WO2022065421A1

WO2022065421A1 - 反射型マスクブランク、反射型マスク、及び半導体装置の製造方法

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Publication number: WO2022065421A1
Application number: PCT/JP2021/035032
Authority: WO
Inventors: 洋平池邊
Original assignee: Hoya株式会社
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2022-03-31
Also published as: US20230333459A1; TW202223529A; KR20230073186A; JPWO2022065421A1

Abstract

被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写用パターンを有する反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクを提供する。　基板上に、多層反射膜及び吸収体膜をこの順で有する反射型マスクブランクであって、屈折率が０．９５であり、かつ消衰係数が０．０３である膜の評価関数の値を１として規格化したときに、前記吸収体膜は、前記吸収体膜の規格化した前記評価関数の値が１．０１５以上となるような屈折率及び消衰係数を有する材料を含み、前記評価関数は、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）と、所定のレジストの感光のための光強度の閾値との積であることを特徴とする反射型マスクブランクである。

Description

反射型マスクブランク、反射型マスク、及び半導体装置の製造方法

　本発明は、半導体装置の製造などに使用される露光用マスクを製造するための原版である反射型マスクブランク、反射型マスク、及びその反射型マスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。

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

　ＥＵＶリソグラフィでは、光透過率の関係から多数の反射鏡からなる投影光学系が用いられている。反射型マスクに対してＥＵＶ光を斜めから入射させることにより、これらの複数の反射鏡が投影光（露光光）を遮らないようにしている。入射角度は、現在、反射マスク基板垂直面に対して６°とすることが主流である。投影光学系の開口数（ＮＡ）の向上とともに８°程度のより斜入射となる角度にする方向で検討が進められている。

　ＥＵＶリソグラフィでは、露光光が斜めから入射されるため、シャドーイング効果と呼ばれる固有の問題がある。シャドーイング効果とは、立体構造を持つ吸収体パターンへ露光光が斜めから入射されることにより影ができ、転写形成されるパターンの寸法や位置が変わる現象のことである。吸収体パターンの立体構造が壁となって日陰側に影ができ、転写形成されるパターンの寸法及び／又は位置が変わる。例えば、配置される吸収体パターンの向きが斜入射光の方向と平行となる場合と垂直となる場合とで、両者の転写パターンの寸法と位置に差が生じ、転写精度を低下させる。

　このようなＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスク及びこれを作製するためのマスクブランクに関連する技術が特許文献１及び２に開示されている。また、特許文献１には、シャドーイング効果が小さく、且つ位相シフト露光が可能で、十分な遮光枠性能を持つ反射型マスクを提供することが記載されている。従来、ＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスクとして位相シフト型反射マスクを用いることで、バイナリー型反射マスクの場合よりも位相シフトパターンの膜厚を比較的薄くして、シャドーイング効果による転写精度の低下の抑制を図っている。

　特許文献３には、ＥＵＶリソグラフィ用のマスクが記載されている。具体的には、特許文献３に記載のマスクは、基板と、該基板に施した多層コーティングと、該多層コーティングに施し吸収体材料を有するマスク構造とを備える。特許文献３には、該マスク構造は、１００ｎｍ未満の最大厚さを有することが記載されている。

　特許文献４には、極紫外線（ＥＵＶ）マスクブランクを製造する方法が記載されている。具体的には、特許文献４に記載の方法は、基板を設けることと、前記基板上に複数の反射層の積層体を形成することと、前記複数の反射層の積層体上にキャッピング層を形成することと、前記キャッピング層上に吸収層を形成することとを含むことが記載されている。また、特許文献４には、前記吸収層が、少なくとも２つの異なる吸収材料の合金を含むことが記載されている。

特開２００９－２１２２２０号公報特開２００４－３９８８４号公報特表２０１３－５３２３８１号公報特表２０１９－５２７３８２号公報

　ＥＵＶリソグラフィでは、反射型マスクに形成された転写用パターンを用いて、被転写基板（半導体基板）上に形成されているレジスト層に、レジスト転写パターンを転写する。レジスト転写パターンを用いて半導体装置に所定の微細回路を形成する。

　半導体装置の電気特性性能を高め、集積度を向上し、及びチップサイズを低減するために、転写パターンをより微細にすること、すなわち、転写パターンの寸法をより小さくすること、及び転写パターンの位置精度を高めることが求められている。そのため、ＥＵＶリソグラフィには、従来よりも一段高い高精度の微細寸法の転写パターンを転写するための転写性能が求められている。現在では、ｈｐ１６ｎｍ（ｈａｌｆ　ｐｉｔｃｈ　１６ｎｍ）世代対応の超微細高精度の転写パターン形成が要求されている。このような要求に対し、反射型マスクに形成された転写用パターンも、更なる微細化が求められている。また、ＥＵＶ露光の際のシャドーイング効果を小さくするために、反射型マスクの転写用パターンを構成する薄膜には、更なる薄膜化が求められている。具体的には、反射型マスクの吸収体膜（位相シフト膜）の膜厚を５０ｎｍ以下とすることが要求されている。

　さらに、上記の転写パターンの微細化と共に、転写パターンのパターン形状も多様化している。そのため、反射型マスクには、多様化したパターン形状に対応可能な転写用パターンを形成するための吸収体膜が求められている。

　また、半導体装置を低コストで製造するためには、ＥＵＶリソグラフィのＥＵＶ露光を、高いスループットで行うことができることが求められている。

　特許文献１及び２に開示されているように、従来から反射型マスクブランクの吸収体膜（位相シフト膜）を形成する材料としてＴａが用いられてきた。しかし、ＥＵＶ光（例えば、波長１３．５ｎｍ）におけるＴａの屈折率（ｎ）が約０．９４３であるため、その位相シフト効果を利用しても、Ｔａのみで形成される吸収体膜（位相シフト膜）の薄膜化は６０ｎｍが限界である。より薄膜化を行うためには、例えば、バイナリー型反射型マスクブランクの吸収体膜としては、消衰係数（ｋ）が高い（吸収効果が高い）金属材料を用いることができる。例えば、特許文献３及び特許文献４には、波長１３．５ｎｍにおける消衰係数（ｋ）が大きい金属材料として、白金（Ｐｔ）及びイリジウム（Ｉｒ）が記載されている。

　しかしながら、吸収体膜の消衰係数（ｋ）が高いだけでは、反射型マスクの吸収体膜の薄膜化の要求は満たせても、被転写基板上に形成される転写パターンのパターン形状の多様化に対応することは困難であることがわかった。更に、ＥＵＶ露光を高いスループットで行うという要求を満たすことは困難であった。

　上記の点に鑑み、本発明は、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写用パターンを有する反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクを提供することを目的とする。

　また、本発明は、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写用パターンを有する反射型マスクを提供することを目的とする。また、本発明は、被転写基板上に、多様化した微細なパターン形状を、高いスループットで形成することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の実施形態は以下の構成を有する。

（構成１）
　本実施形態の構成１は、基板上に、多層反射膜及び吸収体膜をこの順で有する反射型マスクブランクであって、
　波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する屈折率が０．９５であり、かつ消衰係数が０．０３である膜の評価関数の値を１として規格化したときに、前記吸収体膜は、前記吸収体膜の規格化した前記評価関数の値が１．０１５以上となるような屈折率及び消衰係数を有する材料を含み、
　前記評価関数は、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）と、所定のレジストの感光のための光強度の閾値との積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２）
　本実施形態の構成２は、前記反射型マスクブランクが、ＬＯＧＩＣ　ｈｐ１６ｎｍ世代以降のラインアンドスペースを含む転写用パターンを有する反射型マスクを作製するために用いられることを特徴とする構成１の反射型マスクブランクである。

（構成３）
　本実施形態の構成３は、前記吸収体膜の前記材料の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する屈折率は０．８６～０．９５の範囲であり、前記吸収体膜の前記材料の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する消衰係数は０．０１５～０．０６５の範囲であることを特徴とする構成１又は２の反射型マスクブランクである。

（構成４）
　本実施形態の構成４は、前記吸収体膜の前記材料は、イリジウム（Ｉｒ）及びルテニウム（Ｒｕ）から選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする構成１乃至３の何れかの反射型マスクブランクである。

（構成５）
　本実施形態の構成５は、前記吸収体膜の前記材料は、イリジウム（Ｉｒ）と、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）から選ばれる少なくとも１つとを含むことを特徴とする構成１乃至３の何れかの反射型マスクブランクである。

（構成６）
　本実施形態の構成６は、前記吸収体膜の前記材料は、白金（Ｐｔ）を含むことを特徴とする構成１乃至５の何れかの反射型マスクブランクである。

（構成７）
　本実施形態の構成７は、前記吸収体膜の前記材料は、金（Ａｕ）を含むことを特徴とする構成１乃至５の何れかの反射型マスクブランクである。

（構成８）
　本実施形態の構成８は、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、保護膜を有し、
　前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）又はケイ素（Ｓｉ）を含む材料からなることを特徴とする構成１乃至７の何れかの反射型マスクブランクである。

（構成９）
　本発明の構成９は、構成１乃至８の何れかの反射型マスクブランクの前記吸収体膜がパターニングされた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１０）
　本発明の構成１０は、ＥＵＶ光を発する露光光源を有する露光装置に、構成９に記載の反射型マスクをセットし、被転写基板上に形成されているレジスト層に転写パターンを転写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。

　本発明の実施形態によれば、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写用パターンを有する反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクを提供することができる。

　また、本発明の実施形態によれば、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写用パターンを有する反射型マスクを提供することができる。また、本発明の実施形態によれば、被転写基板上に、多様化した微細なパターン形状を、高いスループットで形成することができる半導体装置の製造方法を提供することができる。

