JP4926523B2 - 反射型マスクブランクス及び反射型マスク並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

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、及びその原版である反射型マスクブランクス、並びに反射型マスクを使用して半導体装置を製造する半導体装置の製造方法に関する。

近年、半導体産業において、半導体デバイスの微細化に伴い、極紫外（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。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。

上記多層反射膜としては、例えば１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光を反射するものとして、数ｎｍの厚さのＭｏとＳｉを交互に４０乃至６０周期程度積層させたものなどが知られている。そして、反射率を高めるためには、屈折率の大きなＭｏ膜を最上層とする方が望ましいが、Ｍｏは大気に触れると酸化されやすく、その結果、反射率が低下してしまう。そこで、酸化防止のための保護膜として、例えばＳｉ膜を最上層に設けることが行われている。
また、特許文献２には、吸収体膜の材料として、タンタルとホウ素を含む材料（ＴａＢＮなど）を用い、さらに多層反射膜と吸収体膜との間に、吸収体膜パターン形成時に多層反射膜を保護するためのクロム系バッファー層を備えた反射型マスクが記載されている。

特公平７−２７１９８号公報 特開２００４−６７９８号公報

EUVリソグラフィにおいては、マスク上でEUV光は基板に対して斜め入射及び出射するため、反射領域に対するパターニング層（すなわち吸収体膜、もしくは吸収体膜及びバッファー層）の膜厚が厚いと、入射光及び出射光の光路がパターニング層の影響を受けて、シャドウイング（shadowing）効果と呼ばれるパターンぼけが強く生じてしまうという問題が発生する。このパターンぼけの問題は特に近年のパターンの微細化に伴い顕著になってきている。
したがって、吸収体膜の膜厚は出来る限り薄いことが望まれるが、吸収体膜の材料として、従来はＴａＢＮ系材料が一般的に使用されているが、この例えばＴａＢＮを用いた場合、膜厚をある程度厚くしないとEUV光に対する吸収係数が高くならないため、吸収体膜の膜厚を薄くするといっても自ずと限界がある。
このような事情から、従来のＴａＢＮ系材料よりも吸収体膜の膜厚をさらに薄くすることが可能な材料が要望されている。

そこで本発明の目的は、第一に、従来のＴａＢＮ系材料よりも高コントラストのパターン転写を実現できる反射型マスクブランクス及び反射型マスクを提供することであり、第二に、従来のＴａＢＮ系材料よりも吸収体膜等の膜厚をより薄くすることができる反射型マスクブランクス及び反射型マスクを提供することであり、第三に、このような反射型マスクを使用したリソグラフィ技術により半導体基板上に微細パターンを形成する半導体装置の製造方法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し、さらに前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファー層を備えた反射型マスクブランクスであって、前記吸収体膜は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料からなることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
（構成２）前記吸収体膜は、さらにホウ素（B）、窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、珪素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ロジウム（Rh）、ヒ素（As）、ハフニウム（Hf）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有す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スである。

（構成３）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スであって、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファー層を備えており、該バッファー層は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料からなることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
（構成４）前記バッファー層は、さらにホウ素（B）、窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、珪素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ロジウム（Rh）、ヒ素（As）、ハフニウム（Hf）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有す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スである。

（構成５）前記多層反射膜と前記バッファー層との間に、該多層反射膜を保護するためのルテニウム（Ru）又はその化合物からなる保護膜が形成されていることを特徴とする構成１乃至４の何れか一に記載の反射型マスクブランクスである。

（構成６）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スであって、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該多層反射膜を保護するためのルテニウム（Ru）又はその化合物からなる保護膜が形成されており、前記吸収体膜は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料からなることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
（構成７）前記吸収体膜は、さらにホウ素（B）、窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、珪素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ロジウム（Rh）、ヒ素（As）、ハフニウム（Hf）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする構成６に記載の反射型マスクブランクスである。

（構成８）構成１乃至７の何れか一に記載の反射型マスクブランクスの前記吸収体膜に、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が形成されていることを特徴とする反射型マスクである。
（構成９）構成８に記載の反射型マスクを使用したリソグラフィ技術により半導体基板上に微細パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法である。

請求項１の発明によれば、吸収体膜として、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料を用いたので、従来のＴａＢＮ系材料よりも露光光である例えばEUV光に対する高い吸収係数を持つため、高コントラストでパターン転写を行なうことができる。また、より薄い膜厚で吸収体膜を形成することができ、この反射型マスクブランクスから得られる反射型マスクを用いたパターン転写時に、シャドウイング（shadowing）効果によるパターンぼけの発生を防止することができる。
請求項２の発明によれば、前記吸収体膜は、さらにホウ素（B）、窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、珪素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ロジウム（Rh）、ヒ素（As）、ハフニウム（Hf）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することにより、請求項１の発明における効果に加えて、吸収体膜のアモルファス性、表面平滑性、膜応力、或いは多層反射膜との密着性、等をより向上することができる。

請求項３の発明によれば、多層反射膜と吸収体膜との間に、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料で形成されたバッファー層を備えることにより、吸収体膜とバッファー層を合わせた全体でEUV光の吸収体膜として機能するため、高コントラストでパターン転写を行なうことができる。また、吸収体膜とバッファー層を合わせた全体の膜厚をより薄い膜厚とすることができ、パターン転写時にシャドウイング（shadowing）効果によるパターンぼけの発生を防止して、また、上記バッファー層を備えることにより、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を防止することができる。
請求項４の発明によれば、前記バッファー層は、さらにホウ素（B）、窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、珪素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ロジウム（Rh）、ヒ素（As）、ハフニウム（Hf）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することにより、請求項３の発明における効果に加えて、上記バッファー層のアモルファス性、表面平滑性、膜応力、或いは多層反射膜や吸収体膜との密着性、等をより向上することができる。

請求項５の発明によれば、請求項１乃至４の何れかの発明における効果に加えて、多層反射膜とバッファー層との間に、ルテニウム（Ru）又はその化合物からなる保護膜が形成されていることにより、吸収体膜パターンに従ってバッファー層をパターン形成する時のエッチングによる多層反射膜のダメージを防止することができる。

