JP7447812B2 - 反射型マスクブランク、反射型マスク、および反射型マスクブランクの製造方法 - Google Patents

反射型マスクブランク、反射型マスク、および反射型マスクブランクの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、反射型マスクブランク、反射型マスク、および反射型マスクブランクの製造方法に関する。
近年、半導体デバイスを構成する集積回路の微細化に伴い、可視光や紫外光（波長３６５～１９３ｎｍ）を用いた従来の露光技術に代わる露光方法として、極端紫外光（Ｅｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：以下、「ＥＵＶ」と呼ぶ。）リソグラフィが検討されている。
ＥＵＶリソグラフィでは、露光に用いる光源として、ＥＵＶ光が用いられる。なお、ＥＵＶ光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外線領域の波長の光をいい、具体的には、波長が０．２～１００ｎｍ程度の光である。ＥＵＶリソグラフィに用いられるＥＵＶ光としては、例えば、波長λが１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光が使用される。
ＥＵＶ光は、多くの物質に対して吸収され易いため、従来の露光技術で用いられていた屈折光学系を使用できない。そのため、ＥＵＶリソグラフィでは、反射型マスクやミラーなどの反射光学系が用いられる。ＥＵＶリソグラフィにおいては、反射型マスクが転写用マスクとして用いられる。
反射型マスクは、基板上にＥＵＶ光を反射する反射層が形成され、該反射層の上にＥＵＶ光を吸収する吸収層がパターン状に形成されている。反射型マスクは、基板上に反射層および吸収層を基板側からこの順に積層して構成された反射型マスクブランクを原板として用いて、吸収層の一部を除去して所定のパターンに形成することで得られる。
反射層としては、高屈折率層と、低屈折率層とを周期的に複数積層させた多層反射膜が広く用いられている。多層反射膜としては、高屈折率層を構成するＭｏ層と、低屈折率層を構成するＳｉ層との交互積層膜を４０周期程度積層したものが標準的に用いられている。Ｍｏ層およびＳｉ層の膜厚は、各層での反射光が強めあうように、ほぼλ／４となるように設定されている。また、吸収層としては、例えば膜厚６０ｎｍ程度のＴａＮ膜が用いられている。
反射型マスクに入射したＥＵＶ光は、吸収層で吸収され、多層反射膜で反射される。反射されたＥＵＶ光は、投影光学系によって露光材料（レジストを塗布したウエハ）の表面に結像される。これにより、吸収層のパターン、すなわち、マスクパターンが露光材料の表面に転写される。
投影光学系の倍率は１／４が用いられている。ウエハ上２０ｎｍ以下のレジストパターンを得るためには、マスクパターンの線幅は８０ｎｍ以下となる。それゆえ、ＥＵＶマスクでは、吸収層の膜厚とマスクパターンの線幅は、ほぼ同程度になる。
ＥＵＶリソグラフィにおいては、ＥＵＶ光は通常約６°傾斜した方向から反射型マスクに入射する。吸収層の膜厚とマスクパターンの線幅が同程度であるため、吸収層のパターンの立体構造が、ウエハ上のマスクパターン投影像に様々な影響を与える。これらはマスク３Ｄ効果と呼ばれている。
例えば、Ｈ－Ｖバイアスと呼ばれる効果がある。ＥＵＶ光はマスクに斜めに入射するが、入射面と垂直なマスクパターンであるＨ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）ライン（横線）では、吸収層により光路が遮られ、影が生じる。一方、入射面と平行なマスクパターンであるＶ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）ライン（縦線）では影は生じない。このため、ウエハ上ではＨラインとＶラインの投影像に線幅差が生じ、この差はレジストパターンに転写される。これをＨ－Ｖバイアスと呼ぶ。
他のマスク３Ｄ効果として、テレセントリック誤差がある。Ｈラインの場合、斜め入射の影響で＋１次回折光と－１次回折光の強度が異なる。この場合、ウエハの位置が焦点面から上下にずれると、像の位置が横方向にずれてしまう。これがテレセントリック誤差と呼ばれる。Ｖラインの場合には、＋１次回折光と－１次回折光の強度は同一であり、テレセントリック誤差は生じない。
マスク３Ｄ効果により、マスクパターンとウエハ上の投影像との間の忠実性が損なわれるため、マスク３Ｄ効果はできるだけ小さいことが望ましい。マスク３Ｄ効果を小さくする最も直接的な手段は吸収層の薄膜化であり、この方法は例えば非特許文献１に記載されている。
マスク３Ｄ効果の生じる原因として、吸収層の他に多層反射膜の影響がある。多層反射膜の場合、光の反射は多層反射膜の表面では無く、多層反射膜の内部で生じている。反射面が多層反射膜の内部にあると、吸収層の膜厚が実効的に厚くなる。この場合、吸収層の薄膜化では、マスク３Ｄ効果の低減が不十分になる。
非特許文献２では、多層反射膜を構成するＭｏ層およびＳｉ層の膜厚をそれぞれ３％程度厚めにすることにより、テレセントリック誤差を低減する方法が示されている。しかし、この方法にはパターンピッチ依存性があり、ピッチの異なる全てのパターンでテレセントリック誤差を低減できていない。
本発明はマスク３Ｄ効果の低減を目的とするが、従来文献には通常と異なる多層反射膜を構成することにより、特定の効果を得られることが報告されている。
特許文献１では、多層反射膜を上層多層膜と下層多層膜に分割し、それぞれの周期を異なるものとしている。このようにすることにより、広い角度で強い反射光を有する反射型マスクを得ることができる。
特許文献２では、多層反射膜を上層多層膜と下層多層膜と中間層に分割し、中間層の厚さをｍ×λ／２（ｍは自然数）としている。このようにすることにより、下層多層膜と上層多層膜の反射光は強め合い、反射率を減ずることなく、欠陥の少ない反射型マスクブランクを得ることができる。
特許文献３では、反射率の入射角依存性の軽減を目的として、種々の多層膜構成を提案している。
特許文献１～３には、マスク３Ｄ効果の低減については記載も示唆もされていない。なお、特許文献３の多層反射膜は吸収層を有しないため、マスク３Ｄ効果が発生することはない。
Ｅ．ｖ．Ｓｅｔｔｅｎ他、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ 巻１０４５０、１０４５００Ｗ（２０１７） Ｊ．Ｔ．Ｎｅｕｍａｎｎ他、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ 巻８５２２、８５２２１１（２０１２）
日本国特開２００７－１３４４６４号公報 日本国特許４６６６３６５号公報 日本国特許４４６６５６６号公報
本発明は、マスク３Ｄ効果を低減できる反射型マスクブランク、および反射型マスクの提供を目的とする。
