特許 6661724 反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6661724

(24)【登録日】2020年2月14日

(45)【発行日】2020年3月11日

(54)【発明の名称】反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/24 20120101AFI20200227BHJP

   G02B 5/26 20060101ALI20200227BHJP

   G02B 5/28 20060101ALI20200227BHJP

   G02B 5/22 20060101ALI20200227BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20200227BHJP

   G02B 5/08 20060101ALI20200227BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/24

   G02B5/26

   G02B5/28

   G02B5/22

   G02B5/30

   G02B5/08 A

【請求項の数】14

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-177262(P2018-177262)

(22)【出願日】2018年9月21日

(62)【分割の表示】特願2014-108772(P2014-108772)の分割

【原出願日】2014年5月27日

(65)【公開番号】特開2019-49720(P2019-49720A)

(43)【公開日】2019年3月28日

【審査請求日】2018年10月18日

(31)【優先権主張番号】特願2013-115201(P2013-115201)

(32)【優先日】2013年5月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100113343

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 武史

(72)【発明者】

【氏名】池邊 洋平

(72)【発明者】

【氏名】尾上 貴弘

【審査官】 植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１７９５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１８７８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２４０３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１７５７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８０２９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０３Ｆ １／００〜１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、保護膜と、吸収体膜とをこの順に備える反射型マスクブランクであって、
前記吸収体膜は、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層してなる積層膜で構成されており、
前記高屈折率材料層は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｈｆ及びＺｒから選ばれる少なくとも１種の金属、若しくは該金属を含む合金、並びに前記金属又は合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物、硼化物、硼化酸化物、硼化窒化物又は硼化酸化窒化物を含む材料からなり、
前記低屈折率材料層は、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｎｉ及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の金属、若しくは該金属を含む合金、並びに前記金属又は合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物、ホウ化物、ホウ化酸化物、ホウ化窒化物又はホウ化酸化窒化物を含む材料からなり、
前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下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】

前記積層膜は、前記高屈折率材料層と前記低屈折率材料層との積層構造を１周期とした場合、２周期以上であ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】

前記吸収体膜は、位相制御層をさらに備え、該位相制御層の上に、前記積層膜の前記高屈折率材料層及び前記低屈折率材料層がこの順に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載に記載の反射型マスクブランク。

【請求項4】

前記位相制御層は、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｎｉ及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の金属、若しくは該金属を含む合金、並びに前記金属又は合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物、ホウ化物、ホウ化酸化物、ホウ化窒化物又はホウ化酸化窒化物を含む材料からなることを特徴とする請求項３に記載に記載の反射型マスクブランク。

【請求項5】

前記位相制御層と前記低屈折率材料層とが同一の材料からなることを特徴とする請求項３又は４に記載に記載の反射型マスクブランク。

【請求項6】

前記位相制御層は、前記反射型マスクブランクに入射し、前記多層反射膜を構成する低屈折率層と高屈折率層との交互積層膜の前記低屈折率層と前記高屈折率層の各界面での反射、及び、前記保護膜表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体膜を構成する前記位相制御層、前記高屈折率材料層及び前記低屈折率材料層との各界面での反射による反射光（Ｂ）との位相が、１８０°±１０°異なるように膜厚が設定されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収体膜をパターニングすることを特徴とする反射型マスクの製造方法。

【請求項8】

基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、保護膜と、吸収体膜からなる転写パターンとをこの順に備える反射型マスクであって、
前記吸収体膜は、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層してなる積層膜で構成されており、
前記高屈折率材料層は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔｅ、Ｇｅ、Ｍｇ、Ｈｆ及びＺｒから選ばれる少なくとも１種の金属、若しくは該金属を含む合金、並びに前記金属又は合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物、硼化物、硼化酸化物、硼化窒化物又は硼化酸化窒化物を含む材料からなり、
前記低屈折率材料層は、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｎｉ及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の金属、若しくは該金属を含む合金、並びに前記金属又は合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物、ホウ化物、ホウ化酸化物、ホウ化窒化物又はホウ化酸化窒化物を含む材料からなり、
前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下であることを特徴とする反射型マスク。

【請求項9】

前記積層膜は、前記高屈折率材料層と前記低屈折率材料層との積層構造を１周期とした場合、２周期以上であることを特徴とする請求項８に記載の反射型マスク。

【請求項10】

前記吸収体膜は、位相制御層をさらに備え、該位相制御層の上に、前記積層膜の前記高屈折率材料層及び前記低屈折率材料層がこの順に設けられることを特徴とする請求項８又は９に記載に記載の反射型マスク。

【請求項11】

前記位相制御層は、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｗ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｉｒ、Ｎｉ及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の金属、若しくは該金属を含む合金、並びに前記金属又は合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物、ホウ化物、ホウ化酸化物、ホウ化窒化物又はホウ化酸化窒化物を含む材料からなることを特徴とする請求項１０に記載に記載の反射型マスク。

【請求項12】

前記位相制御層と前記低屈折率材料層とが同一の材料からなることを特徴とする請求項１０又は１１に記載に記載の反射型マスク。

【請求項13】

前記位相制御層は、前記反射型マスクに入射し、前記多層反射膜を構成する低屈折率層と高屈折率層との交互積層膜の前記低屈折率層と前記高屈折率層の各界面での反射、及び、前記保護膜表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体膜を構成する前記位相制御層、前記高屈折率材料層及び前記低屈折率材料層との各界面での反射による反射光（Ｂ）との位相が、１８０°±１０°異なるように膜厚が設定されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の反射型マスク。

【請求項14】

請求項７に記載の製造方法により得られる反射型マスク、もしくは、請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の反射型マスクを用いて半導体基板上にパターン形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

【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マスクを製造するための原版である反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年における超ＬＳＩデバイスの高密度化、高精度化の更なる要求に伴い、極紫外（ExtremeUltraviolet：以下、「ＥＵＶ」と略称する。）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。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。

【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。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。

【0004】

このような反射型マスクを用いて半導体デバイスの高密度化、高精度化を達成するためには、反射型マスクにおける反射領域（多層反射膜の表面）が露光光であるＥＵＶ光に対して高反射率を備え、露光光を吸収する吸収体膜パターンとの間で高いコントラストの得られることが必要とされる。
上記多層反射膜は、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４０〜６０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、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。