請求項６の発明によれば、吸収体膜として、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料を用いて、パターン転写時に、高コントラストでパターン転写を行なうことができる。また、より薄い膜厚で吸収体膜を形成することができ、シャドウイング（shadowing）効果によるパターンぼけの発生を防止することができる。さらに、多層反射膜と吸収体膜との間に、ルテニウム（Ru）又はその化合物からなる保護膜が形成されているため、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を防止することができる。
請求項７の発明によれば、前記吸収体膜は、さらにホウ素（B）、窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、珪素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ロジウム（Rh）、ヒ素（As）、ハフニウム（Hf）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することにより、請求項６の発明における効果に加えて、吸収体膜のアモルファス性、表面平滑性、膜応力、或いは多層反射膜との密着性、等をより向上することができる。

請求項８の発明によれば、本発明の反射型マスクブランクスを用いて得られる反射型マスクは、高コントラストのパターン転写を実現することができ、またパターン転写時に、シャドウイング（shadowing）効果によるパターンぼけの発生を防止できる。
請求項９の発明によれば、本発明の反射型マスクを使用したリソグラフィ技術により、半導体基板上に高精度な微細パターンを形成した半導体装置が得られる。

以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
（実施の形態１）
本発明に係る反射型マスクブランクスの実施の形態１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し、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファー層を備えている。
本実施の形態において、前記吸収体膜は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料（以下、「本発明のタンタル系材料」と呼ぶ。）からなる。
本発明のタンタル系材料は、露光光である例えばEUV光に対する高い吸収係数を持つため、本実施の形態の反射型マスクブランクスから製造される反射型マスクを用いたパターン転写時に、高コントラストのパターン転写を行なえる。また、これにより例えばＴａＢＮと比べるとより薄い膜厚の吸収体膜とすることができ、シャドウイング（shadowing）効果によるパターンぼけの発生を防止することができる。

本発明では、吸収体膜を形成する材料は、露光光である例えばEUV光に対する高い吸収係数を持ち、それにより薄い膜厚の吸収体膜とすることができるように、露光光の波長における複素屈折率の虚数部の絶対値、つまり消衰係数が例えば従来のＴａＢＮよりも大きい材料であることが望ましい。そのためには、複素屈折率の虚数部が−０．０２５以下の物質が望ましい。上記本発明のタンタル系材料は、複素屈折率の虚数部が−０．０２５以下の物質である。
ここで、上記複素屈折率について説明する。
例えばＥＵＶ光を露光光として用いる反射型マスクは光学回折素子であるため、複素屈折率と形状が判れば、光学特性を求めることが可能である。

ＥＵＶ波長領域の複素屈折率は、単位体積中に存在する原子の種類（散乱因子ｆq）と数で決定される。ここで、散乱因子ｆqは内核電子の状態で一義的に決定されるため、物質の結合状態には依存しない。ＥＵＶ波長領域のようなフォトンのエネルギーが100eV付近か、吸収端から離れている場合には、内核の電子がフォトンを吸収するため、構造に関与した電子の相関は無視できる。従って、ある材料で形成された層の複素屈折率n*は以下の（１）式で記述される。
n*＝n＋ik＝１−(r_０λ^２/2π)ΣNqｆq(0) （１）

ここで、nは複素屈折率の実数部、kは複素屈折率の虚数部である。r_０＝e^２／mc^２＝2.82×10^−１３cmで古典的な電子半径である。Nqは元素qの１cm^３中の原子の数である。また、ｆq(0)は元素qの前方散乱断面積であり、以下のように表わせる。
ｆq(0)＝ｆq_１(0)−iｆq_２(0)
また、Nqは、密度N(g/cm^３)、原子量m_ｑ、アボガドロ数Naから以下の関係式で得られる。
Nq＝(N×Na)／m_ｑ
以上の式を用いて上記の複素屈折率を求めることが可能である。なお、軟Ｘ線領域では、ｆ_１とｆ_２は同じオーダーである。

従って、複素屈折率の虚数部kの絶対値、つまり消衰係数の大きい物質は露光光の吸収が多い。たとえば、Ｔａのkの値は、−0.04032であり、ＴａＢＮは、Ｔａに比べてkの値の大きなＮ元素やＢ元素を含んでいるので、本発明では、Ｔａと、Ｔａよりもkの値の小さな若しくは同程度の元素とが形成する化合物が望ましい。
たとえば、前記のテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）等の元素は、Ｔａと比べてkの値の小さな若しくは同程度の元素である。
下記表１に、テルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）の各元素についての散乱因子（ｆ_１、ｆ_２）、ＥＵＶ光波長（13.5ｎｍ）における複素屈折率の実数部n、虚数部kの値を示した。

Ｔａとこれらの元素を組み合わせた物質（本発明のタンタル系材料）も、例えばＴａＢＮよりもkの値が小さくなる。すなわち、本発明のタンタル系材料は、kの絶対値、つまり消衰係数で言うと、消衰係数の大きい物質であり、露光光である例えばＥＵＶ光に対する高い吸収係数を有するので吸収体膜を薄膜化する上で好適である。具体的なデータは後述の実施例で説明するが、本発明のタンタル系材料で形成された吸収体膜の場合、従来のＴａＢＮで形成された吸収体膜と比べて、ある膜厚以上であればマスクコントラストの要求値を満足する膜厚（ｔ_１００）を薄くすることが可能になる。

本発明のタンタル系材料は、エッチング可能なガスの種類によって、次の２つのグループに分けることができる。すなわち、フッ素系ガスでエッチング可能なＡグループと、塩素系ガスでエッチング可能なＢグループである。
・Ａグループ
タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料。
・Ｂグループ
タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、沃素（I）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料。
このうち、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、沃素（I）、タングステン（W）、レニウム（Re）のうちの少なくとも１種の元素を含有する材料は、フッ素系ガスでも塩素系ガスでもエッチング可能な材料である。