本発明者は、前記目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、多層反射膜中の一層を位相反転層とすることにより、マスク３Ｄ効果を低減できることを見出した。多層反射膜を構成する高屈折率層および低屈折率層のうちいずれか一層を、膜厚を厚くした位相反転層とする。位相反転層を設けることにより、上部多層膜の反射光と下部多層膜の反射光との間に打ち消し合う干渉を生じさせる。これにより、マスク３Ｄ効果を低減できる。
打ち消し合う干渉を生じさせるためには、位相反転層の膜厚を多層反射膜を構成する他の高・低屈折率層よりもおよそ（１／４＋ｍ／２）×λだけ厚くすればよい。ここでｍは０以上の整数である。
本発明によりマスク３Ｄ効果が低減される理由を、光線追跡模型を用いて説明する。図２に多層反射膜中の反射光の経路を示す。図２では、高屈折率層をなすＭｏ層および低屈折率層をなすＳｉを１周期（Ｍｏ／Ｓｉ）として、２周期しか積層していないが、実際のブランクスでは、例えば４０周期積層している。また、Ｓｉ層とＭｏ層の最適膜厚は屈折率により異なるが、両者の屈折率は１に近いので、簡単のため両者ともλ／４としている。
図２においてｒ0は多層反射膜の表面での反射光振幅を表す。多層反射膜中での反射は様々な経路を通り、表面から反射光が出射する位置により分類される。反射光ｒiは入射位置から横方向にｉ×λ／２×ｓｉｎθ（通常θは６度）だけ横にずれた位置から出射する。このとき、反射光の全振幅ｒは下記の式（１）で表される。
Figure 0007447812000001
 また、反射率は下記の式（２）で計算される。
反射率＝|ｒ|2 (2)
反射光振幅ｒiを多層反射膜の外側から見ると、表面からｉ番目の層により反射されたように見える。反射面の深さとしてはｉ×λ／４となる。そこで、全振幅の反射面は反射光振幅ｒiの反射面を平均化して下記の式（３）で計算される。
Figure 0007447812000002
具体的な計算例を図３および図４に示す。Ｓｉの屈折率は０．９９９、吸収係数は０．００１８２６、Ｍｏの屈折率は０．９２３８、吸収係数は０．００６４３５とした。
反射光振幅ｒiは多層反射膜の全層数ＮMLに依存する。図３にＮMLが８０（Ｍｏ／Ｓｉが４０周期）の場合の反射光振幅ｒiの計算結果を示す。多層反射膜の全層数ＮML＝８０に対応するｉで入射光は基板に達するためｒiは不連続になっている。
図４（ａ）に反射率の計算例を示す。図４（ａ）より反射率は周期数とともに徐々に増加し、０．７付近の最大値に近づくことがわかる。多層反射膜の全層数ＮML＝８０とすれば十分に最大値に近い。
図４（ｂ）に反射面の計算例を示す。図４（ｂ）より反射面も周期数とともに徐々に深くなっていることがわかる。多層反射膜の全層数ＮML＝８０付近では反射面の深さは８０ｎｍ程度になっている。
本発明では、多層反射膜中に位相反転層を設け、位相反転層より上にある上部多層膜の反射光と、位相反転層より下にある下部多層膜の反射光との間に打ち消し合う干渉を生じさせる。具体例を図５に示す。上部多層膜１２ｃの層数をＮtopとして、その下のＳｉ膜を位相反転層１２ｂとし、その膜厚をλ／４だけ厚くしてλ／２としている。このようにすることにより、下部多層膜１２ａの反射光と上部多層膜１２ｃの反射光とは打ち消し合う。
図５に示す構成の多層反射膜の反射光振幅ｒiの計算結果を図６に示す。多層反射膜の全層数ＮMLは８０とし、上部多層膜の層数Ｎtopは５０とした。図６よりｉが５０のところで反射光振幅ｒiが反転していることがわかる。
図７では上部多層膜の層数Ｎtopを４０、５０、６０と固定して、全層数ＮMLを変化させて反射率および反射面を計算した。図７（ａ）に反射率の計算結果を示す。図７（ａ）よりＮMLがＮtopを超えると、下部多層膜による打消しにより反射率が徐々に減少することがわかる。図７（ｂ）に反射面の計算結果を示す。図７（ｂ）よりＮMLがＮtopを超えると、反射面が急速に浅くなることがわかる。それゆえ、反射率の減少を最小限に抑えつつ、反射面を大きく浅くすることが可能である。
反射面が急速に浅くなる理由は上記した式（３）より理解できる。式（３）では反射光振幅ｒiの反射面への寄与はｉ倍されている。それゆえ、深い層の反射率は浅い層の反射率よりも寄与が大きい。反射光振幅ｒiはｉがＮtopより大きいと位相が反転して負の値を持つようになる。それゆえ、反射面は多層反射膜の全層数ＮMLがＮtopより大きくなると急速に浅くなる。
図７（ｂ）より反射面は多層反射膜の全層数ＮMLおよび上部多層膜Ｎtopの関数となっていることがわかる。多層反射膜中の反射面の深さをＤML（ＮML，Ｎtop）[単位：ｎｍ]とすると、図７（ｂ）の計算結果は次式（４）で近似される。
ＤML（ＮML，Ｎtop）＝８０ｔａｎｈ（０．０３７ＮML）－１．６ｅｘｐ（－０．０８Ｎtop）（ＮML－Ｎtop）2 (4)
吸収層の膜厚をＴabs[単位：ｎｍ]とすると、反射面の深さを考慮した実効的な吸収膜の厚さはＴabs＋ＤML（ＮML，Ｎtop）となる。現状使われているＴａＮ吸収膜の膜厚は６０ｎｍ程度であり、従来の多層反射膜の反射面の深さは８０ｎｍ程度であるから、マスク３Ｄ効果を低減するためには下記の式（５）を満たす必要がある。
Ｔabs＋ＤML（ＮML，Ｎtop）＜１４０ (5)
より好ましくは
Ｔabs＋ＤML（ＮML，Ｎtop）＜１２０ (6)
を満たせば良い。
上述した例では、Ｓｉ膜を位相反転層とし、その膜厚をλ／４だけ厚くしてλ／２とした場合について説明したが、Ｍｏ膜を位相反転層とし、その膜厚をλ／４だけ厚くしてλ／２とした場合も、上記と同様の作用効果を奏する。
以上、多層反射膜中に位相反転層を設け、式（５）ないし式（６）を満たす吸収層と反射層とを有する反射型マスクブランクが得られる。この反射型マスクブランクを用いた反射型マスクを使用することにより、マスク３Ｄ効果を低減できる。
本願発明は、基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、保護層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層とを基板側からこの順に有する反射型マスクブランクであって、
前記反射層は、高屈折率層および低屈折率層を１周期として、前記高屈折率層および低屈折率層を複数周期備える多層反射膜であり、
前記反射層中に、前記高屈折率層および前記低屈折率層のいずれか一方の膜厚をΔｄ（[単位：ｎｍ]）だけ厚くした位相反転層を一層備え、
前記位相反転層の膜厚の増分Δｄ[単位：ｎｍ]は
（１／４＋ｍ／２）×１３．５３－１．０≦Δｄ≦（１／４＋ｍ／２）×１３．５３＋１．０ （ただし、ｍは０以上の整数）
の関係を満たし、
前記反射層の全層数をＮML、前記反射層のうち、前記位相反転層より上にある上部多層膜の層数をＮtop、前記吸収層の膜厚をＴabs[単位：ｎｍ]としたとき、
Ｔabs＋８０ｔａｎｈ（０．０３７ＮML）－１．６ｅｘｐ（－０．０８Ｎtop）（ＮML－Ｎtop）2＜１４０
