JP2015156494A - 反射型マスクブランク及びその製造方法、反射型マスク並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents

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

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Abstract

【課題】高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板や膜の表面粗さに起因する疑似欠陥検出を抑制し、異物や傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能な反射型マスクブランクを提供する。【解決手段】マスクブランク用基板１０の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜２１及び吸収体膜２４を含むマスクブランク用多層膜２６を有する反射型マスクブランク３０であって、前記反射型マスクブランク３０表面における１μｍ?１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）≰４．５ｎｍである。【選択図】図５

Description

本発明は、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板や膜の表面粗さに起因する疑似欠陥を抑制し、異物や傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能な反射型マスクブランク及びその製造方法、並びにその反射型マスクブランクを用いた反射型マスク及びその反射型マスクを用いる半導体装置の製造方法に関する。
近年、半導体産業において、半導体デバイスの高集積化に伴い、従来の紫外光を用いたフォトリソグラフィ法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされてきている。このような微細パターン形成を可能とするため、極紫外（Extreme Ultra Violet：以下、「ＥＵＶ」と呼ぶ。）光を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィー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。このＥＵＶリソグラフィーにおいて用いられる転写用マスクとして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。
当該反射型マスクは、基板と、当該基板上に形成された多層反射膜と、当該多層反射膜上に形成された吸収体膜とを有する反射型マスクブランクから、フォトリソグラフィ法等により吸収体パターンを形成することによって製造される。
以上のように、リソグラフィー工程での微細化に対する要求が高まることにより、そのリソグラフィー工程での課題が顕著になりつつある。その１つが、リソグラフィー工程で用いられるマスクブランク用基板や多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク等の欠陥情報に関する問題である。
マスクブランク用基板は、近年のパターンの微細化に伴う欠陥品質の向上や、転写用マスクに求められる光学的特性の観点から、より平滑性の高い基板が要求されている。
また、多層反射膜付き基板も、近年のパターンの微細化に伴う欠陥品質の向上や、転写用マスクに求められる光学的特性の観点から、より高い平滑性を有することが要求されている。多層反射膜は、マスクブランク用基板の表面上に高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層することで形成される。これらの各層は、一般にそれらの層の形成材料からなるスパッタリングターゲットを使用したスパッタリングにより形成されている。
スパッタリングの手法としては、放電でプラズマを作る必要がなく、多層反射膜中に不純物が混ざりにくい点や、イオン源が独立していて、条件設定が比較的容易等の点からイオンビームスパッタリングが好ましく実施されている。また、形成される各層の平滑性や面均一性の観点から、マスクブランク用基板主表面の法線（前記主表面に直交する直線）に対して大きな角度で、すなわち基板主表面に対してななめ若しくは平行に近い角度でスパッタ粒子を到達させて、高屈折率層及び低屈折率層を成膜している。
このような方法で多層反射膜付き基板を製造する技術として、特許文献１には、基板上にＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクの多層反射膜を成膜するに際し、基板をその中心軸を中心に回転させつつ、基板の法線と基板に入射するスパッタ粒子とがなす角度αの絶対値を３５度≦α≦８０度に保持してイオンビームスパッタリングを実施することが記載されている。
また、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクとして、特許文献２には、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層が、Ｔａ、Ｂ、Ｓｉ、Ｎを含有し、Ｂの含有率が１ａｔ％以上５ａｔ％未満、Ｓｉの含有率が１〜２５ａｔ％であり、ＴａとＮとの組成比（Ｔａ：Ｎ）が８：１〜１：１であることが記載されている。
特表２００９−５１０７１１号公報 特開２００７−３１１７５８号公報
ＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet）を使用したリソグラフィーにおける急速なパターンの微細化に伴い、反射型マスクであるＥＵＶマスクの欠陥サイズ（Defect Size）も年々微細になり、このような微細欠陥を発見するために、欠陥検査で使用する検査光源波長は露光光の光源波長に近づきつつある。
例えば、ＥＵＶマスクや、その原版であるＥＵＶマスクブランク、多層反射膜付き基板、及びサブストレートの欠陥検査装置としては、検査光源波長が２６６ｎｍの装置（例えば、レーザーテック社製のＥＵＶ露光用のマスク・サブストレート／ブランク欠陥検査装置「ＭＡＧＩＣＳ Ｍ７３６０」、１９３ｎｍ（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のＥＵＶ・マスク／ブランク欠陥検査装置「Ｔｅｒｏｎ６００シリーズ」、例えば「Ｔｅｒｏｎ６１０」）、検査光源波長が１３．５ｎｍの高感度欠陥検査装置が普及、又は提案されている。
また、従来のＥＵＶマスクに用いられる多層反射膜付き基板の多層反射膜は、例えば特許文献１に記載の方法で成膜することにより、基板上に存在する凹欠陥を低減する試みがなされている。しかし、いくら基板の凹欠陥起因の欠陥を低減できたとしても、上述した高感度欠陥検査装置の検出感度が高いため、多層反射膜の欠陥検査を行うと欠陥検出個数（欠陥検出個数＝致命欠陥個数＋疑似欠陥個数）が多く検出されるという問題が生じている。
また、従来のＥＵＶマスクに用いられる反射型マスクブランクの吸収体層（吸収体膜）は、例えば特許文献２に記載されているような組成比とすることで、吸収体層の成膜上の問題や、ＥＵＶ光や検査光の反射率の問題の解決を図っている。そして、吸収体層表面の表面粗さも、パターンの寸法精度悪化防止の観点から平滑化が良いとされている。しかし、いくら吸収体層の成膜上の問題を解決できたとしても、上述した検出感度が高い高感度欠陥検査装置を用いて、吸収体層の欠陥検査を行うと、欠陥検出個数が多く検出されるという問題が生じている。
ここでいう疑似欠陥とは、パターン転写に影響しない基板表面上や多層反射膜上、吸収体層上の許容される凹凸であって、高感度欠陥検査装置で検査した場合に、欠陥と誤判定されてしまうものをいう。欠陥検査において、このような疑似欠陥が多数検出されると、パターン転写に影響のある致命欠陥が多数の疑似欠陥に埋もれてしまい、致命欠陥を発見することができなくなる。例えば、現在普及しつつある検査光源波長が２６６ｎｍ、１９３ｎｍとする欠陥検査装置では、例えば１５２ｍｍ×１５２ｍｍのサイズの基板、多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクの欠陥検査領域（例えば、１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）において、欠陥検出個数が５０，０００個を超えてしまい、致命欠陥の有無を検査するのに支障をきたす。欠陥検査における致命欠陥の看過は、その後の半導体装置の量産過程において不良を引き起こし、無用な労力と経済的な損失をまねくことになる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板や膜の表面粗さに起因する疑似欠陥検出を抑制し、異物や傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能な反射型マスクブランク及びその製造方法、並びに反射型マスク及びその反射型マスクを使用した半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
また、本発明は、種々の波長の光を使用した高感度欠陥検査装置においても疑似欠陥を含む欠陥検出個数が少なく、特に反射型マスクブランクに要求される平滑性が達成され、同時に疑似欠陥を含む欠陥検出個数が少ないために致命欠陥を確実に検出することができる反射型マスクブランク及びその製造方法、並びに反射型マスク及びその反射型マスクを使用した半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、高感度欠陥検査装置の検査光源波長に対し、原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び最大高さ（Ｒｍａｘ）が影響を与えることを見出した。そこで、基板主表面に形成された膜（例えば、吸収体膜）の表面上の粗さ（凹凸）成分のうち、高感度欠陥検査装置が疑似欠陥と誤判定してしまう粗さ成分のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び最大高さ（Ｒｍａｘ）を特定し、これらを管理することで、欠陥検査における疑似欠陥検出の抑制と、致命欠陥の顕著化とを図ることができる。
また、反射型マスクブランクにおいては、従来、その表面粗さを低減する試みはなされていたが、高感度欠陥検査装置による疑似欠陥の検出との関連については、全く知られていなかった。
そこで、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
本発明は、下記の構成１〜６であることを特徴とする反射型マスクブランク、下記の構成７〜１６であることを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法、下記の構成１７であることを特徴とする反射型マスク、及び下記の構成１８であることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
（構成１）
本発明の構成１は、マスクブランク用基板の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含むマスクブランク用多層膜を有する反射型マスクブランクであって、前記マスクブランク用多層膜が形成されている前記反射型マスクブランク表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、前記反射型マスクブランクの表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．５ｎｍであることを特徴とする反射型マスクブランクである。
構成１によれば、前記マスクブランク用多層膜が形成されている前記反射型マスクブランク表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲とすることにより、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
（構成２）
本発明の構成２は、前記マスクブランク用多層膜が、多層反射膜の表面のうち、マスクブランク用基板とは反対側の表面に接して配置される保護膜を更に含むことを特徴とする構成１記載の反射型マスクブランクである。
構成２によれば、反射型マスクブランクが多層反射膜上に保護膜を有することにより、転写用マスク（ＥＵＶマスク）を製造する際の多層反射膜表面へのダメージを抑制することができるので、ＥＵＶ光に対する反射率特性が更に良好となる。また、反射型マスクブランクにおいて、高感度欠陥検査装置を使用しての保護膜表面の欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
（構成３）
本発明の構成３は、前記マスクブランク用多層膜が、前記吸収体膜の表面のうち、マスクブランク用基板とは反対側の表面に接して配置されるエッチングマスク膜を更に含むことを特徴とする構成１又は２記載の反射型マスクブランクである。
構成３によれば、吸収体膜とはドライエッチング特性が異なるエッチングマスク膜を用いることにより、吸収体膜に転写パターンを形成する際に、高精度の転写パターンを形成することができる。
（構成４）
本発明の構成４は、前記吸収体膜は、タンタルと窒素とを含有し、窒素の含有量が１０原子％以上５０原子％以下であることを特徴とする構成１乃至３の何れかに記載の反射型マスクブランクである。
構成４によれば、前記吸収体膜がタンタルと窒素とを含有し、窒素の含有量が１０原子％以上５０原子％以下であることにより、反射型マスクブランク表面における１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲となり、更に、吸収体膜を構成する結晶粒子の拡大を抑制できるので、吸収体膜をパターニングしたときのパターンエッジラフネスが低減される。
（構成５）
本発明の構成５は、前記吸収体膜の膜厚は６０ｎｍ以下であることを特徴とする構成１乃至４の何れかに記載の反射型マスクブランクである。
構成５によれば、前記吸収体膜の膜厚が６０ｎｍ以下であることにより、シャドーイング効果を小さくすることができると共に、吸収体膜の表面の最大高さ（Ｒａｘ）、及び１μｍ×１μｍの領域におけるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を良好な値にすることができ、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制させることができる反射型マスクブランクが得られる。