上記Ａグループに属する本発明のタンタル系材料の具体例としては、例えば、TaTe₂、Ta₂Te₃、Ta₅Sb₄、Ta₃Sb、Ta₃Ir、TaPt₂、Ta₃Os、ReTa_0.8等の結晶系材料が挙げられる。とくに、Ptは毒性が少なく且つ安定なため、TaとPtとを含有する材料は本発明に好適である。なお、I、Bi、WはTaと明確な結晶系ではなく混晶を形成する。
また、上記Ｂグループに属する本発明のタンタル系材料の具体例としては、例えば、TaTe₂、Ta₂Te₃、Ta₂Sn₃、Ta₅Sb₄、Ta₆Ga₅、Ta₃Ga₂、Ta₅Ga₃、Ta₃Sb、FeTa、Ta₂Au、Ta₂Al₃、AlTa、ReTa_0.8等の結晶系材料が挙げられる。また、In、I、Hg、WはTaと明確なな結晶系ではなく混晶を形成する。とくに、SnとWは毒性が少なく且つ安定なため、TaとSn又はWとを含有する材料は本発明に好適である。

本発明のタンタル系材料は、Taを主成分とするため、その含有量は５０原子％以上とする。
また、本発明のタンタル系材料は、上記で例示したようなTaを主成分とし、テルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）の何れかの元素を含有する材料には限定されない。たとえばTaを主成分とし、テルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる２種以上の元素を含有する材料であってもよい。

また、本発明のタンタル系材料からなる吸収体膜は、さらにＢ、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ｓｉから選ばれる少なくとも１種の元素を含有していてもよい。これにより、吸収体膜のアモルファス性、表面平滑性、膜応力、或いは多層反射膜等との密着性、等をより向上することができる。例えば、ＣｒとＧｅからなる化合物は結晶構造をとるが、ＮやＳｉ等の元素を含むことでアモルファス化して、吸収体膜のパターン形状をより良好にすることができる。また、Ｂを加えることにより、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を加えることにより、吸収体膜の膜応力を低減し、また下層の例えば多層反射膜との密着性が良好となる。また、Ｏを加えることにより、酸化に対する耐性が向上し、経時的な安定性が向上する。また、Ｃを加えることにより、耐薬品性が向上する。また、本発明のタンタル系材料からなる吸収体膜は、Ａグループの材料では、さらに例えばGe、Rh、Asの少なくとも１種の元素を含有することにより、Ｂグループの材料では、さらに例えばHf、Ge、Asの少なくとも１種の元素を含有することにより、EUV光の吸収特性をさらに向上させることができる。
なお、下記表２に、上記例示で挙げたTaTe₂、Ta₂Te₃、Ta₂Sn₃、Ta₅Sb₄、Ta₆Ga₅、Ta₃Ga₂、Ta₅Ga₃、Ta₃Sb、FeTa、Ta₃Ir、Ta₂Au、TaPt₂、Ta₂Al₃、AlTa、Ta₃Os、ReTa_0.8、TaPt（Pt：20原子％）、TaPt（Pt：50原子％）、TaW（W：20原子％）、TaW（W：50原子％）の各物質についてのＥＵＶ光波長（13.5ｎｍ）における複素屈折率の実数部n、虚数部kの値を示した。参考までに、従来のTaBNのデータも示した。

このような本発明のタンタル系材料からなる吸収体膜は、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。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できる。
本発明のタンタル系材料からなる吸収体膜は、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。
本発明のタンタル系材料で形成された吸収体膜は、前述したように、Ａグループの材料に対してはエッチングガスとしてフッ素系ガス（例えばＣＨＦ_３ガスなど）を用いたドライエッチングにより、Ｂグループの材料に対しては塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、それぞれパターニングすることができる。

また、本実施の形態における前記基板としては、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、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２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、１００ｎｍ以下の平坦度（１４２ｍｍ角エリアでの平坦度）を有することが好ましい。また、基板は、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。

また、基板上に形成される多層反射膜は、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４０〜６０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。要は、露光波長により、材質を適宜選択すればよい。
多層反射膜は、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、酸化防止のための保護膜（キャッピング層とも呼んでいる）として、厚さ数ｎｍ程度のＳｉ膜を最上層に設けることが行われている。

なお、本実施の形態の上記反射型マスクブランクスは、吸収体膜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スを使用して得られる反射型マスクの態様としては、基板上に形成された多層反射膜上に、所定の転写パターンを有するバッファー層と吸収体膜のパターンが形成された反射型マスクが挙げられる。

（実施の形態２）
本発明に係る反射型マスクブランクスの実施の形態２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し、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファー層を備えている。そして、本実施の形態では、該バッファー層を本発明のタンタル系材料で形成している。

本実施の形態では、本発明のタンタル系材料で形成したバッファー層を備えることにより、このバッファー層もEUV光の良好な吸収性能を有するため、吸収体膜とバッファー層を合わせた全体でEUV光の吸収体膜として機能させることができ、本実施の形態の反射型マスクブランクスから製造される反射型マスクを用いたパターン転写時に、高コントラストでパターン転写を行なえる。また、吸収体膜とバッファー層を合わせた全体の膜厚をより薄い膜厚とすることができ、パターン転写時にシャドウイングによるパターンぼけの発生を防止することができる。また、上記バッファー層を備えることにより、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。

本実施の形態の反射型マスクブランクスにおける上記バッファー層を形成する本発明のタンタル系材料や、基板、多層反射膜などについては、前述の実施の形態１と同様であるので、ここでは重複説明は省略する。
なお、本発明のタンタル系材料からなるバッファー層は、さらにＢ、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ｓｉ、あるいは、Ｇｅ、Ｒｈ、Ａｓ、Ｈｆから選ばれる少なくとも１種の元素を含有することにより、バッファー層のアモルファス性、表面平滑性、膜応力、或いは多層反射膜や吸収体膜との密着性、あるいはEUV光吸収特性等をより向上することができる。
また、本発明のタンタル系材料からなるバッファー層は、実施の形態１のように吸収体膜として用いた場合と同様、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。

また、本実施の形態では、上記吸収体膜は、本発明のタンタル系材料とエッチング特性が異なる、例えば、クロムを主成分とするクロム系材料で形成されることが好ましい。この場合のクロム系材料としては、ＣｒＡｇ合金、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ等を用いることができる。

実施の形態１と同様、本実施の形態の反射型マスクブランクスは、吸収体膜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。