の関係を満たすことを特徴とする反射型マスクブランクを提供する。
また、本願発明は、本発明の反射型マスクブランクの前記吸収層に、パターンが形成されている反射型マスクを提供する。
また、本願発明は、基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、保護層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層とを基板側からこの順に有し、
前記反射層は、高屈折率層および低屈折率層を１周期として、前記高屈折率層および低屈折率層を複数周期備える多層反射膜であり、
前記反射層は下部多層膜と、前記高屈折率層および前記低屈折率層のいずれか一方の膜厚を厚くした位相反転層と、上部多層膜とを、基板側からこの順に積層して構成される反射型マスクブランクの製造方法であって、
前記基板上に前記下部多層膜を形成し、
前記下部多層膜の上に前記位相反転層を形成し、
前記位相反転層の上に前記上部多層膜を形成し、
前記上部多層膜の上に前記保護膜を形成し、
前記保護層の上に、前記吸収層を形成する、
ことを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法を提供する。
本発明の反射型マスクブランク、および該反射型マスクブランクを用いた反射型マスクによればマスク３Ｄ効果を低減できる。
本発明の実施形態に係る反射型マスクブランクの一構成例の概略断面図である 多層反射膜中の反射光の経路を示した図である。 反射光振幅ｒiの計算例を示した図である。 図４（ａ）は反射率の計算例を示した図であり、図４（ｂ）は反射面の深さの計算例を示した図である。 本発明における多層反射膜の一構成例を示した図である。 図５の多層反射膜の反射光振幅ｒiの計算結果を示した図である。 図７（ａ）は反射率の計算例を示した図であり、図７（ｂ）は反射面の深さの計算例を示した図である。 本発明の実施形態に係る反射型マスクブランクの別の一構成例の概略断面図である。 本発明の実施形態に係る反射型マスクブランクのさらに別の一構成例の概略断面図である。 反射型マスクブランクの製造方法の一例を示すフローチャートである。 反射型マスクの一構成例を示す概略断面図である。 反射型マスクの製造工程を説明する図である。 例１の反射型マスクブランクの概略断面図である。 例１～例３の反射率の計算結果を示した図である。 例１～例４のＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示した図である。 例１～例４のテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示した図である。 例２、例５、例６の反射率の計算結果を示した図である。 例２、例５～７のＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示した図である。 例２、例５～７のテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示した図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜反射型マスクブランク＞
本発明の実施形態に係る反射型マスクブランクについて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る反射型マスクブランクの一構成例の概略断面図である。図１に示すように、反射型マスクブランク１０Ａは、基板１１の上に、反射層１２、保護層１３、吸収層１４をこの順に積層して構成している。
（基板）
基板１１は、熱膨張係数が小さいことが好ましい。基板１１の熱膨張係数が小さい方が、ＥＵＶ光による露光時の熱により吸収層１４に形成されるパターンに歪みが生じるのを抑制できる。基板１１の熱膨張係数は、具体的には、２０℃において、０±１．０×１０-7／℃が好ましく、０±０．３×１０-7／℃がより好ましい。
熱膨張係数が小さい材料としては、例えば、ＳｉＯ2－ＴｉＯ2系ガラスなどを用いることができる。ＳｉＯ2－ＴｉＯ2系ガラスは、ＳｉＯ2を９０～９５質量％、ＴｉＯ2を５～１０質量％含む石英ガラスを用いることが好ましい。ＴｉＯ2の含有量が５～１０質量％であると、室温付近での線膨張係数が略ゼロであり、室温付近での寸法変化がほとんど生じない。なお、ＳｉＯ2－ＴｉＯ2系ガラスは、ＳｉＯ2およびＴｉＯ2以外の微量成分を含んでもよい。
基板１１の反射層１２が積層される側の第１主面１１ａは、高い平滑性を有することが好ましい。第１主面１１ａの平滑性は、原子間力顕微鏡で測定でき、表面粗さで評価できる。第１主面１１ａの表面粗さは、二乗平均平方根粗さＲｑで、０．１５ｎｍ以下が好ましい。
第１主面１１ａは、所定の平坦度となるように表面加工されることが好ましい。これは、反射型マスクが高いパターン転写精度および位置精度を得るためである。基板１１は、第１主面１１ａの所定の領域（例えば、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域）において、平坦度が１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３０ｎｍ以下である。
また、基板１１は、反射型マスクブランク、パターン形成後の反射型マスクブランク、または反射型マスクの洗浄などに用いる洗浄液に対して耐性を有することが好ましい。
さらに、基板１１は、基板１１上に形成される膜（反射層１２など）の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有することが好ましい。例えば、基板１１は、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているのが好ましい。
（反射層）
反射層１２は下部多層膜１２ａ、位相反転層１２ｂ、および上部多層膜１２ｃを基板１１側からこの順番に積層して構成される。
反射層１２は、ＥＵＶ光に対して屈折率の異なる元素を主成分とする各層が周期的に複数積層された多層反射膜である。ここで、主成分とは、各層中に含まれる元素のうち最も多く含まれる成分をいう。上記多層反射膜は、高屈折率層と低屈折率層とを基板１１側から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し、低屈折率層と高屈折率層と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。
