WO2010074125A1 - 反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法 - Google Patents

反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法 Download PDF

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細谷　守男
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Definitions

  • the present invention relates to a reflective mask for exposure used for manufacturing semiconductor devices and the like, and a reflective mask blank which is an original for manufacturing the mask.
  • EUV lithography which is an exposure technique using extreme ultraviolet (Extreme Ultra Violet: hereinafter referred to as EUV) light with a shorter wavelength
  • EUV light refers to light in the wavelength band of the soft X-ray region or the vacuum ultraviolet region, and specifically refers to light having a wavelength of about 0.2 to 100 nm.
  • an exposure reflective mask described in Patent Document 1 below has been proposed.
  • a multilayer reflective film that reflects exposure light is formed on a substrate, a buffer film is formed on the multilayer reflective film, and an absorber film that absorbs exposure light is formed thereon in a pattern.
  • the buffer film is provided between the multilayer reflective film and the absorber film for the purpose of protecting the multilayer reflective film in the pattern forming process and the correcting process of the absorber film.
  • Light incident on a reflective mask mounted on an exposure machine (pattern transfer device) is absorbed in a part where the absorber film is present, and a light image reflected by the multilayer reflective film is reflected in a part where there is no absorber film. And transferred onto the semiconductor substrate.
  • Such a reflective mask is manufactured by the following process, for example.
  • a predetermined resist pattern is formed on the upper surface of a reflective mask blank in which a multilayer reflective film, a buffer film, and an absorber film are sequentially formed on a substrate, and dry etching is performed using the resist pattern as an etching mask.
  • a predetermined pattern is formed on the absorber film.
  • the inspection light is used to inspect whether the pattern is formed on the absorber film as designed. At this time, the inspection light reflected by the absorber film and the inspection light reflected by the buffer film exposed by removing the absorber film are detected, and the inspection is performed by observing the contrast.
  • the absorber film pattern has white defects or black defects
  • the white defects are repaired by pinholes etc. by the FIB assist deposition method, etc.
  • the portion is corrected by removing unnecessary portions by FIB irradiation or the like.
  • the buffer film is removed according to the absorber film pattern by dry etching, and the pattern is transferred to the buffer film.
  • a final confirmation inspection of the formed pattern is performed using inspection light. At this time, inspection is performed by detecting inspection light reflected by the absorber film and inspection light reflected by the multilayer reflection film exposed by removing the absorber film and the buffer film, and observing the contrast. .
  • JP-A-8-213303 Japanese Patent No. 3806702 JP 2004-207593 A
  • the inspection light reflected by the absorber film and the buffer film exposed by removing the absorber film are reflected.
  • the final confirmation inspection is performed after transferring the absorber film pattern to the buffer film, the inspection light reflected by the absorber film, the absorber film, Since the inspection is performed by observing the contrast with the inspection light reflected by the exposed multilayer reflection film after the buffer film is removed, sufficient contrast is obtained between the absorber film and the buffer film or the multilayer reflection film. Otherwise, accurate pattern inspection cannot be performed.
  • the absorber layer has a laminated structure in which an absorber layer for exposure light such as EUV light is a lower layer and a low reflection layer for inspection light is an upper layer, thereby improving the contrast and improving the accuracy. Reflective mask blanks that can perform simple pattern inspection are described.
  • the multilayer reflective film is a multilayer film in which elements having different refractive indexes are periodically stacked.
  • a thin film of a heavy element or a compound thereof and a thin film of a light element or a compound thereof are alternately 40 to 60.
  • a multi-layered film having a period is used.
  • a Mo / Si periodic laminated film in which Mo films and Si films are alternately laminated for about 40 cycles is preferably used.
  • Mo is easily oxidized when exposed to the atmosphere, and the reflectivity is reduced.
  • the outermost layer is a Si film and the film thickness is lower than that of the lower Si film. It was formed thick and functioned as a protective film. That is, it can be said that the contrast with respect to the inspection light has been adjusted so as to be substantially secured between the absorber film, the protective film, and the buffer film (when the buffer film is provided).
  • a thick Si film is formed as a protective film on the multilayer reflective film, there is a problem that the reflectance of EUV light is lowered.
  • the outermost layer of the multilayer reflective film is a Si film having the same thickness as the lower layer of the same material, and a protective film made of a material mainly composed of Ru is provided on the upper surface. I'm starting. In this case, the contrast with respect to the inspection light must be considered with a protective film containing Ru as a main component.
  • the upper low reflection layer for example, a material containing Ta, B, and O is used.
  • a material containing Ta, B, and O is usually used as the inspection light used for the above-described pattern inspection.
  • the wavelength is about 257 nm. It is possible to adjust so that the reflectance with respect to the inspection light is minimized.
  • inspection light having a shorter wavelength than conventional ones for example, ArF excimer laser (wavelength 193 nm) and F2 excimer laser (wavelength 157 nm). Has occurred.
  • the reflectivity with respect to the inspection light having a wavelength of 200 nm or less is very high, so that the contrast can be ensured to some extent even if the reflectivity of the absorber film is high.
  • the reflectivity for the inspection light with a wavelength of 200 nm or less is not as high as in the case of Si. There is a problem that it is difficult to ensure contrast.
  • the thickness of an absorber film having a function of absorbing exposure light is large, and the thickness of a resist film necessary for forming a pattern by etching the absorber film is also large. End up.
  • the line width of a pattern required for a mask is narrowed, if a thin line width pattern is formed on a conventional thick resist (usually about 500 nm to 800 nm), first, the aspect ratio may increase and the resist pattern may collapse.
  • the etching gas is difficult to be supplied to the narrow passage of the resist pattern, and the gas generated by the etching Therefore, it is difficult for the etching reaction to proceed in the narrow part of the line width, which causes a difference in the etching rate between the wide part and the narrow part, so that uniform etching can be performed within the mask surface. Therefore, if a conventional thick resist is used, a fine pattern with a thin line width such as a resolution of 50 nm or less is used. Formation of it is difficult.
  • the object of the present invention is to provide a reflective mask that improves the contrast at the time of inspection with respect to inspection light having a wavelength of 200 nm or less used for pattern inspection, even when a material mainly containing Ru is used for the protective film. It is to provide a blank and a reflective mask manufactured using the same. Secondly, it is to provide a reflective mask blank with improved contrast to exposure light when using the mask and a reflective mask manufactured using the same. A third object is to provide a reflective mask blank using a phase shift effect and a reflective mask manufactured using the same even when a material mainly containing Ru is used for the protective film. Fourthly, it is to provide a reflective mask blank capable of forming a high-resolution fine pattern and a reflective mask manufactured using the same.
  • a reflective mask blank having a substrate, a multilayer reflective film that reflects exposure light formed on the substrate, and an absorber film that absorbs exposure light formed on the multilayer reflective film.
  • the absorber film has a laminated structure including an uppermost layer and a lower layer other than the uppermost layer, and the uppermost layer is a nitride of at least one element of silicon (Si) and chromium (Cr).
  • a reflective mask blank characterized by having a protective film.
  • the uppermost layer of the absorber film is made of nitride, oxide, oxynitride, nitrided carbide, or oxynitride carbide of at least one element of silicon (Si) and chromium (Cr).
  • the main component is ruthenium (Ru) or a compound thereof with a low reflectivity with respect to the inspection light. Even when a material is used for the protective film, a reflective mask blank with improved contrast during pattern inspection can be provided.
  • the uppermost layer of the absorber film is mainly composed of nitride, oxide, oxynitride, nitrided carbide, or oxynitride carbide of at least one element of silicon (Si) and chromium (Cr).
  • Si silicon
  • Cr chromium
  • the adjustment range of the transmittance is relatively narrow.
  • the uppermost layer of the absorber film is made of silicon (Si) and chromium (Cr).
  • the transmittance of the entire absorber film with respect to EUV exposure light by being formed of a material mainly composed of nitride, oxide, oxynitride, nitride carbide, or oxynitride carbide of at least one element. Adjustment becomes easier, and it becomes easier to adjust the phase difference.
  • the lower layer of the absorber film is formed of a chromium (Cr) nitride, oxide, oxynitride, carbide, nitrided carbide, or oxynitride carbide as a main component.
  • the lower layer of the absorber film is also made of a chromium-based material (chromium (Cr) nitride, oxide, oxynitride, carbide, nitrided carbide) having lower EUV exposure light absorption than tantalum-based materials.
  • a material containing oxynitride carbide as a main component the transmittance of the entire absorber film can be adjusted more easily with respect to EUV exposure light, and the phase difference can be easily adjusted.
  • the chromium-based material forming the lower layer of the absorber film is dry-etched with an etching gas of a mixed gas of chlorine and oxygen, but a ruthenium-based material (ruthenium (Ru) or a compound thereof forming a protective film as a main component.
  • the material (1) has high resistance to the etching gas, and the protective film can also serve as an etching stopper.
  • the uppermost layer of the absorber film is formed of a material mainly composed of silicon (Si) nitride, oxide, oxynitride, carbide, nitrided carbide, or oxynitride carbide, and the protective film
  • a reflective mask blank according to Configuration 1 further comprising a buffer film mainly composed of chromium (Cr) between the absorber film and the absorber film.
  • the uppermost layer formed of a silicon-based material (a silicon (Si) nitride, oxide, oxynitride, carbide, nitride carbide, or oxynitride carbide as a main component) Since it has high resistance to dry etching of a mixed gas of chlorine and oxygen, the buffer film can be formed of a chromium-based material (material containing chromium as a main component) that is dry-etched with this etching gas.
  • a reflective mask wherein an absorber film pattern serving as a transfer pattern for a transfer target is formed on the absorber film of the reflective mask blank according to any one of Structures 1 to 6.