【0005】

このＥＵＶリソグラフィにおいて用いられる反射型マスクを製造するための原版である反射型マスクブランクとしては、たとえば下記特許文献１に記載されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクが提案されている。
すなわち、特許文献１には、基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層とがこの順に形成され、当該吸収体層が、タンタル（Ｔａ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）および窒素（Ｎ）を所定の含有比率で含有するＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクが開示されている。また、特許文献１には、上記吸収体層上に、マスクパターンの検査に使用する検査光における低反射層が形成され、当該低反射層が、タンタル（Ｔａ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）および酸素（Ｏ）を所定の含有比率で含有するＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクについても開示されている。

【0006】

また、下記特許文献２には、光学定数の異なる少なくとも２種類の物質を所定の膜厚で交互に積層した多層反射膜からなる反射面上に、光学定数の異なる少なくとも２種類の物質を上記多層反射膜における所定の膜厚とは異なる膜厚で交互に積層した多層反射防止膜をパターン状に形成した非反射部を設けた反射型マスクが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４８６７６９５号公報

【特許文献2】特許第２５４５９０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述したような特許文献１に開示された従来の反射型マスクブランク及びこの反射型マスクブランクより製造される反射型マスクにおいては、吸収体層の膜厚は、露光光であるＥＵＶ光を十分に吸収できる厚みとする必要があり、通常は６０ｎｍを超える厚みが必要であった。また、吸収体層と低反射層との積層構成とする場合においては、さらに厚い７０ｎｍ以上としていた。

【0009】

しかし、反射型マスクに対して所定の角度（入射角６度程度）で露光光を入射させる露光装置においては、上記のように６０ｎｍを超える厚みの吸収体層のパターンが形成されていると、反射領域が吸収体層パターンにより影となる（シャドウイング）領域が生じ、反射領域により反射された像とパターニングの像が一致せず、転写パターンの精度が劣化するという重大な問題が発生する。また、幅の狭い（例えば２０ｎｍ以下）吸収体パターンの形成においては、アスペクト比が高くなりパターンの脆化、倒れによる欠損が生じる可能性がある。

【0010】

一方、上記特許文献２に開示された多層膜の非反射部を有する反射型マスクにおいては、非反射部での露光光反射率をせいぜい３％程度までしか抑えることはできない。ＥＵＶリソグラフィにおいて高精度のパターン転写を行うためには、非反射部での露光光反射率を例えば２％以下に抑える必要があり、上記特許文献２に開示された反射型マスクでは実現が困難である。また、上記特許文献２に開示された反射型マスクを製造するためには、所定の多層反射膜からなる反射面上にレジストパターンを形成してから、多層膜の非反射部を成膜し、最後に上記レジストパターンを剥離するため、高精細なマスクパターンを形成することが困難である上に、非反射部の多層膜中にプロセス欠陥が生じやすい。

【0011】

そこで本発明の目的は、第１に、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑える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ことであり、第２に、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率を得る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ことであり、第３に、このような反射型マスクブランクを用いた反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、以下の構成を有する本発明を完成したものである。
（構成１）
基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜とを備える反射型マスクブランクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した積層膜とで構成されており、前記反射型マスクブランクに入射し、前記多層反射膜を構成する前記低屈折率層と前記高屈折率層の各界面での反射、及び、前記保護膜表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体膜を構成する前記位相制御層、前記高屈折率材料層、及び前記低屈折率材料層との各界面での反射による反射光（Ｂ）の位相が異なることにより、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように、前記位相制御層の膜厚が設定されていることを特徴とする反射型マスクブランク。

【0013】

上記構成１にあるように、本発明の反射型マスクブランクは、基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜とを備える反射型マスクブランクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した積層膜とで構成されており、前記反射型マスクブランクに入射し、前記多層反射膜を構成する前記低屈折率層と前記高屈折率層の各界面での反射、および、前記保護膜表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体を構成する前記位相制御層、前記高屈折率材料層、及び前記低屈折率材料層との各界面での反射による反射光（Ｂ）の位相が異なることにより、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように、前記位相制御層の膜厚が設定されていることにより、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができ、反射領域とのコントラストを高めて、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を使用して高精細なパターン転写を実現することができる。
また、構成１によれば、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば２％以下）が得られるので、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができ、従来のシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる。

【0014】

（構成２）
前記位相制御層は、前記反射型マスクブランクに入射し、前記反射光（Ａ）と、前記反射光（Ｂ）との位相が、１８０°±１０°異なるように膜厚が設定さ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。
上記構成２にあるように、前記位相制御層は、前記反射型マスクブランクに入射し、前記反射光（Ａ）と、前記反射光（Ｂ）との位相が、１８０°±１０°異なるように膜厚が設定されていることにより、吸収体膜を透過し多層反射膜からの反射光を、これと逆位相の吸収体膜からの反射光で打ち消し、ＥＵＶ光吸収領域での反射光を抑制することができるので、結果的に、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができ、しかも従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率を得ることができる。

【0015】

（構成３）
前記位相制御層は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋが０．０３以上の材料とす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。
本発明においては、上述の吸収体膜のＥＵＶ光反射率を２％以下に抑え、かつ吸収体膜を従来よりも薄膜化する観点からは、前記位相制御層は、消衰係数ｋが０．０３以上の材料を選択することが好ましい。

【0016】

（構成４）
前記吸収体膜を構成する前記低屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は０．９５以下、消衰係数ｋ(low)は０．０３以上であり、前記吸収体膜を構成する前記高屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(high)は、
ｎ(high)≧１．４６×ｎ(low) −０．４１
で示される条件を満たすことを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載の反射型マスクブランク。
本発明においては、上述の吸収体膜のＥＵＶ光反射率を２％以下に抑え、かつ吸収体膜を従来よりも薄膜化する観点からは、前記吸収体膜を構成する低屈折率材料層及び高屈折率材料層は、各々の屈折率と消衰係数が上記構成４の条件を満たすことが好ましい。

【0017】

（構成５）
基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜とを備える反射型マスクブランクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層してなる積層膜とで構成され、かつ前記吸収体膜の膜厚は６０ｎｍ以下であり、前記位相制御層は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋが０．０３以上の材料であって、前記低屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は０．９５以下、消衰係数ｋ(low)は０．０３以上であり、前記吸収体膜を構成する前記高屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(high)は、
ｎ(high)≧１．４６×ｎ(low) −０．４１
で示される条件を満たす材料であって、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が所定の反射率以下になるように、前記位相制御層の膜厚が設定されていることを特徴とする反射型マスクブランク。