高屈折率層としては、Ｓｉを含む層を用いることができる。Ｓｉを含む材料としては、Ｓｉ単体の他に、Ｓｉに、Ｂ、Ｃ、Ｎ、およびＯからなる群から選択される１種以上を含むＳｉ化合物を用いることができる。Ｓｉを含む高屈折率層を用いることによって、ＥＵＶ光の反射率に優れた反射型マスクが得られる。低屈折率層としては、ＭｏおよびＲｕからなる群から選択される少なくとも一種の金属、またはこれらの合金を用いることができる。本実施形態では、低屈折率層がＭｏを含む層であり、高屈折率層がＳｉを含む層であることが好ましい。この場合、反射層１２の最上層を高屈折率層（Ｓｉを含む層）とすることで、最上層（Ｓｉ層）と保護層１３との間に、ＳｉとＯとを含むケイ素酸化物層を形成し、反射型マスクの洗浄耐性を向上させる。
下部多層膜１２ａおよび上部多層膜１２ｃは、高屈折率層および低屈折率層をそれぞれ複数周期備えているが、高屈折率層同士の膜厚、または低屈折率層同士の膜厚は、必ずしも同じでなくてもよい。低屈折率層をＭｏ層、高屈折率層をＳｉ層とした場合、１周期におけるＭｏ層とＳｉ層の合計膜厚として定義される周期長が６．５～７．５ｎｍの範囲にあり、かつΓＭｏ（Ｍｏ層の厚さ／周期長）が０．２５～０．７の範囲にあることが好ましい。特に、周期長が６．９～７．１ｎｍで、かつΓＭｏが０．３５～０．５であることが望ましい。ここでいう「Ｍｏ層の厚さ」とは、反射層に含まれるＭｏ層の合計厚さを表す。
低屈折率層と高屈折率層との界面には混合層が発生する。例えば、Ｍｏ層とＳｉ層の界面にＭｏＳｉ層が発生する。混合層の発生を防ぐために、薄いバッファ層（例えば、膜厚１ｎｍ以下のバッファ層、好ましくは０．１ｎｍ以上１ｎｍ以下のバッファ層）を設けてもよい。前記バッファ層の材料としては、Ｂ4Ｃが好ましい。例えば、Ｍｏ層とＳｉ層の間に０．５ｎｍ程度のＢ4Ｃ層を挟むことにより、ＭｏＳｉ層の発生を防ぐことができる。この場合、Ｍｏ層、Ｂ4Ｃ層およびＳｉ層の合計膜厚が周期長となる。
位相反転層１２ｂは下部多層膜１２ａの反射光と上部多層膜１２ｃの反射光とを打ち消し合う役割を持っている。位相反転層は低屈折率層および高屈折率層のいずれでもよい。位相が反転するためには、位相反転層の膜厚の増分をΔｄ[単位：ｎｍ]として下記の式（７）を満たせばよい。
（１／４＋ｍ／２）×１３．５３－１．０≦Δｄ≦（１／４＋ｍ／２）×１３．５３＋１．０ （７）
ここで、ｍは０以上の整数である。
より好ましくは、下記の式（８）を満たせばよい。
（１／４＋ｍ／２）×１３．５３－０．５≦Δｄ≦（１／４＋ｍ／２）×１３．５３＋０．５ （８）
特にｍが０の場合には、
２．９≦Δｄ≦３．９ （９）
となる。
上部多層膜１２ｃは高屈折率層と低屈折率層とを積層して構成されているが、その層数Ｎtopには下限および上限がある。Ｎtopが２０よりも小さいと反射率は４０％以下と大幅に下がってしまう。一方Ｎtopが１００よりも大きいと、下部多層膜１２ａまで届く光は大幅に弱くなり、上部多層膜１２ｃの反射光と下部多層膜１２ａの反射光との間の干渉効果がほとんど無くなる。
それゆえ、Ｎtopは好ましくは２０≦Ｎtop≦１００となる。さらに好ましくは、４０≦Ｎtop≦６０である。
なお、反射層１２を構成する各層は、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法など公知の成膜方法を用いて所望の厚さになるように成膜することができる。例えば、イオンビームスパッタリング法を用いて反射層１２を作製する場合、高屈折率材料のターゲットおよび低屈折率材料のターゲットに対して、イオン源からイオン粒子を供給することにより行う。
（保護層）
保護層１３は、図１１に示す反射型マスク２０の製造時において、吸収層１４をエッチング（通常、ドライエッチング）して吸収層１４に吸収体パターン１４１を形成する際、反射層１２の表面がエッチングによるダメージを抑制し、反射層１２を保護する。また、エッチング後の反射型マスクブランクに残っているレジスト層１８を洗浄液を用いて剥離して、反射型マスクブランクを洗浄する際に、反射層１２を洗浄液から保護する。そのため、得られる反射型マスク２０のＥＵＶ光に対する反射率は良好となる。
図１では、保護層１３が１層の場合を示しているが、保護層１３は複数層でもよい。
保護層１３を形成する材料としては、吸収層１４のエッチングの際に、エッチングによる損傷を受け難い物質が選択される。この条件を満たす物質としては、例えば、Ｒｕ金属単体、Ｒｕに、Ｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｏ、およびＲｅからなる群から選択される１種以上の金属を含有したＲｕ合金、上記Ｒｕ合金に窒素を含む窒化物などのＲｕ系材料；Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａおよびこれらに窒素を含む窒化物；ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3またはこれらの混合物；などが例示される。これらの中でも、Ｒｕ金属単体およびＲｕ合金、ＣｒＮおよびＳｉＯ2が好ましい。Ｒｕ金属単体およびＲｕ合金は、酸素を含まないガスに対してエッチングされ難く、反射型マスクの加工時のエッチングストッパとして機能する点から、特に好ましい。
保護層１３がＲｕ合金で形成される場合、Ｒｕ合金中のＲｕ含有量は、９５ａｔ％以上１００ａｔ％未満が好ましい。反射層１２が高屈折率層をなすＭｏ層と低屈折率層をなすＳｉ層との積層構造を一周期として複数周期備える多層反射膜である場合、Ｒｕ含有量が上記範囲内であれば、反射層１２の最上層のＳｉ層からＳｉが保護層１３に拡散することを抑制することができる。また、保護層１３は、ＥＵＶ光の反射率を十分確保しながら、吸収層１４をエッチングした時のエッチングストッパとしての機能を有する。さらに、反射型マスクの洗浄耐性を有することができると共に反射層１２の経時的劣化を防止できる。
保護層１３の膜厚は、保護層１３としての機能を果たすことができる限り特に制限されない。反射層１２で反射されたＥＵＶ光の反射率を保つ点から、保護層１３の膜厚は、１～８ｎｍが好ましく、１．５～６ｎｍがより好ましく、２～５ｎｍがさらに好ましい。
保護層１３の形成方法としては、スパッタリング法、またはイオンビームスパッタリング法などの公知の膜形成方法を用いることができる。
（吸収層）
吸収層１４は、ＥＵＶリソグラフィの反射型マスクに使用するためには、ＥＵＶ光の吸収係数が高いこと、容易にエッチングできること、および洗浄液に対する洗浄耐性が高いことなどの特性を有する必要がある。
吸収層１４は、ＥＵＶ光を吸収し、ＥＵＶ光の反射率が極めて低い。具体的には、ＥＵＶ光が吸収層１４の表面に照射された際の、波長１３．５３ｎｍ付近のＥＵＶ光の反射率の最大値は、２％以下が好ましい。さらに好ましくは１％以下が望ましい。そのため、吸収層１４は、ＥＵＶ光の吸収係数が高いことが必要である。
さらに、吸収層１４は、Ｃｌ系ガスやＣＦ系ガスを用いたドライエッチングなどによりエッチングして加工される。そのため、吸収層１４は、容易にエッチングできる必要がある。