  • Manufacturing method By manufacturing a reflective mask using the reflective mask blanks having the above configurations 1 to 6, the contrast at the time of inspection with respect to inspection light having a wavelength of 200 nm or less used for pattern inspection is improved, and the contrast with respect to exposure light when using the mask. And a reflective mask having a phase shift effect can be obtained.
  • a reflective mask blank having improved contrast at the time of inspection with respect to inspection light having a wavelength of 200 nm or less used for pattern inspection, and the same are used.
  • a reflective mask manufactured in this manner can be provided.
  • the reflective mask blank which improved the contrast with respect to the exposure light at the time of mask use and the reflective mask manufactured using it can be provided.
  • the reflective mask blank which can form a high-resolution fine pattern, and a reflective mask manufactured using it can be provided.
  • the reflective mask blank of the present invention includes a substrate, a multilayer reflective film that reflects exposure light formed on the substrate, and an absorber film that absorbs exposure light formed on the multilayer reflective film.
  • It is a type
  • membrane has a laminated structure which consists of an uppermost layer and other lower layers, and the said uppermost layer is at least 1 or more of silicon (Si) and chromium (Cr) And a ruthenium (Ru) or a material between the multilayer reflective film and the absorber film.
  • the nitride film, the oxide, the oxynitride, the nitrided carbide, or the oxynitride carbide of the element has a protective film containing a compound as a main component. According to such a reflective mask blank, a reflective mask blank and a reflective mask having the following effects can be obtained.
  • the protective film is made of ruthenium (Ru) or a material mainly composed of a compound thereof that can reduce the reflectance to inspection light with a wavelength of 200 nm or less used for pattern inspection to the minimum and does not have a very high reflectance for the inspection light.
  • ruthenium ruthenium
  • the contrast when the short wavelength light having a wavelength of 200 nm or less is used for the pattern inspection is improved.
  • an accurate pattern inspection of the mask on which the fine pattern is formed can be performed.
  • the exposure light transmittance at the time of using the mask in the uppermost layer can be increased, the mask contrast with respect to the exposure light, for example, EUV light can be improved, and a fine pattern can be transferred with high accuracy.
  • Si silicon
  • Cr chromium
  • the uppermost layer of the absorber film in the present invention is mainly composed of nitride, oxide, oxynitride, nitrided carbide, or oxynitride carbide of at least one element of silicon (Si) and chromium (Cr).
  • silicon (Si) nitride, oxide, oxynitride, nitride carbide, or oxynitride carbide include, for example, Si 3 N 4 , SiO 2 , SiON , SiC and the like. These silicon compounds may further contain a transition metal having a relatively small atomic weight such as Mo.
  • the N content in the material is in the range of 15 to 60 at%, and the O content is 15 It is preferably in the range of ⁇ 60 at%.
  • typical examples of the chromium (Cr) nitride, oxide, oxynitride, nitrided carbide, or oxynitride carbide include CrN, CrNO, CrOCN, and the like.
  • the N content in the material is in the range of 15 to 60 at%, and the O content is 15 It is preferably in the range of ⁇ 60 at%.
  • the material forming the uppermost layer of the absorber film may further contain boron (B). By containing B, the amorphousness and surface smoothness of the film can be further improved.
  • the film thickness of the uppermost layer of the absorber film can be about 5 to 30 nm, but the material forming the uppermost layer in the present invention has the minimum reflectivity for inspection light with a wavelength of 200 nm or less used for pattern inspection. Therefore, it is preferable to optimize the film thickness so that the reflectance is minimized.
  • the lower layer of the absorber film is preferably formed of a material mainly composed of nitride (chromium), oxide, oxynitride, carbide, nitride carbide, or oxynitride carbide.
  • the lower layer of the absorber film is also mainly composed of a chromium-based material (chromium (Cr) nitride, oxide, oxynitride, carbide, nitrided carbide, or oxynitride carbide) that has a lower absorption rate of EUV exposure light than tantalum-based materials. Therefore, the transmittance of the entire absorber film can be easily adjusted for the EUV exposure light, and the phase difference can be easily adjusted.
  • the chromium-based material forming the lower layer of the absorber film is dry-etched by an etching gas of a mixed gas of chlorine and oxygen, but a ruthenium-based material (ruthenium (Ru) or a compound thereof forming a protective film as a main component.
  • the material (1) has high resistance to the etching gas, and the protective film can also serve as an etching stopper.
  • Specific examples of the chromium-based material can be the same as the specific examples of the chromium-based material used for the uppermost layer.
  • the lower layer of the absorber film may be formed of a tantalum material containing tantalum (Ta) as a main component.
  • the absorber film when the uppermost layer of the absorber film is formed of a silicon (Si) nitride, oxide, oxynitride, carbide, nitrided carbide, or oxynitride carbide as a main component, the absorber film
  • the lower layer is also preferably formed of a tantalum-based material containing tantalum (Ta) as a main component.
  • the ruthenium-based material forming the protective film has high resistance to chlorine-based gas, and the protective film can also serve as an etching stopper.
  • the lower layer of the absorber film is particularly preferably formed of a tantalum-based material containing tantalum (Ta), boron (B), and nitrogen (N).
  • Ta tantalum
  • B boron
  • N nitrogen
  • B the amorphousness and surface smoothness of the absorber film can be further improved.
  • N the film
  • the uppermost layer and the lower layer of the absorber film do not necessarily have a uniform composition as a whole.
  • the composition may be inclined so that the composition differs in the film thickness direction.
  • the composition of the contained elements may be continuously different, or the composition may be changed stepwise.
  • a buffer film having etching characteristics different from those of the absorber film may be formed between the multilayer reflective film and the absorber film.
  • a buffer film made of a chromium-based material containing chromium has high smoothness, the surface of the absorber film formed thereon can also have high smoothness, and pattern blur can be reduced.
  • chromium (Cr) alone or at least one element selected from chromium (Cr) and nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), and fluorine (F) is used.
  • It can be a material containing.
  • the inclusion of nitrogen provides excellent smoothness
  • the inclusion of carbon improves the etching resistance of the absorber film under dry etching conditions
  • the inclusion of oxygen can reduce film stress.
  • materials such as CrN, CrO, CrC, CrF, CrON, CrCO, and CrCON are preferred.
  • the reflective mask blank may be in a state in which a resist film for forming a predetermined transfer pattern is formed on the uppermost layer of the absorber film.
  • the following aspects are mentioned as a reflective mask obtained using the said reflective mask blank.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a reflective mask blank of the present invention and a process for producing a reflective mask using the mask blank.
  • a multilayer reflective film 2 is formed on a substrate 1
  • a protective film 6 is provided thereon, and further thereon.
  • the buffer film 3 and the absorber film 4 having a laminated structure of the lower layer 4a and the uppermost layer 4b are formed.
  • a resist film 5 is provided on the upper surface of the absorber film 4.
  • the substrate 1 has a range of 0 ⁇ 1.0 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., more preferably within a range of 0 ⁇ 0.3 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. in order to prevent pattern distortion due to heat during exposure. Those having a low coefficient of thermal expansion are preferred.
  • a material having a low thermal expansion coefficient in this range any of amorphous glass, ceramic, and metal can be used.
  • amorphous glass SiO 2 —TiO 2 glass, quartz glass, and crystallized glass
  • crystallized glass in which ⁇ -quartz solid solution is precipitated can be used.
  • metal substrates include Invar alloys (Fe—Ni alloys).
  • a single crystal silicon substrate can also be used.
  • the substrate 1 is preferably a substrate having high smoothness and flatness in order to obtain high reflectivity and high transfer accuracy.
  • the substrate 1 preferably has high rigidity in order to prevent deformation of the film formed thereon due to film stress.
  • those having a high Young's modulus of 65 GPa or more are preferable.
  • unit Rms which shows smoothness is a root mean square roughness, and can be measured with an atomic force microscope.
  • the flatness is a value representing the warpage (deformation amount) of the surface indicated by TIR (Total Indicated Reading), and a plane determined by the least square method with the substrate surface as a reference is a focal plane and is above the focal plane. This is the absolute value of the height difference between the highest position on the substrate surface and the lowest position on the substrate surface below the focal plane.
  • the multilayer reflective film 2 is a multilayer film in which elements having different refractive indexes are periodically stacked.
  • a thin film of a heavy element or a compound thereof, a thin film of a light element or a compound thereof, A multilayer film in which about 40 to 60 cycles are alternately stacked is used.
  • a multilayer reflective film for EUV light having a wavelength of 13 to 14 nm a Mo / Si periodic laminated film in which the aforementioned Mo film and Si film are alternately laminated for about 40 cycles is preferably used.
  • Ru / Si periodic multilayer film As the multilayer reflective film used in the EUV light region, Ru / Si periodic multilayer film, Mo / Be periodic multilayer film, Mo compound / Si compound periodic multilayer film, Si / Nb periodic multilayer film, Si / Mo / Examples include Ru periodic multilayer films, Si / Mo / Ru / Mo periodic multilayer films, and Si / Ru / Mo / Ru periodic multilayer films.
  • the material may be appropriately selected depending on the exposure wavelength.
  • the multilayer reflective film 2 can be formed by depositing each layer by DC magnetron sputtering or ion beam sputtering.
  • a Si film having a thickness of about several nm is first formed using a Si target, and then a Mo film having a thickness of about several nm is formed using the Mo target. A film is formed, and this is set as one period. After 40 to 60 periods are laminated, a Si film is finally formed.
  • the protective film 6 made of ruthenium (Ru) or a compound thereof is provided between the multilayer reflective film 2 and the buffer film 3.
