JP7288782B2 - 多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造などに使用される反射型マスク、並びに反射型マスクを製造するために用いられる多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクに関する。また、本発明は、上記反射型マスクを用いた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、半導体装置の高集積化に伴い、従来の紫外光を用いたフォトリソグラフィ法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされてきている。このような微細パターン形成を可能とするため、極紫外（Extreme Ultra Violet：以下、「ＥＵＶ」と呼ぶ。）光を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィが有望視されている。ここで、ＥＵＶ光とは、軟Ｘ線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２～１００ｎｍ程度の光のことである。このＥＵＶリソグラフィにおいて用いられる転写用マスクとして反射型マスクが提案されている。このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものである。
露光装置にセット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る。反射された像は反射光学系を通して半導体基板上に転写されることでマスクパターンを形成する。上記多層反射膜としては、例えば１３～１４ｎｍの波長を有するＥＵＶ光を反射するものとして、数ｎｍの厚さのＭｏとＳｉを交互に積層させたものなどが知られている。
このような多層反射膜を有する多層反射膜付き基板を製造する技術として、特許文献１には、真空中に基板を配置するための真空チャンバと、真空から基板を除去することなく、多層スタックを堆積させるための堆積システムと、アモルファス金属層として堆積される多層スタックの上で層を処理するための処理システムを含む統合化極端紫外線ブランク生産システムが記載されている。アモルファス金属層としては、アモルファスモリブデン、さらに、ホウ素、窒素、又は炭素と合金化することが記載されている。
特許文献２には、軟Ｘ線又は真空紫外線の高吸収層と低吸収層の交互層よりなる多層膜構造を有する多層膜反射鏡において、該高吸収層は遷移金属の単体のうちの一種以上を主成分として有してなり、該低吸収層は窒化ケイ素又は窒化ホウ素のいずれかを主成分として有してなることを特徴とする軟Ｘ線又は真空紫外線用多層膜反射鏡が記載されている。
特許文献３には、軟Ｘ線・真空紫外線の高吸収層と低吸収層の交互層よりなる多層膜構造を有する多層膜反射鏡において、該高吸収層はビスマスもしくは鉛の単体又はそれらの各々の化合物のうち一種以上を主成分として有してなり、該低吸収層は炭素、ケイ素、ホウ素もしくはベリリウムのうち一種以上を主成分として有してなることを特徴とする軟Ｘ線・真空紫外線用多層膜反射鏡が記載されている。
特許文献４には、軟Ｘ線・真空紫外線の高吸収層と低吸収層の交互層よりなる多層薄膜構造を有する軟Ｘ線・真空紫外線用多層膜反射鏡において、該高吸収層は遷移金属のホウ化物、炭化物、ケイ化物，窒化物又は酸化物のうちの一種以上を主成分として有してなり、該低吸収層は炭素、ケイ素、ホウ素もしくはベリリウムの単体又はそれらの各々の化合物のうちの一種以上を主成分として有してなることを特徴とする軟Ｘ線・真空紫外線用多層膜反射鏡が記載されている。
多層反射膜付き基板は、近年のパターンの微細化に伴う欠陥品質の向上や、反射型マスクに求められる光学特性（多層反射膜の表面反射率等）の観点から、多層反射膜付き基板、すなわち、多層反射膜の各層の界面及び／又は多層反射膜表面をより高い平滑性を有することが要求されている。なお、多層反射膜付き基板における欠陥品質の向上については、欠陥検査の対象である多層反射膜付き基板表面、すなわち多層反射膜の各層の界面及び／又は多層反射膜表面を平滑化し、多層反射膜の各層の界面の粗さ及び／又は多層反射膜表面の表面粗さ起因のノイズ（バックグラウンドノイズ）を低減することで、多層反射膜付き基板に存在する微小欠陥（欠陥シグナル）を検出可能にすることができる。多層反射膜は、マスクブランク用基板の表面上に高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層することで形成される。これら各層は、一般にそれらの層の形成材料からなるスパッタリングターゲットを使用したスパッタリングにより形成されている。
スパッタリングの手法としては、放電でプラズマを作る必要がないので、多層反射膜中に不純物が混ざりにくい点や、イオン源が独立していて、条件設定が比較的容易等の点からイオンビームスパッタリングが好ましく実施されている。形成される多層反射膜の各層の平滑性や、各層の膜厚の面内均一性の観点から、マスクブランク用基板の主表面の法線（前記主表面に直交する直線）に対して大きな角度で、すなわち基板主表面に対して斜めの角度、又は平行に近い角度でスパッタ粒子を到達させて、高屈折率層及び低屈折率層を成膜している。
反射型マスクを用いた露光の際には、パターン状に形成された吸収体膜により露光光が吸収され、多層反射膜が露出した部分で露光光が多層反射膜により反射される。露光の際に高いコントラストを得るために、多層反射膜の露光光に対する反射率は、高いことが望ましい。
