特許 7250511 反射型マスクブランク、反射型マスク、及び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】

(24)【登録日】2023-03-24

(45)【発行日】2023-04-03

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

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/24 20120101AFI20230327BHJP

   G03F 1/58 20120101ALI20230327BHJP

   C23C 14/06 20060101ALI20230327BHJP

【ＦＩ】

G03F1/24

G03F1/58

C23C14/06 N

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2018244406

(22)【出願日】2018-12-27

(65)【公開番号】P2020106639

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-12-15

(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】110001508

【氏名又は名称】弁理士法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】池邊 洋平

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０４６３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２８０２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０８０６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０４６７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２６０２８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１５７１７７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ １／００－１／８６

Ｃ２３Ｃ １４／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜の上に形成された積層膜とを含む反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下であり、
前記第１の層は、前記ＥＵＶ光の位相をシフトさせる位相シフト膜を含み、
前記第２の層は、光学干渉を利用して前記積層膜の絶対反射率を２．５％以下に低減させる干渉層からなり、
前記干渉層の膜厚が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、屈折率ｎが０．８５以上０．９６以下である、反射型マスクブランク。

【請求項2】

基板と、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜の上に形成された積層膜とを含む反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下であり、
前記第１の層は、前記ＥＵＶ光の位相をシフトさせる位相シフト膜を含み、
前記第２の層は、光学干渉を利用して前記積層膜の絶対反射率を２．５％以下に低減させる干渉層からなり、
前記干渉層は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料からなる、反射型マスクブランク。

【請求項3】

基板と、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜の上に形成された積層膜とを含む反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下であり、
前記第１の層は、前記ＥＵＶ光の位相をシフトさせる位相シフト膜を含み、
前記第１の層の前記ＥＵＶ光に対する相対反射率が３％以上４０％以下であり、位相差が１６０～２００°である、反射型マスクブランク。

【請求項4】

前記第２の層は、吸光効果を利用して前記積層膜の反射率（絶対反射率）を２．５％以下に低減させる吸収層からなる、請求項３に記載の反射型マスクブランク。

【請求項5】

前記吸収層の膜厚が５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、消衰係数ｋが０．０２以上である、請求項４に記載の反射型マスクブランク。

【請求項6】

前記吸収層は、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる、請求項４又は請求項５に記載の反射型マスクブランク。

【請求項7】

基板と、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜の上に形成された積層膜とを含む反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下であり、
前記第１の層は、前記ＥＵＶ光の位相をシフトさせる位相シフト膜を含み、
前記第２の層は、光学干渉を利用して前記積層膜の絶対反射率を２．５％以下に低減させる干渉層からなり、
前記第１の層の前記ＥＵＶ光に対する相対反射率が３％以上４０％以下であり、位相差が１６０～２００°である、反射型マスクブランク。

【請求項8】

前記第１の層は、膜厚が５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、屈折率ｎが０．８５以上０．９６以下である、請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。

【請求項9】

前記第１の層は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びクロム（Ｃｒ）からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる、請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。

【請求項10】

基板と、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜の上に形成された積層膜とを含む反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記ＥＵＶ光の位相をシフトさせる位相シフト膜であり、
前記第１の層は、前記ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下である吸収層を含む、反射型マスクブランク。

【請求項11】

前記第２の層は、光学干渉を利用して前記積層膜によって反射されるＥＵＶ光の位相をシフトさせる干渉層からなる、請求項１０に記載の反射型マスクブランク。

【請求項12】

前記第２の層の膜厚が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、屈折率ｎが０．８５以上０．９６以下である、請求項１０又は請求項１１に記載の反射型マスクブランク。

【請求項13】

前記第２の層は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料からなる、請求項１０から請求項１２のうちいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。

【請求項14】

前記第１の層の膜厚が５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、消衰係数ｋが０．０２以上である、請求項１０から請求項１３のうちいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。

【請求項15】

前記第１の層は、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる、請求項１０から請求項１４のうちいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。

【請求項16】

前記積層膜の前記ＥＵＶ光に対する相対反射率が３％以上４０％以下であり、位相差が１６０～２００°である、請求項１０から請求項１５のうちいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。

【請求項17】

前記多層反射膜と前記第１の層との間に保護膜を更に有し、
前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料、珪素（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を含む材料、イットリウム（Ｙ）と酸素（Ｏ）を含む材料、及び、クロム（Ｃｒ）を含む材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項１から請求項１６のうちのいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。

【請求項18】

請求項１から請求項１７のうちいずれか１項に記載の反射型マスクブランクにおける前記積層膜がパターニングされた積層膜パターンを有する、反射型マスク。

【請求項19】

請求項１８に記載の反射型マスクを使用して、半導体基板上に転写パターンを形成する工程を有する、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、半導体装置の製造など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、及び半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置製造における露光装置の光源の種類は、波長４３６ｎｍのｇ線、同３６５ｎｍのｉ線、同２４８ｎｍのＫｒＦレーザ、同１９３ｎｍのＡｒＦレーザと、波長を徐々に短くしながら進化してきており、より微細なパターン転写を実現するため、波長が１３．５ｎｍ近傍の極端紫外線 (ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ)を用いたＥＵＶリソグラフィーが開発されている。ＥＵＶリソグラフィーでは、ＥＵＶ光に対して透明な材料が少ないことから、反射型のマスクが用いられる。この反射型マスクでは、低熱膨張基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、当該多層反射膜を保護するための保護膜の上に、所望の転写用パターンが形成されたマスク構造を基本構造としている。また、転写用パターンの構成から、代表的なものとして、ＥＵＶ光を十分吸収する比較的厚い吸収体パターンからなるバイナリ型反射マスクと、ＥＵＶ光を光吸収により減光させ、且つ多層反射膜からの反射光に対してほぼ位相が反転（約１８０°の位相反転）した反射光を発生させる比較的薄い吸収体パターン（位相シフトパターン）からなる位相シフト型反射マスク（ハーフトーン位相シフト型反射マスク）がある。この位相シフト型反射マスクは、透過型光位相シフトマスクと同様に、位相シフト効果によって高い転写光学像コントラストが得られるので解像度向上効果がある。また、位相シフト型反射マスクの吸収体パターン（位相シフトパターン）の膜厚が薄いことから、精度良く微細な位相シフトパターンを形成できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－０８０６５９号公報

【文献】特開２００４－２０７５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、位相シフト膜（位相シフトパターン）の相対反射率は、例えば３％～４０％であると解像度向上の効果が得られる。ここで、「相対反射率」とは、位相シフトパターンのない部分での多層反射膜（保護膜付きの多層反射膜を含む）から反射されるＥＵＶ光の反射率を１００％としたときの、位相シフトパターンから反射されるＥＵＶ光の反射率である。

【0005】

また、一般に、位相シフト膜の露光に与える効果は、高反射率を有するものほど顕著になる。位相シフト膜の露光に与える効果が大きくなると、パターン転写像のコントラストが高くなるため、解像度が向上し、半導体装置を製造する際のスループットが向上する。

【0006】

しかし、位相シフト膜の反射率が高くなると、位相シフト膜からの反射光の光量が大きくなるため、パターン転写時に本来であれば感光されるべきではない領域のレジスト膜が感光されてしまう。この場合、所望とするパターンを被転写体に正確に転写することが困難であるという問題があった。

【0007】

また、半導体装置を製造する際には、レジスト膜が形成された１枚の被転写体（シリコンウェーハ等）に対して、同じフォトマスクを用いて、位置をずらしながら、複数回露光を行う。しかし、位相シフト膜の反射率が高くなると、位相シフト膜からの反射光の光量が大きくなるため、１回の露光によって、パターンを転写すべき領域だけでなく、その領域に隣接する他の領域のレジスト膜が感光されてしまう。この場合、隣接する２つの領域の境界部付近のレジスト膜は複数回露光されてしまうことになるため、その境界部付近のレジスト膜が感光されてしまい、所望とするパターンを被転写体に正確に転写することが困難であるという問題があった。

【0008】

本発明は、上記の問題に鑑み、パターンを被転写体に正確に転写することが可能な反射型マスクブランク、反射型マスク、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜の上に形成された積層膜とを含む反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下であり、
前記第１の層は、前記ＥＵＶ光の位相をシフトさせる位相シフト膜を含む、反射型マスクブランク。

【0010】

（構成２）
前記第２の層は、光学干渉を利用して前記積層膜の絶対反射率を２．５％以下に低減させる干渉層からなる、構成１に記載の反射型マスクブランク。

【0011】

（構成３）
前記干渉層の膜厚が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、屈折率ｎが０．８５以上０．９６以下である、構成２に記載の反射型マスクブランク。

【0012】

（構成４）
前記干渉層は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料からなる、構成２又は構成３に記載の反射型マスクブランク。

【0013】

（構成５）
前記第２の層は、吸光効果を利用して前記積層膜の絶対反射率を２．５％以下に低減させる吸収層からなる、構成１に記載の反射型マスクブランク。

【0014】

（構成６）
前記吸収層の膜厚が５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、消衰係数ｋが０．０２以上である、構成５に記載の反射型マスクブランク。

【0015】

（構成７）
前記吸収層は、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる、構成５又は構成６に記載の反射型マスクブランク。

【0016】

（構成８）
前記第１の層の前記ＥＵＶ光に対する相対反射率が３％以上４０％以下であり、位相差が１６０～２００°である、構成１から構成７のうちいずれかに記載の反射型マスクブランク。