  • ruthenium (Ru) or a compound thereof is provided between the multilayer reflective film 2 and the buffer film 3.
  • Examples of typical ruthenium compounds of the protective film in the present invention include RuNb and RuZr.
  • the buffer film 3 for example, the chromium-based buffer film described above can be preferably used.
  • the buffer film 3 can be formed on the protective film by a sputtering method such as ion beam sputtering other than DC sputtering and RF sputtering.
  • the film thickness of the buffer film 3 is preferably about 20 to 60 nm, for example, when correcting the absorber film pattern using a focused ion beam (FIB), but when correcting with an electron beam or the like.
  • the thickness may be about 5 to 15 nm.
  • the absorber film 4 has a function of absorbing, for example, EUV light that is exposure light.
  • the absorber film 4 has a laminated structure of a lower layer 4a and an uppermost layer 4b.
  • the uppermost layer 4b is as described above.
  • the lower layer 4a is preferably made of a material mainly composed of, for example, tantalum (Ta) in the present invention.
  • the material mainly composed of Ta is usually an alloy of Ta.
  • Such an absorber film preferably has an amorphous or microcrystalline structure in terms of smoothness and flatness.
  • a material having Ta as a main component a material containing Ta and B, a material containing Ta and N, a material containing Ta and B and further containing at least one of O and N, a material containing Ta and Si, Ta A material containing Si and N, a material containing Ta and Ge, a material containing Ta, Ge and N can be used.
  • B, Si, Ge or the like an amorphous material can be easily obtained and the smoothness can be improved.
  • N or O is added to Ta, resistance to oxidation is improved, so that an effect that stability with time can be improved is obtained.
  • a material containing Ta and B (composition ratio Ta / B is in the range of 8.5 / 1.5 to 7.5 / 2.5), Ta, B and N are included. Materials (N is 5 to 30 atomic%, and B is 10 to 30 atomic% when the remaining component is 100). In the case of these materials, a microcrystalline or amorphous structure can be easily obtained, and good smoothness and flatness can be obtained.
  • the uppermost layer of the absorber film and the lower layer of the absorber film containing Ta as a main component are preferably formed by a sputtering method such as magnetron sputtering.
  • a target containing tantalum and boron can be used and a film can be formed by a sputtering method using an argon gas to which nitrogen is added.
  • the internal stress can be controlled by changing the power and gas pressure supplied to the sputtering target.
  • it since it can be formed at a low temperature of about room temperature, the influence of heat on the multilayer reflective film and the like can be reduced.
  • the film thickness of the uppermost layer 4b of the absorber film 4 is as described above.
  • the film thickness of the lower layer 4a may be a thickness that can sufficiently absorb, for example, EUV light as exposure light, but usually 50 to It is about 100 nm.
  • the film thickness is preferably as thin as about 25 to 50 nm.
  • the reflective mask blank 10 is configured as described above and has a buffer film.
  • the buffer film may not be provided.
  • each layer of the reflective mask blank 10 (see FIG. 1A) are as described above.
  • a predetermined transfer pattern is formed on the uppermost layer 4 b of the absorber film 4 of the reflective mask blank 10.
  • a predetermined pattern is drawn on the resist film 5 on the absorber film 4 by using an electron beam drawing machine, and this is developed to form a predetermined resist pattern 51 (see FIG. 5B). ).
  • the uppermost layer 4b of the absorber film 4 is dry-etched to form an uppermost layer pattern 41b having a predetermined transfer pattern (see FIG. 10C).
  • the uppermost layer 4b is made of a material including, for example, a Si nitride portion, dry etching using a fluorine-based gas such as SF 6 or CHF 3 can be used.
  • the lower layer 4a of the absorber film 4 is dry-etched as a formed uppermost layer pattern 41b mask to form a lower layer pattern 41a having a predetermined transfer pattern (Refer to FIG. 4D).
  • the lower layer 4a is made of a material mainly composed of Ta, dry etching using chlorine gas can be used.
  • the absorber film pattern (laminated pattern of the lower layer pattern 41a and the uppermost layer pattern 41b) is formed as designed. Inspection light used for pattern inspection is incident on the mask on which the absorber film pattern is formed, and is reflected by the inspection light reflected on the uppermost layer pattern 41b and the buffer film 3 exposed by removing the absorber film 4. Inspection is performed by detecting the inspection light and observing the contrast.
  • the reflectance of the uppermost layer pattern 41b with respect to inspection light having a wavelength of 200 nm or less can be reduced to a minimum, and sufficient contrast with respect to inspection light can be obtained between the absorber film 4 and the buffer film 3. Therefore, accurate pattern inspection can be performed.
  • pinhole defects white defects
  • etching deficient defects black defects
  • the buffer film 3 serves as a protective film that protects the multilayer reflective film 2 against FIB irradiation.
  • the exposed buffer film 3 is removed in accordance with the absorber film pattern, and a pattern 31 is formed on the buffer film to produce the reflective mask 20 (see FIG. 5E).
  • a pattern 31 is formed on the buffer film to produce the reflective mask 20 (see FIG. 5E).
  • dry etching using a mixed gas containing chlorine and oxygen can be used.
  • the multilayer reflective film 2 that is a reflection region of the exposure light is exposed.
  • a protective film 6 is formed on the exposed multilayer reflective film. At this time, the protective film 6 protects the multilayer reflective film 2 against dry etching of the buffer film 3.
  • an inspection for final confirmation as to whether or not the absorber film pattern is formed with a dimensional accuracy according to the specification is performed. Also in the case of this final confirmation inspection, the above-described inspection light is used.
  • a sufficient pattern inspection can be obtained between the absorber film 4 and the multilayer reflective film 2 having the protective film 6 on the surface, so that inspection light with a wavelength of 200 nm or less can be obtained.
  • a reflective mask manufactured using the reflective mask blank of the present invention is particularly suitable when EUV light (with a wavelength of about 0.2 to 100 nm) is used as exposure light. Can also be used as appropriate.
  • Example 1 The substrate to be used is a SiO 2 —TiO 2 glass substrate (152.4 mm square, thickness 6.35 mm). This substrate has a thermal expansion coefficient of 0.2 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. and a Young's modulus of 67 GPa. This glass substrate was formed by mechanical polishing to have a smooth surface of 0.2 nmRms or less and a flatness of 50 nm or less. As the multilayer reflective film formed on the substrate, a Mo film / Si film periodic multilayer reflective film was employed in order to obtain a multilayer reflective film suitable for an exposure light wavelength band of 13 to 14 nm.
  • the multilayer reflective film was formed by alternately stacking on the substrate by ion beam sputtering using a Mo target and a Si target.
  • the Si film is 4.2 nm
  • the Mo film is 2.8 nm, and this is one period.
  • the Si film is formed to 4.2 nm
  • a RuNb film was formed to 2.5 nm.
  • a substrate with a multilayer reflective film was thus obtained.
  • the reflectance of this multilayer reflective film was measured with 13.5 nm EUV light at an incident angle of 6.0 degrees, the reflectance was 66.1%.
  • a buffer film was formed on the protective film of the multilayer reflective film-coated substrate obtained as described above.
  • a chromium nitride film was formed to a thickness of 10 nm.
  • a film was formed by a DC magnetron sputtering method using a mixed gas of argon (Ar) and nitrogen (N 2 ) as a sputtering gas.
  • a material containing Ta, B, and N was formed to a thickness of 80 nm as a lower layer of the absorber film on the buffer film. That is, using a target containing Ta and B, 10% nitrogen (N 2 ) was added to argon (Ar), and a film was formed by DC magnetron sputtering. The composition ratio of the formed TaBN film was Ta at 80 at%, B at 10 at%, and N at 10 at%. Subsequently, a material containing SiON having a thickness of 20 nm was formed as the uppermost layer of the absorber film.
  • a film was formed by DC magnetron sputtering under a mixed gas in which nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ) were added to argon (Ar).
  • the film thickness of the uppermost layer was set so that the reflectance was minimized when an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) was used as pattern inspection light.
  • the composition ratio of the SiON film was 36 at% for Si, 45 at% for O, and 19 at% for N.
  • a reflective mask blank of this example was produced as described above.
  • a reflective mask for EUV exposure having a design rule of the DRAM hp32 nm generation pattern was produced as follows. First, a resist film for electron beam drawing was formed on the reflective mask blank, a predetermined pattern was drawn using an electron beam drawing machine, and after drawing, a resist pattern was formed by development. The film thickness of the resist film was 100 nm, which is thinner than the conventional film.
  • the uppermost layer of the absorber film was dry-etched using a fluorine-based (SF 6 ) gas to form a transfer pattern on the uppermost layer.
  • the lower layer of the absorber film is dry-etched with chlorine gas using the uppermost layer on which this transfer pattern is formed as a mask, and the absorber film is formed by stacking the lower layer and the uppermost layer.
  • a pattern was formed.
  • pattern inspection of the absorber film was performed using ArF excimer laser (wavelength 193 nm) as inspection light.
  • the buffer film remaining on the reflective region (the portion without the absorber film pattern) is removed by dry etching according to the absorber film pattern, and a protective film is formed on the surface.
  • the multilayer reflective film provided with was exposed to obtain a reflective mask.
  • a final confirmation inspection of the obtained reflective mask was performed using an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) as inspection light.
  • a pattern transfer apparatus 50 equipped with a reflective mask is roughly composed of a laser plasma X-ray source 31, a reduction optical system 32, and the like.
  • the reduction optical system 32 uses an X-ray reflection mirror.