【0018】

上記構成５にあるように、本発明の反射型マスクブランクは、基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜とを備える反射型マスクブランクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層してなる積層膜とで構成され、かつ前記吸収体膜の膜厚は６０ｎｍ以下であり、前記位相制御層は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋが０．０３以上の材料であって、前記低屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は０．９５以下、消衰係数ｋ(low)は０．０３以上であり、前記吸収体膜を構成する前記高屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(high)は、
ｎ(high)≧１．４６×ｎ(low) −０．４１
で示される条件を満たす材料であって、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が所定の反射率以下になるように、前記位相制御層の膜厚が設定されているので、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚（６０ｎｍ以下）でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば、２％以下）が得られるので、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができ、従来のシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる反射型マスクブランクが得られる。

【0019】

（構成６）
前記位相制御層は、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように膜厚が設定されてい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。
上記構成６にあるように、前記位相制御層の膜厚が、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように設定されていることにより、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができ、反射領域とのコントラストを高めて、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を使用して高精細なパターン転写を実現することができる。

【0020】

（構成７）
構成１乃至６のいずれかに記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収体膜をパターニングすることを特徴とする反射型マスクの製造方法。
上記構成７にあるように、本発明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、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができ、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率が得られる反射型マスクが得られる。

【0021】

（構成８）
基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜からなる転写パターンとを備える反射型マスクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した積層膜とで構成されており、前記反射型マスクに入射し、前記多層反射膜を構成する前記低屈折率層と前記高屈折率層の各界面での反射、および、前記保護膜表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体を構成する前記位相制御層、前記高屈折率材料層、及び前記低屈折率材料層との各界面での反射による反射光（Ｂ）の位相が異なることにより、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように、前記位相制御層の膜厚が設定されていることを特徴とする反射型マスク。

【0022】

上記構成８にあるように、本発明の反射型マスクは、基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜からなる転写パターンとを備える反射型マスクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した積層膜とで構成されており、前記反射型マスクに入射し、前記多層反射膜を構成する前記低屈折率層と前記高屈折率層の各界面での反射、および、前記保護膜表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体を構成する前記位相制御層、前記高屈折率材料層、及び前記低屈折率材料層との各界面での反射による反射光（Ｂ）の位相が異なることにより、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように、前記位相制御の膜厚が設定されていることにより、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができ、反射領域とのコントラストを高めて、本発明の反射型マスクを使用して高精細なパターン転写を実現することができる。
また、構成８によれば、本発明の反射型マスクは、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば２％以下）が得られるので、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができ、従来のシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる。

【0023】

（構成９）
前記位相制御層は、前記反射型マスクに入射し、前記反射光（Ａ）と、前記反射光（Ｂ）との位相が、１８０°±１０°異なるように膜厚が設定されていることを特徴とする構成８に記載の反射型マスク。
上記構成９にあるように、前記位相制御層は、前記反射型マスクに入射し、前記反射光（Ａ）と、前記反射光（Ｂ）との位相が、１８０°±１０°異なるように膜厚が設定されていることにより、吸収体膜を透過し多層反射膜からの反射光を、これと逆位相の吸収体膜からの反射光で打ち消し、ＥＵＶ光吸収領域での反射光を抑制することができるので、結果的に、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができ、しかも従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率を得ることができる。

【0024】

（構成１０）
基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜からなる転写パターンとを備える反射型マスクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層してなる積層膜とで構成され、かつ前記吸収体膜の膜厚は６０ｎｍ以下であり、前記位相制御層は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋが０．０３以上の材料であって、前記低屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は０．９５以下、消衰係数ｋ(low)は０．０３以上であり、前記吸収体膜を構成する前記高屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(high)は、
ｎ(high)≧１．４６×ｎ(low) −０．４１
で示される条件を満たす材料であって、前記転写パターン形成領域におけるＥＵＶ光の反射率が、前記転写パターンが露出している反射領域におけるＥＵＶ光の反射率に対して、前記転写パターンを認識できる程度に差を有するように、前記位相制御層の膜厚が設定されていることを特徴とする反射型マスク。

【0025】

上記構成１０にあるように、本発明の反射型マスクは、基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜からなる転写パターンとを備える反射型マスクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層してなる積層膜とで構成され、かつ前記吸収体膜の膜厚は６０ｎｍ以下であり、前記位相制御層は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋが０．０３以上の材料であって、前記低屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は０．９５以下、消衰係数ｋ(low)は０．０３以上であり、前記吸収体膜を構成する前記高屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(high)は、
ｎ(high)≧１．４６×ｎ(low) −０．４１
で示される条件を満たす材料であって、前記転写パターン形成領域におけるＥＵＶ光の反射率が、前記転写パターンが露出している反射領域（すなわち前記転写パターンのない領域）におけるＥＵＶ光の反射率に対して、前記転写パターンを認識できる程度に差を有するように、前記位相制御層の膜厚が設定されているので、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚（６０ｎｍ以下）でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば、２％以下）が得られるので、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができ、従来のシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる反射型マスクが得られる。

【0026】

（構成１１）
前記位相制御層は、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように膜厚が設定されていることを特徴とする構成１０に記載の反射型マスク。
上記構成１１にあるように、前記位相制御層の膜厚が、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように設定されていることにより、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができるので、転写パターン形成領域と、転写パターンが露出している反射領域とのコントラストを高め、反射型マスクを使用して高精細なパターン転写を実現することができる。

【0027】

（構成１２）
構成７に記載の製造方法により得られる反射型マスク、もしくは、構成８乃至１１のいずれかに記載の反射型マスクを用いて半導体基板上にパターン形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
上記構成１２にあるように、本発明の反射型マスクを用いたパターン転写により半導体基板上にパターン形成を行って半導体装置を製造することにより、欠陥の少ない高品質の半導体装置を得ることができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑える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得ることができる。
また、本発明によれば、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率が得られる反射型マスクブランク及び反射型マスクを得ることができる。
また、本発明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、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができ、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率が得られる反射型マスクを得ることができる。
またさらには、本発明の反射型マスクを用いたパターン形成により半導体装置を製造することにより、欠陥の少ない高品質の半導体装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明に係る反射型マスクブランクの一実施形態の層構成を示す断面図である。