【0017】

（構成９）
前記第１の層は、膜厚が５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、屈折率ｎが０．８５以上０．９６以下である、構成１から構成８のうちいずれかに記載の反射型マスクブランク。

【0018】

（構成１０）
前記第１の層は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びクロム（Ｃｒ）からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる、構成１から構成９のうちいずれかに記載の反射型マスクブランク。

【0019】

（構成１１）
基板と、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜の上に形成された積層膜とを含む反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、第１の層と、該第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記ＥＵＶ光の位相をシフトさせる位相シフト膜であり、
前記第１の層は、前記ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下である吸収層を含む、反射型マスクブランク。

【0020】

（構成１２）
前記第２の層は、光学干渉を利用して前記積層膜によって反射されるＥＵＶ光の位相をシフトさせる干渉層からなる、構成１１に記載の反射型マスクブランク。

【0021】

（構成１３）
前記第２の層の膜厚が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、屈折率ｎが０．８５以上０．９６以下である、構成１１又は構成１２に記載の反射型マスクブランク。

【0022】

（構成１４）
前記第２の層は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料からなる、構成１１から構成１３のうちいずれかに記載の反射型マスクブランク。

【0023】

（構成１５）
前記第１の層の膜厚が５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、消衰係数ｋが０．０２以上である、構成１１から構成１４のうちいずれかに記載の反射型マスクブランク。

【0024】

（構成１６）
前記第１の層は、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる、構成１１から構成１５のうちいずれかに記載の反射型マスクブランク。

【0025】

（構成１７）
前記積層膜の前記ＥＵＶ光に対する相対反射率が３％以上４０％以下であり、位相差が１６０～２００°である、構成１１から構成１６のうちいずれかに記載の反射型マスクブランク。

【0026】

（構成１８）
前記多層反射膜と前記第１の層との間に保護膜を更に有し、
前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料、珪素（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を含む材料、イットリウム（Ｙ）と酸素（Ｏ）を含む材料、及び、クロム（Ｃｒ）を含む材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む、構成１から構成１７のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。

【0027】

（構成１９）
構成１から構成１８のうちいずれかに記載の反射型マスクブランクにおける前記積層膜がパターニングされた積層膜パターンを有する、反射型マスク。

【0028】

（構成２０）
構成１９に記載の反射型マスクを使用して、半導体基板上に転写パターンを形成する工程を有する、半導体装置の製造方法。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、パターンを被転写体に正確に転写することが可能な反射型マスクブランク、反射型マスク、及び半導体装置の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】反射型マスクブランクの要部の断面模式図である。

【図2】積層膜の態様が（１）の場合における、反射型マスクの製造方法を示す模式図である。

【図3】積層膜の態様が（２）の場合における、反射型マスクの製造方法を示す模式図である。

【図4】パターン転写装置を示している。

【図5】反射型マスクの平面図及び部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の範囲を何ら制限するものではない。

【0032】

図１は、本実施形態の反射型マスクブランク１００の要部の断面模式図である。図１に示すように、反射型マスクブランク１００は、基板１０と、基板１０の上に形成された多層反射膜１２と、多層反射膜１２の上に形成された保護膜１４と、保護膜１４の上に形成された積層膜１６とを含む。積層膜１６は、保護膜１４の上に接するように形成された第１の層１８と、第１の層１８の上に形成された第２の層２０とを含む。一方、基板１０の裏面（多層反射膜１２が形成された側と反対側の面）には、静電チャック用の裏面導電膜２２が形成されている。

【0033】

なお、本明細書において、基板や膜の「上に」とは、その基板や膜の上面に接触する場合だけでなく、その基板や膜の上面に接触しない場合も含む。すなわち、基板や膜の「上に」とは、その基板や膜の上方に新たな膜が形成される場合や、その基板や膜との間に他の膜が介在している場合等を含む。また、「上に」とは、必ずしも鉛直方向における上側を意味するものではない。「上に」とは、基板や膜などの相対的な位置関係を示しているに過ぎない。

【0034】

＜基板＞
基板１０は、ＥＵＶ光による露光時の熱による転写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る。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。

【0035】

基板１０の転写パターン（後述の位相シフトパターン、吸収層パターン及び／又は積層膜パターン）が形成される側の主表面は、平坦度を高めるために加工されることが好ましい。基板１０の主表面の平坦度を高めることによって、パターンの位置精度や転写精度を高めることができる。例えば、ＥＵＶ露光の場合、基板１０の転写パターンが形成される側の主表面の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、更に好ましくは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（裏面）は、露光装置に静電チャックによって固定される面であって、その１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下、更に好ましくは０．０５μｍ以下、特に好ましくは０．０３μｍ以下である。なお、本明細書において平坦度は、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二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。

【0036】

ＥＵＶ露光の場合、基板１０の転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）で０．１ｎｍ以下であることが好ましい。なお表面粗さは、原子間力顕微鏡で測定することができる。

【0037】

基板１０は、その上に形成される膜（多層反射膜１２など）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。

【0038】

＜多層反射膜＞
多層反射膜１２は、屈折率の異なる元素を主成分とする複数の層が周期的に積層された構成を有している。一般的に、多層反射膜１２は、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、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）とが交互に４０～６０周期程度積層された多層膜からなる。
多層反射膜１２を形成するために、基板１０側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に複数周期積層してもよい。この場合、１つの（高屈折率層／低屈折率層）の積層構造が、１周期となる。
多層反射膜１２を形成するために、基板１０側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に複数周期積層してもよい。この場合、１つの（低屈折率層／高屈折率層）の積層構造が、１周期となる。

【0039】

なお、多層反射膜１２の最上層、すなわち多層反射膜１２の基板１０と反対側の表面層は、高屈折率層であることが好ましい。基板１０側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層する場合は、最上層が低屈折率層となる。しかし、低屈折率層が多層反射膜１２の表面である場合、低屈折率層が容易に酸化されることで多層反射膜の表面の反射率が減少してしまうので、その低屈折率層の上に高屈折率層を形成することが好ましい。一方、基板１０側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層する場合は、最上層が高屈折率層となる。その場合は、最上層の高屈折率層が、多層反射膜１２の表面となる。

【0040】

本実施形態において、高屈折率層は、Ｓｉを含む層であってもよい。高屈折率層は、Ｓｉ単体を含んでもよく、Ｓｉ化合物を含んでもよい。Ｓｉ化合物は、Ｓｉと、Ｂ、Ｃ、Ｎ、及びＯからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含んでもよい。Ｓｉを含む層を高屈折率層として使用することによって、ＥＵＶ光の反射率に優れた多層反射膜が得られる。

【0041】

本実施形態において、低屈折率層は、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＰｔからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含む層、あるいは、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＰｔからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含む合金を含む層であってもよい。

【0042】

例えば、波長１３～１４ｎｍのＥＵＶ光のための多層反射膜１２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多層膜を用いることができる。その他に、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜として、例えば、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周期多層膜などを用いることができる。露光波長を考慮して、多層反射膜の材料を選択することができる。

【0043】

このような多層反射膜１２の単独での反射率は、例えば６５％以上である。多層反射膜１２の反射率の上限は、例えば７３％である。なお、多層反射膜１２に含まれる層の厚み及び周期は、ブラッグの法則を満たすように選択することができる。

【0044】

多層反射膜１２は、公知の方法によって形成できる。多層反射膜１２は、例えば、イオンビームスパッタ法により形成できる。

【0045】

例えば、多層反射膜１２がＭｏ／Ｓｉ多層膜である場合、イオンビームスパッタ法により、Ｍｏターゲットを用いて、厚さ３ｎｍ程度のＭｏ膜を基板１２の上に形成する。次に、Ｓｉターゲットを用いて、厚さ４ｎｍ程度のＳｉ膜を形成する。このような操作を繰り返すことによって、Ｍｏ／Ｓｉ膜が４０～６０周期積層した多層反射膜１２を形成することができる。このとき、多層反射膜１２の基板１０と反対側の表面層は、Ｓｉを含む層（Ｓｉ膜）である。１周期のＭｏ／Ｓｉ膜の厚みは、７ｎｍとなる。

【0046】

＜保護膜＞
後述する反射型マスク２００の製造工程におけるドライエッチング及び洗浄から多層反射膜１２を保護するために、多層反射膜１２の上に、又は多層反射膜１２の表面に接するように保護膜１４を形成することができる。また、保護膜１４は、電子線（ＥＢ）を用いた転写パターンの黒欠陥修正の際に、多層反射膜１２を保護する機能も有している。ここで、図１では、保護膜１４が１層の場合を示しているが、保護膜１４が２層以上の積層構造を有してもよい。保護膜１４は、第１の層１８をパターニングする際に使用するエッチャントや洗浄液に対して耐性を有する材料で形成されることが好ましい。多層反射膜１２の上に保護膜１４が形成されることにより、反射型マスク２００を製造する際の多層反射膜１２の表面へのダメージを抑制することができる。その結果、多層反射膜１２のＥＵＶ光に対する反射率特性が良好となる。このような効果を得るために、保護膜１４の厚みは、１ｎｍ以上２０ｎｍであることが好ましい。