多層反射膜の露光光に対する反射率を高くするために、多層反射膜を構成する各層の結晶性を向上すること（結晶粒サイズを大きくすること）が考えられる。しかしながら、結晶粒サイズを大きくすると、欠陥検査の際のノイズ（バックグラウンドレベル：ＢＧＬ）が高くなってしまい、欠陥検査に必要な時間が増加するという問題が生じる。これは、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが高くなりすぎた場合には、ノイズが欠陥として検出されてしまい、転写に寄与する実欠陥と転写に寄与しない擬似欠陥の判定に長時間を要することに起因する。また、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが高くなることにより、転写に寄与する実欠陥がノイズと誤判定されて検出されないという問題も生じる。バックグラウンドレベルが高くなるという問題が生じる理由として、結晶粒子が粗大化してしまい、多層反射膜の各層の界面及び／又は多層反射膜の表面の平滑性が悪化してしまうことが考えられる。多層反射膜の各層の界面及び／又は多層反射膜表面の平滑性の悪化により、欠陥検査中に照射した検査光の散乱が増加し、これが欠陥検査の際のバックグラウンドレベルの増加の原因となることが考えられる。
そこで本発明は、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜を有する反射型マスクブランク及び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、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜を有する反射型マスクブランク及び反射型マスクを製造するために用いられる多層反射膜付き基板を提供することを目的とする。さらに本発明は、上記反射型マスクを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、転写に寄与する実欠陥を確実に検出できる多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスクを得ることを目的とする。
本発明者らは、多層反射膜を成膜する際に、アモルファス化又は微細化した結晶粒を有する低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層した積層膜を有する下層（結晶粒サイズの小さい下層）を成膜し、次に、高い反射率に寄与し、結晶性を向上した低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層した積層膜を有する上層を成膜することにより、露光光に対する反射率が高く、かつ表面の平滑性が良好な多層反射膜を得ることを見出し、本発明に至った。具体的には、上記下層は、アモルファス化又は微細化した結晶粒を有する低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層した積層膜とするため、ホウ素、炭素、ジルコニウム、窒素、酸素から選択される少なくとも１つの添加元素を含む材料とする。また、上記上層は、結晶性を向上した低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層した積層膜とするために、上記添加元素を実質的に含まれない低屈折率及び高屈折率の材料とする。表面の平滑性が良好な多層反射膜を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低くなるので、多層反射膜を有する多層反射膜付き基板等の欠陥検査に必要な時間を短くすることが出来る。
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）
本発明の構成１は、基板の上に低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層させた多層膜からなり、露光光を反射するための多層反射膜を備える多層反射膜付き基板であって、
前記多層反射膜が、上層と、前記上層及び前記基板の間に配置される下層とを含み、
前記下層が、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）及び水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの添加元素を含み、
前記上層が、前記添加元素を実質的に含まないことを特徴とする多層反射膜付き基板である。
本発明の構成１は、基板の上に低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層させた多層膜からなり、露光光を反射するための多層反射膜を備える多層反射膜付き基板であって、
前記多層反射膜が、上層と、前記上層及び前記基板の間に配置される下層とを含み、
前記下層が、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）及び水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの添加元素を含み、
前記上層が、前記添加元素を実質的に含まないことを特徴とする多層反射膜付き基板である。
低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層させた積層膜を有する下層が、所定の添加元素を含むことにより、下層の結晶粒を微細化又はアモルファス化することができる。本発明の構成１の多層反射膜付き基板では、結晶粒を微細化又はアモルファス化した下層を有することにより、結晶粒が粗大化することに起因する、多層反射膜の欠陥検査の際のノイズの増大、及び欠陥検査に必要な時間の増加や、転写に寄与する実欠陥が検出されないという問題を抑制することができる。さらに、本発明の構成１の多層反射膜付き基板では、下層の上に、添加元素を実質的に含まない材料（低屈折率層と高屈折率層）を用いた積層膜である上層を形成することにより、露光光に対する反射率が高い多層反射膜を得ることができる。
（構成２）