【図2】本発明に係る反射型マスクブランクの一実施形態の詳細な層構成を示す断面図である。

【図3】本発明に係る反射型マスクの層構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
［反射型マスクブランク］
最初に、本発明に係る反射型マスクブランクについて説明する。
図１は、本発明に係る反射型マスクブランクの一実施形態の層構成を示す断面図であり、基板１の上に、露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜２と、該多層反射膜を保護するための保護膜３と、ＥＵＶ光を吸収する転写パターン形成用の吸収体膜４とを備えた構造の反射型マスクブランク１０を示す。
なお、図示していないが、基板１の多層反射膜等が形成されている側とは反対側に裏面導電膜を設けることができる。

【0031】

上記基板１は、ＥＵＶ露光用の場合、露光時の熱によるパターンの歪みを防止するため、０±５ｐｐｂ／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられ、この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。

【0032】

上記基板１の転写パターンが形成される側の主表面は、少なくともパターン転写精度、位置精度を得る観点から高平坦度となるように表面加工されている。例えば、ＥＵＶ露光用の場合、基板の転写パターンが形成される側の主表面１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．０５μｍ以下、特に好ましくは０．０３μｍ以下である。また、転写パターンが形成される側と反対側の主表面は、露光装置にセットする時に静電チャックされる面であって、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において、平坦度が１μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以下、特に好ましくは０．０３μｍ以下である。

【0033】

また、ＥＵＶ露光用の場合、基板１として要求される表面平滑度は、基板の転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さが、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．１ｎｍ以下であることが好ましい。

【0034】

上記多層反射膜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、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜（低屈折率層）と、高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜（高屈折率層）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。多層反射膜２は、基板側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した積層構造を１周期として複数周期積層しても良いし、基板側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した積層構造を１周期として複数周期積層してもよい。低屈折率材料としては、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔから選ばれる元素やこれらの合金が用いられ、高屈折率材料としては、Ｓｉ又はＳｉ化合物が用いられる。例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、好ましくは、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に４０〜６０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。

【0035】

上記多層反射膜２は、例えばイオンビームスパッタリング法により、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リング法により、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周期積層する。

【0036】

本実施の形態においては、上記多層反射膜２の上に、吸収体膜のパターニング或いはパターン修正の際に該多層反射膜を保護するための保護膜３（キャッピング層あるいはバッファ層とも呼ばれることがある。）を設けている。このような保護膜３の材料としては、例えば、ケイ素のほか、ルテニウムや、ルテニウムにニオブ、ジルコニウム、ロジウムのうちの１以上の元素を含有するルテニウム化合物が好ましく用いられる。この他には、クロム系材料が用いられることもある。また、保護膜３は、上述の材料の積層膜としても良い。

【0037】

保護膜３がルテニウムや、ルテニウム化合物の場合、その膜厚としては、例えば１ｎｍ〜５ｎｍの範囲が好ましい。膜厚が１ｎｍより薄いと、多層反射膜を保護する機能が十分に得られないおそれがある。一方、膜厚が５ｎｍよりも厚いと、マスクの反射領域となる保護膜を有する多層反射膜の反射率を低下させるおそれがある。
また、保護膜がケイ素と、ルテニウム又はルテニウム化合物との積層膜の場合、積層膜の膜厚としては、例えば６．５ｎｍ〜７ｎｍの範囲が好ましい。

【0038】

保護膜３の成膜方法は特に限定されず、通常、イオンビームスパッタリング法や、マグネトロンスパッタリング法などが適用されるが、欠陥低減の観点からは、上記多層反射膜２、保護膜３を連続してイオンビームスパッタリング法で成膜することが望ましい。上記多層反射膜２を成膜後、異なる成膜方法を行う場合は、基板をいったん大気に出すことになるので、発塵の可能性があるからである。

【0039】

図２は、本発明に係る上記反射型マスクブランクの一実施形態の詳細な層構成を示す断面図である。
図２に示すように、本実施の形態の上記反射型マスクブランク１０は、基板１上に、高屈折率層としてＳｉ膜２１と低屈折率層としてＭｏ膜２２とを交互に積層させた多層反射膜２を備えている。この場合、多層反射膜２の最上層はＭｏ膜２２である。

【0040】

さらに、この多層反射膜２の上に設けられる上記保護膜３としては、上記多層反射膜２の最上層がＭｏ膜であることから反射率の低下を抑えるためのケイ素膜と、エッチング防止機能を有する上記ルテニウム化合物膜との積層膜などが好適である。

【0041】

また、上記吸収体膜４は、露光光であるＥＵＶ光を吸収する機能を有するものである。本発明においては、上記吸収体膜４は、位相制御層４１と、該位相制御層４１上に、高屈折率材料層４２と低屈折率材料層４３とを交互に積層した積層膜として構成されており、反射型マスクブランク１０に入射し、前記多層反射膜２を構成する低屈折率層としてのＭｏ膜２２と前記高屈折率層としてのＳｉ膜２１との各界面での反射、および、前記保護膜３の表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体膜４を構成する前記位相制御層４１、前記高屈折率材料層４２、及び前記低屈折率材料層４３との各界面での反射による反射光（Ｂ）の位相が異なることにより、該吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように、前記位相制御層４１の膜厚が設定されていることを特徴としている。
なお、本発明において、ＥＵＶ光反射率とは、反射型マスクブランクに対し、ＥＵＶ光を入射角６．０度で入射させて測定したときの反射率をいうものとする。

【0042】

本発明の反射型マスクブランクは、上記のとおり、吸収体膜４は、位相制御層４１と、該位相制御層４１上に、高屈折率材料層４２と低屈折率材料層４３とを交互に積層した積層膜として構成されており、反射型マスクブランク１０に入射し、前記多層反射膜２を構成する低屈折率層としてのＭｏ膜２２と前記高屈折率層としてのＳｉ膜２１との各界面での反射、および、前記保護膜３の表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体膜４を構成する前記位相制御層４１、前記高屈折率材料層４２、及び前記低屈折率材料層４３との各界面での反射による反射光（Ｂ）の位相が異なることにより、該吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように、前記位相制御層４１の膜厚が設定されていることにより、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができ、反射領域とのコントラストを高めて、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を使用して高精細なパターン転写を実現することができる。
また、本発明の反射型マスクブランクは、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば２％以下）が得られる。つまり、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができるため、前述の従来技術におけるシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる。

【0043】

上述の本発明による作用効果をより効果的に発揮させるためには、前記位相制御層は、反射型マスクブランクに入射し、前記反射光（Ａ）光と、前記反射光（Ｂ）との位相が、１８０°±１０°異なるように膜厚が設定されていることが望ましい。