【0047】

本実施形態の反射型マスクブランク１００では、保護膜１４の材料として、保護膜１４の上に形成される第１の層１８をパターニングするためのドライエッチングに用いられるエッチングガスに対して、耐性のある材料を使用することができる。第１の層１８が複数の層で形成される場合には、第１の層１８に接する保護膜１４（保護膜１４が複数層含む場合には、保護膜１４の最上層）の材料として、第１の層１８を形成する層のうち、第１の層１８の最下層（保護膜１４に接する層）をパターニングするためのドライエッチングに用いられるエッチングガスに対して、耐性のある材料を使用することができる。保護膜１４の材料は、保護膜１４に対する第１の層１８の最下層のエッチング選択比（第１の層１８の最下層のエッチング速度／保護膜１４のエッチング速度）が１．５以上、好ましくは３以上となる材料であることが好ましい。

【0048】

例えば、第１の層１８の最下層が、ルテニウム（Ｒｕ）と、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）のうち少なくとも１以上の元素とを含む金属を含む材料（所定のＲｕ系材料）や、ルテニウム（Ｒｕ）と、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）及びレニウム（Ｒｅ）のうち少なくとも１以上の元素とを含む金属を含む材料（所定のＲｕ系材料）からなる薄膜である場合には、塩素系ガス及び酸素ガスの混合ガス、又は酸素ガスを用いたドライエッチングガスにより、第１の層１８の最下層をエッチングすることができる。このエッチングガスに対して、耐性を有する保護膜１４の材料として、ケイ素（Ｓｉ）、ケイ素（Ｓｉ）及び酸素（Ｏ）を含む材料、又はケイ素（Ｓｉ）及び窒素（Ｎ）を含む材料などのケイ素系材料を選択することができる。したがって、保護膜１４の表面に接する第１の層１８の最下層が、所定のＲｕ系材料からなる薄膜の場合には、保護膜１４は、上記ケイ素系材料からなることが好ましい。上記ケイ素系材料は、塩素系ガス及び酸素ガスの混合ガス、又は酸素ガスを用いたドライエッチングガスに対して耐性を有し、酸素の含有量が多いほど、耐性は大きい。そのため、保護膜１４の材料は、酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ、１≦ｘ≦２）であることがより好ましく、ｘが大きい方が更に好ましく、ＳｉＯ_２であることが特に好ましい。

【0049】

また、保護膜１４の表面に接する第１の層１８の最下層が、タンタル（Ｔａ）を含む材料からなる薄膜である場合には、酸素ガスを含まないハロゲン系ガスを用いたドライエッチングにより、第１の層１８の最下層をエッチングすることができる。このエッチングガスに対して耐性を有する保護膜１４の材料として、ルテニウム（Ｒｕ）を主成分として含む材料を使用することができる。

【0050】

また、保護膜１４の表面に接する第１の層１８の最下層が、クロム（Ｃｒ）を含む材料からなる薄膜である場合には、酸素ガスを含まない塩素系ガス、又は酸素ガスと塩素系ガスとの混合ガスのドライエッチングガスを用いたドライエッチングにより、第１の層１８の最下層をエッチングすることができる。このエッチングガスに対して耐性を有する保護膜１４の材料として、ルテニウム（Ｒｕ）を主成分として含む材料を使用することができる。

【0051】

第１の層１８の最下層が、タンタル（Ｔａ）又はクロム（Ｃｒ）を含む材料の場合に用いることのできる保護膜１４の材料は、上述のように、ルテニウムを主成分として含む材料である。ルテニウムを主成分として含む材料の例として、具体的には、Ｒｕ金属単体、Ｒｕにチタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、ホウ素（Ｂ）、ランタン（Ｌａ）、コバルト（Ｃｏ）、及びレニウム（Ｒｅ）から選択される少なくとも１種の金属を含有するＲｕ合金、Ｒｕ金属、及び、Ｒｕ合金に窒素を含む材料を挙げることができる。

【0052】

また、第１の層１８の最下層が、タンタル（Ｔａ）又はクロム（Ｃｒ）を含む材料で形成される場合、保護膜１４の最下層と最上層は、上記のルテニウムを主成分として含む材料で形成することができる。最下層と最上層との間の層は、Ｒｕ以外の金属若しくはそれを含む合金で形成することができる。

【0053】

Ｒｕ合金のＲｕ含有比率は、５０原子％以上１００原子％未満、好ましくは８０原子％以上１００原子％未満、更に好ましくは９５原子％以上１００原子％未満である。特に、Ｒｕ合金のＲｕ含有比率が９５原子％以上１００原子％未満の場合は、多層反射膜１２を構成する元素（ケイ素）の、保護膜１４への拡散を抑制することができる。また、ＥＵＶ光の反射率を十分確保しつつ、マスクの洗浄耐性を向上させることができる。さらに、保護膜１４は、第１の層１８をエッチング加工する時に、エッチングストッパとして機能する。また、保護膜１４は、多層反射膜１２の経時変化を防止することができる。

【0054】

保護膜１４の材料として、Ｒｕを含む化合物、例えば、ＲｕＮｂ、ＲｕＮ、及びＲｕＴｉから選択される少なくとも１種を含む材料を用いることができる。また、保護膜１４の材料として、ＹとＯを含む化合物、例えば、Ｙ_２Ｏ_３を含む材料を用いることができる。また、保護膜１４の材料として、Ｃｒを含む化合物、例えば、ＣｒＮを含む材料を用いることができる。

【0055】

保護膜１４の厚みは、保護膜１４が多層反射膜１２を保護する機能を果たすことができる限り、特に制限されない。ＥＵＶ光の反射率の観点から、保護膜１４の厚みは、好ましくは、１．０ｎｍ～８．０ｎｍ、より好ましくは、１．５ｎｍ～６．０ｎｍである。

【0056】

保護膜１４の形成方法としては、公知の方法を用いることができる。保護膜１４の形成方法の例として、スパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法が挙げられる。

【0057】

反射型マスクブランク１００は、さらに、基板１０の多層反射膜１２が形成されている側とは反対側の主表面上に、裏面導電膜２２を有している。裏面導電膜２２は、静電チャックによって反射型マスクブランク１００を吸着する際に使用される。

【0058】

反射型マスクブランク１００は、基板１０と多層反射膜１２との間に形成された下地膜を備えてもよい。下地膜は、例えば、基板１０の表面の平滑性向上の目的で形成される。下地膜は、例えば、欠陥低減、多層反射膜の反射率向上、多層反射膜の応力補正等の目的で形成される。

【0059】

＜積層膜＞
本実施形態の反射型マスクブランク１００は、多層反射膜１２（あるいは保護膜１４付きの多層反射膜１２）の上に形成された積層膜１６を有している。積層膜１６は、保護膜１４に接するように形成された第１の層１８と、第１の層１８の上に形成された第２の層２０を含む積層構造からなる。

【0060】

本実施形態の反射型マスクブランク１００において、積層膜１６の態様は、以下の２つがある。
（１）第１の層１８及び第２の層２０を合わせた積層膜１６のＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下（バイナリ型）であり、かつ、第１の層１８（下層）が位相シフト膜として機能（位相シフト型）する。
（２）第１の層１８及び第２の層２０を合わせた積層膜１６が位相シフト膜として機能（位相シフト型）し、かつ、第１の層１８（下層）のＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下（バイナリ型）である。

【0061】

【表1】

【0062】

［積層膜の態様が上記（１）の場合］
まず、積層膜１６の態様が上記（１）の場合について説明する。
上記（１）の場合には、第１の層１８及び第２の層２０からなる積層膜１６は、ＥＵＶ光に対する反射率（絶対反射率）が２．５％以下であり、好ましくは２％以下である。ここでいう「絶対反射率」とは、積層膜１６から反射されるＥＵＶ光の反射率（入射光強度と反射光強度の比）をいう。

【0063】

上記（１）の場合、第１の層１８（下層）は、ＥＵＶ光の位相をシフトさせる位相シフト膜からなる。第１の層１８のＥＵＶ光に対する反射率（相対反射率）は、３％以上４０％以下（絶対反射率：２％～２７％）であることが好ましい。ここで、「相対反射率」とは、位相シフトパターン（位相シフト膜）のない部分での多層反射膜１２（保護膜１４付きの多層反射膜１２を含む）から反射されるＥＵＶ光の反射率を１００％としたときの、位相シフトパターン（位相シフト膜）から反射されるＥＵＶ光の反射率である。

【0064】

第１の層１８から反射されたＥＵＶ光は、第１の層１８がエッチング等によって除去されることで露出した多層反射膜１２（保護膜１４付きの多層反射膜１２を含む）から反射されるＥＵＶ光に対して、１６０～２００°の位相差を有することが好ましい。すなわち、第１の層１８は、ＥＵＶ光に対して１６０～２００°の位相差を生じさせる位相シフト膜からなることが好ましい。

【0065】

十分な位相シフト効果を得るために、第１の層１８は、膜厚が５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、第１の層１８は、屈折率ｎが０．８５以上０．９６以下であることが好ましく、０．８８以上０．９６以下であることがより好ましい。

【0066】

第１の層１８は、例えば、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びチタン（Ｔｉ）から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる。

【0067】

タンタル（Ｔａ）を含む材料の例として、タンタル（Ｔａ）に、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）及び水素（Ｈ）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料が挙げられる。これらの中でも、タンタル（Ｔａ）に、窒素（Ｎ）を含有する材料が好ましい。このような材料の具体例としては、窒化タンタル（ＴａＮ）、酸化窒化タンタル（ＴａＯＮ）、ホウ化窒化タンタル（ＴａＢＮ）、及びホウ化酸化窒化タンタル（ＴａＢＯＮ）等が挙げられる。