本発明の反射型マスクブランクの概略構成を説明するための要部断面模式図である。図２Ａから図２Ｄは、反射型マスクブランクから反射型マスクを作製する工程を要部断面模式図にて示した工程図である。実施例１－１のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す図であって、反射型マスクが、ｈｐ１６ｎｍの垂直Ｌ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターンを有し、保護膜（Ｃａｐ膜）としてＲｕＮｂ膜を用いた場合の、吸収体膜の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）に対する規格化評価関数の値の分布を示す図である。実施例１－２のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す図であって、反射型マスクが、ｈｐ１６ｎｍの垂直Ｌ／Ｓパターンを有し、保護膜としてＲｕＲｈ膜を用いた場合の、吸収体膜の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）に対する規格化評価関数の値の分布を示す図である。実施例１－１のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す図であって、反射型マスクが、ｈｐ１６ｎｍの水平Ｌ／Ｓパターンを有し、保護膜としてＲｕＮｂ膜を用いた場合の、吸収体膜の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）に対する規格化評価関数の値の分布を示す図である。実施例１－２のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す図であって、反射型マスクが、ｈｐ１６ｎｍの水平Ｌ／Ｓパターンをし、保護膜としてＲｕＲｈ膜を用いた場合の、吸収体膜の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）に対する規格化評価関数の値の分布を示す図である。実施例１－１のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す図であって、反射型マスクが、直径２４ｎｍのコンタクトホールのパターンを有し、保護膜としてＲｕＮｂ膜を用いた場合の、吸収体膜の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）に対する規格化評価関数の値の分布を示す図である。図３及び図４に示す垂直Ｌ／Ｓパターンの規格化評価関数の値の分布を組み合わせた図であって、図３及び図４に示す規格化評価関数の値が両方とも１．０１５以上である場合（白色）と、それ以外の場合（黒色）に二値化した分布を示す図である。図５及び図６に示す水平Ｌ／Ｓパターンの規格化評価関数の値の分布を組み合わせた図であって、図５及び図６に示す規格化評価関数の値が両方とも１．０１５以上である場合（白色）と、それ以外の場合（黒色）に二値化した分布を示す図である。図７に示すコンタクトホールのパターンの規格化評価関数の値の分布を、評価関数の値が１．０１５以上である場合（白色）と、１．０１５未満である場合（黒色）に二値化した分布を示す図である。図８～１０に示す二値化した規格化評価関数の値の分布を組み合わせた図であって、図８～１０に示す規格化評価関数の値がすべて１．０１５以上である場合（白色）と、それ以外の場合（黒色）との分布を示す図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。なお、図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略することがある。

　図１に示すように、本実施形態の反射型マスクブランク１００は、基板１の上に、多層反射膜２及び吸収体膜４をこの順で有する反射型マスクブランク１００である。また、本実施形態の反射型マスクブランク１００は、多層反射膜２と吸収体膜４との間に、保護膜３を有することができる。

　図２Ｄに示すように、本実施形態の反射型マスク２００では、基板１上に、多層反射膜２及び吸収体膜パターン４ａをこの順で有する。また、本実施形態の反射型マスク２００は、多層反射膜２と吸収体膜パターン４ａとの間、及び多層反射膜２の表面に、保護膜３を有することができる。

　本明細書において、「ＬＯＧＩＣ　ｈｐ１６ｎｍ世代以降のＬ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターン」とは、ハーフピッチ（ｈｐ）がｈｐ１６ｎｍ以下のＬ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターンのことを意味する。

　本明細書において、「正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ、Normalized Image Log Slope）」とは、下記の式１として示されるものをいう。なお、式１中、Ｗ（単位：ｎｍ）は、パターンサイズを示し、Ｉは光強度を示す。「Ｉ＝Ｉ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}」は、微分が、パターンサイズＷのパターンのエッジに相当する場所（すなわち、光強度が後述する閾値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）である場所）での所定の微分値であることを示す。なお、本明細書では、正規化画像対数勾配のことを、単に「ＮＩＬＳ」という場合がある。

（式１）

　正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）は、横軸を位置、縦軸を露光光の光強度の対数としたときの傾きの大きさを示す。すなわち、ＮＩＬＳが高いほど、コントラストも高くなる。ＥＵＶリソグラフィでは、被転写基板上のレジスト層に所定の転写パターンを転写する。レジスト層のレジストは、露光光のドーズ量（光強度に時間をかけたもの）に応じて感光する。そのため、露光後のレジストを現像すると、コントラスト（ＮＩＬＳ）が高いほど、転写パターンのパターンエッジの部分の形状の傾きは大きくなる。パターンエッジの部分の形状の傾きが大きい（急峻）場合には、露光光のドーズ量に対するパターンエッジの位置の依存が小さくなる。そのため、ドーズ量に変動があった場合でも、転写パターンの形状の変化が小さくなる。以上のことから、微細かつ高い精度の転写パターンを得るために、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）が高いことが好ましい。また、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）が高いほど、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であるといえる。

　正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）は、反射型マスク２００の吸収体パターン４ａの材料及び形状により異なる。露光工程において、反射型マスク２００において露光光が反射されて被転写基板上に投影される反射露光光の光強度及びその分布は、反射型マスク２００の吸収体パターン４ａの材料及び形状に影響されるためである。より具体的には、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）は、吸収体パターン４ａの材料の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）、吸収体パターン４ａの膜厚などに依存する。したがって、所定の材料の吸収体パターン４ａを有する反射型マスク２００は、所定の正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）を有するといえる。また、反射型マスク２００の中で、吸収体パターン４ａの材料及び膜厚が、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）に対して影響を与えるのであるから、吸収体膜４の材料及び膜厚に応じて、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）を観念することができる。また、膜厚を最適化した場合、吸収体膜４の材料に応じて、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）を観念することができる。そのため、本明細書では、所定の反射型マスク２００を用いる露光工程における正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）のことを、（所定の材料の吸収体パターン４ａを有する）反射型マスク２００の正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）、又は（所定の材料の吸収体膜４を有する）反射型マスクブランク１００の正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）という場合がある。

　本明細書において、「閾値」とは、所定のｈａｌｆ　ｐｉｔｃｈ（本明細書では、単に「ｈｐ」と記載する場合がある。）のラインアンドスペースパターン（本明細書では、単に「Ｌ／Ｓ」と記載する場合がある。）のレジスト転写パターンを形成するためのＥＵＶ露光の際に、所定のｈｐでレジストが感光するための光強度のことをいう。例えば、縦軸を光強度、横軸をＬ／Ｓのｈｐを示す形状のグラフ（エアリアルイメージ）において、「閾値」とは、所定のｈｐでレジストが感光する光強度のことをいう。具体的には、例えばレジストとしてネガ型感光性材料を用いる場合、所定の光強度で露光した後に現像をしたときに、閾値は、ネガ型感光性材料が完全に不溶となる光強度のことを意味する。閾値が高いほど、ＥＵＶ露光の際の露光光のドーズ量が少なくて済むため、ＥＵＶ露光工程のスループットが高くなる。したがって、ＥＵＶ露光工程のスループットを高くするためには、閾値は、高いことが好ましい。

　閾値は、被転写基板上のレジスト層の感光性及び転写パターンの形状（具体的には、Ｌ／Ｓのｈａｌｆ　ｐｉｔｃｈ（ｈｐ））により異なる。露光工程において、被転写基板上に転写される転写パターン（レジスト転写パターン）の形状は、反射型マスク２００において露光光が反射されて被転写基板上に投影される反射露光光の光強度及びその分布に依存する。そして、反射露光光の光強度及びその分布は、反射型マスク２００の吸収体パターン４ａの材料及び形状に影響される。より具体的には、閾値は、吸収体パターン４ａの材料の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）、吸収体パターン４ａの膜厚、及びＬ／Ｓのｈｐなどの吸収体パターン４ａの形状などにより異なることになる。したがって、反射型マスク２００は、所定の閾値を有するといえる。また、同一のＬ／Ｓのｈｐの場合には、反射型マスク２００の中で、吸収体パターン４ａの材料及び膜厚が、閾値に対して影響を与えることになるから、吸収体膜４の材料及び膜厚に応じて、閾値を観念することができる。また、膜厚を最適化した場合、吸収体膜４の材料に応じて、閾値を観念することができる。そのため、本明細書では、所定の反射型マスク２００を用いる露光工程における閾値のことを、（所定の材料の吸収体パターン４ａを有する）反射型マスク２００の閾値、又は（所定の材料の吸収体膜４を有する）反射型マスクブランク１００の閾値という場合がある。

　本明細書において、「評価関数」とは、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）と、所定のレジストの感光のための光強度の閾値との積である。所定の材料の吸収体パターン４ａを有する反射型マスク２００の評価関数の値が大きいほど、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターン（レジスト転写パターン）を形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことができるといえる。

　本明細書において、「規格化評価関数」とは、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する屈折率（ｎ）が０．９５であり、かつ消衰係数（ｋ）が０．０３である膜（本明細書では、「基準膜」という。）のパターン（基準膜パターン）を吸収体パターン４ａとして用いた反射型マスク２００の評価関数の値を１として、比較対象の膜の評価関数の値を規格化した、評価関数の値の割合のことを意味する。

　現在、反射型マスク２００の吸収体膜４として、Ｔａを含む膜、例えばＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜などが多く用いられている。ＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜の屈折率（ｎ）は０．９５程度であり、消衰係数（ｋ）は０．０３程度である。そのため、規格化評価関数の値を算出する際の基準膜として、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する屈折率（ｎ）が０．９５であり、かつ消衰係数（ｋ）が０．０３である膜を選択することとした。規格化評価関数の値は、この基準膜のパターン（基準膜パターン）を有する反射型マスク２００の評価関数の値に対する、比較対象となる吸収体パターン４ａを有する反射型マスク２００の評価関数の値の比である。なお、上述のように、本来、評価関数の値は、所定の反射型マスク２００を用いて、被転写基板上のレジスト層に転写パターンを転写する際に、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）と光強度の閾値との積として得られる値である。一方、転写パターンが同一のパターン形状の場合（すなわち、反射型マスク２００の転写パターンが同一のパターン形状の場合）には、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）及び閾値は、反射型マスク２００の転写パターンを構成する吸収体膜４の材料の閾値として観念できる。したがって、評価関数の値も、吸収体膜４の材料に対して観念できることになる。そのため、本明細書では、所定の吸収体膜４の評価関数（又は規格化評価関数）の値、又は基準膜の評価関数の値のように記載する場合がある。同様に、（所定の材料の吸収体パターン４ａを有する）反射型マスク２００の評価関数（又は規格化評価関数）の値、又は（所定の材料の吸収体膜４を有する）反射型マスクブランク１００の評価関数（又は規格化評価関数）の値という場合がある。

　上述のことから、本明細書では、基準膜のパターン（基準膜パターン）を吸収体パターン４ａとして用いた反射型マスク２００の評価関数のことを、単に、基準膜の評価関数という場合がある。