また、吸収層１４は、後述する反射型マスク２０の製造時において、エッチング後の反射型マスクブランクに残っているレジストパターン１８１を洗浄液で除去する際に洗浄液に晒される。その際、洗浄液としては、硫酸過水（ＳＰＭ）、硫酸、アンモニア、アンモニア過水（ＡＰＭ）、ＯＨラジカル洗浄水、およびオゾン水などが用いられる。
吸収層１４の材料にはＴａ系材料がよく用いられる。ＴａにＮやＯやＢを加えれば、酸化に対する耐性が向上し、経時的な安定性を向上させることができる。マスク加工後のパターン欠陥検査を容易にするため、吸収層を２層構造、例えばＴａＮ膜上にＴａＯＮ膜を積層させた構造とすることもよく行われている。
吸収層１４を薄膜化するためには、ＥＵＶ光の吸収係数が大きい材料が必要である。ＴａにＳｎ、Ｃｏ、Ｎｉからなる群から選ばれる少なくとも一種を加えた合金にすると吸収係数が大きくなる。
吸収層１４は、結晶状態がアモルファスであることが好ましい。これにより、吸収層１４は、優れた平滑性および平坦度を有することできる。また、吸収層１４の平滑性および平坦度が向上することで、吸収体パターン１４１のエッジラフネスが小さくなり、吸収体パターン１４１の寸法精度を高くできる。
吸収層１４は、単層の膜でもよいし複数の膜からなる多層膜でもよい。吸収層１４が単層膜である場合は、マスクブランク製造時の工程数を削減できて生産効率を向上できる。吸収層１４が多層膜である場合、吸収層１４の上層側の層の光学定数や膜厚を適切に設定することで、検査光を用いて吸収体パターン１４１を検査する際の反射防止膜として使用できる。これにより、吸収体パターンの検査時における検査感度を向上できる。
吸収層１４は、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の公知の成膜方法を用いて形成できる。例えば、吸収層１４として、マグネトロンスパッタリング法を用いてＴａＮ膜を形成する場合、Ｔａターゲットを用い、ＡｒガスとＮ2ガスの混合ガスを用いた反応性スパッタリング法により、吸収層１４を成膜できる。
（その他の層）
本発明の反射型マスクブランクは、図８に示す反射型マスクブランク１０Ｂのように、吸収層１４上にハードマスク層１５を備えていてもよい。ハードマスク層１５は、ＣｒおよびＳｉからなる群から選択される少なくとも一の元素を含むことが好ましい。ハードマスク層１５としては、Ｃｒ系膜またはＳｉ系膜など、エッチングに対して耐性の高い材料、具体的には、Ｃｌ系ガスやＣＦ系ガスを用いたドライエッチングに対して耐性の高い材料が用いられる。Ｃｒ系膜としては、例えば、Ｃｒ、およびＣｒにＯまたはＮを加えた材料などが挙げられる。具体的には、ＣｒＯ、ＣｒＮおよびＣｒＯＮが挙げられる。Ｓｉ系膜としては、Ｓｉ、並びにＳｉにＯ、Ｎ、Ｃ、およびＨからなる群から選択される一種以上を加えた材料などが挙げられる。具体的には、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＳｉＯ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＣＯ、ＳｉＣＮ、およびＳｉＣＯＮが挙げられる。中でも、Ｓｉ系膜は、吸収層１４をドライエッチングする際に側壁の後退が生じ難いため好ましい。吸収層１４上にハードマスク層１５を形成することで、吸収体パターン１４１の最小線幅が小さくなっても、ドライエッチングを実施できる。そのため、吸収体パターン１４１の微細化に対して有効である。
本発明の反射型マスクブランクは、図９に示す反射型マスクブランク１０Ｃのように、基板１１の反射層１２が積層される側とは反対側の第２主面１１ｂに、静電チャック用の裏面導電層１６を備えていてもよい。裏面導電層１６には、特性として、シート抵抗値が低いことが要求される。裏面導電層１６のシート抵抗値は、例えば、２５０Ω／□以下であり、２００Ω／□以下が好ましい。
裏面導電層１６の材料は、例えば、ＣｒまたはＴａなどの金属、またはこれらの合金あるいは化合物を用いることができる。Ｃｒを含む化合物としては、Ｃｒに、Ｂ、Ｎ、Ｏ、およびＣからなる群から選択される１種以上を含有したＣｒ化合物を用いることができる。Ｔａを含む化合物としては、Ｔａに、Ｂ、Ｎ、Ｏ、およびＣからなる群から選択される１種以上を含有したＴａ化合物を用いることができる。
裏面導電層１６の膜厚は、静電チャック用としての機能を満足する限り特に限定されないが、例えば、１０～４００ｎｍとする。また、この裏面導電層１６は、反射型マスクブランク１０Ｃの第２主面１１ｂ側の応力調整も備えることができる。すなわち、裏面導電層１６は、第１主面１１ａ側に形成された各種層からの応力とバランスをとって、反射型マスクブランク１０Ｃを平坦にするように調整することができる。
裏面導電層１６の形成方法は、マグネトロンスパッタリング法またはイオンビームスパッタリング法など公知の成膜方法を用いることができる。
裏面導電層１６は、例えば、反射層１２を形成する前に、基板１１の第２主面１１ｂに形成することができる。
＜反射型マスクブランクの製造方法＞
次に、図１に示す反射型マスクブランク１０Ａの製造方法について説明する。図１０は、反射型マスクブランク１０Ａの製造方法の一例を示すフローチャートである。
図１０に示すように、基板１１上に下部多層膜１２ａを形成する（下部多層膜１２ａの形成工程：ステップＳ１１）。下部多層膜１２ａは、基板１１上に、上記のように、公知の成膜方法を用いて所望の膜厚になるように成膜する。
次いで、下部多層膜１２ａ上に位相反転層１２ｂを形成する（位相反転層１２ｂの形成工程：ステップＳ１２）。位相反転層１２ｂは、下部多層膜１２ａ上に、上記のように、公知の成膜方法を用いて所望の膜厚になるように成膜する。
次いで、位相反転層１２ｂ上に上部多層膜１２ｃを形成する（上部多層膜１２ｃの形成工程：ステップＳ１３）。上部多層膜１２ｃは、位相反転層１２ｂ上に、上記のように、公知の成膜方法を用いて所望の膜厚になるように成膜する。
次いで、上部多層膜１２ｃ上に、保護層１３を形成する（保護層１３の形成工程：ステップＳ１４）。保護層１３は、上部多層膜１２ｃ上に、公知の膜形成方法を用いて、所望の膜厚になるように成膜する。
次いで、保護層１３上に吸収層１４を形成する（吸収層１４の形成工程：ステップＳ１５）。吸収層１４は、保護層１３の上に、公知の成膜方法を用いて、所望の膜厚になるように成膜する。
これにより、図１に示すような反射型マスクブランク１０Ａを得る。
＜反射型マスク＞
次に、図１に示す反射型マスクブランク１０Ａを用いて得られる反射型マスクについて説明する。図１１は、反射型マスクの構成の一例を示す概略断面図である。図１１に示す反射型マスク２０は、図１に示す反射型マスクブランク１０Ａの吸収層１４に、所望の吸収体パターン１４１を形成したものである。
反射型マスク２０の製造方法の一例について説明する。図１２は、反射型マスク２０の製造工程を説明する図である。図１２（ａ）に示すように、上述の、図１に示す反射型マスクブランク１０Ａの吸収層１４上にレジスト層１８を形成する。