【0068】

第１の層１８がＴａ及びＮを含む場合、Ｔａ及びＮの組成範囲（原子比率）は、３：１～２０：１が好ましく、４：１～１２：１がより好ましい。

【0069】

クロム（Ｃｒ）を含む材料の例として、クロム（Ｃｒ）に、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）及び水素（Ｈ）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料が挙げられる。これらの中でも、クロム（Ｃｒ）に、窒素（Ｎ）及び／又は炭素（Ｃ）を含有する材料が好ましい。このような材料の具体例としては、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、酸化炭化クロム（ＣｒＯＣ）、炭化窒化クロム（ＣｒＣＮ）、及び酸化炭化窒化クロム（ＣｒＯＣＮ）等が挙げられる。

【0070】

第１の層１８がＣｒ及びＮを含む場合、Ｃｒ及びＮの組成範囲（原子比率）は、３０：１～３：２が好ましく、２０：１～２：１がより好ましい。第１の層１８がＣｒ及びＣを含む場合、Ｃｒ及びＣの組成範囲（原子比率）は、５：２～２０：１が好ましく、３：１～１２：１がより好ましい。

【0071】

ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料の例として、ルテニウム（Ｒｕ）単体、窒化ルテニウム（ＲｕＮ）、ルテニウム（Ｒｕ）と、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）及びレニウム（Ｒｅ）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料が挙げられる。

【0072】

Ｒｕの屈折率ｎは、ｎ＝０．８８６（消衰係数ｋ＝０．０１７）であり、高反射率の位相シフト膜の材料として好ましい。しかしながら、ＲｕＯ等のＲｕ系化合物は、結晶化した構造になりやすく、また加工特性も悪い。すなわち、結晶化した金属の結晶粒子は、位相シフトパターンを形成する際に側壁ラフネスが大きくなりやすい。そのため、所定の位相シフトパターンを形成する際に悪影響を及ぼす場合がある。一方、位相シフト膜の材料の金属がアモルファスである場合には、位相シフトパターンを形成する際の悪影響を低減することができる。Ｒｕに所定の元素（Ｘ）を添加することにより、位相シフト膜の材料の金属をアモルファス化するとともに、加工特性を向上させることができる。所定の元素（Ｘ）として、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ及びＲｅのうち少なくとも１種の元素を選択することができる。

【0073】

なお、Ｎｉの屈折率ｎ及び消衰係数ｋは、ｎ＝０．９４８及びｋ＝０．０７３である。また、Ｃｏは、ｎ＝０．９３３及びｋ＝０．０６６であり、Ｃｒは、ｎ＝０．９３２及びｋ＝０．０３９である。また、Ｖの屈折率ｎ及び消衰係数ｋは、ｎ＝０．９４４及びｋ＝０．０２５、Ｎｂの屈折率ｎ及び消衰係数ｋは、ｎ＝０．９３３及びｋ＝０．００５、Ｍｏの屈折率ｎ及び消衰係数ｋは、ｎ＝０．９２３及びｋ＝０．００７、Ｗの屈折率ｎ及び消衰係数ｋは、ｎ＝０．９３３及びｋ＝０．０３３、Ｒｅの屈折率ｎ及び消衰係数ｋは、ｎ＝０．９１４及びｋ＝０．０４である。Ｒｕに所定の元素（Ｘ）を添加した二元系の材料（ＲｕＣｒ、ＲｕＮｉ及びＲｕＣｏ）は、ＲｕＴａよりも位相シフト膜の薄膜化が可能である。また、Ｎｉ及びＣｏの方が、Ｃｒよりも消衰係数ｋが大きいため、元素（Ｘ）としてＮｉ及び／又はＣｏを選択した方が、Ｃｒを選択するよりも位相シフト膜の薄膜化が可能である。

【0074】

Ｒｕに所定の元素（Ｘ）を添加した二元系の材料（ＲｕＣｒ、ＲｕＮｉ及びＲｕＣｏ）は、ＲｕＴａと比べて、加工特性がよい。Ｔａは酸化されると塩素系ガス及び酸素ガスでエッチングが困難である。特に、ＲｕＣｒは、塩素系ガス及び酸素ガスの混合ガスで容易にエッチングすることが可能であるため、加工特性に優れている。

【0075】

Ｒｕに所定の元素（Ｘ）を添加した二元系の材料（ＲｕＣｒ、ＲｕＮｉ及びＲｕＣｏ）は、アモルファス構造であり、塩素系ガス及び酸素ガスの混合ガスにより、容易にエッチングをすることが可能である。また、これらの材料は、酸素ガスによるエッチングが可能である。三元系の材料（ＲｕＣｒＮｉ、ＲｕＣｒＣｏ及びＲｕＮｉＣｏ）及び四元系の材料（ＲｕＣｒＮｉＣｏ）についても同様であると考えられる。

【0076】

また、上記の二元系の材料の他、ＲｕにＶ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ又はＲｅを添加した二元系の材料（ＲｕＶ、ＲｕＮｂ、ＲｕＭｏ、ＲｕＷ及びＲｕＲｅ）は、ＲｕＴａと比べて加工性がよい。ＲｕＣｒと同様、ＲｕＷ及びＲｕＭｏは、特に加工特性に優れている。

【0077】

また、Ｒｕに所定の元素（Ｘ）を添加した二元系の材料（ＲｕＶ、ＲｕＮｂ、ＲｕＭｏ、ＲｕＷ及びＲｕＲｅ）は、アモルファス構造であり、塩素系ガス及び酸素ガスの混合ガスにより、容易にエッチングをすることが可能である。また、これらの材料は、酸素ガスによるエッチングが可能である。三元系の材料及び四元系の材料についても同様であると考えられる。

【0078】

チタン（Ｔｉ）を含む材料の例として、タンタル（Ｔａ）及びチタン（Ｔｉ）を含むＴａＴｉ系材料が挙げられる。ＴａＴｉ系材料の例として、ＴａＴｉ合金、並びに、ＴａＴｉ合金に酸素、窒素、炭素及びホウ素のうち少なくとも一つを含有したＴａＴｉ化合物が挙げられる。ＴａＴｉ化合物の例として、ＴａＴｉＮ、ＴａＴｉＯ、ＴａＴｉＯＮ、ＴａＴｉＣＯＮ、ＴａＴｉＢ、ＴａＴｉＢＮ、ＴａＴｉＢＯ、ＴａＴｉＢＯＮ、及びＴａＴｉＢＣＯＮが挙げられる。

【0079】

第１の層１８の上に形成された第２の層２０（上層）は、光学干渉を利用して積層膜１６の反射率（絶対反射率）を２．５％以下に低減させる干渉層からなる。あるいは、第２の層２０（上層）は、吸光効果を利用して積層膜１６の反射率（絶対反射率）を２．５％以下に低減させる吸収層からなる。

【0080】

ここでいう「干渉層」は、反射防止層とも呼ばれるものであり、光学干渉を利用して積層膜１６の絶対反射率を低減させる層である。第２の層２０（干渉層）が１層の場合、第２の層２０の表面で反射した光と、積層膜１６、保護膜１４、第１の層１８、及び第２の層２０各々の界面から反射した光との光学干渉による打ち消し合いの効果を利用して、積層膜１６の絶対反射率を２．５％以下に低減させることができる。第２の層２０（干渉層）が複数層で構成される場合、さらに各層の界面からの反射光の光学干渉による打ち消し合いの効果も含めて、積層膜１６の絶対反射率を２．５％以下に低減させることができる。なお、光学干渉を利用した反射率低減の原理は公知であり、例えば、特開２００２－２８０２９１号公報に開示されている。

【0081】

第２の層２０が干渉層からなる場合、第２の層２０（干渉層）の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以上１２ｎｍ以下がより好ましい。第２の層２０（干渉層）の屈折率ｎは、０．８５以上０．９６以下であることが好ましく、０．８８以上０．９６以下であることがより好ましい。

【0082】

第２の層２０が干渉層からなる場合、第２の層２０は、例えば、Ｒｕを含む材料からなる。Ｒｕを含む材料の例は、上述した第１の層１８に用いられるＲｕを含む材料の例と同様である。

【0083】

第２の層２０が吸収層からなる場合、第２の層２０（吸収層）の膜厚は、５ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることが好ましく、８ｎｍ以上５５ｎｍ以下がより好ましい。第２の層２０（吸収層）の消衰係数ｋは、０．０２以上であることが好ましく、０．０３以上がより好ましい。さらに、第２の層２０（吸収層）の消衰係数ｋは、０．１以下であることが好ましい。

【0084】

第２の層２０が吸収層からなる場合、第２の層２０は、例えば、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる。この場合のタンタル（Ｔａ）を含む材料の例は、上述した第１の層１８に用いられるタンタル（Ｔａ）を含む材料の例と同様であるが、酸素を含まない方が消衰係数を大きくできるため好ましい。クロム（Ｃｒ）を含む材料の例は、上述した第１の層１８に用いられるクロム（Ｃｒ）を含む材料の例と同様であるが、酸素を含まない方が消衰係数を大きくできるため好ましい。