（構成６）
本発明の構成６は、前記吸収体膜は、該吸収体膜表面からの反射光と、前記吸収体膜が形成されていない前記多層反射膜または前記保護膜表面からの反射光との位相差が所定の位相差を有する位相シフト機能を有することを特徴とする構成１乃至５の何れかに記載の反射型マスクブランクである。
構成６によれば、吸収体膜は、該吸収体膜表面からの反射光と、吸収体膜が形成されていない多層反射膜または保護膜表面からの反射光との位相差が所定の位相差を有する位相シフト機能を有することにより、ＥＵＶ光による転写解像性が向上した反射型マスクのための原版である反射型マスクブランクが得られる。また、所望の転写解像性を得るのに必要な位相シフト効果を奏するために必要な吸収体の膜厚が従来よりも薄膜化することができるので、シャドーイング効果を小さくした反射型マスクブランクが得られる。
（構成７）
本発明の構成７は、マスクブランク用基板の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含むマスクブランク用多層膜を有する反射型マスクブランクの製造方法であって、前記マスクブランク用基板の主表面の上に、前記多層反射膜を形成する工程と、前記多層反射膜の上に、前記吸収体膜を形成する工程とを含み、前記マスクブランク用多層膜が形成されている前記反射型マスクブランク表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、前記反射型マスクブランクの表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．５ｎｍとなるように、雰囲気ガスの流量を制御することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法である。
構成７によれば、前記マスクブランク用多層膜が形成されている前記反射型マスクブランク表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲とすることにより、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる反射型マスクブランクを製造することができる。
（構成８）
本発明の構成８は、前記多層反射膜を形成する工程において、前記多層反射膜は、高屈折率材料のスパッタリングターゲット及び低屈折率材料のスパッタリングターゲットにイオンビームを交互に照射して、イオンビームスパッタリング法により形成されることを特徴とする構成７に記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成８によれば、多層反射膜を形成する工程において、所定のイオンビームスパッタリング法で多層反射膜を形成することにより、ＥＵＶ光に対する反射率特性が良好な多層反射膜を確実に得ることができる。
（構成９）
本発明の構成９は、前記吸収体膜を形成する工程において、前記吸収体膜は、吸収体膜材料のスパッタリングターゲットを用いる反応性スパッタリング法により形成され、反応性スパッタリングの際の雰囲気ガスに含まれる成分が含有されるように前記吸収体膜が形成されることを特徴とする構成７又は８に記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成９によれば、吸収体膜を形成する工程において、反応性スパッタリング法により吸収体膜を形成することにより、所定の組成の有する吸収体膜を得ることができる。反応性スパッタリング法による成膜の際に、雰囲気ガスの流量を調節することにより、吸収体膜を含むマスクブランク用多層膜が形成されている反射型マスクブランク表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲とするように、調節することができる。
（構成１０）
本発明の構成１０は、前記雰囲気ガスは、不活性ガスと、窒素ガスとを含有する混合ガスであることを特徴とする構成９に記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成１０によれば、反応性スパッタリング法により吸収体膜を形成する際の雰囲気ガスが、不活性ガスと、窒素ガスとを含有する混合ガスであることにより、窒素の流量を調節することができるので、適切な組成を有する吸収体膜を得ることができる。その結果、マスクブランク用多層膜の表面において、ベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲とする吸収体膜を、確実に得ることができる。
（構成１１）
本発明の構成１１は、前記吸収体膜は、タンタルを含む材料のスパッタリングターゲットを用いて形成されることを特徴とする構成７乃至１０の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成１１によれば、反応性スパッタリング法により吸収体膜を形成する際に、タンタルを含む材料のスパッタリングターゲットを用いて形成することによって、タンタルを含む適切な吸収をもつ吸収体膜を形成することができる。また、マスクブランク用多層膜の表面において、ベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲とする吸収体膜を、より確実に得ることができる。
（構成１２）
本発明の構成１２は、前記吸収体膜を形成する工程において、前記吸収体膜は、吸収体膜材料のスパッタリングターゲットを用いるスパッタリング法により形成され、前記吸収体膜表面が、前記最大高さ（Ｒｍａｘ）が４．５ｎｍ以下であり、且つ、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、前記反射型マスクブランクの表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．５ｎｍとなるように、前記吸収体膜の材料と膜厚を選定することを特徴とする構成７又は８に記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成１２によれば、吸収体膜を形成する工程において、吸収体膜の材料、膜厚を選定することにより、吸収体膜を含むマスクブランク用多層膜の表面の最大高さ（Ｒａｘ）、及び１μｍ×１μｍの領域のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係が所定の値の範囲となるように、調節することができる。
（構成１３）
本発明の構成１３は、前記吸収体膜の材料が窒素を含む材料とし、前記吸収体膜の膜厚が６０ｎｍ以下とすることを特徴とする構成１２記載の反射型マスクブランクの製造方法。
構成１３によれば、前記吸収体膜の材料が窒素を含む材料とし、前記吸収体膜の膜厚が６０ｎｍ以下とすることにより、シャドーイング効果を小さくすることができると共に、吸収体膜の表面の最大高さ（Ｒａｘ）、及び１μｍ×１μｍの領域のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を良好な値にすることができ、感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制させることができる反射型マスクブランクが得られる。
（構成１４）
本発明の構成１４は、前記多層反射膜の表面に接して配置される保護膜を形成する工程を更に含むことを特徴とする構成７乃至１３の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成１４によれば、保護膜を形成する工程を更に含むことにより、転写用マスク（ＥＵＶマスク）を製造する際の多層反射膜表面へのダメージを抑制することができるので、ＥＵＶ光に対する反射率特性が更に良好となる。また、製造される反射型マスクブランクにおいて、高感度欠陥検査装置を使用しての保護膜表面の欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
（構成１５）
本発明の構成１５は、前記保護膜は、保護膜材料のスパッタリングターゲットにイオンビームを照射する、イオンビームスパッタリング法により形成されることを特徴とする構成１４に記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成１５によれば、吸収体膜を形成する工程において、保護膜材料のスパッタリングターゲットを用い、イオンビームスパッタリング法により保護膜を形成することにより、保護膜表面の平滑化が得られるので、保護膜上に形成される吸収体膜や、更に吸収体膜上に形成されるエッチングマスク膜の表面を平滑化させることができるので好ましい。
（構成１６）
本発明の構成１６は、前記多層反射膜の表面に接して配置されるエッチングマスク膜を形成する工程を更に含むことを特徴とする構成７乃至１５の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成１６によれば、吸収体膜とはドライエッチング特性が異なるエッチングマスク膜を形成することにより、吸収体膜に転写パターンを形成する際に、高精度の転写パターンを形成することができる。
（構成１７）
本発明の構成１７は、構成１乃至６何れかに記載の反射型マスクブランク、又は構成７乃至１６の何れかに記載の製造方法により得られた反射型マスクブランクの前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射膜の上に吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスクである。
構成１７の反射型マスクによれば、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
（構成１８）
本発明の構成１８は、構成１７に記載の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィープロセスを行い、被転写体に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
構成１８の半導体装置の製造方法によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、異物や傷などの致命欠陥を排除した反射型マスクを使用できるので、半導体基板等の被転写体上に形成されたレジスト膜に転写する回路パターン等の転写パターンに欠陥がなく、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。
上述した本発明の反射型マスクブランク及び反射型マスクによれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板や膜の表面粗さに起因する疑似欠陥の検出を抑制し、異物や傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能となる。特に、ＥＵＶリソグラフィーに使用する反射型マスクブランク及び反射型マスクにおいては、疑似欠陥を抑制しつつ、基板主表面上に形成した多層反射膜は高い反射率が得られる。また、上述した本発明の反射型マスクブランクの製造方法によれば、上述の反射型マスクブランクを確実に製造することができる。
また、上述した半導体装置の製造方法によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、異物や傷などの致命欠陥を排除した反射型マスクを使用できるので、半導体基板等の被転写体上に形成する回路パターン等の転写パターンに欠陥がなく、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るマスクブランク用基板を示す斜視図である。図１（ｂ）は、本実施形態のマスクブランク用基板を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態に係る多層反射膜付き基板の構成の一例を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態に係る反射型マスクブランクの構成の一例を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態に係る反射型マスクの一例を示す断面模式図である。 本発明の一実施形態に係る反射型マスクブランクの構成の別の一例を示す断面模式図である。 本発明の実施例１及び比較例１の反射型マスクブランクの表面粗さのベアリングカーブ測定結果を示すグラフである。 実施例１のベアリングカーブ測定結果おいて、ＢＡ７０、ＢＡ３０、ＢＤ７０及びＢＤ３０を示すグラフである。 比較例１のベアリングカーブ測定結果おいて、ＢＡ７０、ＢＡ３０、ＢＤ７０及びＢＤ３０を示すグラフである。
本発明は、マスクブランク用基板の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含むマスクブランク用多層膜を有する反射型マスクブランクである。
図５は、本発明の反射型マスクブランク３０の一例を示す模式図である。本発明の反射型マスクブランク３０は、マスクブランク用基板１０の主表面の上に、マスクブランク用多層膜２６を有する。本明細書において、マスクブランク用多層膜２６とは、反射型マスクブランク３０において、マスクブランク用基板１０の主表面の上に積層して形成される、多層反射膜２１及び吸収体膜２４を含む複数の膜である。マスクブランク用多層膜２６は、更に、多層反射膜２１及び吸収体膜２４の間に形成される保護膜２２、及び／又は吸収体膜２４の表面に形成されるエッチングマスク膜２５を含むことができる。図５に示す反射型マスクブランク３０の場合には、マスクブランク用基板１０の主表面の上のマスクブランク用多層膜２６が、多層反射膜２１、保護膜２２、吸収体膜２４及びエッチングマスク膜２５を有している。なお、後述する説明では、エッチングマスク膜２５について、吸収体膜２４に転写パターンを形成した後、エッチングマスク膜２５を剥離することとしている。しかしながら、エッチングマスク膜２５を形成しない反射型マスクブランク３０において、吸収体膜２４を複数層の積層構造とし、この複数層を構成する材料が互いに異なるエッチング特性を有する材料にすることにより、エッチングマスク機能を持った吸収体膜２４とした反射型マスクブランク３０としてもよい。
本明細書において、「マスクブランク用基板１０の主表面の上に、マスクブランク用多層膜２６を有する」とは、マスクブランク用多層膜２６が、マスクブランク用基板１０の表面に接して配置されることを意味する場合の他、マスクブランク用基板１０と、マスクブランク用多層膜２６との間に他の膜を有することを意味する場合も含む。また、本明細書において、例えば「膜Ａが膜Ｂの表面に接して配置される」とは、膜Ａと膜Ｂとの間に他の膜を介さずに、膜Ａと膜Ｂとが直接、接するように配置されていることを意味する。
