付き基板を用いて、実施例２と同様に、反射型マスクブランクス及び反射型マスクを製造した。なお、Ｓｉ保護膜の場合、バッファー膜とのエッチング選択比は２０程度である。
また、低角Ｘ線回折法により、得られた反射型マスクの反射領域を分析し、多層膜上の酸化層の厚みを測定したところ、２ｎｍであった。反射領域における前記ＥＵＶ光の反射率は６１％に低下していた。
反射型マスクの場合、パターン転写時の露光コントラストを大きく取って露光特性を上げるためには、反射型マスクの反射領域における露光光の反射率は６５％以上であることが望ましい。本比較例のようにＳｉ保護膜を使用した場合は、十分な保護性能を得るために１１ｎｍの厚さに形成しているので、成膜時の反射率が６５％を下回ってしまう上に、マスク製造時のバッファー膜のエッチングにより、酸化層がＳｉ保護膜上に堆積したため、さらに反射率が低下したものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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】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３】従来のＭｏ／Ｓｉ反射多層膜の断面図である。
【図４】ＭｏＳｉ膜の膜厚とＥＵＶ光反射率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  基板
２  反射多層膜
３  バッファー膜
４  吸収体膜
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】
2005037798.tif 000003
【図２】
2005037798.tif 000004
【図３】
2005037798.tif 000005
【図４】
2005037798.tif 000006