【0085】

第２の層２０が吸収層からなる場合、第２の層２０の材料として、コバルト（Ｃｏ）及びニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも１以上の元素に、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、イットリウム（Ｙ）、リン（Ｐ）及びスズ（Ｓｎ）のうち少なくとも１以上の元素（Ｘ）を添加したＣｏ－Ｘ合金、Ｎｉ－Ｘ合金、ＣｏＮｉ－Ｘ合金を用いることができる。添加元素（Ｘ）としては、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）及び／又はスズ（Ｓｎ）を含むことが好ましく、タンタル（Ｔａ）を含むことがより好ましい。第２の層２０の材料が、適切な添加元素（Ｘ）を含むことにより、第２の層２０を、高い消衰係数（吸収係数）に保ちつつ、適切なエッチング速度に制御することができる。

【0086】

第２の層２０の材料として、具体的には、Ｃｏ単体、Ｎｉ単体、ＣｏＴａ_３、ＣｏＴａ、Ｃｏ_３Ｔａ、ＮｉＴａ_３、ＮｉＴａ又はＮｉＴａ_３を好ましく用いることができる。

【0087】

第２の層２０の材料は、コバルト（Ｃｏ）及びニッケル（Ｎｉ）の濃度の合計が、１０原子％以上であることが好ましく、２０原子％以上であることがより好ましい。また、コバルト（Ｃｏ）及びニッケル（Ｎｉ）の濃度の合計が、９０原子％以下であることが好ましく、８５原子％以下であることがより好ましい。

【0088】

第２の層２０の材料がコバルト（Ｃｏ）を含む場合、コバルト（Ｃｏ）の濃度は、１０原子％以上であることが好ましく、２０原子％以上であることがより好ましい。また、コバルト（Ｃｏ）の濃度が、９０原子％以下であることが好ましく、８５原子％以下であることがより好ましい。

【0089】

第２の層２０の材料がニッケル（Ｎｉ）を含む場合、ニッケル（Ｎｉ）の濃度は、１０原子％以上であることが好ましく、２０原子％以上であることがより好ましい。また、ニッケル（Ｎｉ）の濃度が、９０原子％以下であることが好ましく、８５原子％以下であることがより好ましい。

【0090】

添加元素（Ｘ）がタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）又はスズ（Ｓｎ）の場合、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）又はスズ（Ｓｎ）の濃度は、１０原子％以上であることが好ましく、１５原子％以上であることがより好ましい。また、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）又はスズ（Ｓｎ）の濃度が、９０原子％以下であることが好ましく、８０原子％以下であることがより好ましい。

【0091】

Ｃｏ－Ｘ合金の添加元素（Ｘ）がＴａの場合には、ＣｏとＴａとの組成比（Ｃｏ：Ｔａ）は、９：１～１：９が好ましく、４：１～１：４がより好ましい。ＣｏとＴａとの組成比が３：１、１：１及び１：３としたときの各試料に対してＸ線回折装置（ＸＲＤ）による分析及び断面ＴＥＭ観察を行ったところ、すべての試料において、Ｃｏ及びＴａ由来のピークがブロードに変化し、アモルファス構造となっていた。

【0092】

また、Ｎｉ－Ｘ合金の添加元素（Ｘ）がＴａの場合には、ＮｉとＴａとの組成比（Ｎｉ：Ｔａ）は、９：１～１：９が好ましく、４：１～１：４がより好ましい。ＮｉとＴａとの組成比が３：１、１：１及び１：３としたときの各試料に対してＸ線回折装置（ＸＲＤ）による分析及び断面ＴＥＭ観察を行ったところ、すべての試料において、Ｎｉ及びＴａ由来のピークがブロードに変化し、アモルファス構造となっていた。

【0093】

また、ＣｏＮｉ－Ｘ合金の添加元素（Ｘ）がＴａの場合には、ＣｏＮｉとＴａとの組成比（ＣｏＮｉ：Ｔａ）は、９：１～１：９が好ましく、４：１～１：４がより好ましい。

【0094】

また、Ｃｏ－Ｘ合金、Ｎｉ－Ｘ合金又はＣｏＮｉ－Ｘ合金は、上記添加元素（Ｘ）の他に、屈折率及び消衰係数に大きく影響を与えない範囲で、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）及び／又はホウ素（Ｂ）等の他の元素を含んでもよい。

【0095】

［積層膜の態様が上記（２）の場合］
次に、積層膜１６の態様が上記（２）の場合について説明する。
上記（２）の場合には、第１の層１８及び第２の層２０を合わせた積層膜１６は、位相シフト膜として機能する。

【0096】

第１の層１８及び第２の層２０を合わせた積層膜１６のＥＵＶ光に対する反射率（相対反射率）は、３％以上４０％以下であることが好ましい。ここで、「相対反射率」とは、積層膜１６のない部分での多層反射膜１２（保護膜１４付きの多層反射膜１２を含む）から反射されるＥＵＶ光の反射率を１００％としたときの、積層膜１６から反射されるＥＵＶ光の反射率である。

【0097】

積層膜１６から反射されたＥＵＶ光は、積層膜１６がエッチング等によって除去されることで露出した多層反射膜１２（保護膜１４付きの多層反射膜１２を含む）から反射されるＥＵＶ光に対して、１６０～２００°の位相差を有することが好ましい。すなわち、積層膜１６は、ＥＵＶ光に対して１６０～２００°の位相差を生じさせる位相シフト膜からなることが好ましい。

【0098】

第２の層２０（上層）は、光学干渉を利用して積層膜１６によって反射されるＥＵＶ光の位相をシフトさせる干渉層からなることが好ましい。

【0099】

ここでいう「干渉層」は、上述の反射防止層とは逆に、光学干渉を利用して、積層膜１６の反射率を高める層である。第２の層２０（干渉層）が１層の場合、第２の層２０の表面で反射した光と、積層膜１６、保護膜１４、第１の層１８、及び第２の層２０各々の界面から反射した光との光学干渉による強め合いの効果を利用して、積層膜１６の相対反射率を３％以上４０％以下に高めることができる。第２の層２０（干渉層）が複数層で構成される場合、さらに各層の界面からの反射光の光学干渉による強め合いの効果も含めて、積層膜１６の相対反射率を３％以上４０％以下に高めることができる。

【0100】

十分な位相シフト効果を得るために、第２の層２０は、膜厚が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以上１２ｎｍ以下がより好ましい。また、第２の層２０は、屈折率ｎが０．８５以上０．９６以下であることが好ましく、０．８８以上０．９６以下であることがより好ましい。

【0101】

第２の層２０が干渉層からなる場合、第２の層２０は、例えば、Ｒｕを含む材料からなる。Ｒｕを含む材料の例は、上述した（１）の場合における、第１の層１８に用いられるＲｕを含む材料の例と同様である。

【0102】

積層膜１６の態様が上記（２）の場合には、第１の層１８（下層）は、ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下（バイナリ型）の吸収層からなる。吸収層の絶対反射率は２％以下がより好ましい。ここでいう「絶対反射率」とは、第１の層１８から反射されるＥＵＶ光の反射率（入射光強度と反射光強度の比）をいう。

【0103】

第１の層１８は、例えば、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）から選択される少なくとも１種の元素を含む材料からなる。この場合のタンタル（Ｔａ）を含む材料の例は、上述した（１）の場合における、第１の層１８に用いられるタンタル（Ｔａ）を含む材料の例と同様である。クロム（Ｃｒ）を含む材料の例は、上述した（１）の場合における、第１の層１８に用いられるクロム（Ｃｒ）を含む材料の例と同様である。コバルト（Ｃｏ）を含む材料の例は、上述した（１）の場合における、第１の層１８に用いられるコバルト（Ｃｏ）を含む材料の例と同様である。ニッケル（Ｎｉ）を含む材料の例は、上述した（１）の場合における、第１の層１８に用いられるニッケル（Ｎｉ）を含む材料の例と同様である。

【0104】

なお、上記の説明において、相対反射率と絶対反射率は換算することが可能である。例えば、多層反射膜１２（保護膜１４を含む）の絶対反射率が６８％である場合には、以下の式により、相対反射率と絶対反射率を換算することができる。
相対反射率（％）＝ 絶対反射率（％） × （１００／６８）

【0105】

本実施形態の反射型マスクブランク１００において、積層膜１６の上に、レジスト膜２４が形成されてもよい。図１にはこの態様が示されている。レジスト膜２４に電子線描画装置によってパターンを描画及び露光した後、現像工程を経ることによって、レジストパターンを形成することができる。このレジストパターンをマスクとして積層膜１６にドライエッチングを行うことによって、積層膜１６にパターン（積層膜パターン）を形成することができる。

【0106】

＜反射型マスク及びその製造方法＞
本実施形態の反射型マスクブランク１００を使用して、本実施形態の反射型マスクを製造することができる。以下、反射型マスクの製造方法の例について説明する。
反射型マスクの製造方法についても、積層膜１６の態様が上記（１）、（２）の場合を分けて説明する。

【0107】

［積層膜の態様が上記（１）の場合］
積層膜１６の態様が上記（１）の場合、第１の層１８（下層）は、ＥＵＶ光の位相を１６０～２００°シフトさせる位相シフト膜からなる。第２の層２０（上層）は、光学干渉を利用して積層膜１６の反射率（絶対反射率）を２．５％以下に低減させる干渉層からなる。あるいは、第２の層２０（上層）は、吸光効果を利用して積層膜１６の反射率（絶対反射率）を２．５％以下に低減させる吸収層からなる。以下では、第２の層２０が吸収層からなる場合について説明する。