図３は、本発明の反射型マスクブランク３０の別の一例を示す模式図である。図３の反射型マスクブランク３０の場合には、マスクブランク用多層膜２６が、多層反射膜２１、保護膜２２及び吸収体膜２４を有しているが、エッチングマスク膜２５を有していない。
本発明の反射型マスクブランク３０は、マスクブランク用多層膜２６が形成されている反射型マスクブランク３０表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、かつ表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲とすることを特徴とする。
本発明の反射型マスクブランク３０によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板や膜の表面粗さに起因する疑似欠陥の検出を抑制し、異物や傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能となる。
次に、マスクブランク用多層膜２６が形成されている反射型マスクブランク３０の主表面の表面形態を示すパラメーターである表面粗さ（Ｒｍａｘ、Ｒｍｓ）と、ベアリングカーブ（ベアリングエリア（％）及びベアリング深さ（ｎｍ））との関係について以下に説明する。
まず、代表的な表面粗さの指標であるＲｍｓ（Root means square）は、二乗平均平方根粗さであり、平均線から測定曲線までの偏差の二乗を平均した値の平方根である。Ｒｍｓは下式（１）で表される。

式（１）において、ｌは基準長さであり、Ｚは平均線から測定曲線までの高さである。
同じく、代表的な表面粗さの指標であるＲｍａｘは、表面粗さの最大高さであり、粗さ曲線の山の高さの最大値と谷の深さの最大値との絶対値の差である。
Ｒｍｓ及びＲｍａｘは、従来からマスクブランク用基板１０の表面粗さの管理に用いられており、表面粗さを数値で把握できる点で優れている。しかし、これらＲｍｓ及びＲｍａｘは、いずれも高さの情報であり、微細な表面形状の変化に関する情報を含まない。
これに対して、ベアリングカーブは、反射型マスクブランク３０の主表面上の測定領域内における凹凸を任意の等高面（水平面）で切断し、この切断面積が測定領域の面積に占める割合をプロットしたものである。ベアリングカーブにより、反射型マスクブランク３０の表面粗さのばらつきを視覚化及び数値化することができる。
ベアリングカーブは、通常、縦軸をベアリングエリア（％）、横軸をベアリング深さ（ｎｍ）としてプロットされる。ベアリングエリア０（％）が、測定する反射型マスクブランク表面の最高点を示し、ベアリングエリア１００（％）が、測定する反射型マスクブランク表面の最低点を示す。したがって、ベアリングエリア０（％）の深さと、ベアリングエリア１００（％）の深さの差は、上述の表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）となる。尚、本発明では「ベアリング深さ」と呼んでいるが、これは「ベアリング高さ」と同義である。「ベアリング高さ」の場合は、上記と逆に、ベアリングエリア０（％）が、測定する反射型マスクブランク表面の最低点を示し、ベアリングエリア１００（％）が、測定する反射型マスクブランク表面の最高点を示す。以下、本実施形態の反射型マスクブランク３０におけるベアリングカーブの管理について説明する。
本発明の反射型マスクブランク３０は、マスクブランク用多層膜２６が形成されている反射型マスクブランク３０表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、反射型マスクブランク３０の表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．５ｎｍであることを特徴とする構成としてある。
すなわち、上述の（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）（単位：％／ｎｍ）は、ベアリングエリア３０％〜７０％におけるベアリングカーブの傾きを表すものであり、その傾きを６０（％／ｎｍ）以上とすることで、より浅いベアリング深さ（ｎｍ）でベアリングエリアが１００％に到達することになる。つまり、反射型マスクブランク３０の表面を構成する凹凸（表面粗さ）が、非常に高い平滑性を維持しつつ、非常に揃った表面形態となるため、欠陥検査において疑似欠陥の検出要因である凹凸（表面粗さ）のバラツキを低減することができるので、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
本発明において、前記１μｍ×１μｍの領域は、転写パターン形成領域の任意の箇所でよい。転写パターン形成領域は、マスクブランク用基板１０が６０２５サイズ（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の場合、例えば、反射型マスクブランク３０の表面の周縁領域を除外した１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域や、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域、１３２ｍｍ×１０４ｍｍの領域とすることができる、また、前記任意の箇所については、例えば、反射型マスクブランク３０の表面の中心の領域とすることができる。
また、本発明において、前記１μｍ×１μｍの領域は、マスクブランク用多層膜２６の膜表面の中心の領域とすることができる。例えば、反射型マスクブランク３０のマスクブランク用多層膜２６の膜表面が長方形の形状をしている場合には、前記中心とは前記長方形の対角線の交点である。すなわち、前記交点と前記領域における中心（領域の中心も前記膜表面の中心と同様である）とが一致する。
また、上述した１μｍ×１μｍの領域、転写パターン形成領域、任意の箇所については、場合によっては、マスクブランク用基板１０及び多層反射膜付き基板２０においても適用することができる。
反射型マスクブランク３０の表面は、疑似欠陥の検出を抑制する観点からは、主表面を構成する凹凸（表面粗さ）が非常に揃った表面形態であることが良く、好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６５（％／ｎｍ）、更に好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧８０（％／ｎｍ）、更に好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧９５（％／ｎｍ）、更に好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧１１０（％／ｎｍ）、更に好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧１２５（％／ｎｍ）、更に好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧１５０（％／ｎｍ）とすることが望ましい。また、同様の観点から、反射型マスクブランク３０の表面の表面粗さも高い平滑性を有することが良く、好ましくは、表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．２５ｎｍ、更に好ましくは最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．０ｎｍ、更に好ましくは最大高さ（Ｒｍａｘ）≦３．７５ｎｍ、更に好ましくは最大高さ（Ｒｍａｘ）≦３．５ｎｍ、更に好ましくは最大高さ（Ｒｍａｘ）≦３．０ｎｍ、更に好ましくは最大高さ（Ｒｍａｘ）≦２．７５ｎｍ、更に好ましくは最大高さ（Ｒｍａｘ）≦２．５ｎｍとすることが望ましい。
また、反射型マスクブランク３０の表面の表面粗さは、上述の最大高さ（Ｒｍａｘ）に加え、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）で管理することにより、例えば、反射型マスクブランク３０の表面上に形成される多層反射膜２１、保護膜２２、及び吸収体膜２４の反射率等の光学特性向上の観点から好ましい。反射型マスクブランク３０の表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）≦０．５ｎｍが好ましく、更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）≦０．４５ｎｍ、更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）≦０．４ｎｍ、更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）≦０．３ｎｍ、更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）≦０．２５ｎｍとすることが望ましい。
また、反射型マスクブランク３０の表面は、原子間力顕微鏡で測定して得られたベアリング深さと、得られたベアリング深さの頻度（％）との関係をプロットした度数分布図において、前記プロットした点より求めた近似曲線、あるいは前記プロットした点における最高頻度より求められる半値幅の中心に対応するベアリング深さの絶対値が、前記反射型マスクブランク表面の表面粗さにおける最大高さ（Ｒｍａｘ）の１／２（半分）に対応するベアリング深さの絶対値よりも小さい表面形態とすることが好ましい。この表面形態は、反射型マスクブランク３０の表面を構成する凹凸において、基準面に対して凸部よりも凹部を構成する割合が多い表面形態となる。したがって、反射型マスクブランク３０の表面上に複数の薄膜を積層する場合においては、前記主表面の欠陥サイズが小さくなる傾向となるので欠陥品質上好ましい。特に、前記主表面上に、後述する多層反射膜２１を形成する場合に特に効果が発揮される。さらには、吸収体膜２４の表面上、又はエッチングマスク膜２５の表面上においては、この上に塗布するレジスト膜との密着性がより高くなると考えられる。
本発明の反射型マスクブランク３０によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板や膜の表面粗さに起因する疑似欠陥の検出を抑制し、異物や傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能となる。
次に、本発明の反射型マスクブランク３０について、具体的に説明する。
[マスクブランク用基板１０]
まず、本発明の反射型マスクブランク３０の製造に用いることのできるマスクブランク用基板１０について以下に説明する。
図１（ａ）は、本発明の反射型マスクブランク３０の製造に用いることのできるマスクブランク用基板１０の一例を示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すマスクブランク用基板１０の断面模式図である。
マスクブランク用基板１０（又は、単に基板１０と称する場合がある。）は、矩形状の板状体であり、２つの対向主表面２と、端面１とを有する。２つの対向主表面２は、この板状体の上面及び下面であり、互いに対向するように形成されている。また、２つの対向主表面２の少なくとも一方は、転写パターンが形成されるべき主表面である。
端面１は、この板状体の側面であり、対向主表面２の外縁に隣接する。端面１は、平面状の端面部分１ｄ、及び曲面状の端面部分１ｆを有する。平面状の端面部分１ｄは、一方の対向主表面２の辺と、他方の対向主表面２の辺とを接続する面であり、側面部１ａ、及び面取斜面部１ｂを含む。側面部１ａは、平面状の端面部分１ｄにおける、対向主表面２とほぼ垂直な部分（Ｔ面）である。面取斜面部１ｂは、側面部１ａと対向主表面２との間における面取りされた部分（Ｃ面）であり、側面部１ａと対向主表面２との間に形成される。
曲面状の端面部分１ｆは、基板１０を平面視したときに、基板１０の角部１０ａ近傍に隣接する部分（Ｒ部）であり、側面部１ｃ及び面取斜面部１ｅを含む。ここで、基板１０を平面視するとは、例えば、対向主表面２と垂直な方向から、基板１０を見ることである。また、基板１０の角部１０ａとは、例えば、対向主表面２の外縁における、２辺の交点近傍である。２辺の交点とは、２辺のそれぞれの延長線の交点であってよい。本例において、曲面状の端面部分１ｆは、基板１０の角部１０ａを丸めることにより、曲面状に形成されている。
本発明の目的をより確実に達成するために、本発明の反射型マスクブランク３０に用いるマスクブランク用基板１０の主表面、及び、多層反射膜付き基板２０の多層反射膜２１の表面が、本発明の反射型マスクブランク３０の表面と同様に、上述の所定のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び所定の範囲の最大高さ（Ｒｍａｘ）を有していることが好ましい。
また、マスクブランク用基板１０の主表面は、触媒基準エッチングにより表面加工された表面とすることが好ましい。触媒基準エッチング（Catalyst Referred Etching：以下、ＣＡＲＥともいう）とは、被加工物（マスクブランク用基板１０）と触媒を処理液中に配置するか、被加工物と触媒との間に処理液を供給し、被加工物と触媒を接触させ、そのときに触媒上に吸着している処理液中の分子から生成された活性種によって被加工物を加工する表面加工方法である。尚、被加工物がガラスなどの固体酸化物からなる場合には、処理液を水とし、水の存在下で被加工物と触媒を接触させ、触媒と被加工物表面とを相対運動させる等することにより、加水分解による分解生成物を被加工物表面から除去し加工するものである。
マスクブランク用基板１０の主表面が、触媒基準エッチングにより、基準面である触媒表面に接触する凸部から選択的に表面加工される。そのため、主表面を構成する凹凸（表面粗さ）が、非常に高い平滑性を維持しつつ、非常に揃った表面形態となり、しかも、基準面に対して凸部よりも凹部を構成する割合が多い表面形態となる。したがって、前記主表面上に複数の薄膜を積層する場合においては、主表面の欠陥サイズが小さくなる傾向となるので、触媒基準エッチングによって表面処理することが欠陥品質上好ましい。特に、前記主表面上に、後述する多層反射膜２１を形成する場合に特に効果が発揮される。また、上述のように主表面を触媒基準エッチングによる表面処理することにより、上述の所定のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び所定の範囲の最大高さ（Ｒｍａｘ）の表面を比較的容易に形成することができる。