本発明の構成２は、前記低屈折率層が、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び白金（Ｐｔ）から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、構成１の多層反射膜付き基板である。
本発明の構成２は、前記低屈折率層が、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び白金（Ｐｔ）から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、構成１の多層反射膜付き基板である。
本発明の構成２によれば、多層膜の低屈折率層を所定の材料を用いて形成することにより、比較的高い反射率の多層反射膜を得ることができる。
（構成３）
本発明の構成３は、前記高屈折率層が、ケイ素（Ｓｉ）を含むことを特徴とする、構成１又は２の多層反射膜付き基板である。
本発明の構成３は、前記高屈折率層が、ケイ素（Ｓｉ）を含むことを特徴とする、構成１又は２の多層反射膜付き基板である。
本発明の構成３によれば、多層膜の高屈折率層を所定の材料を用いて形成することにより、比較的高い反射率の多層反射膜を得ることができる。
（構成４）
本発明の構成４は、前記下層の前記低屈折率層の前記添加元素の含有率が、前記下層の前記高屈折率層の前記添加元素の含有率よりも高いことを特徴とする、構成１乃至３のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成４は、前記下層の前記低屈折率層の前記添加元素の含有率が、前記下層の前記高屈折率層の前記添加元素の含有率よりも高いことを特徴とする、構成１乃至３のいずれかの多層反射膜付き基板である。
高い反射率の多層反射膜を得るために、添加元素の添加は、低屈折率層に対して行うことが、より効果的である。したがって、本発明の構成４によれば、より高い反射率の多層反射膜を得ることができる。
（構成５）
本発明の構成５は、前記下層の前記高屈折率層が、前記添加元素を実質的に含まないことを特徴とする、構成１乃至４のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成５は、前記下層の前記高屈折率層が、前記添加元素を実質的に含まないことを特徴とする、構成１乃至４のいずれかの多層反射膜付き基板である。
高い反射率の多層反射膜を得るために、添加元素の添加は、高屈折率層に対しては行わず、低屈折率層に対してのみ行うことが効果的である。したがって、本発明の構成５によれば、さらに高い反射率の多層反射膜を得ることができる。
（構成６）
本発明の構成６は、前記多層反射膜の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上となるように、前記下層の前記低屈折率層の前記添加元素の含有率、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期としたときの前記多層反射膜の周期、及び前記下層の周期が調整されていることを特徴とする、構成１乃至５のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成６は、前記多層反射膜の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上となるように、前記下層の前記低屈折率層の前記添加元素の含有率、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期としたときの前記多層反射膜の周期、及び前記下層の周期が調整されていることを特徴とする、構成１乃至５のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成６によれば、下層の低屈折率層の添加元素の含有率、多層反射膜全体の周期、及び下層の層反射膜の周期を適切に調整することにより、所定の反射率が６７％以上となる多層反射膜を得ることができる。
（構成７）
本発明の構成７は、前記多層反射膜が、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期として、３０～６０周期の積層膜を備えることを特徴とする、構成１乃至６のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成７は、前記多層反射膜が、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期として、３０～６０周期の積層膜を備えることを特徴とする、構成１乃至６のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成７によれば、多層反射膜を、１対の低屈折率層及び高屈折率層を１周期（ペア）としたときに、３０～６０周期（ペア）の積層膜を備えることにより、比較的短い時間で、比較的高い反射率の多層反射膜を得ることができる。
（構成８）
本発明の構成８は、前記下層が、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期として、３～２０周期の積層膜を備えることを特徴とする、構成１乃至７のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成８は、前記下層が、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期として、３～２０周期の積層膜を備えることを特徴とする、構成１乃至７のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成８によれば、下層が、１対の低屈折率層及び高屈折率層を１周期（ペア）として、３～２０周期（ペア）の積層膜を備えることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜をより確実に得ることができる。