【0044】

図２に示す本発明の一実施形態では、上記吸収体膜４は、位相制御層４１と、その上の高屈折率材料層４２と低屈折率材料層４３の交互積層膜とで構成されている。吸収体膜４の薄膜化の効果を得るために、上記位相制御層４１の材料は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋが０．０３以上の材料とすることが好ましい。好ましくは、上記位相制御層４１の材料は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋは０．０３以上０．１以下が望ましい。ここで、上記吸収体膜４の最下層の位相制御層４１と、その上層の各低屈折率材料層４３とは、同一の材料でも異なる材料でも構わない。また、位相制御層４１と低屈折率材料層４３の膜厚についても、同一でもあっても異なっていてもよい。また、位相制御層４１上の、高屈折率材料層４２と低屈折率材料層４３の交互積層膜は同周期長とすることが好ましい。なお、吸収体膜４の薄膜化の効果、及び反射率の低減効果は低くなるが、本発明の効果を逸脱しない範囲で、上記吸収体膜４を、位相制御層４１と、その上の低屈折率材料層４３と高屈折率材料層４２の交互積層膜で構成してもよい。位相制御層４１は、上記多層反射膜２を構成する上記低屈折率層のＭｏ膜と、上記高屈折率層のＳｉ膜の各界面での反射、及び、上記保護膜３の表面での反射による反射光（Ａ）と、上記吸収体膜を構成する位相制御層４１、高屈折率材料層４２、低屈折率材料層４３との各界面での反射による反射光（Ｂ）の位相が異なるように、位相を調整する働きを有する層である。

【0045】

図２に示すとおり、上記位相制御層４１は、反射型マスクブランク１０に入射し、前記吸収体膜４を構成する位相制御層４１、高屈折率材料層４２及び低屈折率材料層４３の各界面での反射による反射光Ｂと、前記吸収体膜４を透過し前記多層反射膜２を構成する低屈折率層のＭｏ膜と高屈折率層のＳｉ膜の各界面での反射、及び前記保護膜表面での反射による反射光Ａとの位相が、１８０°±１０°異なることにより、吸収体膜４を透過し多層反射膜２からの反射光Ａを、これと逆位相の吸収体膜４からの反射光Ｂで打ち消し、ＥＵＶ光吸収領域での反射光を抑制することができる。従って、結果的に吸収体膜４（ＥＵＶ光吸収領域）に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができる。しかも、上記吸収体膜４を本発明の多層膜構成とすることにより、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率を得ることができる。
本発明においては、上記吸収体膜４で反射するＥＵＶ光（反射光Ｂ）と、上記吸収体膜４を透過し多層反射膜２で反射するＥＵＶ光（反射光Ａ）との位相差は、１８０°±７．５°であることがより好ましい。

【0046】

本発明の反射型マスクブランクにおいては、上記のとおり、吸収体膜４のＥＵＶ光反射率は、２％以下とすることができる。好ましくは１％以下であり、さらに好ましくは０．５％以下であり、０．２％以下であることが最も望ましい。
また、本発明の反射型マスクブランクにおいては、吸収体膜の膜厚を薄膜化でき、例えば６０ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、５０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは４５ｎｍ以下であり、４０ｎｍ以下であることが最も望ましい。

【0047】

上述のＥＵＶ光反射率、吸収体膜の膜厚を満たすため、本発明の上記多層膜の吸収体膜４を構成する低屈折率材料層４３及び高屈折率材料層４２の各々の屈折率、消衰係数は以下の条件を満たすことが好ましい。
すなわち、前記吸収体膜４を構成する低屈折率材料層４３は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は、０．９５以下であり、消衰係数ｋ(low)は、０．０３以上であることが好ましい。さらに好ましくは、前記低屈折率材料層４３は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は、０．９３以下であり、消衰係数ｋ(low)は、０．０４以上であることが望ましい。なお、前記低屈折率材料層４３は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)の下限値は０．８３以上、消衰係数ｋ(low)の上限値は０．１以下であることが好ましい。

【0048】

また、前記吸収体膜４を構成する高屈折率材料層４２は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(high)は、
ｎ(high)≧１．４６×ｎ(low) −０．４１
で示される条件を満たすことが好ましい。また、この高屈折率材料層４２の消衰係数については特に制約はなく、任意である。

【0049】

本発明においては、上述の吸収体膜のＥＵＶ光反射率を２％以下に抑え、かつ吸収体膜を従来よりも薄膜化する観点からは、前記吸収体膜を構成する低屈折率材料層及び高屈折率材料層は、各々の屈折率と消衰係数が上記の条件を満たすことが好ましい。

【0050】

即ち、上記吸収体膜４は、位相制御層４１と、該位相制御層４１上に、高屈折率材料層４２と低屈折率材料層４３とを交互に積層した積層膜して構成され、かつ前記吸収体膜４の膜厚は例えば６０ｎｍ以下であり、前記位相制御層４１は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋが０．０３以上の材料であって、前記低屈折率材料層４３は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は０．９５以下、消衰係数ｋ(low)は０．０３以上であり、前記吸収体膜を構成する前記高屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(high)は、
ｎ(high)≧１．４６×ｎ(low) −０．４１
で示される条件を満たす材料であって、前記吸収体膜４に対するＥＵＶ光の反射率が所定の反射率以下になるように、前記位相制御層４１の膜厚が設定されているので、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚（６０ｎｍ以下）でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば、２％以下）が得られるので、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができ、従来のシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる反射型マスクブランクが得られる。

【0051】

本発明の反射型マスクブランクの吸収体膜に適用可能な位相制御層、及び、低屈折率材料層の材料としては、例えば、Ta,Cr,Ag,Pd,W,Fe,Pt,Au,Co,Ir,Ni,Snから選ばれる少なくとも１種の金属、若しくは該金属を含む合金、並びに前記金属、合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物、ホウ化物、ホウ化酸化物、ホウ化窒化物、ホウ化酸化窒化物などが好ましく挙げられる。
また、本発明の反射型マスクブランクの吸収体膜に適用可能な高屈折率材料層の材料としては、例えば、Si,Al,Cu,Zn,Te,Ge,Mg,Hf,Zrから選ばれる少なくとも１種の金属、若しくは該金属を含む合金、並びに前記金属、合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物、硼化物、硼化酸化物、硼化窒化物、硼化酸化窒化物などが好ましく挙げられる。
なお、上記位相制御層、低屈折率材料層、高屈折率材料層において、上記金属若しくは金属を含む合金の硼化物、硼化酸化物、硼化窒化物、硼化酸化窒化物を採用すると、結晶構造がアモルファス構造をとるので、吸収体膜表面が平滑化でき、欠陥検査における致命欠陥が検出し易くなる等の効果が得られるので好ましい。