尚、基板１０の材料がガラス材料の場合、触媒としては、白金、金、遷移金属及びこれらのうち少なくとも一つを含む合金からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料を使用することができる。また、処理液としては、純水、オゾン水や水素水等の機能水、低濃度のアルカリ水溶液、及び低濃度の酸性水溶液からなる群より選択される少なくとも一種の処理液を使用することができる。
上記のように主表面のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び最大高さ（Ｒｍａｘ）を上記範囲にすることにより、例えば、レーザーテック社製のＥＵＶ露光用のマスク・サブストレート／ブランク欠陥検査装置「ＭＡＧＩＣＳ Ｍ７３６０」（検査光源波長：２６６ｎｍ）や、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のレチクル、オプティカル・マスク／ブランク及びＥＵＶ・マスク／ブランク欠陥検査装置「Ｔｅｒｏｎ６１０」（検査光源波長：１９３ｎｍ）による欠陥検査において、疑似欠陥の検出を大幅に抑制することができる。
尚、上記検査光源波長は、２６６ｎｍ、及び１９３ｎｍに限定されない。検査光源波長として、５３２ｎｍ、４８８ｎｍ、３６４ｎｍ、又は２５７ｎｍを使用しても構わない。
本発明の反射型マスクブランク３０に用いるマスクブランク用基板１０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ことが好ましい。ＥＵＶの反射型マスクブランク用基板１０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、又は１４２ｍｍ×１４２ｍｍ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、特に好ましくは０．０５μｍ以下である。更に好ましくは、基板１０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０．０３μｍ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ときの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、特に好ましくは０．５μｍ以下である。
ＥＵＶ露光用の反射型マスクブランク用基板１０の材料としては、低熱膨張の特性を有するものであれば何でもよい。例えば、低熱膨張の特性を有するＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス（２元系（ＳｉＯ２−ＴｉＯ２）及び３元系（ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＳｎＯ２等））、例えばＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ系の結晶化ガラスなどの所謂、多成分系ガラスを使用することができる。また、上記ガラス以外にシリコンや金属などの基板を用いることもできる。前記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。
上述のように、ＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の場合、基板に低熱膨張の特性が要求されるため、多成分系ガラス材料を使用する。しかしながら、多成分系ガラス材料は、合成石英ガラスと比較して高い平滑性を得にくいという問題がある。この問題を解決すべく、多成分系ガラス材料からなる基板上に、金属若しくは合金からなる薄膜、又は金属及び合金のいずれかに酸素、窒素、炭素の少なくとも一つを含有した材料からなる薄膜を形成する。そして、このような薄膜表面を鏡面研磨、表面処理することにより、上述の所定のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び所定の範囲の最大高さ（Ｒｍａｘ）の表面を比較的容易に形成することができる。
上記薄膜の材料としては、例えば、Ｔａ（タンタル）若しくはＴａを含有する合金、又はＴａ及びＴａを含有する合金のいずれかに酸素、窒素、炭素の少なくとも一つを含有したＴａ化合物が好ましい。Ｔａ化合物としては、例えば、ＴａＢ、ＴａＮ、ＴａＯ、ＴａＯＮ、ＴａＣＯＮ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯ、ＴａＢＯＮ、ＴａＢＣＯＮ、ＴａＨｆ、ＴａＨｆＯ、ＴａＨｆＮ、ＴａＨｆＯＮ、ＴａＨｆＣＯＮ、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＮ、ＴａＳｉＯＮ、及びＴａＳｉＣＯＮなどから選択したものを適用することができる。これらＴａ化合物のうち、窒素（Ｎ）を含有するＴａＮ、ＴａＯＮ、ＴａＣＯＮ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯＮ、ＴａＢＣＯＮ、ＴａＨｆＮ、ＴａＨｆＯＮ、ＴａＨｆＣＯＮ、ＴａＳｉＮ、ＴａＳｉＯＮ、ＴａＳｉＣＯＮから選択したものを用いることがより好ましい。尚、上記薄膜は、薄膜表面の高平滑性の観点から、好ましくはアモルファス構造とすることが望ましい。薄膜の結晶構造は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）により測定することができる。
尚、本発明では、上記に規定した所定のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び所定の範囲の最大高さ（Ｒｍａｘ）を得るための加工方法は、特に限定されるものではない。本発明は、反射型マスクブランク３０の表面のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び最大高さ（Ｒｍａｘ）を管理する点に特徴があり、例えば、後述する実施例に例示したような加工方法によって実現することができる。
[多層反射膜付き基板２０]
次に、本発明の反射型マスクブランク３０に用いることのできる多層反射膜付き基板２０について以下に説明する。
図２は、反射型マスクブランク３０に用いることのできる多層反射膜付き基板２０の一例を示す模式図である。
本実施形態の多層反射膜付き基板２０は、上記説明したマスクブランク用基板１０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２１を有する構造としている。この多層反射膜２１は、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスク４０においてＥＵＶ光を反射する機能を付与するものであり、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層反射膜２１の構成を取っている。
多層反射膜２１はＥＵＶ光を反射する限りその材質は特に限定されない。多層反射膜２１の単独での反射率は通常６５％以上であり、上限は通常７３％である。このような多層反射膜２１は、一般的には、高屈折率の材料からなる薄膜（高屈折率層）と、低屈折率の材料からなる薄膜（低屈折率層）とが、交互に４０〜６０周期程度積層された多層反射膜２１とすることができる。
例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜２１としては、Ｍｏ膜とＳｉ膜とを交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期多層膜とすることが好ましい。その他、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜２１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、及びＳｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜などから選択したものを用いることが可能である。
多層反射膜２１の形成方法は当該技術分野において公知である。例えば、マグネトロンスパッタリング法や、イオンビームスパッタリング法などにより、多層反射膜２１の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膜を基板１０上に成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜し、これを一周期として、４０〜６０周期積層して、多層反射膜２１を形成する。
本発明の反射型マスクブランク３０を製造する際、多層反射膜２１は、高屈折率材料のスパッタリングターゲット及び低屈折率材料のスパッタリングターゲットにイオンビームを交互に照射して、イオンビームスパッタリング法により形成されることが好ましい。所定のイオンビームスパッタリング法で多層反射膜２１を形成することにより、ＥＵＶ光に対する反射率特性が良好な多層反射膜２１を確実に得ることができる。
本発明の反射型マスクブランク３０は、マスクブランク用多層膜２６が、多層反射膜２１の表面のうち、マスクブランク用基板１０とは反対側の表面に接して配置される保護膜２２を更に含むことが好ましい。
上述のように形成された多層反射膜２１の上に、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスク４０の製造工程におけるドライエッチングやウェット洗浄からの多層反射膜２１の保護のため、保護膜２２（図３を参照）を形成することもできる。このように、マスクブランク用基板１０上に、多層反射膜２１と、保護膜２２とを有する形態も、本発明における多層反射膜付き基板２０とすることができる。
尚、上記保護膜２２の材料としては、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ−（Ｎｂ，Ｚｒ，Ｙ，Ｂ，Ｔｉ，Ｌａ，Ｍｏ）、Ｓｉ−（Ｒｕ，Ｒｈ，Ｃｒ，Ｂ）、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、及びＢ等から選択した材料を使用することができる。これらの材料のうち、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料を適用すると、多層反射膜２１の反射率特性がより良好となる。具体的には、保護膜２２の材料は、Ｒｕ、Ｒｕ−（Ｎｂ，Ｚｒ，Ｙ，Ｂ，Ｔｉ，Ｌａ，Ｍｏ）であることが好ましい。このような保護膜２２は、特に、吸収体膜２４をＴａ系材料とし、Ｃｌ系ガスのドライエッチングで当該吸収体膜２４をパターニングする場合に有効である。
尚、上記の多層反射膜付き基板２０において、多層反射膜２１又は保護膜２２の表面は、１μｍ×１μｍの領域を、原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、前記表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧２３０（％／ｎｍ）の関係式を満足し、かつ表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）≦１．５ｎｍとすることが好ましい。このような構成とすることにより、上述の検査光源波長を使用した高感度欠陥検査装置で多層反射膜付き基板２０の欠陥検査を行う場合、擬似欠陥の検出を大幅に抑制することができる。また、多層反射膜２１又は保護膜２２の表面の平滑性が向上し、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が小さくなるので、高反射率が得られるという効果もある。
多層反射膜２１又は保護膜２２の表面は、好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧２５０（％／ｎｍ）、更に好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧３００（％／ｎｍ）、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧３５０（％／ｎｍ）、更に好ましくは、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧４００（％／ｎｍ）、更に好ましくは、ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧４５０（％／ｎｍ）、更に好ましくは、ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧５００（％／ｎｍ）とすることが望ましい。また、同様の観点から、多層反射膜２１、保護膜２２の表面粗さは、好ましくは、表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）≦１．３ｎｍ、更に好ましくは、最大高さ（Ｒｍａｘ）≦１．２ｎｍ、更に好ましくは、最大高さ（Ｒｍａｘ）≦１．１ｎｍ、更に好ましくは、最大高さ（Ｒｍａｘ）≦１．０ｎｍとすることが望ましい。
上記範囲の基板１０の表面形態を保って、多層反射膜２１又は保護膜２２の表面が、上記範囲のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）にするには、多層反射膜２１を、基板１０の主表面の法線に対して斜めに高屈折率層と低屈折率層とが堆積するように、スパッタリング法により成膜することにより得られる。より具体的には、Ｍｏ等の低屈折率層の成膜のためのスパッタ粒子の入射角度と、Ｓｉ等の高屈折率層の成膜のためのスパッタ粒子の入射角度は、０度超４５度以下にして成膜すると良い。より好ましくは、０度超４０度以下、更に好ましくは、０度超３０度以下が望ましい。更には、多層反射膜２１上に形成する保護膜２２も多層反射膜２１の成膜後、連続して、基板１０の主表面の法線に対して斜めに保護膜２２が堆積するようにイオンビームスパッタリング法により形成することが好ましい。
また、多層反射膜付き基板２０において、基板１０の多層反射膜２１と接する面と反対側の面には、静電チャックの目的のために裏面導電膜２３（図３を参照）を形成することもできる。このように、マスクブランク用基板１０上の転写パターンが形成される側に多層反射膜２１と、保護膜２２とを有し、多層反射膜２１と接する面と反対側の面に裏面導電膜２３を有する形態も、本発明における多層反射膜付き基板２０とすることができる。尚、裏面導電膜２３に求められる電気的特性（シート抵抗）は、通常１００Ω／□以下である。裏面導電膜２３の形成方法は公知であり、例えば、マグネトロンスパッタリング法やイオンビームスパッタリング法により、Ｃｒ、Ｔａ等の金属や合金のターゲットを使用して形成することができる。