（構成１０）
本発明の構成９は、前記多層反射膜の上に保護膜を有することを特徴とする構成１乃至８のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成９は、前記多層反射膜の上に保護膜を有することを特徴とする構成１乃至８のいずれかの多層反射膜付き基板である。
本発明の構成９によれば、多層反射膜上に保護膜が形成されていることにより、多層反射膜付き基板を用いて反射型マスク（ＥＵＶマスク）を製造する際の多層反射膜表面へのダメージを抑制することができるので、反射型マスクのＥＵＶ光に対する反射率特性が良好となる。
（構成１０）
本発明の構成１０は、構成１乃至８のいずれかの多層反射膜付き基板の前記多層反射膜の上、又は構成９の多層反射膜付き基板の前記保護膜の上に、吸収体膜を有することを特徴とする反射型マスクブランクである。
本発明の構成１０は、構成１乃至８のいずれかの多層反射膜付き基板の前記多層反射膜の上、又は構成９の多層反射膜付き基板の前記保護膜の上に、吸収体膜を有することを特徴とする反射型マスクブランクである。
本発明の構成１０の反射型マスクブランクを用いることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜を有する反射型マスクを製造することができる。
（構成１１）
本発明の構成１１は、前記多層反射膜の上に、構成１０の反射型マスクブランクの前記吸収体膜をパターニングし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。
本発明の構成１１は、前記多層反射膜の上に、構成１０の反射型マスクブランクの前記吸収体膜をパターニングし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。
本発明の構成１１によれば、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜を有する反射型マスクを得ることができる。さらに、多層反射膜上に転写に寄与する実欠陥がない反射型マスクを得ることができる。
（構成１２）
本発明の構成１２は、構成１１の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィプロセスを行い、被転写体に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明の構成１２は、構成１１の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィプロセスを行い、被転写体に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明の構成１２の半導体装置の製造方法によれば、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜を有する反射型マスクを、半導体装置の製造のために用いることができる。その結果、半導体装置の製造の際のスループットを向上することができる。さらに、多層反射膜付き基板の欠陥検査の際に、バックグラウンドレベルが低いことで、多層反射膜上に転写に寄与する実欠陥がない反射型マスクを使用して半導体装置を製造するので、多層反射膜の欠陥に起因する半導体装置の歩留まり低下を抑制することができる。
本発明により、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜を有する反射型マスクブランク及び反射型マスクを提供することができる。また、本発明により、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜を有する反射型マスクブランク及び反射型マスクを製造するために用いられる多層反射膜付き基板を提供することができる。さらに本発明により、上記反射型マスクを用いた半導体装置の製造方法を提供することができる。
また、本発明により、転写に寄与する実欠陥を確実に検出できる多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスクを提供することができる。
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、本発明を具体的に説明するための形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。
図１に、本発明の実施形態の多層反射膜付き基板１１０の一例の断面模式図を示す。図１に示すように、本実施形態の多層反射膜付き基板１１０は、基板１の上に多層反射膜５を備えたものである。多層反射膜５は、露光光を反射するための膜であり、低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層させた多層膜からなる。本実施形態の多層反射膜付き基板１１０の多層反射膜５は、上層５４と、上層５４及び基板１の間に配置される下層５２とを含む。上層５４及び下層５２の詳細については後述する。なお、本実施形態の多層反射膜付き基板１１０は、基板１の裏面（多層反射膜５が形成された主表面とは反対側の主表面）に、裏面導電膜２を含むことができる。
図２に、本実施形態の多層反射膜付き基板１１０の別の一例の断面模式図を示す。図２に示す例では、多層反射膜付き基板１１０が保護膜６を含む。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０を用いて、反射型マスクブランク１００を製造することができる。図３に、反射型マスクブランク１００の一例の断面模式図を示す。反射型マスクブランク１００は、吸収体膜７をさらに含む。
具体的には、本実施形態の反射型マスクブランク１００は、多層反射膜付き基板１１０の最表面（例えば、多層反射膜５又は保護膜６の表面）の上に、吸収体膜７を有する。本実施形態の反射型マスクブランク１００を用いることにより、ＥＵＶ光に対する反射率が高い多層反射膜５を有する反射型マスク２００を得ることができる。