その後、レジスト層１８に所望のパターンを露光する。露光後、レジスト層１８の露光部分を現像して、純水で洗浄（リンス）することで、図１２（ｂ）に示すように、レジスト層１８に所定のレジストパターン１８１を形成する。
その後、レジストパターン１８１が形成されたレジスト層１８をマスクとして使用して、吸収層１４をドライエッチングする。これにより、図１２（ｃ）に示すように、レジストパターン１８１に対応した吸収体パターン１４１を吸収層１４に形成する。エッチングガスとしては、ＣＦ4、ＣＨＦ3などのフッ素系ガス、Ｃｌ2、ＳｉＣｌ4、およびＣＨＣｌ3などの塩素系ガス、塩素系ガスと、Ｏ2、Ｈｅ、またはＡｒを所定の割合で含む混合ガスなどを用いることができる。
その後、レジスト剥離液などによりレジスト層１８を除去し、吸収層１４に所望の吸収体パターン１４１を形成する。これにより、図１１に示すように、吸収層１４に、所望の吸収体パターン１４１が形成された反射型マスク２０を得ることができる。
得られた反射型マスク２０に、露光装置の照明光学系よりＥＵＶ光を照射させる。反射型マスク２０に入射したＥＵＶ光は、吸収層１４のない部分では反射され、吸収層１４のある部分では吸収される。その結果、反射されたＥＵＶ光の反射光は、露光装置の縮小投影光学系を通って、露光材料（例えば、ウエハなど）に照射される。これにより、吸収層１４の吸収体パターン１４１が露光材料上に転写され、露光材料上に回路パターンが形成される。
例１、例５および例７は比較例であり、例２～４、および例６は実施例である。
［例１］
反射型マスクブランク１０Ｄを図１３に示す。反射型マスクブランク１０Ｄは位相反転層１２ｂを反射層１２中に有さない。
（反射型マスクブランクの作製）
成膜用の基板１１として、ＳｉＯ2－ＴｉＯ2系のガラス基板（外形が約１５２ｍｍ角、厚さが約６．３ｍｍ）を使用した。なお、ガラス基板の熱膨張係数は０．０２×１０-7／℃以下であった。ガラス基板を研磨して、表面粗さを二乗平均平方根粗さＲｑで０．１５ｎｍ以下、平坦度を１００ｎｍ以下の平滑な表面に加工した。ガラス基板の裏面上には、マグネトロンスパッタリング法を用いて、厚さが約１００ｎｍのＣｒ層を成膜し、静電チャック用の裏面導電層１６を形成した。Ｃｒ層のシート抵抗値は１００Ω／□程度であった。
基板１１の裏面に裏面導電層１６を成膜した後、基板１１の表面にイオンビームスパッタリング法を用いて、Ｓｉ膜およびＭｏ膜を交互に成膜することを４０周期繰り返した。Ｓｉ膜の膜厚は、約４．０ｎｍとし、Ｍｏ膜の膜厚は、約３．０ｎｍとした。これにより、合計の膜厚が約２８０ｎｍ（（Ｓｉ膜：４．０ｎｍ＋Ｍｏ膜：３．０ｎｍ）×４０）の反射層１２（多層反射膜）を形成した。その後、反射層１２の上に、イオンビームスパッタリング法を用いてＲｕ層（膜厚が約２．５ｎｍ）を成膜して、保護層１３を形成した。
次に、保護層１３上に、吸収層１４を成膜した。吸収層１４はＴａＮ膜と反射防止膜の機能を持つＴａＯＮ膜の２層構造をしている。ＴａＮ膜は、マグネトロンスパッタリング法を用いて形成した。スパッタターゲットにはＴａを用い、スパッタガスにはＡｒとＮ2の混合ガスを用いた。ＴａＮ膜の膜厚は５６ｎｍであった。
ＴａＯＮ膜の成膜にも、マグネトロンスパッタリング法を用いた。スパッタターゲットにはＴａを用い、スパッタガスにはＡｒとＯ2とＮ2の混合ガスを用いた。ＴａＯＮ膜の膜厚は５ｎｍであった。
（反射率およびマスク３Ｄ効果）
反射型マスクブランク１０Ｄの反射率を計算した結果を図１４に示す。反射率は波長１３．５５ｎｍ付近で最大値６６％となっている。
反射型マスクブランク１０Ｄのマスク３Ｄ効果をシミュレーションで検証した。ＴａＮの屈折率は０．９４８、吸収係数は０．０３３、ＴａＯＮの屈折率は０．９５５、吸収係数は０．０２５を用いた。
図１５にＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示す。露光条件は開口数ＮＡ＝０．３３、コヒーレント因子σ＝０．５－０．７の輪帯照明とした。マスクパターンは６４ｎｍのスペース（ウエハ上１６ｎｍ）として、パターンピッチを振って横線と縦線のウエハ上での線幅差を計算した。マスク３Ｄ効果で縦線の線幅（ＶＣＤ）は横線の線幅（ＨＣＤ）より広くなるため、図１５にはＨ－ＶバイアスとしてＶＣＤ－ＨＣＤをプロットしている。Ｈ－Ｖバイアスはピッチに依存して、最大９ｎｍの線幅差がある。この線幅差はマスクパターンの設計値を修正するＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）により補正可能だが、補正値が大きくなると、それだけ計算値と実測値の誤差が大きくなる可能性が高くなり望ましくない。
図１６にテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示す。露光条件は開口数ＮＡ＝０．３３、コヒーレント因子σ＝０．４－０．８、開き角９０度のＹ方向二重極照明とした。マスクパターンは横方向のＬ／Ｓ（ラインアンドスペース）とし、パターンピッチを１２８ｎｍから３２０ｎｍ（ウエハ上３２ｎｍから８０ｎｍ）に振ってテレセントリック誤差を計算した。テレセントリック誤差はピッチに依存して、最大８ｎｍ／μｍとなっている。これは、例えばウエハが１００ｎｍ結像面から外れた場合、パターン位置が０．８ｎｍ横方向にずれることになる。パターン位置がずれると、例えばこのマスクパターンが配線層であった場合、他の配線層との立体的な電気接続に支障が生じる。結果的に、半導体集積回路の歩留まりに影響を与えるため、テレセントリック誤差は極力小さくすることが望ましい。
［例２］
本例では、図９に示す反射型マスクブランク１０Ｃを作成する。反射型マスクブランク１０Ｃは位相反転層１２ｂを反射層１２中に有しており、反射層１２は下部多層膜１２ａ、位相反転層１２ｂ、および上部多層膜１２ｃを基板１１側からこの順番に積層して構成される。
（反射型マスクブランクの作製）
例１との違いは、反射層１２の作製方法である。基板１１、裏面導電層１６、保護層１３および吸収層１４の作製方法は例１と同一である。
基板１１の裏面に裏面導電層１６を成膜した後、基板１１の表面にイオンビームスパッタリング法を用いて、Ｓｉ膜およびＭｏ膜を交互に成膜することを１５周期繰り返した。Ｓｉ膜の膜厚は、約４．０ｎｍとし、Ｍｏ膜の膜厚は、約３．０ｎｍとした。これにより、合計の膜厚が約１０５ｎｍ（（Ｓｉ膜：４．０ｎｍ＋Ｍｏ膜：３．０ｎｍ）×１５）の下部多層膜１２ａを形成した。
下部多層膜１２ａの最上面はＭｏ膜となっている。その上に位相反転層１２ｂとなるＳｉ膜を７．５ｎｍ成膜した。位相反転層の膜厚の増分Δｄは３．５ｎｍとなっている。Δｄは式（９）を満たしている。
その後、Ｍｏ膜およびＳｉ膜を交互に成膜することを２５周期繰り返した。Ｓｉ膜の膜厚は、約４．０ｎｍとし、Ｍｏ膜の膜厚は、約３．０ｎｍとした。これにより、合計の膜厚が約１７５ｎｍ（（Ｓｉ膜：４．０ｎｍ＋Ｍｏ膜：３．０ｎｍ）×２５）の上部多層膜１２ｃを形成した。