また、本実施形態の多層反射膜付き基板２０としては、基板１０と多層反射膜２１との間に下地層を形成しても良い。下地層は、基板１０の主表面の平滑性向上の目的、欠陥低減の目的、多層反射膜２１の反射率増強効果の目的、並びに多層反射膜２１の応力補正の目的で形成することができる。
[反射型マスクブランク３０]
次に、本発明の反射型マスクブランク３０について説明する。
図３は、本発明の反射型マスクブランク３０の一例を示す模式図である。
本発明の反射型マスクブランク３０は、上記説明した多層反射膜付き基板２０の保護膜２２上に、転写パターンとなる吸収体膜２４を形成した構成としてある。
上記吸収体膜２４は、露光光であるＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、反射型マスクブランク３０を使用して作製される反射型マスク４０において、上記多層反射膜２１、保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光との間に所望の反射率差を有するものであればよい。
例えば、ＥＵＶ光に対する吸収体膜２４の反射率は、０．１％以上４０％以下の間で設定される。また、上記反射率差に加えて、上記多層反射膜２１、保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光との間で所望の位相差を有するものであってもよい。尚、このような反射光間で所望の位相差を有する場合、反射型マスクブランク３０における吸収体膜２４を位相シフト膜と称する場合がある。上記反射光間で所望の位相差を設けて、得られる反射型マスクの反射光のコントラストを向上させる場合、位相差は１８０度±１０度の範囲に設定するのが好ましく、吸収体膜２４の反射率は、絶対反射率で１．５％以上３０％以下、多層反射膜２１及び／又は保護膜２２の表面に対する吸収体膜２４の反射率は、２％以上４０％以下に設定するのが好ましい。
上記吸収体膜２４は、単層でも積層構造であってもよい。積層構造の場合、同一材料の積層膜、異種材料の積層膜のいずれでもよい。積層膜は、材料や組成が膜厚方向に段階的及び／又は連続的に変化したものとすることができる。
上記吸収体膜２４の材料は、特に限定されるものではない。例えば、ＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、Ｔａ（タンタル）単体、又はＴａを主成分とする材料を用いることが好ましい。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２４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、例えば、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくともいずれかを含む材料、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、及びＴａとＧｅとＮを含む材料などから選択した材料を用いることができる。また例えば、ＴａにＢ、Ｓｉ及びＧｅ等から選択した少なくとも一つを加えることにより、アモルファス構造が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。更に、ＴａにＮ及び／又はＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることができる。上記の基板１０や、多層反射膜付き基板２０の表面形態を保ちつつ、吸収体膜２４の表面を上記範囲のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）にするには、吸収体膜２４を微結晶構造にするか、又はアモルファス構造にすることが好ましい。結晶構造については、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）により確認することができる。
具体的には、吸収体膜２４を形成するタンタルを含有する材料としては、例えば、タンタル金属、タンタルに、窒素、酸素、ホウ素及び炭素から選ばれる一以上の元素を含有し、水素を実質的に含有しない材料等が挙げられる。例えば、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＯＮ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯＮ、ＴａＣＮ、ＴａＣＯＮ、ＴａＢＣＮ及びＴａＢＯＣＮ等が挙げられる。前記材料については、本発明の効果が得られる範囲で、タンタル以外の金属を含有させてもよい。吸収体膜２４を形成するタンタルを含有する材料にホウ素を含有させると、吸収体膜２４をアモルファス構造（非晶質）になるように制御しやすい。
マスクブランクの吸収体膜２４は、タンタルと窒素を含有する材料で形成されることが好ましい。吸収体膜２４中の窒素含有量は、５０原子％以下であることが好ましく、３０原子％以下であることが好ましく、２５原子％以下であることがより好ましく、２０原子％以下であることが更に好ましい。吸収体膜２４中の窒素含有量は、５原子％以上であることが好ましい。
本発明の反射型マスクブランク３０では、吸収体膜２４が、タンタルと窒素とを含有し、窒素の含有量が１０原子％以上５０原子％以下であることが好ましく、より好ましくは１５原子％以上５０原子％以下、更に好ましくは３０原子％以上５０原子％以下が望ましい。吸収体膜２４がタンタルと窒素とを含有し、窒素の含有量が１０原子％以上５０原子％以下であることにより、吸収体膜２４の表面おいて、上述の所定のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び所定の範囲の最大高さ（Ｒｍａｘ）を得ることができ、更に、吸収体膜２４を構成する結晶粒子の拡大を抑制できるので、吸収体膜２４をパターニングしたときのパターンエッジラフネスが低減される。
本発明の反射型マスクブランク３０では、吸収体膜２４の膜厚は、多層反射膜２１、保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光との間に所望の反射率差を有するものとするために必要な膜厚に設定する。吸収体膜２４の膜厚は、シャドーイング効果を小さくするために、６０ｎｍ以下であることが好ましい。吸収体膜２４の膜厚が６０ｎｍであることにより、吸収体膜２４の表面の最大高さ（Ｒｍａｘ）をさらに小さくし、また、１μｍ×１μｍの領域で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係における（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値をさらに大きくすることができ、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制させることができる。
また、本発明の反射型マスクブランク３０では、上記吸収体膜２４は、上記多層反射膜２１、保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光との間に所望の位相差を有する位相シフト機能を持たせることができる。その場合、ＥＵＶ光による転写解像性が向上した反射型マスクのための原版である反射型マスクブランクが得られる。また、所望の転写解像性を得るのに必要な位相シフト効果を奏するために必要な吸収体の膜厚が従来よりも薄膜化することができるので、シャドーイング効果を小さくした反射型マスクブランクが得られる。
位相シフト機能を有する吸収体膜２４の材料は、特に限定されるものではない。例えば、上記に挙げたＴａ単体、又はＴａを主成分とする材料とすることができるし、それ以外の材料でも構わない。Ｔａ以外の材料としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＷが挙げられる。また、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＷのうち２以上の元素を含む合金を材料として用いることができ、これらの元素を材料とする層の積層膜とすることができる。また、これらの材料に窒素、酸素、及び炭素から選ばれる一以上の元素を含有しても良い。中でも窒素を含む材料とすることにより、吸収体膜の表面の最大高さ（Ｒｍａｘ）をさらに小さくし、また、１μｍ×１μｍの領域で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係における（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値を大きくすることができ、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制させることができる反射型マスクブランクが得られるので好ましい。尚、吸収体膜２４を積層膜とする場合、同一材料の層の積層膜や、異種材料の層の積層膜としても良い。吸収体膜２４を異種材料の層の積層膜とした場合、この複数層を構成する材料が互いに異なるエッチング特性を有する材料にして、エッチングマスク機能を持った吸収体膜２４としてもよい。
本発明の反射型マスクブランク３０の最表面が吸収体膜２４の場合、吸収体膜２４の表面における１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲となるようにする。このような構造を有する本発明の反射型マスクブランク３０によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板や膜の表面粗さに起因する疑似欠陥の検出を抑制し、異物や傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能となる。
尚、本発明の反射型マスクブランク３０は、図３に示す構成に限定されるものではない。例えば、上記吸収体膜２４の上に、吸収体膜２４をパターニングするためのマスクとなるレジスト膜を形成することもでき、レジスト膜付き反射型マスクブランク３０も、本発明の反射型マスクブランク３０とすることができる。尚、吸収体膜２４の上に形成するレジスト膜は、ポジ型でもネガ型でも構わない。また、電子線描画用でもレーザー描画用でも構わない。更に、吸収体膜２４と前記レジスト膜との間に、いわゆるハードマスク膜（エッチングマスク膜）を形成することもでき、この態様も本発明における反射型マスクブランク３０とすることができる。
本発明の反射型マスクブランク３０は、マスクブランク用多層膜２６が、吸収体膜２４の表面のうち、マスクブランク用基板１０とは反対側の表面に接して配置されるエッチングマスク膜２５を更に含むことが好ましい。図５に示す反射型マスクブランク３０の場合には、マスクブランク用基板１０の主表面の上のマスクブランク用多層膜２６が、多層反射膜２１、保護膜２２及び吸収体膜２４に加えて、更にエッチングマスク膜２５を有している。本発明の反射型マスクブランク３０は、図５に示す反射型マスクブランク３０のマスクブランク用多層膜２６の最表面に、更にレジスト膜を有することができる。
具体的には、本発明の反射型マスクブランク３０は、吸収体膜２４の材料が、Ｔａ単体、又はＴａを主成分とする材料を用いる場合、吸収体膜２４上にクロムを含有する材料からなるエッチングマスク膜２５が形成された構造となっていることが好ましい。このような構造の反射型マスクブランク３０とすることにより、吸収体膜２４に転写パターンを形成後、エッチングマスク膜２５を塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングで剥離しても、吸収体膜２４パターンの光学的特性が良好な反射型マスク４０を作製することができる。また、吸収体膜２４に形成された転写パターンのラインエッジラフネスが良好な反射型マスク４０を作製することができる。
エッチングマスク膜２５を形成するクロムを含有する材料としては、例えば、クロムに、窒素、酸素、炭素及びホウ素から選ばれる一以上の元素を含有する材料等が挙げられる。例えば、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮ、ＣｒＢＮ、ＣｒＢＯＮ、ＣｒＢＣＮ及びＣｒＢＯＣＮ等が挙げられる。前記材料については、本発明の効果が得られる範囲で、クロム以外の金属を含有させてもよい。エッチングマスク膜２５の膜厚は、転写パターンを精度よく吸収体膜２４に形成するエッチングマスクとしての機能を得る観点から、３ｎｍ以上であることが望ましい。また、エッチングマスク膜２５の膜厚は、レジスト膜の膜厚を薄くする観点から、１５ｎｍ以下であることが望ましい。
本発明の反射型マスクブランク３０の最表面がエッチングマスク膜２５の場合、反射型マスクブランク３０の最表面が吸収体膜２４である場合と同様に、エッチングマスク膜２５の表面における１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係を所定の関係とし、表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）を所定の範囲となるようにする。このような構造を有する本発明の反射型マスクブランク３０によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板や膜の表面粗さに起因する疑似欠陥の検出を抑制し、異物や傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能となる。
次に、本発明の反射型マスクブランク３０の製造方法について説明する。
本発明は、マスクブランク用基板１０の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜２１及び吸収体膜２４を含むマスクブランク用多層膜２６を有する反射型マスクブランク３０の製造方法である。本発明の反射型マスクブランク３０の製造方法は、マスクブランク用基板１０の主表面の上に、多層反射膜２１を形成する工程と、多層反射膜２１の上に、吸収体膜２４を形成する工程とを含む。本発明の反射型マスクブランク３０の製造方法では、反射型マスクブランク３０の表面が、その表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、反射型マスクブランク３０の表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．５ｎｍとなるように、吸収体膜２４を形成する。