（実施の形態３）
本発明に係る反射型マスクブランクスの実施の形態３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し、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファー層を備えるとともに、前記多層反射膜と前記バッファー層との間に、該多層反射膜を保護するためのルテニウム（Ru）又はその化合物からなる保護膜が形成されている。そして、前記吸収体膜あるいはバッファー層は、実施の形態１あるいは実施の形態２と同様、本発明のタンタル系材料で形成されている。
本実施の形態においては、前述の実施の形態１あるいは実施の形態２における多層反射膜とバッファー層との間に、ルテニウム単体又はその化合物からなる保護膜を備えることにより、吸収体膜パターンに従ってバッファー層をパターン形成する時のエッチングによる多層反射膜のダメージを防止することができる。

保護膜を形成するルテニウム化合物としては、Ｒｕを含有する化合物であれば特に限定されないが、たとえば、Ｒｕと、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ、Ｌａから選ばれる少なくとも１種とを含有するルテニウム化合物が好ましく挙げられる。具体的には、Ｍｏ_６３Ｒｕ_３７、ＮｂＲｕ、ＺｒＲｕ、Ｒｕ_２Ｙ、ＲｕＢ、ＴｉＲｕ、ＬａＲｕ_２等が例示される。また、ルテニウムからなる保護膜は、実質的にルテニウムからなるもの、例えばルテニウム中に微量に不純物が含まれているものも含むものとする。
上記ルテニウム化合物のRu含有量は、上記効果を引き出すためには１０〜９５原子％とすることが好ましい。
また、上記保護膜の膜厚は、０．５〜５ｎｍの範囲で選定することが好ましい。さらに好ましくは、多層反射膜上で反射される光の反射率が最大となる膜厚にすることが望ましい。

上記保護膜は、基板上に前記多層反射膜を形成後、その上に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形成すればよい。たとえば多層反射膜がＭｏ／Ｓｉ周期多層膜である場合、その最上層（キャッピング層）であるＳｉ膜の上にルテニウム又はルテニウム化合物からなる保護膜が形成される。
本実施の形態の反射型マスクブランクスにおける基板、多層反射膜、本発明のタンタル系材料からなる吸収体膜あるいはバッファー層などについては、前述の実施の形態１、実施の形態２と同様であるので、ここでは重複説明は省略する。

（実施の形態４）
本発明に係る反射型マスクブランクスの実施の形態４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し、前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該多層反射膜を保護するためのルテニウム（Ru）又はその化合物からなる保護膜を備え、前記吸収体膜は、本発明のタンタル系材料で形成している。
本実施の形態では、多層反射膜と吸収体膜との間に、ルテニウム単体又はその化合物からなる保護膜を備えることにより、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を防止することができる。保護膜を形成するルテニウム又はルテニウム化合物については、前述の実施の形態３の場合と同様である。また、上記ルテニウム化合物のRu含有量、保護膜の膜厚、保護膜の形成方法などについても、前述の実施の形態３の場合と同様である。

本実施の形態の反射型マスクブランクスにおける吸収体膜を形成する本発明のタンタル系材料や、基板、多層反射膜などについては、前述の実施の形態１と同様であるので、ここでは重複説明は省略する。
なお、本実施の形態の上記反射型マスクブランクスにおいても、吸収体膜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スを使用して得られる反射型マスクの態様としては、基板上に形成された多層反射膜上に、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が挙げられる。

次に、本発明の反射型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説明する。
図１は本発明の反射型マスクブランクスの一実施の形態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概略断面図である。
図１に示す反射型マスクブランクスの一実施の形態としては、前述の実施の形態３の場合を例として挙げる。図１（ａ）に示すように、反射型マスクブランクス１０は、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、バッファー層３及び吸収体膜４の各層が形成された構造をしている。

反射型マスクブランクス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ス１０の吸収体膜４に所定の転写パターンを形成する。まず、吸収体膜４上に電子線用レジストを塗布し、ベーキングを行う。次に、電子線描画機を用いて描画し、これを現像して、所定のレジストパターン５ａを形成する。

形成されたレジストパターン５ａをマスクとして、吸収体膜４をドライエッチングして、所定の転写パターンを有する吸収体膜パターン４ａを形成する（同図（ｂ）参照）。吸収体膜４が本発明のタンタル系材料からなる場合、前述のようにフッ素系ガスあるいは塩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。
なお、熱濃硫酸を用いて、吸収体膜パターン４ａ上に残ったレジストパターン５ａを除去して、マスク１１（同図（ｃ）参照）を作製する。

通常はここで、吸収体膜パターン４ａが設計通りに形成されているかどうかの検査を行う。吸収体膜パターン４ａの検査には、例えば波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍ程度のＤＵＶ（Deep UV：深紫外）光が用いられ、この検査光が吸収体膜パターン４ａが形成されたマスク１１上に入射される。ここでは、吸収体膜パターン４ａ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ー層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。
このようにして、例えば、除去されるべきでない吸収体膜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。エッチング不足による欠陥の修正には、例えば、集束イオンビーム（Focussed Ion Beam：ＦＩＢ）照射による不要部分の除去を行うなどの方法がある。また、ピンホール欠陥の修正には、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、このとき、バッファー層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、露出したバッファー層３を吸収体膜パターン４ａに従って除去し、バッファー層にパターン３ａを形成して、反射型マスク２０を作製する（同図（ｄ）参照）。ここで、クロム系材料からなるバッファー層の場合は、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。バッファー層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２上には例えばルテニウム化合物によりなる保護膜６が形成されている。このとき、保護膜６は、バッファー層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４ａ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ＤＵＶ光が用いられる。
また、本発明により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。
本発明の実施例を説明するにあたって、まずコントラストについて説明する。
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（マスクコントラスト）は、
コントラスト＝反射率比（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（図３参照）。ＥＵＶ光用の反射型マスクは光学多層膜であるため、反射光は複雑な経路の合成波であり、干渉の効果で反射光は吸収体膜の膜厚に対して複雑な挙動を示す。また、前述の実施の形態１のようにバッファー層を備える場合、バッファー層も吸収体としての効果を有するため、本発明においてコントラストを考えるときの吸収体膜とは、吸収体膜とバッファー層とを合わせた層を意味するものとする。