以上、下部多層膜１２ａ、位相反転層１２ｂ、上部多層膜１２ｃを成膜することにより反射層１２を形成した。
反射層１２の全層数ＮMLは８１、上部多層膜１２ｃの層数Ｎtopは５０となっている。
裏面導電層１６および保護層１３を成膜した後に吸収層１４を成膜した。吸収膜１４の膜厚Ｔabsは６１ｎｍ（ＴａＮ５６ｎｍ＋ＴａＯＮ５ｎｍ）である。ＮML、Ｎtop、Ｔabsは式（５）を満たしている。
（反射率およびマスク３Ｄ効果）
反射型マスクブランク１０Ｃの反射率を計算した結果を図１４に示す。反射率は波長１３．５５ｎｍ付近で極小値を持ち４６％となっている。波長１３．５５ｎｍでの反射率は例１より小さくなっている。これは、上層多層膜の反射光と下層多層膜の反射光との打ち消し合いが影響している。
反射型マスクブランク１０Ｃのマスク３Ｄ効果をシミュレーションで検証した。図１５にＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示す。Ｈ－Ｖバイアスの最大値は４ｎｍとなり、例１の９ｎｍに比べ、大幅に低減している
図１６にテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示す。テレセントリック誤差の最大値は３ｎｍ／μｍとなり、例１の８ｎｍ／μｍに比べ、大幅に低減している。
本例の反射型マスクブランクス１０Ｃを用いることにより、マスク３Ｄ効果を大幅に低減できる。
［例３］
本例では、例２と同じく図９に示す反射型マスクブランク１０Ｃを作成する。例２との違いは、下部多層膜１２ａの層数、上部多層膜１２ｃの層数Ｎtopおよび反射膜１２の全層数ＮMLである。
（反射型マスクブランクの作製）
基板１１の裏面に裏面導電層１６を成膜した後、基板１１の表面にイオンビームスパッタリング法を用いて、Ｓｉ膜およびＭｏ膜を交互に成膜することを３０周期繰り返した。Ｓｉ膜の膜厚は、約４．０ｎｍとし、Ｍｏ膜の膜厚は、約３．０ｎｍとした。これにより、合計の膜厚が約２１０ｎｍ（（Ｓｉ膜：４．０ｎｍ＋Ｍｏ膜：３．０ｎｍ）×３０）の下部多層膜１２ａを形成した。
下部多層膜１２ａの最上面はＭｏ膜となっている。その上に位相反転層１２ｂとなるＳｉ膜を７．５ｎｍ成膜した。位相反転層の膜厚の増分Δｄは３．５ｎｍとなっている。Δｄは式（９）を満たしている。
その後、Ｍｏ膜およびＳｉ膜を交互に成膜することを３０周期繰り返した。Ｓｉ膜の膜厚は、約４．０ｎｍとし、Ｍｏ膜の膜厚は、約３．０ｎｍとした。これにより、合計の膜厚が約２１０ｎｍ（（Ｓｉ膜：４．０ｎｍ＋Ｍｏ膜：３．０ｎｍ）×３０）の上部多層膜１２ｃを形成した。
以上、下部多層膜１２ａ、位相反転層１２ｂ、上部多層膜１２ｃを成膜することにより反射層１２を形成した。
反射層１２の全層数ＮMLは１２１、上部多層膜１２ｃの層数Ｎtopは６０となっている。
裏面導電層１６および保護層１３を成膜した後に吸収層１４を成膜した。吸収膜１４の膜厚Ｔabsは６１ｎｍである。ＮML、Ｎtop、Ｔabsは式（５）を満たしている。
（反射率およびマスク３Ｄ効果）
反射率を計算した結果を図１４に示す。反射率は波長１３．５５ｎｍ付近で極小値を持ち５２％となっている。波長１３．５５ｎｍでの反射率は例１より小さいが例２よりは大きくなっている。これは、上層多層膜の層数を例２より多くしたことが影響している。
反射型マスクブランク１０Ｃのマスク３Ｄ効果をシミュレーションで検証した。図１５にＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示す。Ｈ－Ｖバイアスの最大値は６ｎｍとなり、例１の９ｎｍに比べ、低減している。
図１６にテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示す。テレセントリック誤差の最大値は４ｎｍ／μｍとなり、例１の８ｎｍ／μｍに比べ小さい。
本例の反射型マスクブランクス１０Ｃを用いることにより、反射率の低下を抑えつつ、マスク３Ｄ効果を低減することができる。
［例４］
本例では、例２と同じく図９に示す反射型マスクブランク１０Ｃを作成する。例２との違いは吸収膜１４の材料および膜厚Ｔabsである。
（反射型マスクブランクの作製）
例２と同様に反射層１２、裏面導電層１６および保護層１３を成膜した。反射層１２の全層数ＮMLは８１、上部多層膜１２ｃの層数Ｎtopは５０である。
吸収層１４の材料としてはＴａＳｎを用いた。ＴａＳｎのＥＵＶ光での屈折率は０．９５５、吸収係数は０．０５３を用いた。ＴａＳｎの吸収係数はＴａＮより大きいため、膜厚を薄くできる。
吸収膜１４の膜厚Ｔabsを３９ｎｍとした。ＮML、Ｎtop、Ｔabsは式（５）を満たしている。
（反射率およびマスク３Ｄ効果）
反射層１２の構造は例２と同じである。それゆえ、反射率も例２と同じである。
反射型マスクブランク１０Ｃのマスク３Ｄ効果をシミュレーションで検証した。図１５にＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示す。Ｈ－Ｖバイアスの最大値は１ｎｍとなり、例１の９ｎｍに比べ、低減している。例２の４ｎｍに比べても低減している。
図１６にテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示す。テレセントリック誤差の最大値は１ｎｍ／μｍとなり、例１１の８ｎｍ／μｍに比べ小さい。
吸収層１４を薄膜化した本例の反射型マスクブランクス１０Ｃを用いることにより、マスク３Ｄ効果をさらに低減することができる。
［例５］
（反射型マスクブランクの作製）
本例では、例２と同じく図９に示す反射型マスクブランク１０Ｃを作成した。例２との違いは位相反転層１２ｂの膜厚の増分Δｄである。例２ではΔｄを３．５ｎｍ（ほぼλ／４）としたが、本例ではΔｄを７ｎｍ（ほぼλ／２）とした。Δｄは式（７）を満たしていない。本例では上部多層膜１２ｃから反射する光と下部多層膜１２ａから反射する光の位相が揃っている。この条件は特許文献２と同一である。
（反射率およびマスク３Ｄ効果）
反射率を計算した結果を図１７に示す。反射率は例１と同様に波長１３．５５ｎｍ付近で最大値６６％となっている。
図１８にＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示す。Ｈ－Ｖバイアスの最大値は例１と同様に９ｎｍとなっている。
図１９にテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示す。テレセントリック誤差の最大値は例１と同様に８ｎｍ／μｍとなっている。
本例の反射型マスクブランクス１０Ｃを用いても、マスク３Ｄ効果を低減することはできない。
［例６］
（反射型マスクブランクの作製）
本例では、例２と同じく図９に示す反射型マスクブランク１０Ｃを作成した。例２との違いは位相反転層１２ｂの膜厚の増分Δｄである。例２ではΔｄを３．５ｎｍ（ほぼλ／４）としたが、本例ではΔｄを１０．５ｎｍ（ほぼ３λ／４）とした。Δｄは式（７）を満たしている。