【0108】

図２は、反射型マスク２００の製造方法を示す模式図である。
図２に示すように、まず、基板１０と、基板１０の上に形成された多層反射膜１２と、多層反射膜１２の上に形成された保護膜１４と、保護膜１４の上に形成された積層膜１６（第１の層１８及び第２の層２０）とを有する反射型マスクブランク１００を準備する（図２（ａ））。つぎに、積層膜１６の上に、第１のレジスト膜２４を形成する（図２（ｂ））。第１のレジスト膜２４に、電子線描画装置によってパターンを描画し、さらに現像・リンス工程を経ることによって、第１のレジストパターン２４ａを形成する（図２（ｃ））。

【0109】

第１のレジストパターン２４ａをマスクとして、第２の層２０（上層）をドライエッチングする。これにより、第２の層２０の第１のレジストパターン２４ａによって被覆されていない部分がエッチングされ、吸収層パターン３０が形成される（図２（ｄ））。

【0110】

なお、第２の層２０をドライエッチングするためのエッチングガスとしては、第１の層１８との間でエッチング選択性のあるエッチングガスを用いればよい。エッチングガスは、第２の層２０の材料に応じて、フッ素系ガス及び／又は塩素系ガスを用いることができる。フッ素系ガスとしては、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、Ｃ２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_８、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨ_３Ｆ、Ｃ_３Ｆ_８、ＳＦ_６、及びＦ_２等を用いることができる。塩素系ガスとしては、Ｃｌ_２、ＳｉＣｌ_４、ＣＨＣｌ_３、ＣＣｌ_４、及びＢＣｌ_３等を用いることができる。また、フッ素系ガス及び／又は塩素系ガスと、Ｏ_２とを所定の割合で含む混合ガスを用いることができる。これらのエッチングガスは、必要に応じて、更に、Ｈｅ及び／又はＡｒなどの不活性ガスを含むことができる。

【0111】

吸収層パターン３０が形成された後、レジスト剥離液により第１のレジストパターン２４ａを除去する。第１のレジストパターン２４ａを除去した後、吸収層パターン３０及び第１の層１８の上に、第２のレジスト膜２６を形成する（図２（ｅ））。第２のレジスト膜２６に、電子線描画装置によってパターンを描画し、さらに現像・リンス工程を経ることによって、第２のレジストパターン２６ａを形成する（図２（ｆ））。

【0112】

第２のレジストパターン２６ａをマスクとして、第１の層１８（下層）をドライエッチングする。これにより、第１の層１８の、第２のレジストパターン２６ａによって被覆されていない部分がエッチングされ、位相シフトパターン３２が形成される（図２（ｇ））。

【0113】

なお、第１の層１８をドライエッチングするためのエッチングガスとしては、保護膜１４との間でエッチング選択性のあるエッチングガスを用いればよい。エッチングガスは、第１の層１８の材料に応じて、フッ素系ガス及び／又は塩素系ガスを用いることができる。フッ素系ガスとしては、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、Ｃ２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_８、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨ_３Ｆ、Ｃ_３Ｆ_８、ＳＦ_６、及びＦ_２等を用いることができる。塩素系ガスとしては、Ｃｌ_２、ＳｉＣｌ_４、ＣＨＣｌ_３、ＣＣｌ_４、及びＢＣｌ_３等を用いることができる。また、フッ素系ガス及び／又は塩素系ガスと、Ｏ_２とを所定の割合で含む混合ガスを用いることができる。これらのエッチングガスは、必要に応じて、更に、Ｈｅ及び／又はＡｒなどの不活性ガスを含むことができる。

【0114】

位相シフトパターン３２が形成された後、レジスト剥離液により第２のレジストパターン２６ａを除去する。第２のレジストパターン２６ａを除去した後、酸性やアルカリ性の水溶液を用いたウェット洗浄工程を経ることによって、本実施形態の反射型マスク２００が得られる（図２（ｈ））。

【0115】

このようにして得られた反射型マスク２００は、基板１０側から順番に、多層反射膜１２、保護膜１４、位相シフトパターン３２、及び吸収層パターン３０が積層された構成を有している。

【0116】

多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が露出している領域３４は、ＥＵＶ光を反射する機能を有している。多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が位相シフトパターン３２のみによって覆われている領域３６は、位相シフト型の領域であり、パターン転写像のコントラストを高めることができる。多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が位相シフトパターン３２及び吸収層パターン３０によって覆われている領域３８は、バイナリ型の領域であり、位相シフトパターン３２からの反射光（漏れ光）によって、被転写体に形成されたレジスト膜が感光されることを防止する機能を有している。
なお、反射型マスク２００の製造方法はこれに限られず、先に多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が露出している領域３４を形成した後、多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が位相シフトパターン３２のみによって覆われている領域３６を形成してもよい。

【0117】

［積層膜の態様が上記（２）の場合］
積層膜１６の態様が上記（２）の場合、第１の層１８及び第２の層２０を合わせた積層膜１６は、位相シフト膜として機能する。第２の層２０（上層）は、光学干渉を利用して積層膜１６によって反射されるＥＵＶ光の位相を１６０～２００°シフトさせる干渉層からなる。第１の層１８（下層）は、ＥＵＶ光に対する絶対反射率が２．５％以下（バイナリ型）の吸収層からなる。

【0118】

図３は、反射型マスク２００の製造方法を示す模式図である。
図３に示すように、まず、基板１０と、基板１０の上に形成された多層反射膜１２と、多層反射膜１２の上に形成された保護膜１４と、保護膜１４の上に形成された積層膜１６（第１の層１８及び第２の層２０）とを有する反射型マスクブランク１００を準備する（図３（ａ））。つぎに、積層膜１６の上に、第１のレジスト膜２４を形成する（図３（ｂ））。第１のレジスト膜２４に、電子線描画装置によってパターンを描画し、さらに現像・リンス工程を経ることによって、第１のレジストパターン２４ａを形成する（図３（ｃ））。

【0119】

第１のレジストパターン２４ａをマスクとして、積層膜１６（第１の層１８及び第２の層２０）をドライエッチングする。第１の層１８と第２の層２０とは、互いの間でエッチング選択性を有するエッチングガスを用いて２段階のエッチングを行う。これにより、積層膜１６の第１のレジストパターン２４ａによって被覆されていない部分がエッチングされ、積層膜パターン４０（位相シフトパターン）が形成される（図３（ｄ））。

【0120】

第１の層１８及び第２の層２０のエッチングガスは、第１の層１８及び第２の層２０の材料に応じて、フッ素系ガス及び／又は塩素系ガスを用いることができる。フッ素系ガスとしては、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、Ｃ２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_８、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨ_３Ｆ、Ｃ_３Ｆ_８、ＳＦ_６、及びＦ_２等を用いることができる。塩素系ガスとしては、Ｃｌ_２、ＳｉＣｌ_４、ＣＨＣｌ_３、ＣＣｌ_４、及びＢＣｌ_３等を用いることができる。また、フッ素系ガス及び／又は塩素系ガスと、Ｏ_２とを所定の割合で含む混合ガスを用いることができる。これらのエッチングガスは、必要に応じて、更に、Ｈｅ及び／又はＡｒなどの不活性ガスを含むことができる。
なお、第１の層１８をドライエッチングするためのエッチングガスとしては、保護膜１４との間でエッチング選択性のあるエッチングガスを用いればよい。

【0121】

積層膜パターン４０が形成された後、レジスト剥離液により第１のレジストパターン２４ａを除去する。第１のレジストパターン２４ａを除去した後、積層膜パターン４０の上に、第２のレジスト膜２６を形成する（図３（ｅ））。第２のレジスト膜２６に、電子線描画装置によってパターンを描画し、さらに現像・リンス工程を経ることによって、第２のレジストパターン２６ａを形成する（図３（ｆ））。

【0122】

第２のレジストパターン２６ａをマスクとして、第２の層２０（上層）をドライエッチングする。これにより、第２の層２０の、第２のレジストパターン２６ａによって被覆されていない部分がエッチングされ、第２の層２０の下にあった第１の層１８が露出する。この露出した第１の層１８によって、吸収層パターン４２が形成される（図３（ｇ））。

【0123】

なお、第２の層２０をドライエッチングするためのエッチングガスとしては、第１の層１８との間でエッチング選択性のあるエッチングガスを用いればよい。

【0124】

吸収層パターン４２が形成された後、レジスト剥離液により第２のレジストパターン２６ａを除去する。第２のレジストパターン２６ａを除去した後、酸性やアルカリ性の水溶液を用いたウェット洗浄工程を経ることによって、本実施形態の反射型マスク２００が得られる（図３（ｈ））。

【0125】

このようにして得られた反射型マスク２００は、基板１０の上に、多層反射膜１２、保護膜１４、及び積層膜パターン４０が積層された構成を有している。

【0126】

多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が露出している領域４４は、ＥＵＶ光を反射する機能を有している。多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が積層膜パターン４０（第１の層１８及び第２の層２０）によって覆われている領域４６は、位相シフト型の領域であり、パターン転写像のコントラストを高めることができる。多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が吸収層パターン４２（第１の層１８）のみによって覆われている領域４８は、バイナリ型の領域であり、積層膜パターン４０（位相シフト膜）からの反射光（漏れ光）によって、被転写体に形成されたレジスト膜が感光されることを防止する機能を有している。
なお、反射型マスク２００の製造方法はこれに限られず、先に多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が吸収層パターン４２のみによって覆われている領域４８を形成した後、多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が露出している領域４４を形成してもよい。