【0052】

また、上記の好ましい屈折率ｎ、消衰係数ｋの範囲に含まれる低屈折率材料層と高屈折率材料層の材料の組み合わせに関しては、以下の表１のとおりである。

【0053】

【表1】

【0054】

上記表１において、「○」は高屈折率材料層と低屈折率材料層の積層構造を１周期とした場合に、３〜６周期で、吸収体膜の膜厚が５０ｎｍ以下となる好ましい材料の組み合わせであり、「◎」は、高屈折率材料層と低屈折率材料層の積層構造を１周期とした場合に、２周期で、吸収体膜の膜厚が２０ｎｍ以下、反射率２％以下となるさらに好ましい材料の組み合わせである。

【0055】

上記吸収体膜４の成膜方法は特に限定されないが、本発明においては吸収体膜が、位相制御層、低屈折率材料層と高屈折率材料層の積層膜で構成される観点からは、イオンビームスパッタリング法で形成するのが好ましく、この場合、位相制御層、高屈折率層及び低屈折率層の材料は、上述に列記した金属若しくは合金が良い。また、上記多層反射膜２、保護膜３、及び吸収体膜４を連続してイオンビームスパッタリング法で形成することによって、欠陥低減効果も得られる。たとえば、従来のように吸収体膜の成膜にＤＣスパッタリング法を適用する場合、多層反射膜（及び保護膜）の成膜後に基板をいったん大気に出すことになるので、発塵の可能性がある。
上記吸収体膜４を構成する低屈折率材料層と高屈折率材料層の各膜厚や、繰返し周期などは、吸収体膜に適用する材料によっても異なるので一概には言えないが、たとえばシミュレーション法によって適宜決定することが好ましい。
なお、反射型マスクブランクにおいて、波長１９３ｎｍ、２５７ｎｍ等のＥＵＶ光に比べて長波長の検査光を使用した欠陥検査を行うことを想定し、本発明の効果（薄膜化効果とＥＵＶ光に対する反射率）を逸脱しない範囲で、上記吸収体膜４上に、上記検査光に対して反射率低減効果を有する反射防止膜を設けても良い。

【0056】

また、上記反射型マスクブランクは、吸収体膜に所定の転写パターンを形成するためのレジスト膜が形成された状態であっても構わない。

【0057】

以上のように、本発明の反射型マスクブランクによれば、吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率を２％以下に抑えることができるので、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を使用して高精細なパターン転写を実現することができる。また、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば２％以下）が得られるので、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができ、従来のシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる。

【0058】

［反射型マスク］
また、本発明は、反射型マスクおよび上記構成の反射型マスクブランクを用いる反射型マスクの製造方法についても提供する。
図３は反射型マスクの層構成を示す断面図であり、図１または図２の反射型マスクブランク１０における吸収体膜４がパターニングされた吸収体膜パターン４ａを備える反射型マスク２０を示す。

【0059】

本発明の反射型マスクは、基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜からなる転写パターンとを備える反射型マスクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した積層膜とで構成されており、前記反射型マスクブランクに入射し、前記多層反射膜を構成する前記低屈折率層と前記高屈折率層の各界面での反射、および、前記保護膜表面での反射による反射光（Ａ）と、前記吸収体を構成する前記位相制御層、前記高屈折率材料層、及び前記低屈折率材料層との各界面での反射による反射光（Ｂ）の位相が異なることにより、前記吸収体膜に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下となるように、前記位相制御層の膜厚が設定されている。

【0060】

上述の本発明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場合、反射型マスクブランク１０における転写パターンとなる上記吸収体膜４をパターニングする方法は、高精細のパターニングを行うことができるフォトリソグラフィー法が最も好適である。上述の実施形態では、前記多層反射膜２と前記吸収体膜４との間に、多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜３を備えることにより、吸収体膜のパターン形成にエッチングを含むフォトリソ法を適用することができ、吸収体膜のパターニング時に多層反射膜のダメージを防止することができる。

【0061】

以上のように、本発明の反射型マスクによれば、吸収体膜のＥＵＶ光反射率を２％以下に抑えることができるので、反射領域とのコントラストを高めて、本発明の反射型マスクを使用して高精細なパターン転写を実現することができる。また、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば２％以下）が得られるので、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができ、従来のシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる。

【0062】

また、本発明の反射型マスクの好ましい一実施の形態としては、基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に該多層反射膜を保護するためのエッチング防止機能を有する保護膜と、該保護膜上に吸収体膜からなる転写パターンとを備える反射型マスクであって、前記多層反射膜は、前記基板上に、低屈折率層と高屈折率層を積層した積層構造を１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記吸収体膜は、位相制御層と、該位相制御層上に、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層してなる積層膜とで構成され、かつ前記吸収体膜の膜厚は６０ｎｍ以下であり、前記位相制御層は、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋが０．０３以上の材料とし、前記低屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(low)は０．９５以下、消衰係数ｋ(low)は０．０３以上とし、前記吸収体膜を構成する前記高屈折率材料層は、波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ(high)は、
ｎ(high)≧１．４６×ｎ(low) −０．４１
で示される条件を満たす材料であって、前記転写パターン形成領域におけるＥＵＶ光の反射率が、前記転写パターンが露出している反射領域におけるＥＵＶ光の反射率に対して、前記転写パターンを認識できる程度に差を有するように、前記位相制御層の膜厚が設定されていることを特徴とする反射型マスクである。この実施形態の反射型マスクにより、従来よりも薄い吸収体膜の膜厚（６０ｎｍ以下）でＥＵＶ光に対する低い反射率（例えば、２％以下）が得られるので、吸収体膜を従来よりも薄膜化することができ、従来のシャドウイングや高アスペクト比による種々の問題点を解消することができる反射型マスクが得られる。

【0063】

また、本発明の反射型マスクを用いたパターン転写によって半導体基板上に所望のパターン形成を行って半導体装置を製造することにより、欠陥の少ない高品質の半導体装置を得ることができる。