　所定の材料の吸収体パターン４ａを有する反射型マスク２００の規格化評価関数の値が大きいほど、基準膜の吸収体パターン４ａを有する反射型マスク２００と比較して、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光をより高いスループットで行うことができるといえる。

　本発明者らは、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）、閾値及び膜厚の関係に着目して、パターン形状の多様化に対応可能な吸収体膜４の最適な屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）を見出し、本発明に至った。具体的には、上述の規格化評価関数の値が所定の範囲になるような吸収体膜４を選択するために、所定の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）を有する材料を用いて吸収体膜４を形成することにより、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写パターンを有する反射型マスク２００を製造することができることを見出し、本発明に至った。

　次に、本発明の反射型マスクブランク１００について説明する。

　本実施形態は、基板１上に、多層反射膜２及び吸収体膜４をこの順で有する反射型マスクブランク１００である。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００の吸収体膜４は、吸収体膜４の規格化した評価関数（規格化評価関数）の値が１．０１５以上となるような屈折率及び消衰係数を有する材料を含む。なお、「吸収体膜４の規格化評価関数」とは、その吸収体膜４を用いて反射型マスクブランク１００を製造し、さらに反射型マスク２００を製造したときの、その反射型マスク２００の露光工程における規格化評価関数のことを意味する。規格化の基準となる反射型マスク２００と、規格化の対象となる反射型マスク２００が同条件で露光工程に用いられる場合、両者の相違が吸収体膜４（材料及び膜厚）のみである場合には、「吸収体膜４の規格化評価関数」という表現をしたとしても誤解を生じずに、吸収体膜４を特定することができる。

　上述のように、評価関数は、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）と、所定のレジストの感光のための光強度の閾値との積である。また、規格化評価関数の値は、基準膜の評価関数の値で規格化した評価関数の値である。なお、規格化評価関数の値の上限は、転写パターンの微細化の要求に応じて決定できる。現実的な吸収体膜４の材料の選択を可能にするために、規格化評価関数の値の上限は、２．０以下であることが好ましく、１．７以下であることがより好ましい。

　規格化評価関数の値は、転写用パターンが、垂直Ｌ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターン、水平Ｌ／Ｓパターン、及びコンタクトホールパターンのいずれの場合も１．０１５以上であることが好ましい。その場合には、現在の主流であるＴａ系吸収体膜４を用いた場合よりも露光性能が上回ると考えられる。

　なお、垂直Ｌ／Ｓパターンとは、反射型マスク２００に対する入射光及び反射光を含む平面の法線が、Ｌ／Ｓパターンのラインの方向と垂直になるように、反射型マスク２００に入射光が入射するＬ／Ｓパターンのことを意味する。水平Ｌ／Ｓパターンとは、反射型マスク２００に対する入射光及び反射光を含む平面の法線が、Ｌ／Ｓパターンのラインの方向と平行になるように、反射型マスク２００に入射光が入射するＬ／Ｓパターンのことを意味する。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００は、ＬＯＧＩＣ　ｈｐ１６ｎｍのラインアンドスペースを含む転写パターンを有する反射型マスク２００を作製するために、好ましく用いられる。本実施形態の反射型マスクブランク１００を用いるならば、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写パターンを有する反射型マスク２００を製造することができるためである。

　次に、本実施形態の反射型マスクブランク１００を構成する膜について、具体的に説明する。

＜反射型マスクブランク１００の構成及びその製造方法＞
　図１は、本発明の実施形態の反射型マスクブランク１００の構成を説明するための要部断面模式図である。同図に示されるように、反射型マスクブランク１００は、基板１と、第１主面（表面）側に形成された露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜２と、当該多層反射膜２を保護するために設けられる保護膜３と、ＥＵＶ光を吸収する吸収体膜４とを有し、これらがこの順で積層される。また、基板１の第２主面（裏面）側には、静電チャック用の裏面導電膜５が形成される。

　また、上記反射型マスクブランク１００は、裏面導電膜５が形成されていない構成を含む。更に、上記反射型マスクブランク１００は、エッチングマスク膜の上にレジスト膜１１を形成したレジスト膜付きマスクブランクの構成を含む。

　本明細書において、例えば、「基板１の上に形成された多層反射膜２」との記載は、多層反射膜２が、基板１の表面に接して配置されることを意味する場合の他、基板１と、多層反射膜２との間に他の膜を有することを意味する場合も含む。他の膜についても同様である。また、本明細書において、例えば「膜Ａが膜Ｂの上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。

　以下、反射型マスクブランク１００の各構成について具体的に説明をする。

＜＜基板１＞＞
　基板１は、ＥＵＶ光による露光時の熱による吸収体パターン４ａの歪みを防止するため、０±５ｐｐｂ／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、ＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。

　基板１の転写パターン（後述の吸収体膜４をパターニングしたものがこれを構成する）が形成される側の第１主面は、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。ＥＵＶ露光の場合、基板１の転写パターンが形成される側の主表面の１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは０．０５μｍ以下、特に好ましくは０．０３μｍ以下である。また、吸収体膜４が形成される側と反対側の第２主面は、露光装置にセットするときに静電チャックされる面であって、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは０．０５μｍ以下、特に好ましくは０．０３μｍ以下である。

　また、基板１の表面平滑度の高さも極めて重要な項目である。転写用パターン（吸収体パターン４ａ）が形成される基板１の第１主面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．１ｎｍ以下であることが好ましい。なお、表面平滑度は、原子間力顕微鏡で測定することができる。

　更に、基板１は、その上に形成される膜（多層反射膜２など）の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。

＜＜多層反射膜２＞＞
　多層反射膜２は、反射型マスク２００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を主成分とする各層が周期的に積層された多層膜の構成となっている。

　一般的には、高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜（高屈折率層）と、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜（低屈折率層）とが交互に４０から６０周期程度積層された多層膜が、多層反射膜２として用いられる。多層膜は、基板１側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層／低屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層してもよい。また、多層膜は、基板１側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した低屈折率層／高屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層してもよい。なお、多層反射膜２の最表面の層、即ち多層反射膜２の基板１と反対側の表面層は、高屈折率層とすることが好ましい。上述の多層膜において、基板１から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層／低屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層する場合は最上層が低屈折率層となる。この場合、低屈折率層が多層反射膜２の最表面を構成すると容易に酸化されてしまい反射型マスク２００の反射率が減少する。そのため、最上層の低屈折率層上に高屈折率層を更に形成して多層反射膜２とすることが好ましい。一方、上述の多層膜において、基板１側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した低屈折率層／高屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層する場合は、最上層が高屈折率層となるので、そのままでよい。

　本実施形態において、高屈折率層としては、ケイ素（Ｓｉ）を含む層が採用される。Ｓｉを含む材料としては、Ｓｉ単体の他に、Ｓｉに、ボロン（Ｂ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、及び酸素（Ｏ）を含むＳｉ化合物でもよい。Ｓｉを含む層を高屈折率層として使用することによって、ＥＵＶ光の反射率に優れたＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスク２００が得られる。また、本実施形態において基板１としてはガラス基板が好ましく用いられる。Ｓｉはガラス基板との密着性においても優れている。また、低屈折率層としては、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び白金（Ｐｔ）から選ばれる金属単体、又はこれらの合金が用いられる。例えば波長１３ｎｍから１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜２としては、好ましくはＭｏ膜とＳｉ膜を交互に４０から６０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が用いられる。なお、多層反射膜２の最上層である高屈折率層をケイ素（Ｓｉ）で形成し、当該最上層（Ｓｉ）とＲｕ系保護膜３との間に、ケイ素と酸素とを含むケイ素酸化物層を形成するようにしてもよい。これにより、マスク洗浄耐性を向上させることができる。

　このような多層反射膜２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。なお、多層反射膜２の各構成層の膜厚及び周期は、露光波長により適宜選択すればよく、ブラッグ反射の法則を満たすように選択される。多層反射膜２において高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ複数存在する。高屈折率層同士、そして低屈折率層同士の膜厚が同じでなくてもよい。また、多層反射膜２の最表面のＳｉ層の膜厚は、反射率を低下させない範囲で調整することができる。最表面のＳｉ（高屈折率層）の膜厚は、３ｎｍから１０ｎｍとすることができる。

　多層反射膜２の形成方法は当該技術分野において公知である。例えばイオンビームスパッタリング法により、多層反射膜２の各層を成膜することで形成できる。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、先ずＳｉターゲットを用いて厚さ４ｎｍ程度のＳｉ膜を基板１上に成膜する。その後Ｍｏターゲットを用いて厚さ３ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜する。このＳｉ膜及びＭｏ膜を１周期として、４０から６０周期積層して、多層反射膜２を形成する（最表面の層はＳｉ層とする）。また、多層反射膜２の成膜の際に、イオン源からクリプトン（Ｋｒ）イオン粒子を供給して、イオンビームスパッタリングを行うことにより多層反射膜２を形成することが好ましい。なお、多層反射膜２は、積層周期数の増加による反射率の向上、及び工程数が増加することによるスループットの低下などの点から、４０周期程度であることが好ましい。ただし、多層反射膜２の積層周期数は、４０周期に限るものではなく、例えば６０周期でも良い。６０周期とした場合、４０周期よりも工程数は増えるが、ＥＵＶ光に対する反射率を高めることができる。

＜＜保護膜３＞＞
　本実施形態の反射型マスクブランク１００は、多層反射膜２と吸収体膜４との間に、保護膜３を有することが好ましい。多層反射膜２の上に保護膜３が形成されていることにより、反射型マスクブランク１００を用いて反射型マスク２００（ＥＵＶマスク）を製造する際の多層反射膜２表面へのダメージを抑制することができる。そのため、保護膜３を形成することにより、ＥＵＶ光に対する反射率特性が良好となる。