  • the pattern reflected by the reflective mask 20 is usually reduced to about 1 ⁇ 4. Since the wavelength band of 13 to 14 nm is used as the exposure wavelength, the optical path was set in advance so as to be in a vacuum. In this state, EUV light obtained from the laser plasma X-ray source 31 is incident on the reflective mask 20, and the light reflected here passes through the reduction optical system 32 on the silicon wafer (semiconductor substrate with resist layer) 33. Transcribed to.
  • the light incident on the reflective mask 20 is absorbed by the absorber film and is not reflected in the portion having the absorber film pattern, while the light incident on the portion without the absorber film pattern is reflected by the multilayer reflective film.
  • the exposure light passing through the reduction optical system 32 exposes the transfer pattern on the resist layer on the silicon wafer 33.
  • a resist pattern was formed on the silicon wafer 33 by developing the exposed resist layer.
  • the mask contrast of the reflective mask of this example was as high as 1: 1000 at the peak wavelength and 1: 250 in the entire wavelength band of EUV light. It was confirmed that the accuracy was 4.8 nm or less, which is the required accuracy of the DRAM hp32nm design rule.
  • Example 2 A reflective mask blank of Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an absorber film was laminated without forming a buffer film on the upper surface of the protective film.
  • a reflective mask was manufactured by the same process as in Example 1 except that the manufactured reflective mask blank was used and a dry etching process for the buffer film was performed.
  • a final confirmation inspection was performed on the produced reflective mask in the same manner as in Example 1 using an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm). That is, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) was used as inspection light, and a final confirmation inspection of the obtained reflective mask was performed.
  • the mask contrast of the reflective mask of this example was 1: 1000 at the peak wavelength, and the EUV light The entire wavelength band was as high as 1: 250, and it was confirmed that the mask accuracy was 4.8 nm or less, which is the required accuracy of the DRAM hp32 nm design rule.
  • Example 3 A reflective mask blank of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 2 except that CrOCN was applied to the uppermost layer of the absorber film.
  • the composition ratio of the CrOCN film was 33 at% for Cr, 39 at% for O, 11 at% for C, and 17 at% for N.
  • a reflective mask was produced by the same process as in Example 2 except that the produced reflective mask blank was used and the uppermost layer of the absorber film was dry-etched with a mixed gas of chlorine and oxygen.
  • a final confirmation inspection was performed on the produced reflective mask in the same manner as in Example 1 using an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm).
  • an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) was used as inspection light, and a final confirmation inspection of the obtained reflective mask was performed.
  • the mask contrast of the reflective mask of this example was 1: 1000 at the peak wavelength, and the EUV light The entire wavelength band was as high as 1: 250, and it was confirmed that the mask accuracy was 4.8 nm or less, which is the required accuracy of the DRAM hp32 nm design rule.
  • Example 4 A reflective mask blank of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that CrN was applied to the lower layer of the absorber film.
  • Example 1 except that the reflective mask blank thus produced was used and the thickness of the resist film was 150 nm, and that the uppermost layer and the lower layer of the absorber film were dry-etched with a mixed gas of chlorine and oxygen.
  • a reflective mask was fabricated by the same process as described above.
  • a final confirmation inspection was performed on the produced reflective mask in the same manner as in Example 1 using an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm). That is, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) was used as inspection light, and a final confirmation inspection of the obtained reflective mask was performed.
  • the mask contrast of the reflective mask of this example was 1: 1000 at the peak wavelength, and the EUV light The entire wavelength band was as high as 1: 250, and it was confirmed that the mask accuracy was 6.8 nm or less, which is the required accuracy of the DRAM hp45 nm design rule.
  • Example 5 The reflective mask blank of Example 2 is the same as in Example 1 except that CrN is applied to the lower layer of the absorber film (that is, the uppermost layer of the absorber film is formed of SiON).
  • a mask blank was prepared.
  • a reflective mask was produced in the same process as in Example 1 except that the produced reflective mask blank was used and the lower layer of the absorber film was dry-etched with a mixed gas of chlorine and oxygen.
  • a final confirmation inspection was performed on the produced reflective mask in the same manner as in Example 1 using an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm). That is, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) was used as inspection light, and a final confirmation inspection of the obtained reflective mask was performed.
  • an ArF excimer laser wavelength 193 nm
  • the mask contrast of the reflective mask of this example was 1: 1000 at the peak wavelength, and the EUV light The entire wavelength band was as high as 1: 250, and it was confirmed that the mask accuracy was 4.8 nm or less, which is the required accuracy of the DRAM hp32 nm design rule.

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Abstract

【課題】波長２００ｎｍ以下の検査光に対する検査時のコントラストを向上させ、マスク使用時の露光光に対するコントラストを向上させ、高解像度の微細パターンを形成できる反射型マスクブランク及び反射型マスクを提供する。 【解決手段】基板１と、該基板上に順次形成された、露光光を反射する多層反射膜２と、多層反射膜２上のルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物を主成分とする保護膜６と、露光光を吸収する吸収体膜４とを有する反射型マスクブランク１０であって、吸収体膜４は、最上層４ｂと下層４ａからなる積層構造となっており、最上層４ｂは、Ｓｉ、Ｃｒのうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成されている。反射型マスク２０は、この反射型マスクブランクの吸収体膜に転写パターンを形成して得られる。

Description

反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法
　本発明は、半導体装置製造等に使用される露光用反射型マスク、及びそれを製造するための原版である反射型マスクブランクに関するものである。