本発明の反射型マスクブランク３０の表面において、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）を６０（％／ｎｍ）以上（好ましくは６５（％／ｎｍ）以上、より好ましくは８０（％／ｎｍ）以上、更に好ましくは９５（％／ｎｍ）以上、更に好ましくは１１０（％／ｎｍ）以上）、更に好ましくは１２５（％／ｎｍ）以上、特に好ましくは１５０（％／ｎｍ）以上とし、表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）を４．５ｎｍ以下（好ましくは４．２５ｎｍ以下、より好ましくは４．０ｎｍ以下、更に好ましくは３．７５ｎｍ以下）、更に好ましくは３．５ｎｍ以下、更に好ましくは３．０ｎｍ以下、更に好ましくは２．７５ｍｎ以下、特に好ましくは２．５ｎｍ以下にすることにより、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる反射型マスクブランク３０を製造することができる。
本発明の反射型マスクブランク３０の製造方法では、吸収体膜２４を形成する工程において、吸収体膜２４は、吸収体膜２４に含まれる材料からなるスパッタリングターゲットを用いる反応性スパッタリング法により形成され、反応性スパッタリングの際の雰囲気ガスに含まれる成分が含有されるように吸収体膜２４が形成されることが好ましい。反応性スパッタリング法による成膜の際に、雰囲気ガスの流量を調節することにより、吸収体膜２４を含むマスクブランク用多層膜２６の表面において、上述の所定のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び所定の範囲の最大高さ（Ｒｍａｘ）となるように、調節することができる。
反応性スパッタリング法により吸収体膜２４を形成する場合、雰囲気ガスは、不活性ガスと、窒素ガスとを含有する混合ガスであることが好ましい。この場合には、窒素の流量を調節することができるので、適切な組成を有する吸収体膜２４を得ることができる。その結果、マスクブランク用多層膜２６の表面において、上述の所定のベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係、及び所定の範囲の最大高さ（Ｒｍａｘ）を有する吸収体膜２４を、確実に得ることができる。
本発明の反射型マスクブランク３０の製造方法では、吸収体膜２４は、タンタルを含む材料のスパッタリングターゲットを用いて形成されることが好ましい。この結果、タンタルを含む、適切な露光光の吸収をもつ吸収体膜２４を形成することができる。
本発明の反射型マスクブランク３０の製造方法では、吸収体膜２４を形成する工程において、吸収体膜２４は、吸収体膜材料のスパッタリングターゲットを用いるスパッタリング法により形成され、吸収体膜２４の表面が、最大高さ（Ｒｍａｘ）が４．５ｎｍ以下であり、且つ、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、前記反射型マスクブランクの表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）が６０（％／ｎｍ）以上となるように材料と膜厚を選定する。上記吸収体膜２４の材料は上記に挙げた材料から選定され、吸収体膜２４の膜厚は、多層反射膜２１、保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光との間に所望の反射率差を有するものとするために必要な膜厚で設定される。吸収体膜２４の膜厚は、６０ｎｍ以下の範囲で設定することが好ましい。
本発明の反射型マスクブランク３０の製造方法は、多層反射膜２１の表面に接して配置される保護膜２２を形成する工程を更に含むことが好ましい。保護膜２２を形成することにより、転写用マスク（ＥＵＶマスク）を製造する際の多層反射膜２１の表面へのダメージを抑制することができるので、ＥＵＶ光に対する反射率特性が更に良好となる。また、製造される反射型マスクブランク３０において、高感度欠陥検査装置を使用しての保護膜２２の表面の、欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
保護膜２２は、保護膜２２材料のスパッタリングターゲットにイオンビームを照射する、イオンビームスパッタリング法により形成されることが好ましい。イオンビームスパッタリング法によって、保護膜２２表面の平滑化が得られるので、保護膜２２上に形成される吸収体膜２４や、更に吸収体膜２４上に形成されるエッチングマスク膜２５の表面を平滑化させることができる。
本発明の反射型マスクブランク３０の製造方法は、吸収体膜２４の表面に接して配置されるエッチングマスク膜２５を形成する工程を更に含むことが好ましい。吸収体膜２４とはドライエッチング特性が異なるエッチングマスク膜２５を形成することにより、吸収体膜２４に転写パターンを形成する際に、高精度の転写パターンを形成することができる。
[反射型マスク４０]
次に、本発明の一実施形態に係る反射型マスク４０について以下に説明する。
図４は、本実施形態の反射型マスク４０を示す模式図である。
本発明の反射型マスク４０は、上記の反射型マスクブランク３０における吸収体膜２４をパターニングして、上記多層反射膜２１上又は上記保護膜２２上に吸収体パターン２７を形成した構成である。本実施形態の反射型マスク４０は、ＥＵＶ光等の露光光で露光すると、マスク表面で吸収体膜２４のある部分では露光光が吸収され、それ以外の吸収体膜２４を除去した部分では露出した保護膜２２及び多層反射膜２１で露光光が反射されることにより、リソグラフィー用の反射型マスク４０として使用することができる。本発明の反射型マスク４０により、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
[半導体装置の製造方法]
以上説明した反射型マスク４０と、露光装置を使用したリソグラフィープロセスにより、半導体基板等の被転写体上に形成されたレジスト膜に、反射型マスク４０の吸収体パターン２７に基づく回路パターン等の転写パターンを転写し、その他種々の工程を経ることで、半導体基板等の被転写体上に種々の転写パターン等が形成された半導体装置を製造することができる。
本発明の半導体装置の製造方法によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、異物や傷などの致命欠陥を排除した反射型マスク４０を使用できるので、半導体基板等の被転写体上に形成されたレジスト膜に転写する回路パターン等の転写パターンに欠陥がなく、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。
尚、上述のマスクブランク用基板１０、多層反射膜付き基板２０、反射型マスクブランク３０に、基準マークを形成し、この基準マークと、上述の高感度欠陥検査装置で検出された致命欠陥の位置を座標管理することができる。得られた致命欠陥の位置情報（欠陥データ）に基づいて、反射型マスク４０を作製するときに、上述の欠陥データと被転写パターン（回路パターン）データとを元に、致命欠陥が存在している箇所に吸収体パターン２７が形成されるように描画データを補正して、欠陥を低減させることができる。
次に、本実施の形態に係る反射型マスクブランク３０及び反射型マスク４０を製造した例を実施例として説明する。
まず、ＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の表面に、多層反射膜２１及び吸収体膜２４を以下に述べるように成膜して、実施例試料１〜５及び比較例試料１〜４の多層反射膜付き基板２０を製造した。
＜マスクブランク用基板１０の作製＞
マスクブランク用基板１０として、大きさが１５２ｍｍ×１５２ｍｍ、厚さが６．３５ｍｍのＳｉＯ２−ＴｉＯ２系のガラス基板を準備し、両面研磨装置を用いて、当該ガラス基板の表裏面を、酸化セリウム砥粒やコロイダルシリカ砥粒により段階的に研磨した後、低濃度のケイフッ酸で表面処理した。これにより得られたガラス基板表面の表面粗さを原子間力顕微鏡で測定したところ、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）は０．５ｎｍであった。
当該ガラス基板の表裏面における１４８ｍｍ×１４８ｍｍの領域の表面形状（表面形態、平坦度）、ＴＴＶ（板厚ばらつき）を、波長変調レーザーを用いた波長シフト干渉計で測定した。その結果、ガラス基板の表裏面の平坦度は２９０ｎｍ（凸形状）であった。ガラス基板表面の表面形状（平坦度）の測定結果は、測定点ごとにある基準面に対する高さの情報としてコンピュータに保存するとともに、ガラス基板に必要な表面平坦度の基準値５０ｎｍ（凸形状）、裏面平坦度の基準値５０ｎｍと比較し、その差分（必要除去量）をコンピュータで計算した。
次いで、ガラス基板面内を加工スポット形状領域ごとに、必要除去量に応じた局所表面加工の加工条件を設定した。事前にダミー基板を用いて、実際の加工と同じようにダミー基板を、一定時間基板を移動させずにスポットで加工し、その形状を上記表裏面の表面形状を測定する装置と同じ測定機にて測定し、単位時間当たりにおけるスポットの加工体積を算出する。そして、スポットの情報とガラス基板の表面形状の情報より得られた必要除去量に従い、ガラス基板をラスタ走査する際の走査スピードを決定した。
設定した加工条件に従い、磁気流体による基板仕上げ装置を用いて、磁気粘弾性流体研磨（Magneto Rheological Finishing : MRF）加工法により、ガラス基板の表裏面平坦度が上記の基準値以下となるように局所表面加工処理をして表面形状を調整した。尚、このとき使用した磁気粘弾性流体は、鉄成分を含んでおり、研磨スラリーは、研磨剤として酸化セリウムを約２ｗｔ％含むアルカリ水溶液を用いた。その後、ガラス基板を濃度約１０％の塩酸水溶液（温度約２５℃）が入った洗浄槽に約１０分間浸漬した後、純水によるリンス、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）乾燥を行った。
尚、本発明におけるマスクブランク用基板１０の局所加工方法は、上述した磁気粘弾性流体研磨加工法に限定されるものではない。ガスクラスターイオンビーム（Gas Cluster Ion Beams : GCIB）や局所プラズマを使用した加工方法であってもよい。
その後、局所表面加工処理の仕上げ研磨として、表面粗さ改善を目的として、コロイダルシリカ砥粒を用いた両面タッチ研磨を行った後、触媒基準エッチング法（ＣＡＲＥ：Catalyst Referred Etching）による表面加工を行った。このＣＡＲＥは、以下の加工条件で行った。
加工液：純水
触媒：白金
基板回転数：１０．３回転／分
触媒定盤回転数：１０回転／分
加工時間：５０分
加工圧：２５０ｈＰａ
その後、ガラス基板の端面をスクラブ洗浄した後、当該基板を王水（温度約６５℃）が入った洗浄槽に約１０分間浸漬させ、その後、純水によるリンス、乾燥を行った。尚、王水による洗浄は、ガラス基板の表裏面に触媒である白金の残留物がなくなるまで、複数回行った。
上述のようにして得られたＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の主表面において、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所の１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定したところ、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）は０．０４０ｎｍ、表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）は０．４０ｎｍであった。
上述のマスクブランク用基板１０の主表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定した結果、ベアリングエリア３０％（ＢＡ３０）に対応するベアリング深さＢＤ３０は、０．３２２ｎｍであった。また、ベアリングエリア７０％（ＢＡ７０）に対応するベアリング深さＢＤ７０は、０．４１０ｎｍであった。この値を（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）に代入すると、（７０−３０）／（０．４１０−０．３２２）＝４５５（％／ｎｍ）であった。
検査光源波長１９３ｎｍの高感度欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製「Ｔｅｒｏｎ６１０」）を使用して、球相当直径ＳＥＶＤ（Sphere Equivalent Volume Diameter）で２１．５ｎｍの欠陥を検出できる検査感度条件で、上述のＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の主表面における１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を欠陥検査した。この結果、疑似欠陥を含む欠陥検出個数は、合計３７０個であり、従来の欠陥検出個数５０，０００個超と比較して疑似欠陥が大幅に抑制された。合計３７０個程度の欠陥検出個数であれば、異物や傷などの致命欠陥の有無を容易に検査することができる。
また、検査光源波長２６６ｎｍの高感度欠陥検査装置（レーザーテック社製「ＭＡＧＩＣＳ Ｍ７３６０」）を使用して、最高の検査感度条件で、上述のＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の主表面における１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を欠陥検査した結果、欠陥検出個数の合計は、いずれも５０，０００個を下回り、致命欠陥の検査が可能であった。
＜実施例試料１〜５及び比較例試料１〜４の作製＞
Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットを使用して、イオンビームスパッタリングによりＭｏ層（低屈折率層、厚み２．８ｎｍ）及びＳｉ層（高屈折率層、厚み４．２ｎｍ）を交互積層し（積層数４０ペア）、多層反射膜２１を上述のガラス基板上に形成した。イオンビームスパッタリング法による多層反射膜２１の成膜の際、イオンビームスパッタリングにおけるガラス基板の主表面の法線に対するＭｏ及びＳｉスパッタ粒子の入射角度は３０度、イオンソースのガス流量は８ｓｃｃｍとした。
多層反射膜２１の成膜後、更に連続して多層反射膜２１上にイオンビームスパッタリングによりＲｕ保護膜２２（膜厚２．５nm）を成膜して多層反射膜付き基板２０とした。イオンビームスパッタリング法によるＲｕ保護膜２２の成膜の際、基板の主表面の法線に対するＲｕスパッタ粒子の入射角度は４０度、イオンソースのガス流量は８ｓｃｃｍとした。