　保護膜３は、後述する反射型マスク２００の製造工程におけるドライエッチング及び洗浄から多層反射膜２を保護するために、多層反射膜２の上に形成される。また、電子線（ＥＢ）を用いた吸収体パターン４ａの黒欠陥修正の際の多層反射膜２の保護も兼ね備える。保護膜３は、エッチャント、及び洗浄液等に対して耐性を有する材料で形成される。ここで、図１では保護膜３が１層の場合を示しているが、３層以上の積層構造とすることもできる。例えば、最下層と最上層を、上記Ｒｕを含有する物質からなる層とし、最下層と最上層との間に、Ｒｕ以外の金属、若しくは合金を介在させた保護膜３としても構わない。例えば、保護膜３は、ルテニウムを主成分として含む材料により構成されることもできる。すなわち、保護膜３の材料は、Ｒｕ金属単体でもよいし、Ｒｕにチタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、Ｒｈ（ロジウム）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、ホウ素（Ｂ）、ランタン（Ｌａ）、コバルト（Ｃｏ）、及びレニウム（Ｒｅ）などから選択される少なくとも１種の金属を含有したＲｕ合金であってよく、窒素を含んでいても構わない。このような保護膜３は、特に、吸収体膜４を、塩素系ガス（Ｃｌ系ガス）のドライエッチングでパターニングする場合に有効である。保護膜３は、塩素系ガスを用いたドライエッチングにおける保護膜３に対する吸収体膜４のエッチング選択比（吸収体膜４のエッチング速度／保護膜３のエッチング速度）が１．５以上、好ましくは３以上となる材料で形成されることが好ましい。

　保護膜３の材料がＲｕ合金の場合、Ｒｕ合金のＲｕ含有量は５０原子％以上１００原子％未満、好ましくは８０原子％以上１００原子％未満、更に好ましくは９５原子％以上１００原子％未満である。特に、Ｒｕ合金のＲｕ含有量が９５原子％以上１００原子％未満の場合は、保護膜３への多層反射膜２構成元素（ケイ素）の拡散を抑えつつ、ＥＵＶ光の反射率を十分確保することができる。更に、この保護膜３の場合は、マスク洗浄耐性、吸収体膜４（具体的には、バッファ層４２）をエッチング加工したときのエッチングストッパー機能、及び多層反射膜２の経時変化防止の保護膜３機能を兼ね備えることが可能となる。

　保護膜３の材料は、ケイ素（Ｓｉ）を含む材料でもよい。ケイ素（Ｓｉ）を含む材料は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、及びＳｉ_３Ｏ_２等のＳｉ_ｘＯ_ｙ（ｘ及びｙは１以上の整数））、窒化ケイ素（ＳｉＮ及びＳｉ_３Ｎ_４等のＳｉ_ｘＮ_ｙ（ｘ及びｙは１以上の整数））、及び酸化窒化ケイ素（ＳｉＯＮ等のＳｉ_ｘＯ_ｙＮ_ｚ（ｘ、ｙ及びｚは１以上の整数））から選択される少なくとも１つの材料を含む。このような保護膜３は、特に、吸収体膜４を、酸素ガスを含む塩素系ガス（Ｃｌ系ガス）のドライエッチングでパターニングする場合に有効である。保護膜３は、酸素ガスを含む塩素系ガスを用いたドライエッチングにおける保護膜３に対する吸収体膜４のエッチング選択比（吸収体膜４のエッチング速度／保護膜３のエッチング速度）が１．５以上、好ましくは３以上となる材料で形成されることが好ましい。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００では、保護膜３が、ルテニウム（Ｒｕ）又はケイ素（Ｓｉ）を含む材料からなることが好ましい。保護膜３が、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料（例えばＲｕ単体Ｒｕ合金）により形成されることにより、多層反射膜２表面へのダメージを効果的に抑制することができる。また、保護膜３がケイ素（Ｓｉ）を含む材料により形成されることにより、吸収体膜４の材料の選択の自由度を大きくすることができる。

　ＥＵＶリソグラフィでは、露光光に対して透明な物質が少ないので、マスクパターン面への異物付着を防止するＥＵＶペリクルが技術的に簡単ではない。このことから、ペリクルを用いないペリクルレス運用が主流となっている。また、ＥＵＶリソグラフィでは、ＥＵＶ露光によってマスクにカーボン膜が堆積したり、酸化膜が成長したりするといった露光コンタミネーションが起こる。そのため、ＥＵＶ反射型マスク２００を半導体装置の製造に使用している段階で、度々洗浄を行ってマスク上の異物やコンタミネーションを除去する必要がある。このため、ＥＵＶ反射型マスク２００では、光リソグラフィ用の透過型マスクに比べて桁違いのマスク洗浄耐性が要求されている。Ｔｉを含有したＲｕ系保護膜３を用いると、硫酸、硫酸過水（ＳＰＭ）、アンモニア、アンモニア過水（ＡＰＭ）、ＯＨラジカル洗浄水、又は濃度が１０ｐｐｍ以下のオゾン水などの洗浄液に対する洗浄耐性が特に高く、マスク洗浄耐性の要求を満たすことが可能となる。

　このようなルテニウム（Ｒｕ）若しくはその合金、又はケイ素（Ｓｉ）などにより構成される保護膜３の膜厚は、その保護膜３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。ＥＵＶ光の反射率の観点から、保護膜３の膜厚は、好ましくは、１．０ｎｍから８．０ｎｍ、より好ましくは、１．５ｎｍから６．０ｎｍである。

　保護膜３の形成方法としては、公知の膜形成方法と同様のものを特に制限なく採用することができる。具体例としては、スパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法が挙げられる。

＜＜吸収体膜４＞＞
　本実施形態の反射型マスクブランク１００は、基板１上に、多層反射膜２及び吸収体膜４をこの順で有する。より具体的には、本実施形態の反射型マスクブランク１００では、多層反射膜２又は保護膜３の上に、ＥＵＶ光を吸収する吸収体膜４が形成される。吸収体膜４は、ＥＵＶ光を吸収する機能を有する。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００の吸収体膜４は、屈折率が０．９５であり、かつ消衰係数が０．０３である膜の評価関数の値を１として規格化したときに、吸収体膜４の規格化した評価関数（規格化評価関数）の値が１．０１５以上、好ましくは１．０３以上、より好ましくは１．０５以上となるような屈折率及び消衰係数を有する所定の材料を含む。本実施形態の反射型マスクブランク１００の吸収体膜４は、所定の評価関数の値を有する所定の材料のみからなることができる。本実施形態の反射型マスクブランク１００の吸収体膜４が所定の材料を含むことにより、従来のＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜などを材料とする吸収体膜４と比較して、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写パターンを有する反射型マスク２００を製造するための反射型マスクブランク１００を得ることができるといえる。

　上述のように、評価関数は、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）と、所定のレジストの感光のための光強度の閾値との積である。なお、規格化評価関数の値の上限は、転写パターンの微細化の要求に応じて決定できる。現実的な吸収体膜４の材料の選択を可能にするために、規格化評価関数の値の上限は、２．０以下であることが好ましく、１．７以下であることがより好ましい。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００では、吸収体膜４の材料の屈折率が０．８６～０．９５の範囲であり、吸収体膜４の材料の消衰係数は０．０１５～０．０６５の範囲であることが好ましい。吸収体膜４の材料の屈折率及び消衰係数が所定の範囲であることにより、吸収体膜４の規格化した評価関数の値が１．０１５以上となるような屈折率及び消衰係数を有する材料を比較的容易に得ることができる。

　規格化評価関数の値が１．０１５以上である領域に属する単体の材料として、Ａｇ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｈ及びＲｕなどを挙げることができる。また、規格化評価関数の値が１．０１５以上となるように、Ａｇ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｈ及びＲｕから選択される１以上含む合金、Ａｇ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｈ若しくはＲｕの単体又は上記合金と、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）及び水素（Ｈ）から選択される１以上の元素とを含有する材料を挙げることができる。したがって、これらの材料を用いて吸収体膜４を形成するならば、従来のＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜などを材料とする吸収体膜４と比較して、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写パターンを有する反射型マスク２００を製造するための反射型マスクブランク１００を得ることができるといえる。

　規格化評価関数の値が１．０１５以上である具体的な材料としては、Ｉｒ、Ｐｔ及びＩｒＴａ合金（例えば、原子比　Ｉｒ：Ｔａ＝４：１）を挙げることができる。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００は、吸収体膜４の材料は、イリジウム（Ｉｒ）及びルテニウム（Ｒｕ）から選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましい。

　イリジウム（Ｉｒ）の屈折率は０．９０５であり、消衰係数は０．０４４である。また、ルテニウム（Ｒｕ）の屈折率は０．８８６であり、消衰係数は０．０１７である。そのため、吸収体膜４の材料がイリジウム（Ｉｒ）及びルテニウム（Ｒｕ）から選ばれる少なくとも１つを含むことにより、吸収体膜４の規格化した評価関数の値が１．０１５以上となるような屈折率及び消衰係数を有する材料を比較的容易に得ることができる。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００の吸収体膜４の材料は、イリジウム（Ｉｒ）と、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）から選ばれる少なくとも１つとを含むことが好ましい。Ｉｒ単体を材料とする吸収体膜４の場合には、表面粗さが粗く、エッチングが比較的容易ではないという問題がある。また、Ｉｒ薄膜は、成膜条件によって、屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）が変化するという問題もある。そのため、上述の元素を含むＩｒ合金又はＩｒ化合物を、吸収体膜４の材料として用いることが好ましい。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００は、吸収体膜４の材料は、白金（Ｐｔ）又は金（Ａｕ）を含むことが好ましい。

　白金（Ｐｔ）の屈折率は０．８９１であり、消衰係数は０．０６０である。また、金（Ａｕ）の屈折率は０．８９９であり、消衰係数は０．０５２である。そのため、吸収体膜４の材料が白金（Ｐｔ）又は金（Ａｕ）を含むことにより、吸収体膜４の規格化した評価関数の値が１．０１５以上となるような屈折率及び消衰係数を有する材料を比較的容易に得ることができる。また、白金（Ｐｔ）又は金（Ａｕ）は安定した金属であり、成膜後に屈折率及び消衰係数が変化しにくいため、吸収体膜４の材料が白金（Ｐｔ）又は金（Ａｕ）を含むことが好ましい。