　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、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。このため、より波長の短い極端紫外（Extreme Ultra Violet：以下、EUVと呼称する）光を用いた露光技術であるEUVリソグラフィが有望視されている。なお、ここで、EUV光とは、軟X線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２～１００ｎｍ程度の光のことである。このEUVリソグラフィにおいて用いられるマスクとしては、たとえば下記特許文献１に記載された露光用反射型マスクが提案されている。
　このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上にバッファ膜、さらにその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。バッファ膜は、吸収体膜のパターン形成工程及び修正工程における多層反射膜の保護を目的として多層反射膜と吸収体膜との間に設けられている。露光機（パターン転写装置）に搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体膜のある部分では吸収され、吸収体膜のない部分では多層反射膜により反射された光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。
　このような反射型マスクは、たとえば以下のプロセスで製造される。
（１）基板上に、順次、多層反射膜、バッファ膜、および吸収体膜を成膜した反射型マスクブランクの上面に所定のレジストパターンを形成し、該レジストパターンをエッチングマスクとして、ドライエッチングによって吸収体膜に所定のパターンを形成する。
（２）ここで、検査光を用いて、吸収体膜にパターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を行う。このとき、吸収体膜で反射される検査光と、吸収体膜が除去されて露出されたバッファ膜で反射される検査光を検出し、そのコントラストを観察することによって検査を行う。
（３）検査の結果、吸収体膜のパターンに白欠陥や黒欠陥があることが判明した場合は、白欠陥に対してはＦＩＢアシストデポジション法等でピンホール等の修復を行い、黒欠陥部分に対してはＦＩＢ照射等による不要部分の除去によって修正を行う。
（４）次に、上記パターンが形成された吸収体膜をエッチングマスクとして、ドライエッチングによってバッファ膜を吸収体膜パターンに従って除去し、バッファ膜にパターンを転写する。
（５）最後に、検査光を用いて、形成されたパターンの最終確認検査を行う。このとき、吸収体膜で反射される検査光と、吸収体膜およびバッファ膜が除去されて露出された多層反射膜で反射される検査光を検出し、そのコントラストを観察することによって検査を行う。
特開平８－２１３３０３号公報 特許第３８０６７０２号公報 特開２００４－２０７５９３号公報
　上述のように、吸収体膜に所定のパターンを形成した後にパターン検査を行う場合には、吸収体膜で反射される検査光と、吸収体膜が除去されて露出されたバッファ膜で反射される検査光とのコントラストを観察することによって検査を行い、バッファ膜に吸収体膜パターンを転写した後に最終確認検査を行う場合には、吸収体膜で反射される検査光と、吸収体膜およびバッファ膜が除去されて露出された多層反射膜で反射される検査光とのコントラストを観察することによって検査を行うため、吸収体膜とバッファ膜あるいは多層反射膜との間で十分なコントラストが得られないと正確なパターン検査を行えない。そこで、特許文献２には、吸収体層を、ＥＵＶ光などの露光光の吸収体層を下層とし、検査光に対する低反射層を上層とする積層構造とすることで、コントラストを向上させて正確なパターン検査を行える反射型マスクブランクスが記載されている。
　多層反射膜は、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜であり、一般的には、重元素又はその化合物の薄膜と、軽元素又はその化合物の薄膜とが交互に４０～６０周期程度積層された多層膜が用いられる。例えば、波長１３～１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。反射率を高めるには、屈折率の大きなＭｏ膜を最上層とすることが望ましいが、Ｍｏは大気に触れると酸化しやすく、逆に反射率が低下してしまう。このＭｏ膜の酸化防止のため、そして、反射型マスクブランクから反射型マスクを製造する際の薬品等による洗浄から保護するために、最表層をＳｉ膜とし、膜厚も下層のＳｉ膜よりも厚く形成して、保護膜として機能させていた。つまり、検査光に対するコントラストは、実質的には、吸収体膜と、保護膜と、バッファ膜（バッファ膜を設ける場合）との間で確保できるように調整していたといえる。しかし、多層反射膜上に保護膜としてＳｉ膜を厚く形成すると、ＥＵＶ光の反射率が低下してしまうという問題があった。これを解決するため、最近では、多層反射膜の最表層を同じ材料の下層と概ね同じ厚さのＳｉ膜とし、その上面にＲｕを主成分とする材料の保護膜を設けた構成が使用され始めている。この場合、検査光に対するコントラストは、Ｒｕを主成分とする保護膜で考えなければならない。
　一方、上層の低反射層としては、例えばＴａとＢとＯを含む材料が使用される。上述のパターン検査に使用する検査光として、従来は通常、波長２５７ｎｍ程度の光が使用されており、上記ＴａとＢとＯを含む材料の場合、膜厚を最適化することにより、波長２５７ｎｍ程度の検査光に対する反射率が最小となるように調整することが可能である。近年のパターンのより一層の微細化に伴い、パターン検査に使用する検査光は、従来よりも短波長のもの、たとえばＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）やＦ２エキシマレーザー（波長１５７ｎｍ）を使用する必要性が生じている。ところが、上記ＴａとＢとＯを含む材料の場合、膜厚を調整しても、波長２００ｎｍ以下の検査光に対しては反射率を最小とすることが難しいため、反射率が高くなる傾向がある。保護膜の材料にＳｉを用いる場合においては、波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率が非常に高いため、吸収体膜の反射率が高めであってもコントラストの確保はある程度可能である。しかし、保護膜の材料にＲｕを主成分とする材料を用いる場合においては、波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率がＳｉの場合ほど高くないため、吸収体膜の反射率が高めであると、コントラストの確保が困難であるという問題がある。
　また、反射型マスクを用いて、微細パターンを高精度で半導体基板等へのパターン転写を行うためには、ＥＵＶ光などの露光光に対するマスクコントラストを向上させることが重要である。
　また、特許文献３に記載のように、ＥＵＶリソグラフィの場合においても、ＡｒＦ露光光等を用いる光透過型リソグラフィと同様に、光の回折の問題が生じることから、位相シフト効果の利用が試みられている。すなわち、この反射型マスクでは、吸収体膜は、ＥＵＶ露光光がその表面から内部に入射し、多層反射膜で反射され、再び表面から出ていく反射光をその光強度を所定比率まで低下させる透過率調整作用と、吸収体膜が露出した部分でＥＵＶ露光光が多層反射膜で直接反射された反射光との間で、位相シフト効果が生じるだけの位相差を与える位相調整作用とを有している。しかし、保護層にＲｕを主成分とする材料を用いる場合、ドライエッチングによって転写パターンが形成される吸収体膜に同じＲｕ系の材料を用いることができないという問題がある。
　また、一般に反射型マスクブランクでは、露光光を吸収する機能を有する吸収体膜の膜厚が厚く、この吸収体膜をエッチングでパターンを形成する際に必要なレジスト膜の膜厚も厚くなってしまう。マスクに要求されるパターンの線幅が細くなると、従来のような厚いレジスト（通常５００ｎｍから８００ｎｍ程度）に細い線幅のパターンを形成すると、第一にアスペクト比が大きくなりレジストパターン倒れを生じる恐れがあり、第二にレジストの垂直方向の形状精度が取り難く、吸収体パターンの形状精度が悪化し、第三にエッチングガスがレジストパターンの細い通路に供給されにくく、又、エッチングにより発生したガスも滞留しやすいため、線幅の狭い部分でエッチングの反応が進みにくくなり、そのため、線幅の広い部分と狭い部分でのエッチング速度に差が出てしまい、マスク面内で均一なエッチングが行えなくなるため、従来の厚いレジストを使用すると、例えば、解像度５０ｎｍ以下というような線幅の細い微細パターンの形成が困難である。
　そこで本発明の目的は、第一に、保護膜にＲｕを主成分とする材料を用いた場合においても、パターン検査に用いる波長２００ｎｍ以下の検査光に対する検査時のコントラストを向上させた反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することである。第二に、マスク使用時の露光光に対するコントラストを向上させた反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することである。第三に、保護膜にＲｕを主成分とする材料を用いた場合においても、位相シフト効果を利用した反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することである。第四に、高解像度の微細パターンを形成できる反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することである。
　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、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクであって、前記吸収体膜は、最上層と、それ以外の下層とからなる積層構造となっており、前記最上層は、ケイ素（Ｓｉ）およびクロム（Ｃｒ）のうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成され、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、ルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物を主成分とする保護膜を有することを特徴とする反射型マスクブランク。
　構成１によれば、前記吸収体膜の最上層が、ケイ素（Ｓｉ）およびクロム（Ｃｒ）のうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成されていることにより、波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率を最小に低減でき、その検査光に対する反射率がそれほど高くないルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物を主成分とする材料を保護膜に用いても、パターン検査時のコントラストを向上させた反射型マスクブランクを提供できる。
　また、前記吸収体膜の最上層が、ケイ素（Ｓｉ）およびクロム（Ｃｒ）のうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成されていることにより、最上層におけるマスク使用時の露光光透過率を高めるとともに、露光光に対するマスクコントラストを向上させた反射型マスクブランクを提供できる。
　ＥＵＶ露光光の吸収率が高いタンタル系材料は、透過率の調整幅が比較的狭いのに比べ、この構成１では、前記吸収体膜の最上層が、ケイ素（Ｓｉ）およびクロム（Ｃｒ）のうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成されていることにより、吸収体膜全体でのＥＵＶ露光光に対する透過率の調整がより容易になり、位相差の調整もし易くなる。
（構成２）前記吸収体膜の下層は、クロム（Ｃｒ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする構成１に記載の反射型マスクブランク。
　構成２によれば、さらに吸収体膜の下層もタンタル系材料に比べてＥＵＶ露光光の吸収率が低いクロム系材料（クロム（Ｃｒ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料）を用いることから、吸収体膜全体でのＥＵＶ露光光に対する透過率の調整がさらに容易になり、位相差の調整もし易くなる。
　また、吸収体膜の下層を形成するクロム系材料は、塩素と酸素の混合ガスのエッチングガスによってドライエッチングされるが、保護膜を形成するルテニウム系材料（ルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物を主成分とする材料）は、このエッチングガスに対して高い耐性を有しており、保護膜にエッチングストッパーとしての役割も持たすことができる。
（構成３）前記吸収体膜の最上層は、ケイ素（Ｓｉ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成され、前記保護膜と前記吸収体膜との間にクロム（Ｃｒ）を主成分とするバッファ膜を備えることを特徴とする構成１に記載の反射型マスクブランク。
　この構成３によれば、シリコン系材料（ケイ素（Ｓｉ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料）で形成された最上層は、塩素と酸素の混合ガスのドライエッチングに対して高い耐性を有するため、このエッチングガスでドライエッチングするクロム系材料（クロムを主成分とする材料）でバッファ膜を形成することができる。
（構成４）前記吸収体膜の下層は、タンタル（Ｔａ）を主成分として含有するタンタル系材料で形成されていることを特徴とする構成３に記載の反射型マスクブランク。
　この構成４によれば、吸収体膜の最上層にフッ素系ガスでドライエッチングされるシリコン系材料を適用し、吸収体膜の下層に塩素ガスでドライエッチングされるタンタル系材料を適用したことにより、最上層をエッチングマスクとして機能させることができる。これにより、高解像度の微細パターンを形成することができる。また、保護膜を形成するルテニウム系材料は、塩素系ガスに対して高い耐性を有しており、保護膜にエッチングストッパーとしての役割も持たすことができる。