次に、上述した多層反射膜付き基板２０の保護膜２２表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、吸収体膜２４を成膜した。実施例試料１〜４及び比較例試料１〜３の場合には、表１に示すように、単層のＴａＮ膜を吸収体膜２４とした。実施例試料５及び比較例試料４の場合には、表２に示すように、吸収層であるＴａＢＮ膜及び低反射層であるＴａＢＯ膜の二層からなる積層膜を吸収体膜２４とした。
実施例試料１〜４及び比較例試料１〜３の吸収体膜２４（ＴａＮ膜）の成膜方法は、次のとおりである。すなわち、上述した多層反射膜付き基板２０の保護膜２２表面上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、ＴａＮ膜を成膜した。具体的には、Ｔａターゲット（多軸圧延ターゲット）を多層反射膜付き基板２０の保護膜２２表面に対向させ、Ａｒガス及びＮ２ガスの混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。表１に、実施例試料１〜４及び比較例試料１〜３のＴａＮ膜を成膜する際のＡｒガス及びＮ２ガスの流量等の成膜条件を示す。成膜後、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ法）により、ＴａＮ膜の元素組成を測定した。表１に、ＸＰＳ法により測定した実施例試料１〜４及び比較例試料１〜３のＴａＮ膜の元素組成を、ＴａＮ膜の膜厚と共に示す。尚、上記ＴａＮ膜の結晶構造をＸ線回折装置（ＸＲＤ）により測定したところ、微結晶構造であった。以上のようにして、実施例試料１〜４及び比較例試料１〜３の吸収体膜２４（ＴａＮ膜）を成膜した。
実施例試料５及び比較例試料４の吸収体膜２４（吸収層であるＴａＢＮ膜及び低反射層であるＴａＢＯ膜の二層からなる積層膜）の成膜方法は、次のとおりである。すなわち、上述した多層反射膜付き基板２０の保護膜２２表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、吸収層としてＴａＢＮ膜を成膜した。このＴａＢＮ膜は、ＴａＢ混合焼結ターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０、原子比）に多層反射膜付き基板２０を対向させ、Ａｒガス及びＮ２ガスの混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。表２に、実施例試料５及び比較例試料４のＴａＢＮ膜を成膜する際のＡｒガス及びＮ２ガスの流量等の成膜条件を示す。成膜後、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ法）により、ＴａＢＮ膜の元素組成を測定した。表２に、ＸＰＳ法により測定した実施例試料５及び比較例試料４のＴａＢＮ膜の元素組成を、ＴａＢＮ膜の膜厚と共に示す。尚、上記ＴａＢＮ膜の結晶構造をＸ線回折装置（ＸＲＤ）により測定したところ、アモルファス構造であった。
実施例試料５及び比較例試料４では、次に、ＴａＢＮ膜の上に更に、Ｔａ、Ｂ及びＯを含むＴａＢＯ膜（低反射層）を、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によって形成した。このＴａＢＯ膜は、第１膜のＴａＢＮ膜と同様に、ＴａＢ混合焼結ターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０、原子比）に多層反射膜付き基板２０を対向させ、Ａｒ及びＯ２の混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。表２に、実施例試料５及び比較例試料４のＴａＢＯ膜を成膜する際のＡｒガス及びＯ２ガスの流量等の成膜条件を示す。成膜後、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ法）により、ＴａＢＯ膜の元素組成を測定した。表２に、ＸＰＳ法により測定した実施例試料５及び比較例試料４のＴａＢＯ膜の元素組成を、ＴａＢＯ膜の膜厚と共に示す。尚、上記ＴａＢＯ膜の結晶構造をＸ線回折装置（ＸＲＤ）により測定したところ、アモルファス構造であった。以上のようにして、実施例試料５及び比較例試料４の吸収体膜２４（積層膜）を成膜した。
実施例試料１〜５及び比較例試料１〜４として得られたＥＵＶ露光用の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所（具体的には、転写パターン形成領域の中心）の１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定した。表１及び表２に、原子間力顕微鏡による測定によって得られた表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）、及びベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときの、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値（％／ｎｍ）を示す。
参考のため、図６に、実施例試料１及び比較例試料１のベアリングカーブ測定結果を示す。図６において、縦軸はベアリングエリア（％）、横軸はベアリング深さ（ｎｍ）である。参考のため、図７及び図８に、実施例試料１及び比較例試料１のベアリングカーブ測定結果おいて、ＢＡ７０、ＢＡ３０、ＢＤ７０及びＢＤ３０を示す。図７に示す実施例試料１の場合には、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値が１１２．３（％／ｎｍ）であった。一方、図７に示す比較例試料１の場合には、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値が７６．０（％／ｎｍ）であり、実施例試料１の場合と比べて低かった。
表１及び表２に示すとおり、実施例試料１〜５の吸収体膜２４の表面の１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングカーブの（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値は、６９．２（％／ｎｍ）以上であった。一方、比較例試料２及び３の吸収体膜２４の表面の１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングカーブの（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値は５８．６（％／ｎｍ）以下であった。
したがって、表１及び表２に示すとおり、実施例試料１〜５の吸収体膜２４の表面のベアリングカーブの（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値は、６０（％／ｎｍ）以上であった。一方、比較例試料２及び３の吸収体膜２４の表面のベアリングカーブの（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値は、６０（％／ｎｍ）未満だった。
また、表１及び表２に示すとおり、実施例試料１〜５の吸収体膜２４の表面の１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られる表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）は、４．５ｎｍ以下であった。一方、比較例試料１〜４の吸収体膜２４の表面の１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られる表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）は、４．５ｎｍより大きかった。
検査光源波長１９３ｎｍの高感度欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製「Ｔｅｒｏｎ６１０」）を使用して、球相当直径ＳＥＶＤ（Sphere Equivalent Volume Diameter）で２１．５ｎｍの欠陥を検出できる検査感度条件で、実施例試料１〜５及び比較例試料１〜４の吸収体膜２４の表面における１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を欠陥検査した。尚、球相当直径ＳＥＶＤは、欠陥の面積を（Ｓ）、欠陥の高さを（ｈ）としたときに、ＳＥＶＤ＝２（３Ｓ／４πｈ）1/3の式により算出することができる。欠陥の面積（Ｓ）、欠陥の高さ（ｈ）は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定することができる。
表１及び表２に、球相当直径ＳＥＶＤの測定による、実施例試料１〜５及び比較例試料１〜４の吸収体膜２４の表面の、疑似欠陥を含む欠陥検出個数を示す。実施例試料１〜５では、欠陥検出個数が最大でも合計１８，５７２個（実施例試料５）であり、従来の欠陥検出個数５０，０００個超と比較して疑似欠陥が大幅に抑制された。合計１８，５７２個程度の欠陥検出個数であれば、異物や傷などの致命欠陥の有無を容易に検査することができる。これに対して、比較例試料１〜４では、欠陥検出個数が最低でも合計５８，１１３個（比較例試料４）であり、異物や傷などの致命欠陥の有無を検査することができなかった。
＜反射型マスクブランク３０の作製：実施例１及び２並びに比較例１及び２＞
実施例１及び２並びに比較例１及び２の反射型マスクブランク３０を、表３に示すような条件で作製した。すなわち、実施例試料１〜５及び比較例試料１〜４の場合と同様に、ＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の表面に多層反射膜２１を成膜した。その後、多層反射膜２１の表面に、保護膜２２を成膜し、保護膜２２上に表３に示す吸収体膜２４を成膜した。更にマスクブランク用基板１０の裏面に裏面導電膜２３を成膜することにより、実施例１及び２並びに比較例１及び２の反射型マスクブランク３０を製造した。
尚、実施例１及び２並びに比較例１及び２に用いる多層反射膜付き基板２０の保護膜２２及び多層反射膜２１に対して、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の外側４箇所に、上記欠陥の位置を座標管理するための基準マークを集束イオンビームにより形成した。
裏面導電膜２３は、次のように形成した。すなわち、実施例１及び２並びに比較例１及び２に用いる多層反射膜付き基板２０の多層反射膜２１を形成していない裏面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、裏面導電膜２３を形成した。当該裏面導電膜２３は、Ｃｒターゲットを多層反射膜付き基板２０の裏面に対向させ、Ａｒ及びＮ２の混合ガス（Ａｒ：Ｎ２＝９０％：１０％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。ラザフォード後方散乱分析法により裏面導電膜２３の元素組成を測定したところ、Ｃｒ：９０原子％、Ｎ：１０原子％であった。また、裏面導電膜２３の膜厚は２０ｎｍであった。以上のようにして、実施例１及び２並びに比較例１及び２の反射型マスクブランク３０を製造した。
実施例１及び２並びに比較例１及び２の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所（具体的には、転写パターン形成領域の中心）の１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定した。表３に、原子間力顕微鏡による測定によって得られた表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）、及びベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときの、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値（％／ｎｍ）を示す。
表３に示すとおり、実施例１及び２の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面の１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られる表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）は、４．５ｎｍ以下であった。一方、比較例１の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面の１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られる表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）は、４．５ｎｍより大きかった。
表３に示すとおり、実施例１及び２の吸収体膜２４の表面のベアリングカーブ測定結果おいて、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値が、６０（％／ｎｍ）以上であった。一方、比較例１及び２の吸収体膜２４の表面のベアリングカーブ測定結果おいて、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値が、６０（％／ｎｍ）未満だった。
検査光源波長１９３ｎｍの高感度欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製「Ｔｅｒｏｎ６１０」）を使用して、球相当直径ＳＥＶＤ（Sphere Equivalent Volume Diameter）で２１．５ｎｍの欠陥を検出できる検査感度条件で、実施例試料１〜５及び比較例試料１〜４の吸収体膜２４の表面における１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を欠陥検査した。尚、球相当直径ＳＥＶＤは、欠陥の面積を（Ｓ）、欠陥の高さを（ｈ）としたときに、ＳＥＶＤ＝２（３Ｓ／４πｈ）1/3の式により算出することができる。欠陥の面積（Ｓ）、欠陥の高さ（ｈ）は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定することができる。