　吸収体膜４は、多層反射膜２又は保護膜３の表面に接して配置されるバッファ層、及びバッファ層の表面に形成される吸収層の２層からなることができる。この場合には、上述の吸収体膜４の材料は、吸収層の材料として用いることができる。バッファ層は、吸収層（吸収体膜４）の材料と、多層反射膜２又は保護膜３の材料とのエッチング選択比が高くない場合に配置することができる。バッファ層を配置することにより、吸収体パターン４ａの形成が容易になるので、吸収体パターン４ａの薄膜化が可能になる。また、上述の吸収体膜４の材料は、バッファ層の材料として用いることができる。このとき、バッファ層の材料は、吸収体層の材料に対するエッチング選択比が１．５以上となる材料とすることが好ましい。バッファ層として、上述の吸収体膜４の材料を用いることにより、本発明の効果を低減することなく、吸収層及び保護膜３の材料の選択の幅を広げることが可能となる。例えば、バッファ層の材料として、クロム（Ｃｒ）と、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）及び水素（Ｈ）から選択される１以上の元素とを含有する材料としてもよい。

　また、本発明の効果を低減しない範囲で、バッファ層の材料として、上述の吸収体膜４の材料以外の材料を用いることができる。例えば、バッファ層の材料として、タンタル（Ｔａ）又はケイ素（Ｓｉ）と、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）及び水素（Ｈ）から選択される１以上の元素とを含有する材料としてもよい。このような場合には、バッファ層の膜厚は、吸収体膜全体（吸収層及びバッファ層）の膜厚に対して、１／３以下となることが好ましい。バッファ層の膜厚は、２０ｎｍ以下が好ましく、１５ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましい。また、バッファ層の膜厚は、２ｎｍ以上が好ましい。

　ＥＵＶ光の吸収を目的とした吸収体膜４の場合、吸収体膜４に対するＥＵＶ光の反射率が２％以下、好ましくは１％以下となるように、膜厚が設定される。また、シャドーイング効果を抑制するために、吸収体膜４の膜厚は、６０ｎｍ未満、好ましくは５０ｎｍ以下とすることが求められる。

　また、吸収体膜４（吸収体膜４がバッファ層及び吸収層の２層からなる場合には吸収層）の表面には、酸化層を形成してもよい。吸収体膜４（吸収層）の表面に酸化層を形成することにより、得られる反射型マスク２００の吸収体パターン４ａの洗浄耐性を向上させることができる。酸化層の厚さは、１．０ｎｍ以上が好ましく、１．５ｎｍ以上がより好ましい。また、酸化層の厚さは、５ｎｍ以下が好ましく、３ｎｍ以下がより好ましい。酸化層の厚さが１．０ｎｍ未満の場合には薄すぎて効果が期待できない。酸化層の厚さが５ｎｍを超えるとマスク検査光に対する表面反射率に与える影響が大きくなり、所定の表面反射率を得るための制御が難しくなる。

　酸化層の形成方法は、吸収体膜４（吸収層）が成膜された後のマスクブランクに対して、温水処理、オゾン水処理、酸素を含有する気体中での加熱処理、酸素を含有する気体中での紫外線照射処理及びＯ_２プラズマ処理等を行うことなどが挙げられる。また、吸収体膜４（吸収層）を成膜後に吸収体膜４（吸収層）の表面が大気に晒される場合、表層に自然酸化による酸化層が形成されることがある。特に、場合によっては、膜厚が１～２ｎｍの酸化層が形成される。

＜＜エッチングマスク膜＞＞
　本実施形態の反射型マスクブランク１００は、エッチングマスク膜を含むことができる。エッチングマスク膜の膜厚は０．５ｎｍ以上１４ｎｍ以下である。

　適切なエッチングマスク膜を有することにより、反射型マスク２００のシャドーイング効果をより低減するとともに、微細で高精度な吸収体パターン４ａを形成できる反射型マスクブランク１００を得ることができる。

　図１に示すように、エッチングマスク膜は、吸収体膜４の上に形成される。エッチングマスク膜の材料としては、エッチングマスク膜に対する吸収体膜４のエッチング選択比が高い材料を用いる。ここで、「Ａに対するＢのエッチング選択比」とは、エッチングを行いたくない層（マスクとなる層）であるＡとエッチングを行いたい層であるＢとのエッチングレートの比をいう。具体的には「Ａに対するＢのエッチング選択比＝Ｂのエッチング速度／Ａのエッチング速度」の式によって特定される。また、「選択比が高い」とは、比較対象に対して、上記定義の選択比の値が大きいことをいう。エッチングマスク膜に対する吸収層４４のエッチング選択比は、１．５以上が好ましく、３以上が更に好ましい。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００は、エッチングマスク膜の材料が、タンタル（Ｔａ）と、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）及び水素（Ｈ）から選ばれる１以上の元素とを含有する材料であることが好ましい。また、エッチングマスク膜の材料は、タンタル（Ｔａ）と、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、ホウ素（Ｂ）及び水素（Ｈ）から選ばれる１以上の元素とを含有する材料であることがより好ましい。

　本実施形態のエッチングマスク膜の材料は、ケイ素を含有する材料を用いることができる。ケイ素を含有する材料は、ケイ素、ケイ素化合物、ケイ素及び金属を含む金属ケイ素、又はケイ素化合物及び金属を含む金属ケイ素化合物の材料であり、ケイ素化合物の材料が、ケイ素と、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）及び水素（Ｈ）から選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料であることが好ましい。また、エッチングマスク膜の材料のうちケイ素化合物の材料が、ケイ素と、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）から選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料であることがより好ましい。

　ケイ素を含む材料として、具体的には、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＯ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯＮ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、及びＭｏＳｉＯＮ等を挙げることができる。ケイ素を含む材料として、ＳｉＯ、ＳｉＮ又はＳｉＯＮを用いることが好ましい。なお、材料は、本発明の効果が得られる範囲で、ケイ素以外の半金属又は金属を含有することができる。また、金属ケイ素化合物としては、モリブデンシリサイドを用いることができる。

　ケイ素を含有する材料からなるエッチングマスク膜は、フッ素系ガスによりエッチングすることができる。

　エッチングマスク膜の膜厚は、転写パターンを精度よく吸収体膜４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、０．５ｎｍ以上であり、１ｎｍ以上であることが好ましく、２ｎｍ以上であることがより好ましく、３ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、レジスト膜１１の膜厚を薄くする観点から、エッチングマスク膜の膜厚は、１４ｎｍ以下であり、１２ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましい。

　吸収体膜４がバッファ層及び吸収層の２層からなる場合には、エッチングマスク膜とバッファ層とは、同じ材料としてもよい。また、エッチングマスク膜とバッファ層とは、同じ金属を含む組成比が異なる材料としてもよい。エッチングマスク膜及びバッファ層がタンタルを含む場合、エッチングマスク膜のタンタル含有量がバッファ層のタンタル含有量より多く、かつエッチングマスク膜の膜厚をバッファ層の膜厚よりも厚くしてもよい。エッチングマスク膜及びバッファ層が水素を含む場合、エッチングマスク膜の水素含有量がバッファ層の水素含有量よりも多くてもよい。

＜＜レジスト膜１１＞＞
　本実施形態の反射型マスクブランク１００は、エッチングマスク膜の上にレジスト膜１１を有することができる。本実施形態の反射型マスクブランク１００には、レジスト膜１１を有する形態も含まれる。本実施形態の反射型マスクブランク１００では、適切な材料及び／又は適切な膜厚の吸収体膜４及びエッチングガスを選択することにより、レジスト膜１１の薄膜化も可能である。

　レジスト膜１１の材料としては、例えば化学増幅型レジスト（CAR：chemically-amplified resist）を用いることができる。レジスト膜１１をパターニングし、吸収体膜４（バッファ層４２及び吸収層４４）をエッチングすることにより、所定の転写パターンを有する反射型マスク２００を製造することができる。

＜＜裏面導電膜５＞＞
　基板１の第２主面（裏面）側（多層反射膜２形成面の反対側）には、一般的に、静電チャック用の裏面導電膜５が形成される。静電チャック用の裏面導電膜５に求められる電気的特性（シート抵抗）は通常１００Ω／□（Ω／Square）以下である。裏面導電膜５の形成方法は、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、クロム、又はタンタル等の金属、並びにそれらの合金のターゲットを使用して形成することができる。

　裏面導電膜５のクロム（Ｃｒ）を含む材料は、Ｃｒにホウ素、窒素、酸素、及び炭素から選択した少なくとも一つを含有したＣｒ化合物であることが好ましい。Ｃｒ化合物としては、例えば、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮ、ＣｒＢＮ、ＣｒＢＯＮ、ＣｒＢＣＮ及びＣｒＢＯＣＮなどを挙げることができる。

　裏面導電膜５のタンタル（Ｔａ）を含む材料としては、Ｔａ（タンタル）、Ｔａを含有する合金、又はこれらの何れかにホウ素、窒素、酸素及び炭素の少なくとも一つを含有したＴａ化合物を用いることが好ましい。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などを挙げることができる。

　タンタル（Ｔａ）又はクロム（Ｃｒ）を含む材料としては、その表層に存在する窒素（Ｎ）が少ないことが好ましい。具体的には、タンタル（Ｔａ）又はクロム（Ｃｒ）を含む材料の裏面導電膜５の表層の窒素の含有量は、５原子％未満であることが好ましく、実質的に表層に窒素を含有しないことがより好ましい。タンタル（Ｔａ）又はクロム（Ｃｒ）を含む材料の裏面導電膜５において、表層の窒素の含有量が少ない方が、耐摩耗性が高くなるためである。

　裏面導電膜５は、タンタル及びホウ素を含む材料からなることが好ましい。裏面導電膜５が、タンタル及びホウ素を含む材料からなることにより、耐摩耗性及び薬液耐性を有する導電膜２３を得ることができる。裏面導電膜５が、タンタル（Ｔａ）及びホウ素（Ｂ）を含む場合、Ｂ含有量は５～３０原子％であることが好ましい。裏面導電膜５の成膜に用いるスパッタリングターゲット中のＴａ及びＢの比率（Ｔａ：Ｂ）は９５：５～７０：３０であることが好ましい。

　裏面導電膜５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。裏面導電膜５の膜厚は、通常１０ｎｍから２００ｎｍである。また、この裏面導電膜５はマスクブランク１００の第２主面側の応力調整も兼ね備えている。すなわち、裏面導電膜５は、第１主面側に形成された各種膜からの応力とバランスをとって、平坦な反射型マスクブランク１００が得られるように調整されている。

＜反射型マスク２００及びその製造方法＞
　本実施形態は、上述の反射型マスクブランク１００の吸収体膜４がパターニングされた吸収体パターン４ａを有する反射型マスク２００である。本実施形態の反射型マスク２００を用いることにより、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することができ、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことができる。