上述のように干渉の効果で反射光は吸収体膜の膜厚に対して複雑な挙動を示すため、図４に示すように、吸収体膜の膜厚に対するコントラストも複雑な挙動を示し、膜厚変動でコントラストが大きく変動する。成膜装置の繰り返し再現性、面内分布などを考慮すると、多少の膜厚変動があってもコントラストが要求値（製品として最低限保証されるマスクコントラストの要求値）を上回る必要がある。そこで、図４にも一例を示したように、ＥＵＶ用反射型マスクに要求されるマスクコントラストを１００と仮定し、ある膜厚以上であればコントラストの要求値を常に満足する膜厚を「ｔ_１００」と定義して、以下の実施例ではｔ_１００の値を用いて本発明による効果を説明する。
以下に示す実施例１は、前述の実施の形態１に係る実施例である。

（実施例１）
使用する基板は、SiO₂-TiO₂系のガラス基板（６インチ角、厚さが６．３ｍｍ）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、１００ｎｍ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、最後にキャッピング層としてＳｉ膜を１１ｎｍ成膜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６４．８％であった。また、この多層反射膜表面の表面粗さは０．１３ｎｍＲｍｓであった。

次に、この多層反射膜上に、バッファー層としてＣｒＮ膜を２５ｎｍの厚さに成膜した。即ち、Ｃｒターゲットを用いて、アルゴンに窒素ガスを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。
次に、このバッファー層上に、吸収体膜として、TaTe₂ターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、TaTe₂膜を所定の厚さに成膜し、反射型マスクブランクスを得た（実施例１−１の反射型マスクブランクスとする。）。

次に、実施例１−１の反射型マスクブランクスにおける上記吸収体膜の材料をそれぞれ、Ta₂Te₃（実施例１−２）、Ta₂Sn₃（実施例１−３）、Ta₅Sb₄（実施例１−４）、Ta₆Ga₅（実施例１−５）、Ta₃Ga₂（実施例１−６）、Ta₅Ga₃（実施例１−７）、Ta₃Sb（実施例１−８）、FeTa（実施例１−９）、Ta₃Ir（実施例１−１０）、Ta₂Al₃（実施例１−１１）、AlTa（実施例１−１２）とした以外は実施例１−１と同様にして、実施例１−２〜１−１２の反射型マスクブランクスを作製した。
次に、これら実施例１−１〜１−１２の反射型マスクブランクスを用いて、所定の転写パターンを有する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ス上に電子線描画用レジストを形成し、電子線描画と現像により所定のレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、吸収体膜の材料によってフッ素系（CHF₃）ガス又は塩素（Cl₂）ガスを用いて吸収体膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
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ー層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、多層反射膜を露出させ、反射型マスクを得た。
こうして、実施例１−１〜１−１２の反射型マスクを得た。

ここで、吸収体膜の材料として、TaTe₂（実施例１−１）、Ta₂Sn₃（実施例１−３）、Ta₅Sb₄（実施例１−４）を使用したときの、コントラストの吸収体膜厚依存性を求め、その結果を図５に示した。吸収体膜の膜厚に対してコントラストの値が複雑な挙動を示していることがわかる。コントラストは前述の定義に従った。また、実施例１−２、１−５〜１−１２についても同様にコントラストの吸収体膜厚依存性を求めた。

このコントラストの吸収体膜厚依存性の関係から、前述のある膜厚以上であればコントラストの要求値を常に満足する膜厚「ｔ_１００」を求めた。その結果、ｔ_１００の値は、それぞれ51.7ｎｍ（実施例１−１），51.9ｎｍ（実施例１−２），59.2ｎｍ（実施例１−３），59.6ｎｍ（実施例１−４），66.0ｎｍ（実施例１−５）、66.2ｎｍ（実施例１−６），66.3ｎｍ（実施例１−７），66.5ｎｍ（実施例１−８），67.0ｎｍ（実施例１−９），67.9ｎｍ（実施例１−１０）、71.4ｎｍ（実施例１−１１），72.5ｎｍ（実施例１−１２）であった。
なお、比較例として、上記吸収体膜の材料としてTaBN（Ta：0.8原子％、B：0.1原子％、N：0.1原子％）を使用したこと以外は上記実施例１と同様にして作製した反射型マスクについても、同様にコントラストの吸収体膜厚依存性を求め（図５参照）、さらにｔ_１００を求めたところ、ｔ_１００の値は74.3ｎｍであり、上記実施例と比べると大きい値であった。
以上の結果から、吸収体膜として本発明のタンタル系材料を用いることにより、例えば従来のTaBN系材料を用いた場合と比べて、より薄い膜厚で高いコントラストを実現できるので、ＥＵＶ露光用反射型マスクに要求される高コントラストを保証することができ信頼性が高い。

次に、得られた実施例１−１〜１−１２の反射型マスク（但し、各実施例の吸収体膜の膜厚は各々の上記ｔ_１００の値に設定した）を用いて、図２に示す半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置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、吸収体パターン４ａ（図１参照）のある部分では、吸収体膜に吸収されて反射されず、一方、吸収体パターン４ａ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、実施例１−１〜１−１２の反射型マスクは何れも、パターン転写時にパターンぼけの発生がなく、高コントラストのパターン転写を実現できることが確認できた。

以下に示す実施例２は、前述の実施の形態３に係る実施例である。
（実施例２）
実施例１と同じガラス基板上に、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、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を形成した。即ち、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、最後にキャッピング層としてＳｉ膜を４ｎｍ成膜し、更にその上に保護膜としてＲｕＮｂターゲットを用いてＲｕＮｂ膜を２．５ｎｍ成膜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６４．２％であった。また、この多層反射膜表面の表面粗さは０．１３ｎｍＲｍｓであった。

次に、この多層反射膜上に、バッファー層としてＣｒＮ膜を２５ｎｍの厚さに成膜した。即ち、Ｃｒターゲットを用いて、アルゴンに窒素ガスを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。
次に、このバッファー層上に、吸収体膜として、TaTe₂ターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、TaTe₂膜を所定の厚さに成膜し、反射型マスクブランクスを得た（実施例２−１の反射型マスクブランクスとする。）。