（構成５）前記吸収体膜の最上層は、パターン検査に用いる波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率が最小となるように膜厚が最適化されていることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。
　構成５によれば、吸収体膜の最上層に用いられるシリコン系材料やクロム系材料は、波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率が最小にできるため、パターン検査時のコントラストを向上させて正確なパターン検査を行える。
（構成６）前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物を主成分とすることを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。
　構成６によれば、この反射型マスクブランクから反射型マスクを作製したときに、保護膜が露出することで、この保護膜の表層にニオブ酸化層が形成され、これによって、マスク洗浄時における耐薬性が向上する。特に、オゾン水洗浄に対する耐性が非常に高く、露光光反射率の低下を防止できる。特に、保護層の上面に接してクロムを主成分とするバッファ膜が形成される構成の場合においては、バッファ膜のドライエッチング時の塩素と酸素との混合ガスに対して高い耐性を有する。
（構成７）構成１乃至６のいずれか一項に記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜に、被転写体に対する転写パターンとなる吸収体膜パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
　上記構成１乃至６の反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造することにより、パターン検査に用いる波長２００ｎｍ以下の検査光に対する検査時のコントラストを向上させ、またマスク使用時の露光光に対するコントラストを向上させ、また位相シフト効果を有する反射型マスクが得られる。
　本発明によれば、保護膜にＲｕを主成分とする材料を用いた場合においても、パターン検査に用いる波長２００ｎｍ以下の検査光に対する検査時のコントラストを向上させた反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することができる。
　また、本発明によれば、マスク使用時の露光光に対するコントラストを向上させた反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することができる。保護膜にＲｕを主成分とする材料を用いた場合においても、位相シフト効果を利用した反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することができる。
　また、本発明によれば、高解像度の微細パターンを形成できる反射型マスクブランク及びそれを用いて製造される反射型マスクを提供することができる。
反射型マスクブランクスの一実施の形態の構成及びこのマスクブランクスを用いて反射型マスクを製造する工程を示す断面図である。 反射型マスクを搭載したパターン転写装置の概略構成を示す図である。
　以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
　本発明の反射型マスクブランクは、基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクであって、前記吸収体膜は、最上層と、それ以外の下層とからなる積層構造となっており、前記最上層は、ケイ素（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）のうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成され、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、ルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物を主成分とする保護膜を有することを特徴としている。
　このような反射型マスクブランクによれば、以下の効果を有する反射型マスクブランクおよび反射型マスクが得られる。
（１）パターン検査に用いる波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率を最小に低減でき、その検査光に対する反射率がそれほど高くないルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物を主成分とする材料を保護膜に用いても、吸収体膜と多層反射膜（保護膜）との間で、検査光に対する十分なコントラストを得ることができるため、パターン検査に波長２００ｎｍ以下の短波長光を使用したときのコントラストを向上させ、微細パターンが形成されたマスクの正確なパターン検査を行える。なお、パターン検査時における検査光に対するコントラストとは、コントラスト（＝反射率比）＝吸収体膜からの検査光反射率：保護膜（あるいはバッファ膜）を有する多層反射膜からの検査光反射率＝１：（保護膜（あるいはバッファ膜）を有する多層反射膜からの検査光反射率／吸収体膜からの検査光反射率）で定義される値を意味するものとする。
（２）最上層におけるマスク使用時の露光光透過率を高めるとともに、露光光である例えばＥＵＶ光に対するマスクコントラストを向上させることができ、微細パターンを高精度でパターン転写を行える。
　なお、マスクコントラストとは、例えばＥＵＶ光を露光光とする反射型マスクのコントラスト、すなわち、コントラスト＝反射率比＝１：（保護膜を有する多層反射膜からの反射率／吸収体膜からの反射率）で定義される値を意味するものとする。
（３）タンタル系材料に比べ、ＥＵＶ露光光の吸収率が低い、ケイ素（Ｓｉ）およびクロム（Ｃｒ）のうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料を吸収体膜の最上層に適用することにより、吸収体膜全体でのＥＵＶ露光光に対する透過率の調整がより容易になり、ＥＵＶ露光光に対する位相差の調整がし易くなる。
　本発明における上記吸収体膜の最上層は、ケイ素（Ｓｉ）およびクロム（Ｃｒ）のうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成されるが、ケイ素（Ｓｉ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物の代表的な化合物例としては、例えば、Ｓｉ３Ｎ４，ＳｉＯ２，ＳｉＯＮ，ＳｉＣ等が挙げられる。また、これらのケイ素の化合物は、さらにＭｏ等の比較的原子量の小さい遷移金属を含んでいてもよい。これらの材料を吸収体膜の最上層に用いる場合で波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率を最小に低減するには、材料中のＮ含有量は１５～６０at%の範囲、Ｏ含有量は１５～６０at%の範囲とすることが好ましい。
　また、上記クロム（Ｃｒ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物の代表的な化合物例としては、例えば、ＣｒＮ、ＣｒＮＯ、ＣｒＯＣＮ等が挙げられる。これらの材料を吸収体膜の最上層に用いる場合で波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率を最小に低減するには、材料中のＮ含有量は１５～６０at%の範囲、Ｏ含有量は１５～６０at%の範囲とすることが好ましい。
　上記吸収体膜の最上層を形成する材料は、さらにホウ素（Ｂ）を含有していてもよい。Ｂを含有することにより、膜のアモルファス性、表面平滑性をより向上することができる。
　上記吸収体膜の最上層の膜厚は、概ね５～３０ｎｍ程度とすることができるが、本発明における最上層を形成する材料は、パターン検査に用いる波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率を最小に低減できるため、反射率が最小となるように膜厚を最適化することが好適である。
　上記吸収体膜の下層は、クロム（Ｃｒ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成されていることが好ましい。吸収体膜の下層もタンタル系材料に比べてＥＵＶ露光光の吸収率が低いクロム系材料（クロム（Ｃｒ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料）を用いることから、吸収体膜全体でのＥＵＶ露光光に対する透過率の調整がさらに容易になり、位相差の調整もし易くなる。
　また、吸収体膜の下層を形成するクロム系材料は、塩素と酸素の混合ガスのエッチングガスによってドライエッチングされるが、保護膜を形成するルテニウム系材料（ルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物を主成分とする材料）は、このエッチングガスに対して高い耐性を有しており、保護膜にエッチングストッパーとしての役割も持たすことができる。クロム系材料の具体例としては、上記最上層に用いるクロム系材料の具体例と同様のものを挙げることができる。
　また、上記吸収体膜の下層は、本発明においては、タンタル（Ｔａ）を主成分として含有するタンタル系材料で形成されていてもよい。とくに、吸収体膜の最上層が、ケイ素（Ｓｉ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成される場合、吸収体膜の下層は、タンタル（Ｔａ）を主成分として含有するタンタル系材料で形成されることも好ましい。吸収体膜の最上層にフッ素系ガスでドライエッチングされるシリコン系材料を適用し、吸収体膜の下層に塩素ガスでドライエッチングされるタンタル系材料を適用したことにより、最上層をエッチングマスクとして機能させることができる。これにより、高解像度の微細パターンを形成することができる。また、保護膜を形成するルテニウム系材料は、塩素系ガスに対して高い耐性を有しており、保護膜にエッチングストッパーとしての役割も持たすことができる。
　本発明においては、吸収体膜の下層は、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）を含有するタンタル系材料で形成されていることが特に好ましい。Ｂを含有することにより、吸収体膜のアモルファス性、表面平滑性をより向上することができる。また、Ｎを含有することにより、吸収体膜の膜応力を低減し、また下層のバッファ膜あるいは多層反射膜との密着性が良好となる。
　なお、上記吸収体膜の最上層、下層はいずれも、必ずしも全体が均一な組成でなくてもよく、例えば膜厚方向で組成が異なるように組成傾斜させてもよい。組成傾斜させる場合、含有する元素の組成が連続的に異なるようにしてもよいし、或いは組成が段階的に異なるようにしてもよい。
　また、上記多層反射膜と吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファ膜を形成してもよい。かかるバッファ膜を形成することにより、吸収体膜のパターン形成時、及びパターン修正時のエッチングによる多層反射膜のダメージが防止される。とりわけ、クロムを含有するクロム系材料からなるバッファ膜は高い平滑性が得られるため、その上に形成される吸収体膜表面も高い平滑性が得られ、パターンぼけを減少できる。クロム系バッファ膜の材料としては、クロム（Cr）単体や、クロム（Cr）と窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、弗素（F）から選ばれる少なくとも１種以上の元素を含む材料とすることができる。たとえば、窒素を含むことで平滑性に優れ、炭素を含むことで吸収体膜のドライエッチング条件でのエッチング耐性が向上し、酸素を含むことで膜応力低減ができる。具体的には、CrN、CrO、CrC、CrF、CrON、CrCO、CrCON等の材料が好ましく挙げられる。
　なお、上記反射型マスクブランクは、吸収体膜の最上層に所定の転写パターンを形成するためのレジスト膜が形成された状態であっても構わない。
　上記反射型マスクブランクを使用して得られる反射型マスクとしては、以下のような態様が挙げられる。
（１）基板上に形成された多層反射膜の上面に保護膜が設けられ、その上に、所定の転写パターンを有するバッファ膜と吸収体膜のパターンが形成された反射型マスク。
（２）基板上に形成された多層反射膜の上面に保護膜が設けられ、その上に、所定の転写パターンを有する吸収体膜パターンが形成された反射型マスク。
　図１は本発明の反射型マスクブランクの一実施の形態及びこのマスクブランクを用いて反射型マスクを製造する工程を示す概略断面図である。
　本発明の反射型マスクブランクの一実施の形態としては、図１（ａ）に示すように、基板１上に多層反射膜２が形成され、その上に保護膜６を設け、更にその上に、バッファ膜３及び、下層４ａと最上層４ｂの積層構造からなる吸収体膜４の各層が形成された構造をしている。また、吸収体膜４の上面にレジスト膜５を有している。
　基板１としては、露光時の熱によるパターンの歪みを防止するため、０±１．０×１０－７／℃の範囲内、より好ましくは０±０．３×１０－７／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましい。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、アモルファスガラス、セラミック、金属の何れでも使用できる。例えばアモルファスガラスであれば、ＳｉＯ２－ＴｉＯ２系ガラス、石英ガラス、結晶化ガラスであれば、β石英固溶体を析出した結晶化ガラス等を用いることが出来る。金属基板の例としては、インバー合金（Ｆｅ－Ｎｉ系合金）などが挙げられる。また、単結晶シリコン基板を使用することもできる。