【0127】

＜半導体装置の製造方法＞
本実施形態の反射型マスク２００を使用したリソグラフィーにより、半導体基板上に転写パターンを形成することができる。この転写パターンは、反射型マスク２００のパターンが転写された形状を有している。半導体基板上に反射型マスク２００によって転写パターンを形成することによって、半導体装置を製造することができる。

【0128】

図４を用いて、レジスト付き半導体基板５６にＥＵＶ光によってパターンを転写する方法について説明する。

【0129】

図４は、パターン転写装置５０を示している。パターン転写装置５０は、レーザープラズマＸ線源５２、反射型マスク２００、及び、縮小光学系５４等を備えている。縮小光学系５４としては、Ｘ線反射ミラーが用いられている。

【0130】

反射型マスク２００で反射されたパターンは、縮小光学系５４により、通常１／４程度に縮小される。例えば、露光波長として１３～１４ｎｍの波長帯を使用し、光路が真空中になるように予め設定する。このような条件で、レーザープラズマＸ線源５２で発生したＥＵＶ光を、反射型マスク２００に入射させる。反射型マスク２００によって反射された光を、縮小光学系５４を介して、レジスト付き半導体基板５６上に転写する。

【0131】

反射型マスク２００によって反射された光は、縮小光学系５４に入射する。縮小光学系５４に入射した光は、レジスト付き半導体基板５６上のレジスト層に転写パターンを形成する。露光されたレジスト層を現像することによって、レジスト付き半導体基板５６上にレジストパターンを形成することができる。レジストパターンをマスクとして半導体基板５６をエッチングすることにより、半導体基板上に例えば所定の配線パターンを形成することができる。このような工程及びその他の必要な工程を経ることで、半導体装置が製造される。

【実施例】

【0132】

以下、本発明のさらに具体的な実施例について説明する。
［実施例１］
ＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系のガラス基板（６インチ角、厚さが６．３５ｍｍ）を準備した。このガラス基板の端面を面取り加工、及び研削加工し、更に酸化セリウム砥粒を含む研磨液で粗研磨処理した。これらの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。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（Ｒｑ）で、０．１０ｎｍ以下であった。得られたガラス基板の主表面の平坦度は、測定領域１３２ｍｍ×１３２ｍｍにおいて、３０ｎｍ以下であった。

【0133】

上記のガラス基板の裏面に、以下の条件で、ＣｒＮからなる裏面導電膜をマグネトロンスパッタリング法により形成した。
（条件）：Ｃｒターゲット、Ａｒ＋Ｎ_２ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ_２＝９０％：１０％）、膜組成（Ｃｒ：９０原子％、Ｎ：１０原子％）、膜厚２０ｎｍ

【0134】

ガラス基板の裏面導電膜が形成された側と反対側の主表面上に、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜を周期的に積層することで多層反射膜を形成した。

【0135】

具体的には、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（Ａｒを使用）により、基板上に、Ｍｏ膜及びＳｉ膜を交互に積層した。Ｍｏ膜の厚みは、２．８ｎｍである。Ｓｉ膜の厚みは、４．２ｎｍである。１周期のＭｏ／Ｓｉ膜の厚みは、７．０ｎｍである。このようなＭｏ／Ｓｉ膜を、４０周期積層し、最後にＳｉ膜を４．０ｎｍの膜厚で成膜し、多層反射膜を形成した。

【0136】

多層反射膜の上に、Ｒｕ化合物を含む保護膜を形成した。具体的には、ＲｕＮｂターゲット（Ｒｕ：８０原子％、Ｎｂ：２０原子％）を使用し、Ａｒガス雰囲気にて、ＤＣマグネトロンスパッタリングにより、多層反射膜の上に、ＲｕＮｂ膜からなる保護膜を形成した。保護膜の厚みは、３．５ｎｍであった。

【0137】

次に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、保護膜の上に、ＴａＴｉＮ膜からなる第１の層を形成した。ＴａＴｉＮ膜は、ＴａＴｉターゲットを用いて、ＡｒガスとＮ_２ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリングで、５７．３ｎｍの膜厚で成膜した。ＴａＴｉＮ膜の含有比率は、Ｔａ：Ｔｉ：Ｎ＝１：１：１であった。

【0138】

第１の層（ＴａＴｉＮ膜）の波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ、消衰係数（屈折率虚部）ｋは、それぞれ以下であった。
ＴａＴｉＮ：ｎ＝０．９３７、ｋ＝０．０３０

【0139】

第１の層（ＴａＴｉＮ膜）の相対反射率は９．１％（絶対反射率：６．２％）であり、位相差は１７８°であった。

【0140】

第１の層の上に、Ｒｕを含む材料によって、第２の層（干渉層）を形成した。具体的には、Ｒｕターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気にて、ＤＣマグネトロンスパッタリングで４．５ｎｍの膜厚となるように成膜した。

【0141】

第１の層及び第２の層を合わせた積層膜の絶対反射率は１．７％（相対反射率：２．５％）であり、位相差は２１５°であった。

【0142】

以上により、基板の上に、保護膜、多層反射膜、及び積層膜（第１の層及び第２の層）が積層された反射型マスクブランクが得られた。この実施例１の反射型マスクブランクは、積層膜の態様が上記（１）であり、かつ、第２の層が干渉層である反射型マスクブランクである。

【0143】

実施例１の反射型マスクブランクにおいて、図２に示す方法で後述の反射型マスクを作製した。その際、Ｒｕ膜からなる第２の層（上層）は、Ｃｌ_２ガス及びＯ_２ガスを用いたドライエッチングによってエッチングを行った。ＴａＴｉＮ膜からなる第１の層（下層）は、Ｃｌ_２ガスを用いたドライエッチングによってエッチングを行った。

【0144】

［実施例２］
実施例２は、保護膜がＳｉＯ_２膜であり、第１の層（下層）がＲｕＣｒ膜であり、第２の層（上層）がＴａＢＮ膜である積層膜を形成した実施例である。それ以外は、実施例１と同様である。

【0145】

すなわち、実施例２では、上記実施例１と同様に、ＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系ガラス基板の裏面に、ＣｒＮからなる裏面導電膜を形成し、反対側の基板の主表面上に、多層反射膜を形成した。

【0146】

次に、Ａｒガス雰囲気中で、ＳｉＯ_２ターゲットを使用したＲＦスパッタリング法により、多層反射膜の表面に、ＳｉＯ_２膜からなる保護膜を２．５ｎｍの膜厚で成膜した。

【0147】

次に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、保護膜の上に、ＲｕＣｒ膜からなる第１の層（下層）を形成した。ＲｕＣｒ膜は、ＲｕＣｒターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気で、３２．６ｎｍの膜厚になるように成膜した。ＲｕＣｒ膜の含有比率（原子比）は、Ｒｕ：Ｃｒ＝９０：１０であった。

【0148】

上記のように形成した第１の層（ＲｕＣｒ膜）の波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ、消衰係数（屈折率虚部）ｋは、それぞれ以下の通りであった。
ＲｕＣｒ膜：ｎ＝０．８９０、ｋ＝０．０１９

【0149】

上記のように形成した第１の層（ＲｕＣｒ膜）の波長１３．５ｎｍにおける相対反射率は１９．８％（絶対反射率：１３．４％）であり、位相差は１７９°であった。

【0150】

次に、第１の層の上に、ＴａＢＮ膜からなる第２の層（上層）を形成した。ＴａＢＮ膜は、ＴａＢ混合焼結ターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０、原子比）を用いて、Ａｒガス及びＮ_２ガスの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより、３０．５ｎｍの膜厚になるように成膜した。ＴａＢＮ膜の組成（原子比）は、Ｔａ：Ｂ：Ｎ＝７５：１２：１３であった。

【0151】

上記のように形成した第２の層（ＴａＢＮ膜）の波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ、消衰係数（屈折率虚部）ｋは、それぞれ以下の通りであった。
ＴａＢＮ膜：ｎ＝０．９５１、ｋ＝０．０３３

【0152】

第１の層及び第２の層を合わせた積層膜の絶対反射率は１．６％（相対反射率：２．４％）であり、位相差は２５７°であった。

【0153】

以上により、基板の上に、保護膜、多層反射膜、及び積層膜（第１の層及び第２の層）が積層された反射型マスクブランクが得られた。この実施例２の反射型マスクブランクは、積層膜の態様が上記（１）であり、かつ、第２の層が吸収層である反射型マスクブランクである。

【0154】

実施例２の反射型マスクブランクにおいて、図２に示す方法で後述の反射型マスクを作製した。その際、ＴａＢＮ膜からなる第２の層（上層）は、Ｃｌ_２ガスを用いたドライエッチングによってエッチングを行った。ＲｕＣｒ膜からなる第１の層（下層）は、Ｃｌ_２ガス及びＯ_２ガスを用いたドライエッチングによってエッチングを行った。

【0155】

［実施例３］
実施例３は、第１の層（下層）がＴａＢＮ膜であり、第２の層（上層）がＲｕ膜である積層膜を形成した実施例である。それ以外は、実施例１と同様である。

【0156】

すなわち、実施例３では、上記実施例１と同様に、ＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系ガラス基板の裏面に、ＣｒＮからなる裏面導電膜を形成し、反対側の基板の主表面上に、多層反射膜を形成し、多層反射膜の上に、Ｒｕ化合物を含む保護膜を形成した。