表３に、球相当直径ＳＥＶＤの測定による、実施例１及び２並びに比較例１及び２の吸収体膜２４の表面の、疑似欠陥を含む欠陥検出個数を示す。実施例１及び２では、欠陥検出個数が最大でも合計１９，９８６個（実施例２）であり、従来の欠陥検出個数５０，０００個超と比較して疑似欠陥が大幅に抑制された。合計１９，９８６個程度の欠陥検出個数であれば、異物や傷などの致命欠陥の有無を容易に検査することができる。これに対して、比較例１及び２では、欠陥検出個数が最低でも合計６９，９５０個（比較例２）であり、異物や傷などの致命欠陥の有無を検査することができなかった。
＜反射型マスク４０の作製＞
実施例１及び２並びに比較例１及び２の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面に、スピンコート法によりレジストを塗布し、加熱及び冷却工程を経て、膜厚１５０ｎｍのレジスト膜２５を成膜した。次いで、所望のパターンの描画及び現像工程を経て、レジストパターン形成した。当該レジストパターンをマスクにして、所定のドライエッチングにより、吸収体膜２４のパターニングを行い、保護膜２２上に吸収体パターン２７を形成した。尚、吸収体膜２４がＴａＢＮ膜である場合には、Ｃｌ２及びＨｅの混合ガスによりドライエッチングすることができる。また、吸収体膜２４がＴａＢＮ膜及びＴａＢＯ膜の二層からなる積層膜である場合には、塩素（Ｃｌ２）及び酸素（Ｏ２）の混合ガス（塩素（Ｃｌ２）及び酸素（Ｏ２）の混合比（流量比）は８：２）によりドライエッチングすることができる。
その後、レジスト膜２５を除去し、上記と同様の薬液洗浄を行い、実施例１及び２並びに比較例１及び２の反射型マスク４０を作製した。尚、上述の描画工程においては、上記基準マークを元に作成された欠陥データに基づいて、欠陥データと被転写パターン（回路パターン）データとを元に、致命欠陥が存在している箇所に吸収体パターン２７が配置されるように描画データを補正して、反射型マスク４０を作製した。得られた実施例１及び２並びに比較例１及び２の反射型マスク４０について、高感度欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製「Ｔｅｒｏｎ６１０」）を使用して欠陥検査を行った。
高感度欠陥検査装置による測定では、実施例１及び２の反射型マスク４０の場合には、欠陥は確認されなかった。一方、比較例１及び２の反射型マスク４０の場合には、高感度欠陥検査装置による測定により、多数の欠陥が検出された。
＜位相シフト機能を有する吸収体膜が形成された反射型マスクブランク３０の作製：実施例３〜５＞
実施例３〜５の反射型マスクブランク３０を、表４に示すような条件で作製した。実施例試料１〜５及び比較例試料１〜４の場合と同様に、ＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の表面に多層反射膜２１を成膜した。その後、多層反射膜２１の表面に、保護膜２２を成膜し、保護膜２２上に表４に示す吸収体膜２４を成膜した。具体的には、ＤＣスパッタリングにより、タンタル窒化膜（ＴａＮ膜）と、クロム炭化酸化窒化膜（ＣｒＣＯＮ膜）とを積層することによって、吸収体膜２４を形成した。ＴａＮ膜は、次のように形成した。すなわち、タンタルターゲットを用い、ＡｒガスとＮ２ガスの混合ガス雰囲気とした反応性スパッタリング法で、表４に記載している膜厚のＴａＮ膜（Ｔａ：８５原子％、Ｎ：１５原子％）を形成した。ＣｒＣＯＮ膜は、次のように形成した。すなわち、クロムターゲットを用い、ＡｒガスとＣＯ２ガスとＮ２ガスの混合ガス雰囲気とした反応性スパッタリング法で、表４に記載している膜厚のＣｒＣＯＮ膜（Ｃｒ：４５原子％、Ｃ：１０原子％、Ｏ：３５原子％、Ｎ：１０原子％）を形成した。更に、実施例１及び２と同様に、マスクブランク用基板１０の裏面に裏面導電膜２３を成膜することにより、実施例３〜５の反射型マスクブランク３０を製造した。
実施例３〜５の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面について、実施例１及び２と同様に、転写パターン形成領域の中心）の１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定した。表４に、原子間力顕微鏡による測定によって得られた表面粗さ（最大高さ、Ｒａｘ）、及びベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときの（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値を示す。
表４に示すように、実施例３〜５の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面の１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡で測定して得られる最大高さ（Ｒｍａｘ）は、４．５ｎｍ以下と良好であった。
また、実施例３〜５の吸収体膜２４の表面の（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）の値も６０以上と良好であった。
次に、実施例１及び２と同様に、検査光源波長１９３ｎｍの高感度欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製「Ｔｅｒｏｎ６１０」）を使用して、球相当直径ＳＥＶＤ（Sphere Equivalent Volume Diameter）で２１．５ｎｍの欠陥を検出できる検査感度条件で、実施例３〜５の吸収体膜２４の表面における１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を欠陥検査した。
その結果、実施例３の吸収体膜２４の表面の欠陥検出個数は６，２５４個と一番少なく、次いで、実施例４の吸収体膜２４は１０，０９４個、実施例５の吸収体膜２４は２５，２１２個となり、異物や傷などの地名欠陥の有無を容易に検査ですることができるレベルの欠陥検出個数であった。
＜半導体装置の製造方法＞
上述の実施例１乃至５並びに比較例１及び２の反射型マスク４０を使用し、露光装置を使用して、半導体基板である被転写体上のレジスト膜にパターン転写を行い、その後、配線層をパターニングして、半導体装置を作製すると、パターン欠陥のない半導体装置を作製することができる。
尚、上述の多層反射膜付き基板２０、及び反射型マスクブランク３０の作製において、マスクブランク用基板１０の転写パターンが形成される側の主表面に、多層反射膜２１及び保護膜２２を成膜した後、上記主表面とは反対側の裏面に裏面導電膜２３を形成したがこれに限らない。マスクブランク用基板１０の転写パターンが形成される側の主表面とは反対側の主表面に裏面導電膜２３を形成した後、転写パターンが形成される側の主表面に、多層反射膜２１や、更に保護膜２２を成膜して多層反射膜付き基板２０、更に保護膜２２上に吸収体膜２４を成膜して反射型マスクブランク３０を作製しても構わない。
１０ マスクブランク用基板
２０ 多層反射膜付き基板
２１ 多層反射膜
２２ 保護膜
２３ 裏面導電膜
２４ 吸収体膜
２５ エッチングマスク膜
２６ マスクブランク用多層膜
２７ 吸収体パターン
３０ 反射型マスクブランク
４０ 反射型マスク

Claims (18)

  1. マスクブランク用基板の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含むマスクブランク用多層膜を有する反射型マスクブランクであって、
    前記マスクブランク用多層膜が形成されている前記反射型マスクブランク表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、
    前記反射型マスクブランクの表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．５ｎｍであることを特徴とする反射型マスクブランク。
  2. 前記マスクブランク用多層膜が、多層反射膜の表面のうち、マスクブランク用基板とは反対側の表面に接して配置される保護膜を更に含むことを特徴とする請求項１記載の反射型マスクブランク。
  3. 前記マスクブランク用多層膜が、前記吸収体膜の表面のうち、マスクブランク用基板とは反対側の表面に接して配置されるエッチングマスク膜を更に含むことを特徴とする請求項１又は２記載の反射型マスクブランク。
  4. 前記吸収体膜は、タンタルと窒素とを含有し、窒素の含有量が１０原子％以上５０原子％以下であ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。
  5. 前記吸収体膜の膜厚は６０ｎｍ以下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。
  6. 前記吸収体膜は、該吸収体膜表面からの反射光と、前記吸収体膜が形成されていない前記多層反射膜または前記保護膜表面からの反射光との位相差が所定の位相差を有する位相シフト機能を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の反射型マスクブランク。
  7. マスクブランク用基板の主表面の上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含むマスクブランク用多層膜を有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
    前記マスクブランク用基板の主表面の上に、前記多層反射膜を形成する工程と、
    前記多層反射膜の上に、前記吸収体膜を形成する工程とを含み、
    前記マスクブランク用多層膜が形成されている前記反射型マスクブランク表面における１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、
    前記反射型マスクブランクの表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．５ｎｍとなるように、雰囲気ガスの流量を制御することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。
  8. 前記多層反射膜を形成する工程において、前記多層反射膜は、高屈折率材料のスパッタリングターゲット及び低屈折率材料のスパッタリングターゲットにイオンビームを交互に照射して、イオンビームスパッタリング法により形成されることを特徴とする請求項７に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  9. 前記吸収体膜を形成する工程において、前記吸収体膜は、吸収体膜材料のスパッタリングターゲットを用いる反応性スパッタリング法により形成され、反応性スパッタリングの際の雰囲気ガスに含まれる成分が含有されるように前記吸収体膜が形成されることを特徴とする請求項７又は８に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  10. 前記雰囲気ガスは、不活性ガスと、窒素ガスとを含有する混合ガスであることを特徴とする請求項９に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  11. 前記吸収体膜は、タンタルを含む材料のスパッタリングターゲットを用いて形成されることを特徴とする請求項７乃至１０の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  12. 前記吸収体膜を形成する工程において、前記吸収体膜は、吸収体膜材料のスパッタリングターゲットを用いるスパッタリング法により形成され、前記吸収体膜表面が、前記最大高さ（Ｒｍａｘ）が４．５ｎｍ以下であり、且つ、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られるベアリングエリア（％）とベアリング深さ（ｎｍ）との関係において、ベアリングエリア３０％をＢＡ３０、ベアリングエリア７０％をＢＡ７０、ベアリングエリア３０％及び７０％に対応するベアリング深さをそれぞれＢＤ３０及びＢＤ７０と定義したときに、前記反射型マスクブランクの表面が、（ＢＡ７０−ＢＡ３０）／（ＢＤ７０−ＢＤ３０）≧６０（％／ｎｍ）の関係を満たし、かつ最大高さ（Ｒｍａｘ）≦４．５ｎｍとなるように、前記吸収体膜の材料と膜厚を選定することを特徴とする請求項７又は８に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  13. 前記吸収体膜の材料が窒素を含む材料とし、前記吸収体膜の膜厚が６０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１２記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  14. 前記多層反射膜の表面に接して配置される保護膜を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項７乃至１３の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  15. 前記保護膜は、保護膜材料のスパッタリングターゲットにイオンビームを照射する、イオンビームスパッタリング法により形成されることを特徴とする請求項１４に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  16. 前記多層反射膜の表面に接して配置されるエッチングマスク膜を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項７乃至１５の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法。
  17. 請求項１乃至６何れかに記載の反射型マスクブランク、又は請求項７乃至１６の何れかに記載の製造方法により得られた反射型マスクブランクの前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射膜の上に吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
  18. 請求項１７に記載の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィープロセスを行い、被転写体に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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