　反射型マスク２００の吸収体パターン４ａがＥＵＶ光を吸収し、吸収体パターン４ａの開口部でＥＵＶ光を反射することができる。そのため、所定の光学系を用いてＥＵＶ光を反射型マスク２００に照射することにより、所定の微細な転写パターンを被転写物に対して転写することができる。

　本実施形態の反射型マスクブランク１００を使用して、反射型マスク２００を製造する。ここでは概要説明のみを行い、後に実施例において図面を参照しながら詳細に説明する。

　反射型マスクブランク１００を準備する。反射型マスクブランク１００の第１主面の吸収体膜４の上に、レジスト膜１１を形成する（反射型マスクブランク１００としてレジスト膜１１を備えている場合は不要）。このレジスト膜１１に所望のパターンを描画（露光）し、更に現像、リンスすることによって所定のレジストパターン１１ａを形成する。

　反射型マスクブランク１００の場合は、このレジストパターン１１ａをマスクとして吸収体膜４をエッチングすることにより、吸収体パターン４ａが形成される。レジストパターン１１ａを酸素アッシング又は熱硫酸などのウェット処理で剥離する。最後に、酸性やアルカリ性の水溶液を用いたウェット洗浄を行う。

　以上の工程により、本実施形態の反射型マスク２００を得ることができる。

＜半導体装置の製造方法＞
　本実施形態の半導体装置の製造方法は、ＥＵＶ光を発する露光光源を有する露光装置に、本実施形態の反射型マスク２００をセットし、被転写基板上に形成されているレジスト層に転写パターンを転写する工程を有する。本実施形態の半導体装置の製造方法より、被転写基板上に、多様化した微細なパターン形状を、高いスループットで形成することができる。

　本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、本実施形態の反射型マスク２００を用いることにより、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能である。また、本実施形態の反射型マスク２００を用いることにより、ＥＵＶ露光を高いスループットで行うことができる。

　本実施形態の反射型マスク２００を使用してＥＵＶ露光を行うことにより、高い寸法精度で所望のパターンを、高いスループットで半導体基板上に形成できる。このリソグラフィ工程に加え、被加工膜のエッチング、絶縁膜及び導電膜の形成、ドーパントの導入、並びにアニールなど種々の工程を経ることで、所望の電子回路が形成された半導体装置を製造することができる。

　より詳しく説明すると、ＥＵＶ露光装置は、ＥＵＶ光を発生するレーザープラズマ光源、照明光学系、マスクステージ系、縮小投影光学系、ウエハステージ系、及び真空設備等から構成される。光源にはデブリトラップ機能と露光光以外の長波長の光をカットするカットフィルタ及び真空差動排気用の設備等が備えられている。照明光学系と縮小投影光学系は反射型ミラーから構成される。ＥＵＶ露光用反射型マスク２００は、その第２主面に形成された導電膜により静電吸着されてマスクステージに載置される。

　ＥＵＶ光源の光は、照明光学系を介して反射型マスク２００の垂直面に対して６°から８°傾けた角度で反射型マスク２００に照射される。この入射光に対する反射型マスク２００からの反射光は、入射とは逆方向にかつ入射角度と同じ角度で反射（正反射）し、通常１／４の縮小比を持つ反射型投影光学系に導かれ、ウエハステージ上に載置されたウエハ（半導体基板）上のレジスト層への露光が行われる。この間、少なくともＥＵＶ光が通る場所は真空排気される。また、この露光にあたっては、マスクステージとウエハステージを縮小投影光学系の縮小比に応じた速度で同期させてスキャンし、スリットを介して露光を行うスキャン露光が主流となっている。そして、レジスト層の露光済レジストを現像することによって、半導体基板上にレジスト転写パターンを形成することができる。そして、このレジスト転写パターンをマスクとして使用してエッチング等を実施することにより、例えば半導体基板上に所定の配線パターンを形成することができる。このような露光工程や被加工膜加工工程、絶縁膜や導電膜の形成工程、ドーパント導入工程、あるいはアニール工程等その他の必要な工程を経ることで、半導体装置が製造される。

　以下、実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、実施例において同様の構成要素については同一の符号を使用し、説明を簡略化若しくは省略する。

［実施例１］
　実施例１として、本実施形態の効果を、以下に示すシミュレーショにより確認した。なお、下記に示す屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）は、波長１３．５ｎｍの光に対する値である。他の実施例等についても同様である。

　実施例１のシミュレーションでは、図２Ｄに示す反射型マスク２００の構造を用いた。すなわち、反射型マスク２００は、基板１の一方の主表面に、多層反射膜２と、保護膜３と、吸収体パターン４ａとをこの順で有する構造とした。反射型マスク２００は、基板１の他方の主表面に、裏面導電膜５を有する。ただし、実施例１のシミュレーションでは、露光光は多層反射膜２で反射されるので、裏面導電膜５の有無はシミュレーションの結果に影響を与えない。

　実施例１のシミュレーションでは、第１主面及び第２主面（裏面）の両主表面が研磨された６０２５サイズ（約１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の低熱膨張ガラス基板であるＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系ガラス基板を基板１とした。基板１の２つの主表面は、平坦で平滑な主表面となるように、粗研磨加工工程、精密研磨加工工程、局所加工工程、及びタッチ研磨加工工程よりなる研磨を行ったものと同等の主表面であるものと仮定した。

　裏面導電膜５は、ＣｒＮ膜からなる膜厚２０ｎｍの薄膜とした。具体的には、基板１の第２主面（裏面）に、ＣｒＮ膜からなる裏面導電膜５をマグネトロンスパッタリング（反応性スパッタリング）法により下記の条件にて形成したものと同等の薄膜と仮定した。
　裏面導電膜５の形成条件：Ｃｒターゲット、ＡｒとＮ_２の混合ガス雰囲気（Ａｒ：９０％、Ｎ：１０％）、膜厚２０ｎｍ。

　多層反射膜２は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜２とするために、ＭｏとＳｉからなる周期多層反射膜２とした。具体的には、裏面導電膜５が形成された側と反対側の基板１の主表面（第１主面）上に、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気中でイオンビームスパッタリング法により基板１上にＭｏ層及びＳｉ層を交互に積層して形成した多層反射膜２と同等の多層膜と仮定した。この多層膜は、先ず、Ｓｉ膜を４．２ｎｍの膜厚で成膜し、続いて、Ｍｏ膜を２．８ｎｍの膜厚で成膜したものとした。これを１周期とし、同様にして４０周期積層し、最後にＳｉ膜を４．０ｎｍの膜厚で成膜することにより形成した多層反射膜２を、実施例１の多層反射膜２と仮定した。

　保護膜３は、次の２種類の薄膜であるとして、シミュレーションを行った。
　実施例１－１：ＲｕＮｂ膜（ｎ＝０．９０１６、ｋ＝０．０１３１、膜厚３．５ｎｍ）
　実施例１－２：ＲｕＲｈ膜（ｎ＝０．８８９８、ｋ＝０．０１５５、膜厚３．５ｎｍ）

　吸収体パターン４ａが、以下に示す３種類のパターンを有する場合について、シミュレーションを行った。
（１）垂直Ｌ／Ｓパターン（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｌ／Ｓ、ｈｐ＝１６ｎｍ）、
（２）水平Ｌ／Ｓパターン（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　Ｌ／Ｓ、ｈｐ＝１６ｎｍ）、
（３）コンタクトホールパターン（Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｈｏｌｅ、径２４ｎｍ）

　露光工程において、ＥＵＶ光源の光は、照明光学系を介して反射型マスク２００垂直面に対して６°から８°傾けた角度で反射型マスク２００に照射される。この入射光に対する反射型マスク２００からの反射光は、入射とは逆方向にかつ入射角度と同じ角度で反射（正反射）する。そのため、同一のＬ／Ｓパターンであっても、入射光及び反射光を含む平面に対するＬ／Ｓパターンの向きが異なると、被転写基板に転写される転写パターンも異なることになる。反射型マスク２００に対する入射光及び反射光を含む平面の法線が、Ｌ／Ｓパターンのラインの方向と垂直な場合が垂直Ｌ／Ｓパターンであり、平行な場合が水平Ｌ／Ｓパターンである。

　コンタクトホールパターンは円形である。そのため、反射型マスク２００の吸収体パターン４ａがコンタクトホールパターンの場合には、被転写基板に転写される転写パターンは、入射光の向きに依存しない。

　なお、吸収体パターン４ａの膜厚は、上記の３種類のパターンのそれぞれについて、最も高い評価関数の値となるように、最適化した膜厚とした。

　実施例１－１及び実施例１－２の反射型マスク２００の評価関数の値を規格化のための反射型マスク２００として、吸収体膜４がＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜と光学的に同等である薄膜の反射型マスク２００を用いた。すなわち、規格化のための反射型マスク２００の吸収体膜４とは、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する屈折率が０．９５であり、かつ消衰係数が０．０３である膜である。規格化のための反射型マスク２００の評価関数の値を１として、実施例１－１及び実施例１－２の反射型マスク２００の評価関数の値を規格化した。実施例１－１及び実施例１－２以外の実施例等についても同様である。

（実施例１－１）
　図３に、実施例１－１の反射型マスク２００（保護膜３がＲｕＮｂ膜）について、吸収体パターン４ａがｈｐ１６ｎｍの垂直Ｌ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターンの場合のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す。図３は、実施例１－１の反射型マスク２００において、屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）が異なる吸収体パターン４ａに対して、所定の入射光を照射させた場合の規格化評価関数の値の分布を示す図である。図３に示すシミュレーションでは、図３に示す範囲の多数の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）の組み合わせの吸収体膜４を仮定して、多数のシミュレーションを行った。図３には、規格化評価関数の値をグレースケールで示している。

　図５に、実施例１－１の反射型マスク２００（保護膜３がＲｕＮｂ膜）について、吸収体パターン４ａがｈｐ１６ｎｍの水平Ｌ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターンの場合のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す。図５は、実施例１－１の反射型マスク２００において、屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）が異なる吸収体パターン４ａに対して、所定の入射光を照射させた場合の規格化評価関数の値の分布を示す図である。図５に示すシミュレーションでは、図５に示す範囲の多数の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）の組み合わせの吸収体膜４を仮定して、多数のシミュレーションを行った。図５には、規格化評価関数の値をグレースケールで示している。