　また、基板１は、高反射率及び高転写精度を得るために、高い平滑性と平坦度を備えた基板が好ましい。特に、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面（１０μｍ角エリアでの平滑性）と、５０ｍ以下の平坦度（基板主表面の１４２ｍｍ角エリアにおける平坦度）を有することが好ましい。また、基板１は、その上に形成される膜の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。
　なお、平滑性を示す単位Ｒｍｓは、二乗平均平方根粗さであり、原子間力顕微鏡で測定することができる。また平坦度は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　Ｒｅａｄｉｎｇ）で示される表面の反り（変形量）を表す値で、基板表面を基準として最小自乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基板表面の最も低い位置との高低差の絶対値である。
　多層反射膜２は、前述したように、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜であり、一般的には、重元素又はその化合物の薄膜と、軽元素又はその化合物の薄膜とが交互に４０～６０周期程度積層された多層膜が用いられる。
　例えば、波長１３～１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、前述のＭｏ膜とＳｉ膜を交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。その他に、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜として、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、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜などがある。露光波長により、材質を適宜選択すればよい。
　多層反射膜２は、ＤＣマグネトロンスパッタ法や、イオンビームスパッタ法などにより、各層を成膜することにより形成できる。上述したＭｏ／Ｓｉ周期多層膜の場合、例えばイオンビームスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＳｉ膜を成膜し、その後Ｍｏターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜し、これを一周期として、４０～６０周期積層した後、最後にＳｉ膜を成膜する。
　なお、本実施の形態では、多層反射膜２とバッファ膜３との間に、ルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物からなる保護膜６を有する。この保護膜６を有することにより、バッファ膜のパターン形成時のエッチングによる多層反射膜のダメージが防止され、露光光反射率の低下を防止できる。本発明における上記保護膜の代表的なルテニウム化合物としては、例えば、RuNb、RuZr等が挙げられる。
　バッファ膜３としては、例えば前述のクロム系バッファ膜を好ましく用いることができる。このバッファ膜３は、ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ法以外に、イオンビームスパッタ等のスパッタ法で上記保護膜上に形成することができる。
　なお、バッファ膜３の膜厚は、たとえば集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いた吸収体膜パターンの修正を行う場合には、２０～６０ｎｍ程度とするのが好ましいが、電子線等で修正する場合には、５～１５ｎｍ程度とすることができる。
　次に、吸収体膜４は、露光光である例えばＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、本発明では、下層４ａと最上層４ｂの積層構造からなる。最上層４ｂについては前述したとおりである。また、下層４ａは前述したように本発明では例えばタンタル（Ｔａ）を主成分とする材料を好ましく用いることができる。Ｔａを主成分とする材料は、通常、Ｔａの合金である。このような吸収体膜の結晶状態は、平滑性、平坦性の点から、アモルファス状又は微結晶の構造を有しているものが好ましい。
　Ｔａを主成分とする材料としては、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくとも何れかを含む材料、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、ＴａとＧｅとＮを含む材料、等を用いることが出来る。ＴａにＢやＳｉ、Ｇｅ等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。また、ＴａにＮやＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることが出来るという効果が得られる。
　この中でも特に好ましい材料として、例えば、ＴａとＢを含む材料（組成比Ｔａ／Ｂが８．５／１．５～７．５／２．５の範囲である）、ＴａとＢとＮを含む材料（Ｎが５～３０原子％であり、残りの成分を１００とした時、Ｂが１０～３０原子％）が挙げられる。これらの材料の場合、容易に微結晶或いはアモルファス構造を得ることが出来、良好な平滑性と平坦性が得られる。
　前述の吸収体膜の最上層、上述のＴａを主成分とする吸収体膜の下層は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。例えば、ＴａＢＮ膜の場合、タンタルとホウ素を含むターゲットを用い、窒素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で成膜することができる。スパッタ法で形成した場合には、スパッタターゲットに投入するパワーや投入ガス圧力を変化させることにより内部応力を制御できる。また、室温程度の低温での形成が可能であるので、多層反射膜等への熱の影響を少なくすることが出来る。
　吸収体膜４の最上層４ｂの膜厚については前述したとおりであるが、下層４ａの膜厚については、露光光である例えばＥＵＶ光が十分に吸収できる厚みであれば良いが、通常５０～１００ｎｍ程度である。また、この吸収体膜４でＥＵＶ露光光に対して位相シフト効果を生じさせる場合においては、膜厚を２５～５０ｎｍ程度と薄くするとよい。
　図１に示した実施の形態では、反射型マスクブランク１０は以上の如く構成され、バッファ膜を有しているが、吸収体膜４へのパターン形成の方法や形成したパターンの修正方法によっては、このバッファ膜を設けない構成としてもよい。
　次に、この反射型マスクブランク１０を用いた反射型マスクの製造工程を説明する。
　反射型マスクブランク１０（図１（ａ）参照）の各層の材料及び形成方法については上述した通りである。
　そして、この反射型マスクブランク１０の吸収体膜４の最上層４ｂに所定の転写パターンを形成する。まず、吸収体膜４上のレジスト膜５に対して、電子線描画機を用いて所定のパターン描画を行い、これを現像して、所定のレジストパターン５１を形成する（同図（ｂ）参照）。
　形成されたレジストパターン５１をマスクとして、吸収体膜４の最上層４ｂをドライエッチングして、所定の転写パターンを有する最上層パターン４１ｂを形成する（同図（ｃ）参照）。最上層４ｂが例えばＳｉの窒化部を含む材料からなる場合、ＳＦ６，ＣＨＦ３等のフッ素系ガスを用いたドライエッチングを用いることが出来る。
　最上層パターン４１ｂ上に残ったレジストパターン５１を除去した後、形成された最上層パターン４１ｂマスクとして、吸収体膜４の下層４ａをドライエッチングして、所定の転写パターンを有する下層パターン４１ａを形成する（同図（ｄ）参照）。下層４ａがＴａを主成分とする材料からなる場合、塩素ガスを用いたドライエッチングを用いることが出来る。
　通常はここで、吸収体膜パターン（下層パターン４１ａと最上層パターン４１ｂの積層パターン）が設計通りに形成されているかどうかの検査を行う。パターン検査に用いる検査光が吸収体膜パターンが形成されたマスク上に入射され、最上層パターン４１ｂ上で反射される検査光と、吸収体膜４が除去されて露出したバッファ膜３で反射される検査光とを検出し、そのコントラストを観察することによって、検査を行う。本発明においては、波長２００ｎｍ以下の検査光に対する最上層パターン４１ｂでの反射率を最小に低減でき、吸収体膜４とバッファ膜３との間で、検査光に対する十分なコントラストを得ることができるため、正確なパターン検査を行える。
　このようにして、例えば、除去されるべきでない吸収体膜４が除去されたピンホール欠陥（白欠陥）や、エッチング不足により一部が除去されずに残っているエッチング不足欠陥（黒欠陥）を検出する。このようなピンホール欠陥や、エッチング不足による欠陥が検出された場合には、これを修正する。
　ピンホール欠陥の修正には、例えば、ＦＩＢアシストデポジション法により炭素膜等をピンホールに堆積させるなどの方法がある。また、エッチング不足による欠陥の修正には、ＦＩＢ照射による不要部分の除去を行うなどの方法がある。このとき、バッファ膜３は、ＦＩＢ照射に対して、多層反射膜２を保護する保護膜となる。
　こうして、パターン検査及び修正が終えた後、露出したバッファ膜３を吸収体膜パターンに従って除去し、バッファ膜にパターン３１を形成して、反射型マスク２０を作製する（同図（ｅ）参照）。ここで、例えばＣｒ系材料からなるバッファ膜の場合は、塩素と酸素を含む混合ガスでのドライエッチングを用いることができる。バッファ膜を除去した部分では、露光光の反射領域である多層反射膜２が露出する。露出した多層反射膜上には保護膜６が形成されている。このとき、保護膜６は、バッファ膜３のドライエッチングに対して多層反射膜２を保護する。
　最後に、仕様通りの寸法精度で吸収体膜パターンが形成されているかどうかの最終的な確認の検査を行う。この最終確認検査の場合も、前述の検査光が用いられる。本発明においては、吸収体膜４と表面に保護膜６を有する多層反射膜２との間で、波長２００ｎｍ以下の検査光に対する十分なコントラストを得ることができるため、正確なパターン検査を行える。
　また、本発明の反射型マスクブランクを用いて製造される反射型マスクは、ＥＵＶ 光（波長０．２～１００ｎｍ程度）を露光光として用いた場合に特に好適であるが、他の波長の光に対しても適宜用いることができる。
　以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
　使用する基板は、ＳｉＯ２－ＴｉＯ２系のガラス基板（１５２．４ｍｍ角、厚さが６．３５ｍｍ）である。この基板の熱膨張係数は０．２×１０－７／℃、ヤング率は６７ＧＰａである。そして、このガラス基板は機械研磨により、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と、５０ｎｍ以下の平坦度に形成した。
　基板上に形成される多層反射膜は、１３～１４ｎｍの露光光波長帯域に適した多層反射膜とするために、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を採用した。即ち、多層反射膜は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、イオンビームスパッタリングにより基板上に交互に積層して形成した。Ｓｉ膜を４．２ｎｍ、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ、これを一周期として、４０周期積層した後、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、最後に保護膜としてRuNbターゲット（at%比　Ru：Nb＝２０：８０）を用いてRuNb膜を２．５ｎｍに成膜した。
　このようにして多層反射膜付き基板を得た。この多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は６６．１％であった。
　次に、上述のように得られた多層反射膜付き基板の保護膜上に、バッファ膜を形成した。バッファ膜は、窒化クロム膜を１０ｎｍの厚さに形成した。Ｃｒターゲットを用いて、スパッタガスとしてアルゴン（Ar）と窒素（N2）の混合ガスを用いてDCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。成膜されたCrNx膜において、窒素（N）は１０ａｔ％（ｘ＝０．１）とした。
　次に、このバッファ膜上に、吸収体膜の下層として、TaとBとNを含む材料を８０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Ta及びBを含むターゲットを用いて、アルゴン（Ar）に窒素（N2）を１０％添加して、DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。なお、成膜したTaBN膜の組成比は、Taが80at%、Bが10at%、Nが10at%であった。
　続いて、吸収体膜の最上層として、ＳｉＯＮを含む材料を２０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Ｓｉターゲットを用いて、アルゴン（Ａｒ）に窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）を添加した混合ガス下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。なお、上記最上層は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）をパターンの検査光として用いた場合、反射率が最小となるように膜厚を設定した。SiON膜の組成比は、Siが36at%、Oが45at%、Nが19at%であった。
　以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクを作製した。
　次に、この反射型マスクブランクを用いて、デザインルールがＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを有するEUV露光用反射型マスクを以下のように作製した。
　まず、上記反射型マスクブランク上に電子線描画用レジスト膜を形成し、電子線描画機を使用して所定のパターン描画を行い、描画後、現像によりレジストパターンを形成した。なお、上記レジスト膜の膜厚は従来よりも薄い１００ｎｍとした。