次に、実施例２−１の反射型マスクブランクスにおける上記吸収体膜の材料をそれぞれ、Ta₂Te₃（実施例２−２）、Ta₂Sn₃（実施例２−３）、Ta₅Sb₄（実施例２−４）、Ta₆Ga₅（実施例２−５）、Ta₃Ga₂（実施例２−６）、Ta₅Ga₃（実施例２−７）、Ta₃Sb（実施例２−８）、FeTa（実施例２−９）、Ta₃Ir（実施例２−１０）、Ta₂Al₃（実施例２−１１）、AlTa（実施例２−１２）とした以外は実施例２−１と同様にして、実施例２−２〜２−１２の反射型マスクブランクスを作製した。
次に、これら実施例２−１〜２−１２の反射型マスクブランクスを用いて、実施例１と同様、所定の転写パターンを有する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ス上に電子線描画用レジストを形成し、電子線描画と現像により所定のレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、吸収体膜の材料によってフッ素系（CHF₃）ガス又は塩素（Cl₂）ガスを用いて吸収体膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
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ー層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、多層反射膜を露出させ、反射型マスクを得た。露出した多層反射膜表面にはＲｕＮｂ保護膜を有する。
こうして、実施例２−１〜２−１２の反射型マスクを得た。

ここで、吸収体膜の材料として、TaTe₂（実施例２−１）、Ta₂Sn₃（実施例２−３）、Ta₅Sb₄（実施例２−４）を使用したときの、コントラストの吸収体膜厚依存性を求め、その結果を図６に示した。また、実施例２−２、２−５〜２−１２についても同様にコントラストの吸収体膜厚依存性を求めた。

このコントラストの吸収体膜厚依存性の関係から、前述のある膜厚以上であればコントラストの要求値を常に満足する膜厚「ｔ_１００」を求めた。その結果、ｔ_１００の値は、それぞれ52.7ｎｍ（実施例２−１），53.0ｎｍ（実施例２−２），54.2ｎｍ（実施例２−３），60.6ｎｍ（実施例２−４），67.2ｎｍ（実施例２−５）、67.4ｎｍ（実施例２−６），67.5ｎｍ（実施例２−７），67.7ｎｍ（実施例２−８），68.2ｎｍ（実施例２−９），69.1ｎｍ（実施例２−１０）、72.9ｎｍ（実施例２−１１），73.9ｎｍ（実施例２−１２）であった。
なお、比較例として、上記吸収体膜の材料としてTaBN（Ta：0.8原子％、B：0.1原子％、N：0.1原子％）を使用したこと以外は上記実施例２と同様にして作製した反射型マスクについても、同様にコントラストの吸収体膜厚依存性を求め（図６参照）、さらにｔ_１００を求めたところ、ｔ_１００の値は75.7ｎｍであり、上記実施例と比べると大きい値であった。

以上の結果から、多層反射膜上にRu系保護膜を有する構成においても、吸収体膜として本発明のタンタル系材料を用いることにより、例えば従来のTaBN系材料を用いた場合と比べて、より薄い膜厚で高いコントラストを実現できるので、ＥＵＶ露光用反射型マスクに要求される高コントラストを保証することができ信頼性が高い。
次に、得られた実施例２−１〜２−１２の反射型マスク（但し、各実施例の吸収体膜の膜厚は各々の上記ｔ_１００の値に設定した）を用いて、実施例１と同様に図２のパターン転写装置を用いて半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、実施例２−１〜２−１２の反射型マスクは何れも、パターン転写時にパターンぼけの発生がなく、高コントラストのパターン転写を実現できることが確認できた。

以下に示す実施例３は、前述の実施の形態４に係る実施例である。
（実施例３）
実施例１と同じガラス基板上に、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、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を形成した。即ち、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、キャッピング層としてＳｉ膜を４ｎｍ成膜し、更にその上に保護膜としてＲｕＮｂターゲットを用いてＲｕＮｂ膜を２．５ｎｍ成膜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６４．２％であった。また、この多層反射膜表面の表面粗さは０．１３ｎｍＲｍｓであった。

次に、この多層反射膜上に、吸収体膜として、TaTe₂ターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、TaTe₂膜を所定の厚さに成膜し、反射型マスクブランクスを得た（実施例３−１の反射型マスクブランクスとする。）。
次に、実施例３−１の反射型マスクブランクスにおける上記吸収体膜の材料をそれぞれ、Ta₂Te₃（実施例３−２）、Ta₂Sn₃（実施例３−３）、Ta₅Sb₄（実施例３−４）、Ta₆Ga₅（実施例３−５）、Ta₃Ga₂（実施例３−６）、Ta₅Ga₃（実施例３−７）、Ta₃Sb（実施例３−８）、FeTa（実施例３−９）、Ta₃Ir（実施例３−１０）、Ta₂Au（実施例３−１１）、TaPt₂（実施例３−１２）、Ta₂Al₃（実施例３−１３）、AlTa（実施例３−１４）、Ta₃Os（実施例３−１５）、ReTa_0.8（実施例３−１６）とした以外は実施例３−１と同様にして、実施例３−２〜３−１６の反射型マスクブランクスを作製した。
次に、これら実施例３−１〜３−１６の反射型マスクブランクスを用いて、実施例１と同様、所定の転写パターンを有する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ス上に電子線描画用レジストを形成し、電子線描画と現像により所定のレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、吸収体膜の材料によってフッ素系（CHF₃）ガス又は塩素（Cl₂）ガスを用いて吸収体膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成し、反射型マスクを得た。露出した多層反射膜表面にはＲｕＮｂ保護膜を有する。
こうして、実施例３−１〜３−１６の反射型マスクを得た。

ここで、吸収体膜の材料として、TaTe₂（実施例３−１）、Ta₂Sn₃（実施例３−３）、Ta₅Sb₄（実施例３−４）を使用したときの、コントラストの吸収体膜厚依存性を求め、その結果を図７に示した。また、実施例３−２、３−５〜３−１６についても同様にコントラストの吸収体膜厚依存性を求めた。