本明細書において、「多層反射膜付き基板１１０」とは、所定の基板１の上に多層反射膜５が形成されたものをいう。図１及び図２に、多層反射膜付き基板１１０の断面模式図の一例を示す。なお、「多層反射膜付き基板１１０」は、多層反射膜５以外の薄膜、例えば保護膜６及び／又は裏面導電膜２が形成されたものを含む。本明細書において、「反射型マスクブランク１００」とは、多層反射膜付き基板１１０の上に吸収体膜７が形成されたものをいう。なお、「反射型マスクブランク１００」は、吸収体膜７以外の薄膜（例えば、エッチングマスク膜及びレジスト膜８等）がさらに形成されたものを含む。
本明細書において、「多層反射膜５の上（多層反射膜５上）に吸収体膜７を配置（形成）する」とは、吸収体膜７が、多層反射膜５の表面に接して配置（形成）されることを意味する場合の他、多層反射膜５と、吸収体膜７との間に他の膜を有することを意味する場合も含む。その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の表面に接して配置される」とは、膜Ａと膜Ｂとの間に他の膜を介さずに、膜Ａと膜Ｂとが直接、接するように配置されていることを意味する。
＜多層反射膜付き基板１１０＞
以下、本実施形態の多層反射膜付き基板１１０を構成する基板１及び各薄膜について説明をする。
以下、本実施形態の多層反射膜付き基板１１０を構成する基板１及び各薄膜について説明をする。
＜＜基板１＞＞
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０における基板１は、ＥＵＶ露光時の熱による吸収体パターン歪みの発生を防止することが必要である。そのため、基板１としては、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、ＳｉＯ２－ＴｉＯ２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。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０における基板１は、ＥＵＶ露光時の熱による吸収体パターン歪みの発生を防止することが必要である。そのため、基板１としては、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、ＳｉＯ２－ＴｉＯ２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７がこれを構成する）が形成される側の第１主表面は、少なくともパターン転写精度、位置精度を得る観点から、所定の平坦度となるように表面加工される。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、より好ましくは０．０５μｍ以下、さらに好ましくは０．０３μｍ以下である。また、吸収体膜７が形成される側と反対側の第２主表面（裏面）は、露光装置にセットするときに静電チャックされる表面である。第２主表面は、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５μｍ以下、さらに好ましくは０．０３μｍ以下である。
また、基板１の表面平滑性の高さも極めて重要な項目である。転写用吸収体パターン７ａが形成される第１主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）で０．１５ｎｍ以下、より好ましくはＲｍｓで０．１０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、表面平滑性は、原子間力顕微鏡で測定することができる。
さらに、基板１は、基板１の上に形成される膜（多層反射膜５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、基板１は、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。
＜＜下地膜＞＞
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０は、基板１の表面に接して下地膜を有することができる。下地膜は、基板１と多層反射膜５との間に形成される薄膜である。下地膜は目的に応じた機能を有する機能膜とすることができる。例えば、電子線によるマスクパターン欠陥検査時のチャージアップを防止する導電性層や、基板１の表面の平坦性を改善する平坦化層、基板１の表面の平滑性を改善する平滑化層を形成することができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０は、基板１の表面に接して下地膜を有することができる。下地膜は、基板１と多層反射膜５との間に形成される薄膜である。下地膜は目的に応じた機能を有する機能膜とすることができる。例えば、電子線によるマスクパターン欠陥検査時のチャージアップを防止する導電性層や、基板１の表面の平坦性を改善する平坦化層、基板１の表面の平滑性を改善する平滑化層を形成することができる。
上記導電性の機能を有する下地膜の材料として、ルテニウム又はタンタルを主成分として含む材料が好ましく用いられる。例えば、Ｒｕ金属単体、Ｔａ金属単体でも良いし、Ｒｕ又はＴａに、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、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）から選択される少なくとも１つの金属を含有したＲｕ合金又はＴａ合金であっても良い。下地膜の膜厚は、例えば１ｎｍ～１０ｎｍの範囲であることが好ましい。