　図７に、実施例１－１の反射型マスク２００（保護膜３がＲｕＮｂ膜）について、吸収体パターン４ａがコンタクトホールパターン（径２４ｎｍ）の場合のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す。図７は、実施例１－１の反射型マスク２００において、屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）が異なる吸収体パターン４ａに対して、所定の入射光を照射させた場合の規格化評価関数の値の分布を示す図である。図７に示すシミュレーションでは、図７に示す範囲の多数の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）の組み合わせの吸収体膜４を仮定して、多数のシミュレーションを行った。図７には、規格化評価関数の値をグレースケールで示している。

（実施例１－２）
　図４に、実施例１－２の反射型マスク２００（保護膜３がＲｕＲｈ膜）について、吸収体パターン４ａがｈｐ１６ｎｍの垂直Ｌ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターンの場合のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す。図３に示す実施例１－１の場合と同様に、図４は、実施例１－２の反射型マスク２００において、屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）が異なる吸収体パターン４ａに対して、所定の入射光を照射させた場合の規格化評価関数の値の分布を示す図である。

　図６に、実施例１－２の反射型マスク２００（保護膜３がＲｕＲｈ膜）について、吸収体パターン４ａがｈｐ１６ｎｍの水平Ｌ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターンの場合のシミュレーションによって得られた規格化評価関数の値を示す。図５に示す実施例１－１の場合と同様に、図６は、実施例１－２の反射型マスク２００において、屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）が異なる吸収体パターン４ａに対して、所定の入射光を照射させた場合の規格化評価関数の値の分布を示す図である。

（実施例１－１及び実施例１－２の組み合わせ）
　上述のようにして得られた実施例１－１及び実施例１－２の規格化評価関数の値の分布を組み合わせた図を、図８及び図９に示す。すなわち、図８は、図３（実施例１－１）及び図４（実施例１－２）に示す垂直Ｌ／Ｓパターンの規格化評価関数の値の分布を組み合わせた図であって、図３及び図４に示す規格化評価関数の値が両方とも１．０１５以上である場合（白色）と、それ以外の場合（黒色）に二値化した分布を示す図である。図９は、図５（実施例１－１）及び図６（実施例１－２）に示す水平Ｌ／Ｓパターンの規格化評価関数の値の分布を組み合わせた図であって、図５及び図６に示す規格化評価関数の値が両方とも１．０１５以上である場合（白色）と、それ以外の場合（黒色）に二値化した分布を示す図である。また、図１０は、図７（実施例１－１）に示すコンタクトホールパターンの規格化評価関数の値の分布であって、実施例１－１のコンタクトホールパターンの規格化評価関数の値が１．０１５以上である場合（白色）と、それ以外の場合（黒色）に二値化した分布を示す図である。

　図１１は、図８～１０に示す二値化した規格化評価関数の値の分布を組み合わせた図である。図１１では、図８～１０に示す規格化評価関数の値がすべて１．０１５以上である場合（白色）と、それ以外の場合（黒色）との分布を示す。

　上記の実施例１－１及び実施例１－２のシミュレーションの結果から、吸収体パターン４ａ（吸収体膜４）の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）の分布において、規格化評価関数の値がすべて１．０１５以上である領域は、図１１に白色として示された領域であることが理解できる。規格化評価関数の値がすべて１．０１５以上である領域に属する単体の材料は、Ａｇ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｒｈ及びＲｕなどである。したがって、これらの材料を用いて吸収体膜４を形成するならば、従来のＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜などを材料とする吸収体膜４と比較して、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできる転写パターンを有する反射型マスク２００を製造するための反射型マスクブランク１００を得ることができるといえる。

　また、上記の単体の材料以外であっても、合金材料又は化合物材料であれば、組成を適切に調整することにより、図１１に白色として示された領域（規格化評価関数の値がすべて１．０１５以上である領域）の屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）を有する吸収体パターン４ａ（吸収体膜４）を形成することができるといえる。なお、このような合金材料又は化合物材料として、イリジウム（Ｉｒ）と、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）との合金材料又は化合物材料を挙げることができる。

　なお、規格化評価関数の値が高いほど、従来のＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜などを材料とする吸収体膜４と比較して、優れた転写パターンを形成することが可能であり、ＥＵＶ露光を高いスループットで行うことができるといえる。そのため、規格化評価関数の値は、１．０１５以上が好ましく、１．０３以上がより好ましく、１．０５以上がさらに好ましい。

［実施例２］
　実施例２として、規格化評価関数の値は、１．０１５以上となる吸収体膜４の材料を選択して、反射型マスクブランク１００及び反射型マスク２００を製造した。

　実施例２の反射型マスクブランク１００は、図１に示すように、裏面導電膜５と、基板１と、多層反射膜２と、保護膜３と、吸収体膜４とを有する。吸収体膜４そして、図２Ａに示されるように、吸収体膜４上にレジスト膜１１を形成する。図２Ａから図２Ｄは、反射型マスクブランク１００から反射型マスク２００を作製する工程を示す要部断面模式図である。

　下記の説明において、成膜した薄膜の元素組成は、ラザフォード後方散乱分析法により測定した。

　先ず、実施例２の反射型マスクブランク１００について説明する。

　第１主面及び第２主面の両主表面が研磨された６０２５サイズ（約１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の低熱膨張ガラス基板であるＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系ガラス基板を準備し基板１とした。平坦で平滑な主表面となるように、粗研磨加工工程、精密研磨加工工程、局所加工工程、及びタッチ研磨加工工程よりなる研磨を行った。

　ＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系ガラス基板１の第２主面（裏面）に、ＣｒＮ膜からなる裏面導電膜５をマグネトロンスパッタリング（反応性スパッタリング）法により下記の条件にて形成した。
　裏面導電膜５の形成条件：Ｃｒターゲット、ＡｒとＮ_２の混合ガス雰囲気（Ａｒ：９０％、Ｎ：１０％）、膜厚２０ｎｍ。

　次に、裏面導電膜５が形成された側と反対側の基板１の主表面（第１主面）上に、多層反射膜２を形成した。基板１上に形成される多層反射膜２は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜２とするために、ＭｏとＳｉからなる周期多層反射膜２とした。多層反射膜２は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気中でイオンビームスパッタリング法により基板１上にＭｏ層及びＳｉ層を交互に積層して形成した。先ず、Ｓｉ膜を４．２ｎｍの膜厚で成膜し、続いて、Ｍｏ膜を２．８ｎｍの膜厚で成膜した。これを１周期とし、同様にして４０周期積層し、最後にＳｉ膜を４．０ｎｍの膜厚で成膜し、多層反射膜２を形成した。

　引き続き、Ａｒガス雰囲気中で、ＲｕＮｂターゲットを使用したイオンビームスパッタリング法によりＲｕＮｂ膜からなる保護膜３を３．５ｎｍの膜厚で成膜した。

　次に、保護膜３の上にＣｒＯＮを材料とするバッファ層と、ＩｒＴａＯを材料とする吸収層とからなる吸収体膜４を形成した。

　具体的には、まず、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、ＣｒＯＮ膜からなるバッファ層を形成した。ＣｒＯＮ膜は、Ｃｒターゲットを用いて、Ａｒガス、Ｏ_２ガス及びＮ_２ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリングで、６ｎｍの膜厚で成膜した。ＣｒＯＮ膜（バッファ層）の波長１３．５ｎｍにおける屈折率（ｎ）は０．９３０、消衰係数（ｋ）は０．０３９であった。

　次に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、ＩｒＴａＯ膜からなる吸収層を形成した。ＩｒＴａＯ膜は、ＩｒＴａ合金ターゲットを用いて、ＸｅガスとＯ_２ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリングで、４０ｎｍの膜厚で成膜した。

　ＩｒＴａＯ膜の元素比率は、Ｉｒが４９．５原子％、Ｔａが３．４原子％、Ｏが４７．１原子％であった。また、ＩｒＴａＯ膜の波長１３．５ｎｍにおける屈折率（ｎ）は０．９２７、消衰係数（ｋ）は０．０３３であった。

　以上のようにして、実施例２の反射型マスクブランク１００を製造した。

　次に、上記実施例２の反射型マスクブランク１００を用いて、実施例２の反射型マスク２００を製造した。

　反射型マスクブランク１００の吸収体膜４（吸収層）の上に、レジスト膜１１を８０ｎｍの厚さで形成した（図２Ａ）。レジスト膜１１の形成には、化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）を用いた。このレジスト膜１１に所望のパターンを描画（露光）し、更に現像、リンスすることによって所定のレジストパターン１１ａを形成した（図２Ｂ））。次に、レジストパターン１１ａをマスクにして、ＩｒＴａＯ膜（吸収層）のドライエッチングを、ＣＦ_４ガスとＯ_２ガスの混合ガス（ＣＦ_４＋Ｏ_２ガス）を用いて行い、引き続きＣｒＯＮ膜（バッファ層）のドライエッチングをＣｌ_２ガスとＯ_２ガスの混合ガス（Ｃｌ_２＋Ｏ_２ガス）を用いて行うことで、吸収体パターン４ａを形成した（図２Ｃ）。

　その後、レジストパターン１１ａを酸素アッシングで剥離した（図２Ｄ）。最後に純水（ＤＩＷ）を用いたウェット洗浄を行って、実施例２の反射型マスク２００を製造した。

　なお、必要に応じてウェット洗浄後マスク欠陥検査を行い、マスク欠陥修正を適宜行うことができる。

　実施例２の反射型マスク２００をＥＵＶスキャナにセットし、半導体基板上に被加工膜及びレジスト層が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行った。そして、レジスト層の露光済レジストを現像することによって、被加工膜が形成された半導体基板上にレジスト転写パターンを形成した。

　なお、別途、所定の化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）に対して所定の露光光を露光する際に、実施例２の反射型マスク２００を用いた場合の、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）及び所定のレジストの感光のための光強度の閾値を測定し、それらの積として評価関数の値を得た。この評価関数の値を、後述する参考例１の反射型マスク２００を用いた場合の評価関数の値で規格化したところ、実施例２の規格化評価関数の値は、１．０３であった。