（反射率およびマスク３Ｄ効果）
反射率を計算した結果を図１７に示す。反射率は例２と同様に波長１３．５５ｎｍ付近で極小値となっている。
図１８にＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示す。Ｈ－Ｖバイアスの最大値は例２より若干小さく３ｎｍとなっている。
図１９にテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示す。テレセントリック誤差の最大値は例２と同様に３ｎｍ／μｍと小さくなっている。
本例の反射型マスクブランクス１０Ｃを用いれば、マスク３Ｄ効果を低減することができる。
［例７］
（反射型マスクブランクの作製）
本例では、例２と同じく図９に示す反射型マスクブランク１０Ｃを作成した。例２との違いは吸収層１４の膜厚である。例２では吸収層１４の膜厚Ｔabsは６１ｎｍ（ＴａＮ５６ｎｍ＋ＴａＯＮ５ｎｍ）であった。本例ではＴabsを９０ｎｍ（ＴａＮ８５ｎｍ＋ＴａＯＮ５ｎｍ）まで厚くした。本例の反射層１２の全層数ＮMLは８１、上部多層膜１２ｃの層数Ｎtopは５０であり、例２と同じである。ＮML、Ｎtop、Ｔabsは式（５）を満たしていない。
（反射率およびマスク３Ｄ効果）
反射層１２の構造は例２と同じである。それゆえ、反射率も例２と同じである。
図１８にＨ－Ｖバイアスのシミュレーション結果を示す。Ｈ－Ｖバイアスの最大値は例１と同様に９ｎｍと大きくなっている。
図１９にテレセントリック誤差のシミュレーション結果を示す。テレセントリック誤差の最大値は６ｎｍ／μｍと例１の８ｎｍ／μｍに比べれば若干小さいが、例２の３ｎｍ／μｍと比べるとはるかに大きくなっている。
本例の反射型マスクブランクス１０Ｃを用いても、マスク３Ｄ効果を低減することはできない。本例では、反射層１２中の反射面は浅くなっているが、その効果を吸収層１４の厚膜化が打ち消している。
以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本出願は、２０１９年１月２１日出願の日本特許出願２０１９－００７６８１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 反射型マスクブランク
１１ 基板
１１ａ 第１主面
１１ｂ 第２主面
１２ 反射層
１２ａ 下部多層膜
１２ｂ 位相反転層
１２ｃ 上部多層膜
１３ 保護層
１４ 吸収層
１５ ハードマスク層
１６ 裏面導電層
１８ レジスト層
２０ 反射型マスク
１４１ 吸収体パターン
１８１ レジストパターン

Claims (12)

  1. 基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、保護層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層とを基板側からこの順に有する反射型マスクブランクであって、
    前記反射層は、高屈折率層および低屈折率層を１周期として、前記高屈折率層および低屈折率層を複数周期備える多層反射膜であり、
    前記反射層中に、前記高屈折率層および前記低屈折率層のいずれか一方の膜厚をΔｄ（[単位：ｎｍ]）だけ厚くした位相反転層を一層備え、
    前記位相反転層の膜厚の増分Δｄ[単位：ｎｍ]は
    （１／４＋ｍ／２）×１３．５３－１．０≦Δｄ≦（１／４＋ｍ／２）×１３．５３＋１．０ （ただし、ｍは０以上の整数）
    の関係を満たし、
    前記反射層の全層数をＮML、前記反射層のうち、前記位相反転層より上にある上部多層膜の層数をＮtop、前記吸収層の膜厚をＴabs[単位：ｎｍ]としたとき、
    Ｔabs＋８０ｔａｎｈ（０．０３７ＮML）－１．６ｅｘｐ（－０．０８Ｎtop）（ＮML－Ｎtop）2＜１４０
    の関係を満たすことを特徴とする反射型マスクブランク。
  2. 前記高屈折率層の材料はＳｉを含み、前記低屈折率層の材料はＭｏおよびＲｕからなる群から選択される少なくとも一種の金属を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. 前記高屈折率層の材料がＳｉ、前記低屈折率層の材料がＭｏであり、周期長が６．５～７．５ｎｍの範囲にあり、かつΓＭｏ（Ｍｏ層の厚さ／周期長）が０．２５～０．７の範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型マスクブランク。
  4. 前記低屈折率層と前記高屈折率層との間に膜厚１ｎｍ以下のバッファ層を設けることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。
  5. 前記バッファ層の材料はＢ4Ｃであることを特徴とする請求項４に記載の反射型マスクブランク。
  6. 前記上部多層膜の層数Ｎtopは２０以上１００以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。
  7. 前記吸収層の上にハードマスク層を有することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。
  8. 前記ハードマスク層は、ＣｒおよびＳｉからなる群から選択される少なくとも一の元素を含む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。
  9. 前記基板の裏面に裏面導電層を有することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。
  10. 前記裏面導電層の材料は、ＣｒまたはＴａ、またはこれらの合金あるいは化合物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。
  11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の反射型マスクブランクの前記吸収層に、パターンが形成されている反射型マスク。
  12. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の反射型マスクブランクの製造方法であって、
    前記反射層は下部多層膜と、前記位相反転層と、前記上部多層膜とを、前記基板側からこの順に積層して構成され、
    前記基板上に前記下部多層膜を形成し、
    前記下部多層膜の上に前記位相反転層を形成し、
    前記位相反転層の上に前記上部多層膜を形成し、
    前記上部多層膜の上に前記保護層を形成し、
    前記保護層の上に、前記吸収層を形成する、
    ことを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。
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