また、上記平坦性の改善や平滑性を改善する下地膜の材料として、ケイ素又はケイ素を主成分として含む材料が好ましく用いられる。下地膜の材料は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）単体でも良いし、Ｓｉに酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）を含有したＳｉＯ２、ＳｉＯｘ（ｘ＜２）、ＳｉＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ（ｘ：３、ｙ：４以外の自然数）のケイ素化合物であっても良い。上述と同様に、下地層の膜厚は、例えば１ｎｍ～１０ｎｍの範囲であることが好ましい。
＜＜多層反射膜５＞＞
多層反射膜５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る。多層反射膜５は、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である。本実施形態の多層反射膜５は、上層５４と、上層５４及び基板１の間に配置される下層５２とを含む。
多層反射膜５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る。多層反射膜５は、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である。本実施形態の多層反射膜５は、上層５４と、上層５４及び基板１の間に配置される下層５２とを含む。
一般的には、多層反射膜５として、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（ペア）程度積層された多層膜が用いられる。
多層反射膜５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良いし、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良い。なお、多層反射膜５の最表面の層、すなわち、基板１側と反対側の多層反射膜５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（ペア）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が、この場合、低屈折率層が多層反射膜５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さらに形成して多層反射膜５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（ペア）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。したがって、この場合には、さらなる高屈折率層を形成する必要はない。
高屈折率層としては、ケイ素（Ｓｉ）を含む材料を用いることができる。Ｓｉを含む材料としては、Ｓｉ単体の他に、Ｓｉに、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）及び水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの元素を含むＳｉ化合物を用いることができる。Ｓｉを含む高屈折率層を用いることによって、ＥＵＶ光の反射率に優れた反射型マスク２００が得られる。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、又はこれらの合金を用いることができる。本実施形態の多層反射膜付き基板１１０においては、低屈折率層がモリブデン（Ｍｏ）を含む層であり、高屈折率層がケイ素（Ｓｉ）を含む層であることが好ましい。例えば波長１３ｎｍから１４ｎｍのＥＵＶ光を反射するための多層反射膜５としては、Ｍｏを含む層とＳｉを含む層とを交互に４０から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。なお、多層反射膜５の最上層（上層５４の最上層）である高屈折率層をケイ素（Ｓｉ）を含む層（例えばケイ素（Ｓｉ）層）で形成し、最上層（Ｓｉを含む層）と保護膜６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ことができる。この構造の場合には、マスク洗浄耐性を向上させることができる。
図１に示すように、本実施形態の多層反射膜５は、上層５４と、下層５２とを含む。下層５２は、上層５４及び基板１の間に配置される。上層５４及び下層５２は、共に、上述の高屈折率層と、低屈折率層とが交互に積層された積層膜を備える。上層５４及び下層５２の高屈折率層及び低屈折率層の材料は、基本的に、上述の材料（例えば、高屈折率層としてＳｉ、及び低屈折率層としてＭｏ）を主材料として用いることができる。すなわち、上層５４の高屈折率層及び低屈折率層の主材料と、下層５２の高屈折率層及び低屈折率層の主材料とは同一とすることができる。
本実施形態の多層反射膜５の下層５２は、上述の主材料以外に、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）及び水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの添加元素を含む。具体的には、下層５２の高屈折率層の材料及び低屈折率層の材料のうち少なくとも一方は、上記添加元素を含む。下層５２の材料が、上述の主材料に加え、所定の添加元素を含むことにより、下層５２の結晶粒を微細化又はアモルファス化することができる。上記下層５２に含まれる上記添加元素の存在は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱分析法）、ＴＥＭ－ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）などで確認することができる。