このコントラストの吸収体膜厚依存性の関係から、前述のある膜厚以上であればコントラストの要求値を常に満足する膜厚「ｔ_１００」を求めた。その結果、ｔ_１００の値は、それぞれ36.9ｎｍ（実施例３−１），43.0ｎｍ（実施例３−２），45.0ｎｍ（実施例３−３），45.4ｎｍ（実施例３−４），58.6ｎｍ（実施例３−５）、58.8ｎｍ（実施例３−６），59.0ｎｍ（実施例３−７），59.2ｎｍ（実施例３−８），59.8ｎｍ（実施例３−９），67.4ｎｍ（実施例３−１０）、67.6ｎｍ（実施例３−１１），68.0ｎｍ（実施例３−１２）、70.1ｎｍ（実施例３−１３），71.7ｎｍ（実施例３−１４）、73.6ｎｍ（実施例３−１５），74.5ｎｍ（実施例３−１６）であった。
なお、比較例として、上記吸収体膜の材料としてTaBN（Ta：0.8原子％、B：0.1原子％、N：0.1原子％）を使用したこと以外は上記実施例３と同様にして作製した反射型マスクについても、同様にコントラストの吸収体膜厚依存性を求め（図７参照）、さらにｔ_１００を求めたところ、ｔ_１００の値は80.4ｎｍであり、上記実施例と比べると大きい値であった。

以上の結果から、多層反射膜上にRu系保護膜を有し、その上に吸収体膜を備える構成においても、吸収体膜として本発明のタンタル系材料を用いることにより、例えば従来のTaBN系材料を用いた場合と比べて、より薄い膜厚で高いコントラストを実現できるので、ＥＵＶ露光用反射型マスクに要求される高コントラストを保証することができ信頼性が高い。
次に、得られた実施例３−１〜３−１６の反射型マスク（但し、各実施例の吸収体膜の膜厚は各々の上記ｔ_１００の値に設定した）を用いて、実施例１と同様に図２のパターン転写装置を用いて半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、実施例３−１〜３−１６の反射型マスクは何れも、パターン転写時にパターンぼけの発生がなく、高コントラストのパターン転写を実現できることが確認できた。

（実施例４〜６）
実施例１−１の反射型マスクブランクスにおける吸収体膜の材料をそれぞれ、TaPt（Pt：20at%）（実施例４−１）、TaPt（Pt：50at%）（実施例４−２）、TaW（W：20at%）（実施例４−３）、TaW（W：50at%）（実施例４−４）とした以外は実施例１−１と同様にして、実施例４−１〜４−４の反射型マスクブランクスを作製した。
また、実施例２−１の反射型マスクブランクスにおける吸収体膜の材料をそれぞれ、TaPt（Pt：20at%）（実施例５−１）、TaPt（Pt：50at%）（実施例５−２）、TaW（W：20at%）（実施例５−３）、TaW（W：50at%）（実施例５−４）とした以外は実施例２−１と同様にして、実施例５−１〜５−４の反射型マスクブランクスを作製した。
また、実施例３−１の反射型マスクブランクスにおける吸収体膜の材料をそれぞれ、TaPt（Pt：20at%）（実施例６−１）、TaPt（Pt：50at%）（実施例６−２）、TaW（W：20at%）（実施例６−３）、TaW（W：50at%）（実施例６−４）とした以外は実施例３−１と同様にして、実施例６−１〜６−４の反射型マスクブランクスを作製した。

次に、これら実施例４−１〜４−４、５−１〜５−４、６−１〜６−４の反射型マスクブランクスを用いて、実施例１〜３と同様、所定の転写パターンを有する実施例４−１〜４−４、５−１〜５−４、６−１〜６−４の反射型マスクを得た。
ここで、各実施例におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を求め、その結果を、実施例４−１〜４−４については図８、実施例５−１〜５−４については図９、実施例６−１〜６−４については図１０にそれぞれ示した。

このコントラストの吸収体膜厚依存性の関係から、前述のある膜厚以上であればコントラストの要求値を常に満足する膜厚「ｔ_１００」を求めた。その結果、ｔ_１００の値は、それぞれ50.2ｎｍ（実施例４−１），50.1ｎｍ（実施例４−２），50.3ｎｍ（実施例４−３），50.4ｎｍ（実施例４−４），67.7ｎｍ（実施例５−１）、68.2ｎｍ（実施例５−２），74.1ｎｍ（実施例５−３），68.1ｎｍ（実施例５−４），67.1ｎｍ（実施例６−１），61.2ｎｍ（実施例６−２）、67.2ｎｍ（実施例６−３），61.2ｎｍ（実施例６−４）であった。
なお、比較例として、上記吸収体膜の材料としてTaBN（Ta：0.8原子％、B：0.1原子％、N：0.1原子％）を使用したこと以外は上記各実施例と同様にして作製した反射型マスクについても、同様にコントラストの吸収体膜厚依存性を求め（図８〜図１０参照）、さらにｔ_１００を求めたところ、ｔ_１００の値は図８については75.7ｎｍ、図９については80.4ｎｍ、図１０については72.7ｎｍであり、上記各実施例と比べると大きい値であった。

次に、得られた上記各実施例の反射型マスク（但し、各実施例の吸収体膜の膜厚は各々の上記ｔ_１００の値に設定した）を用いて、実施例１と同様に図２のパターン転写装置を用いて半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、実施例４−１〜４−４、５−１〜５−４、６−１〜６−４の反射型マスクは何れも、パターン転写時にパターンぼけの発生がなく、高コントラストのパターン転写を実現できることが確認できた。

（実施例７，８）
実施例４−１〜４−４の各反射型マスクブランクスにおけるバッファー層の材料を、CrNに代えてCrAg（Ag：20at%）とした以外は実施例４−１〜４−４と同様にして、実施例７−１〜７−４の反射型マスクブランクスを作製した。
また、実施例５−１〜５−４の各反射型マスクブランクスにおけるバッファー層の材料を、CrNに代えてCrAg（Ag：20at%）とした以外は実施例５−１〜５−４と同様にして、実施例８−１〜８−４の反射型マスクブランクスを作製した。

次に、これら実施例７−１〜７−４、８−１〜８−４の反射型マスクブランクスを用いて、所定の転写パターンを有する実施例７−１〜７−４、８−１〜８−４の反射型マスクを得た。
ここで、各実施例におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を求め、その結果を、実施例７−１〜７−４については図１１、実施例８−１〜８−４については図１２にそれぞれ示した。