　実施例２の反射型マスク２００を用いて被転写基板１上にレジスト転写パターンを形成することにより、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできることが確認できた。

　このレジスト転写パターンをエッチングにより被加工膜に転写し、また、絶縁膜及び導電膜の形成、ドーパントの導入、並びにアニールなど種々の工程を経ることで、所望の特性を有する半導体装置を製造することができた。

［実施例３］
　実施例３は、保護膜３として膜厚３．５ｎｍのＲｕＲｈ膜を用い、吸収体膜４における吸収層としてＰｔ膜を用いた以外は、実施例１と同様に、反射型マスクブランク１００及び反射型マスク２００を製造した。したがって、実施例３の吸収体膜４は、ＣｒＯＮを材料とするバッファ層（膜厚６ｎｍ）と、Ｐｔ膜の吸収層（膜厚４０ｎｍ）とからなる。

　なお、Ｐｔ膜の波長１３．５ｎｍにおける屈折率（ｎ）は０．８８９、消衰係数（ｋ）は０．０５９であった。

　実施例３の反射型マスク２００をＥＵＶスキャナにセットし、半導体基板上に被加工膜とレジスト層が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行った。そして、レジスト層の露光済レジストを現像することによって、被加工膜が形成された半導体基板上にレジスト転写パターンを形成した。

　なお、別途、所定の化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）に対して所定の露光光を露光する際に、実施例３の反射型マスク２００を用いた場合の、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）及び所定のレジストの感光のための光強度の閾値を測定し、それらの積として評価関数の値を得た。この評価関数の値を、後述する参考例１の反射型マスク２００を用いた場合の評価関数の値で規格化したところ、実施例３の規格化評価関数の値は、１．０２であった。

　実施例３の反射型マスク２００を用いて被転写基板上にレジスト転写パターンを形成することにより、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできることが確認できた。

［実施例４］
　実施例４として、ＴａＢＯを材料とするバッファ層と、ＲｕＣｒＮを材料とする吸収層とからなる吸収体膜４とした以外は、実施例１と同様に、反射型マスクブランク１００を製造した。

　実施例４の反射型マスクブランク１００の製造では、実施例１と同様に、基板１の第２主面（裏面）にＣｒＮ膜からなる裏面導電膜５を形成し、基板１の主表面（第１主面）上に、ＭｏとＳｉからなる多層反射膜２と、ＲｕＮｂ膜からなる保護膜３とを形成した。

　次に、保護膜３の上に、ＴａＢＯを材料とするバッファ層と、ＲｕＣｒＮを材料とする吸収層とからなる吸収体膜４を形成した。

　具体的には、まず、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、ＴａＢＯ膜からなるバッファ層を形成した。ＴａＢＯ膜は、ＴａＢターゲットを用いて、Ａｒガス及びＯ_２ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリングで、６ｎｍの膜厚で成膜した。ＴａＢＯ膜の元素比率は、Ｔａが３９原子％、Ｂが５原子％、Ｏが５６原子％であった。ＴａＢＯ膜（バッファ層）の波長１３．５ｎｍにおける屈折率（ｎ）は０．９５５、消衰係数（ｋ）は０．０２２であった。

　次に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、ＲｕＣｒＮ膜からなる吸収層を形成した。ＲｕＣｒＮ膜は、ＲｕＣｒ合金ターゲットを用いて、ＫｒガスとＮ_２ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリングで、４２ｎｍの膜厚で成膜した。ＲｕＣｒＮ膜の元素比率は、Ｒｕが８３原子％、Ｃｒが１０原子％、Ｏが７原子％であった。また、ＲｕＣｒＮ膜の波長１３．５ｎｍにおける屈折率（ｎ）は０．９００、消衰係数（ｋ）は０．０２１であった。

　以上のようにして、実施例４の反射型マスクブランク１００を製造した。

　次に、上記実施例４の反射型マスクブランク１００を用いて、ＲｕＣｒＮ膜のエッチングガスをＣｌ_２ガスとＯ_２ガスの混合ガス、ＴａＢＯ膜のエッチングガスをＣＦ_４ガスとＨｅガスの混合ガスとした以外は、実施例１と同様に、実施例４の反射型マスク２００を製造した。

　実施例４の反射型マスク２００をＥＵＶスキャナにセットし、半導体基板上に被加工膜とレジスト層が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行った。そして、レジスト層の露光済レジストを現像することによって、被加工膜が形成された半導体基板上にレジスト転写パターンを形成した。

　なお、別途、所定の化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）に対して所定の露光光を露光する際に、実施例４の反射型マスク２００を用いた場合の、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）及び所定のレジストの感光のための光強度の閾値を測定し、それらの積として評価関数の値を得た。この評価関数の値を、後述する参考例１の反射型マスク２００を用いた場合の評価関数の値で規格化したところ、実施例４の規格化評価関数の値は、１．０２であった。

　実施例４の反射型マスク２００を用いて被転写基板上にレジスト転写パターンを形成することにより、被転写基板上に形成される多様化した微細なパターン形状の転写パターンを形成することが可能であり、かつＥＵＶ露光を高いスループットで行うことのできることが確認できた。

［参考例１］
　参考例１は、保護膜３として膜厚３．５ｎｍのＲｕ膜を用い、吸収体膜４として単層のＴａＢＮ膜を用いた以外は、実施例１と同様に、反射型マスクブランク１００及び反射型マスク２００を製造した。参考例１の反射型マスク２００は、評価関数の値を規格化するための基準となる反射型マスク２００である。

　参考例１の反射型マスクブランク１００の製造では、実施例１と同様に、基板１の第２主面（裏面）にＣｒＮ膜からなる裏面導電膜５を形成し、基板１の主表面（第１主面）上に、ＭｏとＳｉからなる多層反射膜２を形成した。

　引き続き、Ａｒガス雰囲気中で、Ｒｕターゲットを使用したイオンビームスパッタリング法によりＲｕ膜からなる保護膜３を３．５ｎｍの膜厚で成膜した。

　次に、保護膜３の上に吸収体膜４を形成した。具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、ＴａＢＮ膜からなる吸収体膜４を形成した。ＴａＢＮ膜は、ＴａＢ混合焼結ターゲットを用いて、ＡｒガスとＮ_２ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリングで、５５ｎｍの膜厚で成膜した。

　参考例１の吸収体膜４（ＴａＢＮ膜）の元素比率は、Ｔａが７５原子％、Ｂが１２原子％、Ｎが１３原子％であった。また、吸収体膜４（ＴａＢＮ膜）の波長１３．５ｎｍにおける屈折率（ｎ）は０．９５であり、かつ消衰係数は０．０３０であった。したがって、参考例１の反射型マスクブランク１００は、評価関数の値を規格化するための基準となる反射型マスク２００を製造するために適した吸収体膜４を有するといえる。

　以上のようにして、参考例１の反射型マスクブランク１００を製造した。

　次に、実施例２と同様に、参考例１の反射型マスクブランク１００を用いて、参考例１の反射型マスク２００を製造した。ただし、吸収体膜４（ＴａＢＮ膜）のドライエッチングの際には、ＣＦ_４ガスとＨｅガスの混合ガス（ＣＦ_４＋Ｈｅガス）を用いてＴａＢＮ膜のドライエッチングを行うことで、吸収体パターン４ａを形成した（図２Ｃ）。

　参考例１の反射型マスク２００をＥＵＶスキャナにセットし、半導体基板上に被加工膜とレジスト層が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行った。そして、レジスト層の露光済レジストを現像することによって、被加工膜が形成された半導体基板上にレジスト転写パターンを形成した。

　なお、別途、所定の化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）に対して所定の露光光を露光する際に、参考例１の反射型マスク２００を用いた場合の、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）及び所定のレジストの感光のための光強度の閾値を測定し、それらの積として評価関数の値を得た。この評価関数の値を基準として、上記の実施例２及び３の反射型マスク２００を用いた場合の評価関数の値を規格化した。すなわち、参考例１の規格化評価関数の値は、１である。

　参考例１は基準となる評価関数の値を有する反射型マスク２００なので、規格化評価関数の値は１である。そのため、参考例１の反射型マスク２００を用いて被転写基板上にレジスト転写パターンを形成する場合には、実施例２及び３の反射型マスク２００と比較して、被転写基板上に形成される転写パターンのパターン形状の多様性及び微細性が低く、ＥＵＶ露光のスループットが相対的に低いことが明らかである。

　１　基板
　２　多層反射膜
　３　保護膜
　４　吸収体膜
　４ａ　吸収体パターン
　５　裏面導電膜
　１１　レジスト膜
　１１ａ　レジストパターン
　１００　反射型マスクブランク
　２００　反射型マスク

Claims

　基板上に、多層反射膜及び吸収体膜をこの順で有する反射型マスクブランクであって、
　波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する屈折率が０．９５であり、かつ消衰係数が０．０３である膜の評価関数の値を１として規格化したときに、前記吸収体膜は、前記吸収体膜の規格化した前記評価関数の値が１．０１５以上となるような屈折率及び消衰係数を有する材料を含み、
　前記評価関数は、正規化画像対数勾配（ＮＩＬＳ）と、所定のレジストの感光のための光強度の閾値との積であることを特徴とする反射型マスクブランク。
　前記反射型マスクブランクは、ＬＯＧＩＣ　ｈｐ１６ｎｍ世代以降のラインアンドスペースを含む転写用パターンを有する反射型マスクを作製するために用いられ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。
　前記吸収体膜の前記材料の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する屈折率は０．８６～０．９５の範囲であり、前記吸収体膜の前記材料の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する消衰係数は０．０１５～０．０６５の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型マスクブランク。
　前記吸収体膜の前記材料は、イリジウム（Ｉｒ）及びルテニウム（Ｒｕ）から選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
　前記吸収体膜の前記材料は、イリジウム（Ｉｒ）と、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）から選ばれる少なくとも１つとを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
　前記吸収体膜の前記材料は、白金（Ｐｔ）を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
　前記吸収体膜の前記材料は、金（Ａｕ）を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
　前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、保護膜を有し、
　前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）又はケイ素（Ｓｉ）を含む材料からなることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
　請求項１乃至８の何れか１項に記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜がパターニングされた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。
　ＥＵＶ光を発する露光光源を有する露光装置に、請求項９に記載の反射型マスクをセットし、被転写基板上に形成されているレジスト層に転写パターンを転写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。