【実施例】

【0064】

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、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系のガラス基板（６インチ角、厚さが６．３５ｍｍ）である。
そして、このガラス基板の端面を面取加工、及び研削加工、更に酸化セリウム砥粒を含む研磨液で粗研磨処理を終えたガラス基板を両面研磨装置のキャリアにセットし、研磨液にコロイダルシリカ砥粒を含むアルカリ水溶液を用い、所定の研磨条件で精密研磨を行った。精密研磨終了後、ガラス基板に対し洗浄処理を行った。
以上のようにして、ＥＵＶ反射型マスクブランク用ガラス基板を作製した。この得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で、０．１０ｎｍ以下と良好であった。また、平坦度は、測定領域１３２ｍｍ×１３２ｍｍで３０ｎｍ以下と良好であった。

【0065】

次に、上記反射型マスクブランク用ガラス基板の転写パターンが形成される側と反対側の主表面（露光装置にセットする時に静電チャックされる面）に以下のようにしてＣｒＮ導電膜を形成した。
即ち、Ｃｒターゲットを使用し、アルゴン（Ａｒ）と窒素の混合ガスを用いたＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＣｒＮ導電膜（膜厚２０ｎｍ、Ｃｒ：Ｎ＝９０：１０ 原子％比）を成膜した。

【0066】

次に、上記導電膜付きガラス基板をイオンビームスパッタリング装置にセットし、上記ガラス基板の転写パターンが形成される側の主表面（上記導電膜が形成されていない面）上に、以下のようにして多層反射膜、保護膜、および吸収体膜を連続して形成した。

【0067】

まず、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。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。
まず、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いて、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを一周期とし、同様にして４０周期積層し、多層反射膜を形成した。

【0068】

この後、同じくイオンビームスパッタリングにより、上記多層反射膜上に保護膜を以下のように成膜した。
まず、Ｓｉターゲットを使用し、Ｓｉ膜を４．０ｎｍ成膜した。続いて、ＲｕＮｂターゲット（Ｒｕ：Ｎｂ＝８０：２０ 原子％比）を使用して、ＲｕＮｂ膜を２．５ｎｍ成膜した。

【0069】

ここで、反射率測定用に上記と同様にして作製したサンプルを装置から取り出し、この保護膜を有する多層反射膜に対し、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６５．３％であった。

【0070】

次に、同じくイオンビームスパッタリングにより、上記保護膜上に吸収体膜を以下のように成膜した。
まず、ＴａＢターゲット（Ｔａ：Ｂ＝９０：１０ 原子％比）を使用し、位相制御層のＴａＢ膜を４．０ｎｍ成膜した。続いて、ＡｌターゲットとＴａＢターゲット（Ｔａ：Ｂ＝９０：１０ 原子％比）を使用し、高屈折率材料層のＡｌ膜を３．５ｎｍ成膜した後、低屈折率材料層のＴａＢ膜を３．５ｎｍ成膜し、これを一周期とし、同様にして５周期積層し、Ａｌ膜とＴａＢ膜の交互積層膜からなる吸収体膜を形成した。
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。
なお、上記位相制御層のＴａＢ膜の波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋは０．０３で、高屈折率材料層のＡｌ膜の屈折率ｎは１．００、消衰係数ｋは０．０３、低屈折率材料層のＴａＢ膜の屈折率ｎは０．９５、消衰係数ｋは０．０３である。

【0071】

この反射型マスクブランクに対し、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１．８％であった。
本実施例の反射型マスクブランクによれば、上記吸収体の総膜厚は３９．０ｎｍであり、後述の比較例の反射型マスクブランクにおける吸収体の総膜厚７０ｎｍと比べても、大幅に薄膜化することが可能である。

【0072】

次に、この反射型マスクブランクを用いて、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ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った。描画後、所定の現像処理を行い、上記反射型マスクブランク上にレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、塩素系ガス（Ｃｌ_２ガス）により、Ａｌ膜とＴａＢ膜の交互周期（５周期）積層膜及び下層のＴａＢ膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、本実施例の反射型マスクを得た。

【0073】

得られた反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ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。

【0074】

以上のように、本実施例の反射型マスクブランク及びこの反射型マスクブランクを用いて作製した反射型マスクにおいては、吸収体膜に対するＥＵＶ光反射率を２％以下に抑えることができ、しかも従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率（２％以下）が得られ、吸収体膜の薄膜化を実現できることが確認できた。
また、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行うと、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ世代の半導体装置を製造することができる。

【0075】

（実施例２）
実施例１と同様にして準備した反射型マスクブランク用ガラス基板の転写パターンが形成される側と反対側の主表面に実施例１と同様にしてＣｒＮ導電膜を形成した。
次に、上記導電膜付きガラス基板をイオンビームスパッタリング装置にセットし、上記ガラス基板の転写パターンが形成される側の主表面上に、以下のようにして多層反射膜、保護膜、および吸収体膜を連続して形成した。

【0076】

まず、基板上に実施例１と同様のＳｉ膜とＭｏ膜の交互積層膜からなる多層反射膜を形成した。
この後、上記多層反射膜上に、実施例１と同様にしてＳｉ膜とＲｕＮｂ膜の積層膜からなる保護膜を形成した。

【0077】

ここで、反射率測定用に上記と同様にして作製したサンプルを装置から取り出し、この保護膜を有する多層反射膜に対し、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６５．３％であった。

【0078】

次に、同じくイオンビームスパッタリングにより、上記保護膜上に吸収体膜を以下のように成膜した。
まず、ＴａＢターゲット（Ｔａ：Ｂ＝９０：１０ 原子％比）を使用し、位相制御層のＴａＢ膜を４．０ｎｍ成膜した。続いて、Ｓｉ（アモルファス）ターゲットとＴａＢターゲット（Ｔａ：Ｂ＝９０：１０ 原子％比）を使用し、高屈折率材料層のＳｉ膜を２．７ｎｍ成膜した後、低屈折率材料層のＴａＢ膜を４．４ｎｍ成膜し、これを一周期とし、同様にして６周期積層し、Ｓｉ膜とＴａＢ膜の交互積層膜からなる吸収体膜を形成した。
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。
なお、上記位相制御層のＴａＢ膜の波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋは０．０３で、高屈折率材料層のＳｉ膜の屈折率ｎは１．００、消衰係数ｋは０．００２、低屈折率材料層のＴａＢ膜の屈折率ｎは０．９５、消衰係数ｋは０．０３である。

【0079】

この反射型マスクブランクに対し、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１．６％であった。
本実施例の反射型マスクブランクによれば、上記吸収体の総膜厚は４６．６ｎｍであり、後述の比較例の反射型マスクブランクにおける吸収体の総膜厚７０ｎｍと比べても、大幅に薄膜化することが可能である。