　次に、このレジストパターンをマスクとして、フッ素系（ＳＦ６）ガスを用いて吸収体膜の最上層をドライエッチングし、最上層に転写パターンを形成した。残存するレジストパターンを除去した後、この転写パターンが形成された最上層をマスクとして、塩素ガスを用いて吸収体膜の下層をドライエッチングし、吸収体膜に下層と最上層の積層からなる転写パターンを形成した。
　この段階で、検査光としてＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を使用して吸収体膜のパターン検査を行った。ＡｒＦエキシマレーザーの検査光に対するコントラストは、吸収体膜からの反射率：バッファ膜からの反射率＝９．５％：５３．１％＝１：５．５９であり、吸収体膜のパターン検査には十分なコントラストが得られることが確認できた。
　さらに、塩素と酸素の混合ガスを用いて、反射領域上（吸収体膜のパターンのない部分）に残存しているバッファ膜を吸収体膜のパターンに従ってドライエッチングして除去し、表面に保護膜を備えた多層反射膜を露出させ、反射型マスクを得た。
　最後に検査光としてＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を使用して、得られた反射型マスクの最終確認検査を行った。ＡｒＦエキシマレーザーの検査光に対するコントラストは、吸収体膜からの反射率：保護膜を有する多層反射膜からの反射率＝９．５％：５８．２％＝１：６．１３であり、吸収体膜のパターン検査には十分なコントラストが得られることが確認できた。また、反射型マスクのパターン検査の結果、デザインルールがＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、反射領域におけるEUV露光光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、６６．０％であった。
　次に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、図２に示すパターン転写装置による半導体基板上へのＥＵＶ光による露光転写を行った。
　反射型マスクを搭載したパターン転写装置５０は、レーザープラズマＸ線源３１、縮小光学系３２等から概略構成される。縮小光学系３２は、Ｘ線反射ミラーを用いている。縮小光学系３２により、反射型マスク２０で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。尚、露光波長として１３～１４ｎｍの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。
　このような状態で、レーザープラズマＸ線源３１から得られたＥＵＶ光を反射型マスク２０に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３２を通してシリコンウエハ（レジスト層付き半導体基板）３３上に転写した。
　反射型マスク２０に入射した光は、吸収体膜パターンのある部分では、吸収体膜に吸収されて反射されず、一方、吸収体膜パターンのない部分に入射した光は多層反射膜により反射される。このようにして、反射型マスク２０から反射される光により形成される像が縮小光学系３２に入射する。縮小光学系３２を経由した露光光は、シリコンウエハ３３上のレジスト層に転写パターンを露光する。そして、この露光済レジスト層を現像することによってシリコンウエハ３３上にレジストパターンを形成した。
　以上のようにして半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクのマスクコントラストは、ピーク波長において１：１０００、EUV光の波長帯全域でも１：２５０と高く、マスク精度はＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍデザインルールの要求精度である４．８ｎｍ以下であることが確認できた。
（実施例２）
　実施例１の反射型マスクブランクとは、保護膜の上面にバッファ膜を形成せずに、吸収体膜を積層したこと以外は、実施例１と同様にして反射型マスクブランクを作製した。
　また、作製した反射型マスクブランクを用い、バッファ膜に対するドライエッチングを行うプロセス以外は、実施例１と同様のプロセスで反射型マスクを作製した。
作製した反射型マスクに対して、実施例１と同様に、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を用いて最終確認検査を行った。即ち、検査光としてＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を使用して、得られた反射型マスクの最終確認検査を行った。ＡｒＦエキシマレーザーの検査光に対するコントラストは、吸収体膜からの反射率：保護膜を有する多層反射膜からの反射率＝９．５％：５８．１％＝１：６．１２であり、吸収体膜のパターン検査には十分なコントラストが得られることが確認できた。また、反射型マスクのパターン検査の結果、デザインルールがＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、反射領域におけるEUV露光光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、６５．８％であった。
　さらに、この反射型マスクを用い、実施例１と同様に、半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクのマスクコントラストは、ピーク波長において１：１０００、EUV光の波長帯全域でも１：２５０と高く、マスク精度はＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍデザインルールの要求精度である４．８ｎｍ以下であることが確認できた。
（実施例３）
　実施例２の反射型マスクブランクとは、吸収体膜の最上層にＣｒＯＣＮを適用したこと以外は、実施例２と同様にして反射型マスクブランクを作製した。CrOCN膜の組成比は、Crが33at%、Oが39at%、Cが11at%、Nが17at%であった。
　また、作製した反射型マスクブランクを用い、吸収体膜の最上層を塩素と酸素の混合ガスでドライエッチングを行うプロセス以外は、実施例２と同様のプロセスで反射型マスクを作製した。
　作製した反射型マスクに対して、実施例１と同様に、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を用いて最終確認検査を行った。即ち、検査光としてＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を使用して、得られた反射型マスクの最終確認検査を行った。ＡｒＦエキシマレーザーの検査光に対するコントラストは、吸収体膜からの反射率：保護膜を有する多層反射膜からの反射率＝９．４％：５８．１％＝１：６．１８であり、吸収体膜のパターン検査には十分なコントラストが得られることが確認できた。また、反射型マスクのパターン検査の結果、デザインルールがＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、反射領域におけるEUV露光光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、６５．８％であった。
　さらに、この反射型マスクを用い、実施例１と同様に、半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクのマスクコントラストは、ピーク波長において１：１０００、EUV光の波長帯全域でも１：２５０と高く、マスク精度はＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍデザインルールの要求精度である４．８ｎｍ以下であることが確認できた。
（実施例４）
　実施例３の反射型マスクブランクとは、吸収体膜の下層にＣｒＮを適用したこと以外は、実施例１と同様にして反射型マスクブランクを作製した。
　また、作製した反射型マスクブランクを用い、レジスト膜の膜厚を１５０ｎｍとしたこと、吸収体膜の最上層および下層を塩素と酸素の混合ガスでドライエッチングを行ったこと以外は、実施例１と同様のプロセスで反射型マスクを作製した。
　作製した反射型マスクに対して、実施例１と同様に、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を用いて最終確認検査を行った。即ち、検査光としてＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を使用して、得られた反射型マスクの最終確認検査を行った。ＡｒＦエキシマレーザーの検査光に対するコントラストは、吸収体膜からの反射率：保護膜を有する多層反射膜からの反射率＝９．８％：５８．２％＝１：５．９４であり、吸収体膜のパターン検査には十分なコントラストが得られることが確認できた。また、反射型マスクのパターン検査の結果、デザインルールがＤＲＡＭ ｈｐ４５ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、反射領域におけるEUV露光光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、６６．０％であった。
　さらに、この反射型マスクを用い、実施例１と同様に、半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクのマスクコントラストは、ピーク波長において１：１０００、EUV光の波長帯全域でも１：２５０と高く、マスク精度はＤＲＡＭ ｈｐ４５ｎｍデザインルールの要求精度である６．８ｎｍ以下であることが確認できた。
（実施例５）
　実施例２の反射型マスクブランクとは、吸収体膜の下層にＣｒＮを適用したこと以外（すなわち、吸収体膜の最上層は、ＳｉＯＮで形成。）は、実施例１と同様にして反射型マスクブランクを作製した。
　また、作製した反射型マスクブランクを用い、吸収体膜の下層を塩素と酸素の混合ガスでドライエッチングを行ったこと以外は、実施例１と同様のプロセスで反射型マスクを作製した。
　作製した反射型マスクに対して、実施例１と同様に、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を用いて最終確認検査を行った。即ち、検査光としてＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を使用して、得られた反射型マスクの最終確認検査を行った。ＡｒＦエキシマレーザーの検査光に対するコントラストは、吸収体膜からの反射率：保護膜を有する多層反射膜からの反射率＝９．２％：５８．０％＝１：６．３０であり、吸収体膜のパターン検査には十分なコントラストが得られることが確認できた。また、反射型マスクのパターン検査の結果、デザインルールがＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、反射領域におけるEUV露光光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、６６．０％であった。
　さらに、この反射型マスクを用い、実施例１と同様に、半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクのマスクコントラストは、ピーク波長において１：１０００、EUV光の波長帯全域でも１：２５０と高く、マスク精度はＤＲＡＭ ｈｐ３２ｎｍデザインルールの要求精度である４．８ｎｍ以下であることが確認できた。
１ 基板
２ 多層反射膜
３ バッファ膜
４ 吸収体膜
４ａ 下層
４ｂ 最上層
５ レジスト膜
６ 保護膜
１０ 反射型マスクブランク
２０ 反射型マスク
５０ パターン転写装置
 

Claims (7)

  1. 　基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクであって、
    　前記吸収体膜は、最上層と、それ以外の下層とからなる積層構造となっており、
    　前記最上層は、ケイ素（Ｓｉ）およびクロム（Ｃｒ）のうち少なくとも１以上の元素の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成され、
    　前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、ルテニウム（Ｒｕ）又はその化合物を主成分とする保護膜を有することを特徴とする反射型マスクブランク。
  2. 　前記吸収体膜の下層は、クロム（Ｃｒ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射型マスクブランク。
  3. 　前記吸収体膜の最上層は、ケイ素（Ｓｉ）の窒化物、酸化物、酸化窒化物、炭化物、窒化炭化物、または酸化窒化炭化物を主成分とする材料で形成され、
    　前記保護膜と前記吸収体膜との間にクロム（Ｃｒ）を主成分とするバッファ膜を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射型マスクブランク。
  4. 　前記吸収体膜の下層は、タンタル（Ｔａ）を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の反射型マスクブランク。
  5. 　前記吸収体膜の最上層は、パターン検査に用いる波長２００ｎｍ以下の検査光に対する反射率が最小となるように膜厚が最適化されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。
  6. 　前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の反射型マスクブランク。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか一項に記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜に、被転写体に対する転写パターンとなる吸収体膜パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
     
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