このコントラストの吸収体膜厚依存性の関係から、前述のある膜厚以上であればコントラストの要求値を常に満足する膜厚「ｔ_１００」を求めた。その結果、ｔ_１００の値は、それぞれ68.3ｎｍ（実施例７−１），68.5ｎｍ（実施例７−２），68.4ｎｍ（実施例７−３），68.6ｎｍ（実施例７−４），66.8ｎｍ（実施例８−１）、61.1ｎｍ（実施例８−２），67.1ｎｍ（実施例８−３），61.2ｎｍ（実施例８−４）であった。
なお、比較例として、上記吸収体膜の材料としてTaBN（Ta：0.8原子％、B：0.1原子％、N：0.1原子％）を使用したこと以外は上記各実施例と同様にして作製した反射型マスクについても、同様にコントラストの吸収体膜厚依存性を求め（図１１，図１２参照）、さらにｔ_１００を求めたところ、ｔ_１００の値は図１１については74.7ｎｍ、図１２については67.4ｎｍであり、上記各実施例と比べると大きい値であった。

次に、得られた上記各実施例の反射型マスク（但し、各実施例の吸収体膜の膜厚は各々の上記ｔ_１００の値に設定した）を用いて、実施例１と同様に図２のパターン転写装置を用いて半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、実施例７−１〜７−４、８−１〜８−４の反射型マスクは何れも、パターン転写時にパターンぼけの発生がなく、高コントラストのパターン転写を実現できることが確認できた。

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。 コントラストの定義を説明するためのマスク構成の模式的断面図である。 膜厚ｔ_１００の定義を説明するためのコントラストの膜厚依存性を示す図である。 実施例１におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を示す図である。 実施例２におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を示す図である。 実施例３におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を示す図である。 実施例４におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を示す図である。 実施例５におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を示す図である。 実施例６におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を示す図である。 実施例７におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を示す図である。 実施例８におけるコントラストの吸収体膜厚依存性を示す図である。

符号の説明

１ 基板
２ 多層反射膜
３ バッファー層
４ 吸収体膜
５ａ レジストパターン
６ 保護膜
１０ 反射型マスクブランクス
２０ 反射型マスク
５０ パターン転写装置

Claims (13)

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し、さらに前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファー層を備えた反射型マスクブランクスであって、
   前記吸収体膜は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料からなり、
   前記吸収体膜と前記バッファー層とを合わせた層の全体膜厚は、前記露光光に対する前記多層反射膜からの反射率を前記吸収体膜と前記バッファー層とを合わせた層からの反射率で除して算出されるコントラストが１００以上となる条件を満足する膜厚であり、かつその膜厚以上でもコントラストが１００未満にならない膜厚を下限値とすることを特徴とする反射型マスクブランクス。
2. 前記吸収体膜と前記バッファー層とを合わせた層の全体膜厚は、前記露光光に対する前記多層反射膜からの反射率を、TaBNで形成される吸収体膜と前記バッファー層とを合わせた層からの反射率で除して算出されるコントラストが１００以上となる条件を満足する膜厚であり、かつその膜厚以上でもコントラストが１００未満にならない膜厚よりも小さい膜厚を下限値とす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ス。
3. 前記吸収体膜は、さらにホウ素（B）、窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、珪素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ロジウム（Rh）、ヒ素（As）、ハフニウム（Hf）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有す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ス。
4. 前記多層反射膜と前記バッファー層との間に、該多層反射膜を保護するためのルテニウム（Ru）又はその化合物からなる保護膜が形成されており、前記露光光に対する前記多層反射膜からの反射率は、前記多層反射膜上に保護膜がある状態における反射率であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の反射型マスクブランクス。
5. 前記バッファー層は、クロム系材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の反射型マスクブランクス。
6. 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スであって、
   前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、該多層反射膜を保護するためのルテニウム（Ru）又はその化合物からなる保護膜が形成されており、
   前記吸収体膜は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、白金（Pt）、沃素（I）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）、タングステン（W）、レニウム（Re）、スズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料からなり、
   前記吸収体膜の膜厚は、前記露光光に対する前記保護膜がある状態における前記多層反射膜からの反射率を前記吸収体膜からの反射率で除して算出されるコントラストが１００以上となる条件を満足する膜厚であり、かつその膜厚以上でもコントラストが１００未満にならない膜厚を下限値とすることを特徴とする反射型マスクブランクス。
7. 前記吸収体膜の膜厚は、前記露光光に対する前記保護膜がある状態における前記多層反射膜からの反射率をTaBNで形成される吸収体膜からの反射率で除して算出されるコントラストが１００以上となる条件を満足する膜厚であり、かつその膜厚以上でもコントラストが１００未満にならない膜厚よりも小さい膜厚を下限値とすることを特徴とする請求項６に記載の反射型マスクブランクス。
8. 前記吸収体膜は、さらにホウ素（B）、窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、珪素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ロジウム（Rh）、ヒ素（As）、ハフニウム（Hf）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする請求項６又は７に記載の反射型マスクブランクス。
9. 前記吸収体膜は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにテルル（Te）、アンチモン（Sb）、沃素（I）、タングステン（W）、レニウム（Re）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料からなることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一に記載の反射型マスクブランクス。
10. 前記吸収体膜は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらに白金（Pt）、ビスマス（Bi）、イリジウム（Ir）、オスミウム（Os）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料からなることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一に記載の反射型マスクブランクス。
11. 前記吸収体膜は、タンタル（Ta）を主成分とし、さらにスズ（Sn）、インジウム（In）、ポロニウム（Po）、鉄（Fe）、金（Au）、水銀（Hg）、ガリウム（Ga）、アルミニウム（Al）から選ばれる少なくとも１種の元素を含有する材料からなることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一に記載の反射型マスクブランクス。
12. 請求項１乃至１１の何れか一に記載の反射型マスクブランクスの前記吸収体膜に、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が形成されていることを特徴とする反射型マスク。
13. 請求項１２に記載の反射型マスクを使用したリソグラフィ技術により半導体基板上に微細パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。

Images