【0080】

次に、この反射型マスクブランクを用いて、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ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った。描画後、所定の現像処理を行い、上記反射型マスクブランク上にレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガス（ＣＦ_４ガス）により、Ｓｉ膜とＴａＢ膜の交互周期（６周期）積層膜及び下層のＴａＢ膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、本実施例の反射型マスクを得た。

【0081】

得られた反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ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。

【0082】

以上のように、本実施例の反射型マスクブランク及びこの反射型マスクブランクを用いて作製した反射型マスクにおいては、吸収体膜に対するＥＵＶ光反射率を２％以下に抑えることができ、しかも従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率（２％以下）が得られ、吸収体膜の薄膜化を実現できることが確認できた。
また、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行うと、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ世代の半導体装置を製造することができる。

【0083】

（実施例３）
実施例１と同様にして準備した反射型マスクブランク用ガラス基板の転写パターンが形成される側と反対側の主表面に実施例１と同様にしてＣｒＮ導電膜を形成した。
次に、上記導電膜付きガラス基板をイオンビームスパッタリング装置にセットし、上記ガラス基板の転写パターンが形成される側の主表面上に、以下のようにして多層反射膜、保護膜、および吸収体膜を連続して形成した。

【0084】

まず、基板上に実施例１と同様のＳｉ膜とＭｏ膜の交互積層膜からなる多層反射膜を形成した。
この後、上記多層反射膜上に、実施例１と同様にしてＳｉ膜とＲｕＮｂ膜の積層膜からなる保護膜を形成した。

【0085】

ここで、反射率測定用に上記と同様にして作製したサンプルを装置から取り出し、この保護膜を有する多層反射膜に対し、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６５．３％であった。

【0086】

次に、同じくイオンビームスパッタリングにより、上記保護膜上に吸収体膜を以下のように成膜した。
まず、Ｗ（タングステン）ターゲットを使用し、位相制御層のＷ膜を４．２ｎｍ成膜した。続いて、Ｓｉ（アモルファス）ターゲットとＷ（タングステン）ターゲットを使用し、高屈折率材料層のＳｉ膜を２．５ｎｍ成膜した後、低屈折率材料層のＷ膜を４．７ｎｍ成膜し、これを一周期とし、同様にして４周期積層し、Ｓｉ膜とＷ膜の交互積層膜からなる吸収体膜を形成した。
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。
なお、上記位相制御層のＷ膜の波長１３．５ｎｍにおける消衰係数ｋは０．０４で、高屈折率材料層のＳｉ膜の屈折率ｎは１．００、消衰係数ｋは０．００２、低屈折率材料層のＷ膜の屈折率ｎは０．９３、消衰係数ｋは０．０４である。

【0087】

この反射型マスクブランクに対し、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１．６％であった。
本実施例の反射型マスクブランクによれば、上記吸収体の総膜厚は３３．０ｎｍであり、後述の比較例の反射型マスクブランクにおける吸収体の総膜厚７０ｎｍと比べても、大幅に薄膜化することが可能である。

【0088】

次に、この反射型マスクブランクを用いて、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ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った。描画後、所定の現像処理を行い、上記反射型マスクブランク上にレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、塩素系ガス（ＳＦ_６）と酸素との混合ガスにより、Ｓｉ膜とＷ膜の交互周期（４周期）積層膜及び下層のＷ膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、本実施例の反射型マスクを得た。

【0089】

得られた反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ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。

【0090】

以上のように、本実施例の反射型マスクブランク及びこの反射型マスクブランクを用いて作製した反射型マスクにおいては、吸収体膜に対するＥＵＶ光反射率を２％以下に抑えることができ、しかも従来よりも薄い吸収体膜の膜厚でＥＵＶ光に対する低い反射率（２％以下）が得られ、吸収体膜の薄膜化を実現できることが確認できた。
また、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行うと、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ世代の半導体装置を製造することができる。

【0091】

（比較例１）
実施例１と同様にして準備した反射型マスクブランク用ガラス基板の転写パターンが形成される側と反対側の主表面に実施例１と同様にしてＣｒＮ導電膜を形成した。
次に、上記導電膜付きガラス基板をイオンビームスパッタリング装置にセットし、上記ガラス基板の転写パターンが形成される側の主表面上に、多層反射膜および保護膜を連続して形成した。

【0092】

まず、基板上に実施例１と同様のＳｉ膜とＭｏ膜の交互積層膜からなる多層反射膜を形成した。
続いて、上記多層反射膜上に、実施例１と同様にしてＳｉ膜とＲｕＮｂ膜の積層膜からなる保護膜を形成した。

【0093】

ここで、多層反射膜付き基板を装置から取り出し、この保護膜を有する多層反射膜に対し、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６５．３％であった。

【0094】

次に、上記のようにして作製した多層反射膜付き基板の保護膜上に、吸収体膜として、ＴａＢＳｉＮ膜（膜厚６０ｎｍ、Ｔａ：Ｂ：Ｓｉ：Ｎ＝７０：３：１０：１７ 原子％比）とＴａＢＳｉＯＮ膜（膜厚１０ｎｍ、Ｔａ：Ｂ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝４０：３：１０：３７：１０ 原子％比）の積層膜をＤＣマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。上記吸収体の総膜厚は７０ｎｍである。
以上のようにして、本比較例の反射型マスクブランクを作製した。
この反射型マスクブランクに対し、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０．４％であった。

【0095】

次に、この反射型マスクブランクを用いて、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ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った。描画後、所定の現像処理を行い、上記反射型マスクブランク上にレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガス（ＣＦ_４ガス）により上層のＴａＢＳｉＯＮ膜を、塩素系ガス（Ｃｌ_２ガス）により下層のＴａＢＳｉＮ膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、本比較例の反射型マスクを得た。

【0096】

得られた反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ ｈｐ１０ｎｍ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。
但し、得られた本比較例の反射型マスクを用いて、半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行うと、吸収体膜の膜厚が７０ｎｍと厚いため、シャドウイングや高アスペクト比によるパターン欠陥を生じる可能性がある。

【符号の説明】

【0097】

１ 基板
２ 多層反射膜
２１ Ｓｉ層
２２ Ｍｏ層
３ 保護膜
４ 吸収体膜
４１ 位相制御層
４３ 低屈折率材料層
４２ 高屈折率材料層
１０ 反射型マスクブランク
２０ 反射型マスク

【図1】

【図2】

【図3】