【0157】

次に、保護膜の上に、ＴａＢＮ膜からなる第１の層（下層）を形成した。ＴａＢＮ膜は、ＴａＢ混合焼結ターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０、原子比）を用いて、Ａｒガス及びＮ_２ガスの混合ガス雰囲気中で、反応性スパッタリングにより、５４．０ｎｍの膜厚になるように成膜した。ＴａＢＮ膜の組成（原子比）は、Ｔａ：Ｂ：Ｎ＝７５：１２：１３であった。

【0158】

上記のように形成した第１の層（ＴａＢＮ膜）の波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ、消衰係数（屈折率虚部）ｋは、それぞれ以下の通りであった。
ＴａＢＮ膜：ｎ＝０．９５１、ｋ＝０．０３３

【0159】

上記のように形成した第１の層（ＴａＢＮ膜）の絶対反射率は２．３％（相対反射率３．４％）であり、位相差は１４３°であった。

【0160】

次に、第１の層の上に、Ｒｕを含む材料によって、第２の層（干渉層）を形成した。具体的には、Ｒｕターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気にて、ＤＣマグネトロンスパッタリングで４．５ｎｍの膜厚となるように成膜した。

【0161】

第１の層及び第２の層を合わせた積層膜（位相シフト膜）の相対反射率は８．４％（絶対反射率５．７％）であり、位相差は１８３°であった。

【0162】

以上により、基板の上に、保護膜、多層反射膜、及び積層膜（第１の層及び第２の層）が積層された反射型マスクブランクが得られた。この実施例３の反射型マスクブランクは、積層膜の態様が上記（２）である反射型マスクブランクである。

【0163】

実施例３の反射型マスクブランクにおいて、図３に示す方法で後述の反射型マスクを作製した。その際、Ｒｕ膜からなる第２の層（上層）は、Ｃｌ_２ガス及びＯ_２ガスを用いたドライエッチングによってエッチングを行った。ＴａＢＮ膜からなる第１の層（下層）は、Ｃｌ_２ガスを用いたドライエッチングによってエッチングを行った。

【0164】

［実施例４］
実施例４は、第１の層（下層）がＣｏＴａ膜であり、第２の層（上層）がＲｕ膜である積層膜を形成した実施例である。それ以外は、実施例１と同様である。

【0165】

すなわち、実施例４では、上記実施例１と同様に、ＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系ガラス基板の裏面に、ＣｒＮからなる裏面導電膜を形成し、反対側の基板の主表面上に、多層反射膜を形成し、多層反射膜の上に、Ｒｕ化合物を含む保護膜を形成した。

【0166】

次に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、保護膜の上に、ＣｏＴａ膜からなる第１の層を形成した。ＣｏＴａ膜は、ＣｏＴａターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気にて、５４．０ｎｍの膜厚で成膜した。ＣｏＴａ膜の含有比率は、Ｃｏ：Ｔａ＝５０：５０であった。

【0167】

上記のように形成した第１の層（ＣｏＴａ膜）の波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎ、消衰係数（屈折率虚部）ｋは、それぞれ以下であった。
ＣｏＴａ：ｎ＝０．９５０、ｋ＝０．０４７

【0168】

上記のように形成した第１の層（ＣｏＴａ膜）の絶対反射率は０．８％（相対反射率１．２％）であり、位相差は１２４°であった。

【0169】

次に、第１の層の上に、Ｒｕを含む材料によって、第２の層（干渉層）を形成した。具体的には、Ｒｕターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気にて、ＤＣマグネトロンスパッタリングで４．５ｎｍの膜厚となるように成膜した。

【0170】

第１の層及び第２の層を合わせた積層膜（位相シフト膜）の相対反射率は４．４％（絶対反射率３．０％）であり、位相差は１７８°であった。

【0171】

以上により、基板の上に、保護膜、多層反射膜、及び積層膜（第１の層及び第２の層）が積層された反射型マスクブランクが得られた。この実施例４の反射型マスクブランクは、積層膜の態様が上記（２）である反射型マスクブランクである。

【0172】

実施例４の反射型マスクブランクにおいて、図３に示す方法で後述の反射型マスクを作製した。その際、Ｒｕ膜からなる第２の層（上層）は、Ｃｌ_２ガス及びＯ_２ガスを用いたドライエッチングによってエッチングを行った。ＣｏＴａ膜からなる第１の層（下層）は、Ｃｌ_２ガスを用いたドライエッチングによってエッチングを行った。

【0173】

［参考例］
参考例として、Ｒｕ膜からなる第２の層（上層）を形成しなかった以外は、実施例１と同様に、反射型マスクブランクを製造した。

【0174】

［反射型マスクブランクの評価］
実施例１～４、及び、参考例の反射型マスクブランクを使用して、図５に示す反射型マスクを製造した。

【0175】

図５に示すように、反射型マスク２００は、複数のコンタクトホール２０６が密集して形成された領域であるパターン領域２０２と、そのパターン領域２０２の周辺の領域である非パターン領域２０４を有する。非パターン領域２０４は、絶対反射率２．５％以下のバイナリ型の膜によって被覆されている。

【0176】

すなわち、実施例１及び実施例２の反射型マスクブランクを用いた場合、非パターン領域２０４は、第１の層及び第２の層（バイナリ型）によって被覆されている。実施例３及び実施例４の反射型マスクブランクを用いた場合、非パターン領域２０４は、第１の層（バイナリ型）によって被覆されている。
一方、参考例の反射型マスクブランクにおいて、第１の層（下層）は位相シフト膜であり、バイナリ型として機能しない。そのため、参考例の反射型マスクブランクを用いた場合、非パターン領域２０４は、バイナリ型の膜によって被覆されない。

【0177】

図５の右側の拡大図に示すように、パターン領域２０２には、複数のコンタクトホール２０６が所定の間隔で形成されている。それぞれのコンタクトホール２０６の周囲には、位相シフト領域２０８が所定の幅で形成されている。位相シフト領域２０８のさらに外側には、バイナリ領域２１０が形成されている。

【0178】

コンタクトホール２０６においては、第１の層及び第２の層がエッチングによって除去されており、多層反射膜（保護膜を含む）が露出している。コンタクトホール２０６の周囲にある位相シフト領域２０８は、位相シフト膜によって被覆されている。位相シフト領域２０８の周囲にあるバイナリ領域２１０は、バイナリ型の膜によって被覆されている。

【0179】

すなわち、実施例１及び実施例２の反射型マスクブランクを用いた場合、位相シフト領域２０８は、第１の層（位相シフト膜）によって被覆されている。実施例３及び実施例４の反射型マスクブランクを用いた場合、位相シフト領域２０８は、第１の層及び第２の層（位相シフト膜）によって被覆されている。参考例の反射型マスクブランクを用いた場合、位相シフト領域２０８は、第１の層（位相シフト膜）によって被覆されている。

【0180】

また、実施例１及び実施例２の反射型マスクブランクを用いた場合、バイナリ領域２１０は、第１の層及び第２の層（バイナリ型）によって被覆されている。実施例３及び実施例４の反射型マスクブランクを用いた場合、バイナリ領域２１０は、第１の層（バイナリ型）によって被覆されている。
一方、参考例の反射型マスクブランクにおいて、第１の層（下層）は位相シフト膜であり、バイナリ型として機能しない。そのため、参考例の反射型マスクブランクを用いた場合、バイナリ領域２１０を形成することができない。

【0181】

上記のように製造された反射型マスクを用いて、半導体基板上のレジスト膜にパターンを転写した。その後、露光されたレジスト膜を現像することによって、レジストパターンを形成した。レジストパターンをマスクとして半導体基板をエッチングすることにより、半導体基板上に複数のコンタクトホールからなるパターンを形成した。

【0182】

実施例１～実施例４の反射型マスクブランクから製造された反射型マスクを使用して露光を行った場合には、半導体基板上に、複数のコンタクトホールからなるパターンを正確に転写することができた。

【0183】

また、レジスト膜が形成された１枚の半導体基板に対して、同じ反射型マスクを用いて、位置をずらしながら、複数回露光を行った。この場合でも、半導体基板上の、パターンを転写すべき領域に隣接する領域に反射光が漏れることを防止することができた。また、隣接する２つの領域の境界部付近のレジスト膜が、複数回の露光によって感光されてしまうことを防止することができた。

【0184】

一方、参考例の反射型マスクブランクから製造された反射型マスクを使用して露光を行った場合には、半導体基板上に、複数のコンタクトホールからなるパターンを正確に転写することができなかった。これは、位相シフトパターンからの反射光によって、本来であれば感光されるべきではない領域のレジスト膜が感光されてしまい、半導体基板上のレジスト膜にパターンを正確に転写することができなかったことが原因であると推察される。

【0185】

参考例の反射型マスクブランクから製造された反射型マスクにおいて、非パターン領域２０４は、バイナリ型の膜によって被覆されていない。そのため、１枚の半導体基板に対して位置をずらしながら複数回露光を行った場合には、半導体基板上の、パターンを転写すべき領域に隣接する領域に反射光が漏れてしまい、パターンを正確に転写することができなかった。また、隣接する２つの領域の境界部付近のレジスト膜が、複数回の露光によって感光されてしまうことを防止することができなかった。

【符号の説明】

【0186】

１０ 基板
１２ 多層反射膜
１４ 保護膜
１６ 積層膜
１８ 第１の層
２０ 第２の層
２２ 裏面導電膜
３０ 吸収層パターン
３２ 位相シフトパターン
４０ 積層膜パターン
４２ 吸収層パターン
１００ 反射型マスクブランク
２００ 反射型マスク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】