本実施形態の多層反射膜５の上層５４は、添加元素を実質的に含まない。すなわち、本実施形態の上層５４は、従来の多層反射膜５と同様の材料からなる高屈折率層及び低屈折率層を有する。そのため、上層５４は、露光光に対する反射率が高い積層膜である。なお、「上層５４は、添加元素を実質的に含まない」とは、上層５４に対して意図的に添加元素を配合させないことを意味し、添加元素と同種の元素が不純物として不可避的に存在する場合を排除するものではない。
なお、上記添加元素を含む下層５２の結晶粒が微細化又はアモルファス化されていることにより、多層反射膜５の表面の平滑性が良好となる一方で、下層５２の積層膜による反射率は、従来の材料を用いた積層膜より低下することになる。下層５２の上に、上記添加元素を実質的に含まず、結晶性を向上した高い反射率の上層５４を形成することにより、下層５２への上記添加元素の添加による下層５２の反射率の低下を、影響がない程度に抑制することができる。具体的には、多層反射膜５の反射率を６７％以上にすることができる。したがって、本実施形態の多層反射膜５は、所定の上層５４及び下層５２を含むことにより、露光光に対する反射率が高く、かつ表面の平滑性が良好な多層反射膜５となる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、多層反射膜５の低屈折率層が、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び白金（Ｐｔ）から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。これらの材料は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光における屈折率が０．９４以下であるので、多層反射膜５の低屈折率層の主材料が、これらの所定の材料であることにより、比較的高い反射率の多層反射膜５を得ることができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、多層反射膜５の高屈折率層が、ケイ素（Ｓｉ）を含むことが好ましい。多層反射膜５の高屈折率層の主材料が、ケイ素（Ｓｉ）であることにより、比較的高い反射率の多層反射膜５を得ることができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、多層反射膜５の下層５２の低屈折率層の添加元素の含有率が、下層５２の高屈折率層の添加元素の含有率よりも高いことが好ましい。また、多層反射膜５の下層５２の高屈折率層が、添加元素を実質的に含まないことが好ましい。
高い反射率の多層反射膜５を得るために、添加元素の添加は、低屈折率層に対して行うことが効果的である。また、ケイ素（Ｓｉ）が高屈折率層の主材料である場合には、添加元素を高屈折率層に加えると、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光における屈折率が低下するので、多層反射膜５の反射率が低下する恐れがある。そのため、下層５２への添加元素の添加は、主に下層５２の低屈折率層に対して行うことが好ましい。この結果、下層５２の反射率の低下を抑制できるので、より高い反射率の多層反射膜５を得ることができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、多層反射膜５の下層５２及び上層５４の両方の主材料が、高屈折率層ではケイ素（Ｓｉ）であり、低屈折率層ではモリブデン（Ｍｏ）であることが好ましい。この場合、下層５２に含まれる添加元素は、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）及び窒素（Ｎ）から選択される少なくとも１つであることが好ましい。また、添加元素は、下層５２の低屈折率層のみに含まれることが、より好ましい。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、多層反射膜５が波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上となるように、下層５２の低屈折率層の添加元素の含有率、１対の低屈折率層及び高屈折率層を１周期（ペア）としたとき周期数（ペア数）、及び下層５２の周期数（ペア数）が調整されていることが好ましい。半導体装置の製造のための反射型マスク２００としては、多層反射膜５の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上であることが必要である。本実施形態の多層反射膜５は、下層５２の低屈折率層の添加元素の含有率、多層反射膜５全体の周期、及び下層５２の層反射膜の周期を適切に調整することにより、６７％以上の反射率を得ることができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、多層反射膜５の下層５２の低屈折率層の添加元素の含有率が、０．５原子％以上２０原子％以下であることが好ましく、０．５原子％以上１０原子％以下であることがより好ましい。下層５２への添加元素の含有量が低すぎると、下層５２の結晶粒を微細化又はアモルファス化することが困難になる。また、下層５２への添加元素の含有量が高すぎると、多層反射膜５の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が、許容できない程度に低下する恐れがある。そのため、下層５２の低屈折率層の添加元素の含有率は、上述の所定の範囲であることが好ましい。下層５２の低屈折率層の添加元素の含有率を所定の範囲にすることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５をより確実に得ることができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、多層反射膜５が、１対の低屈折率層及び高屈折率層を１周期（ペア）として、３０～６０周期（ペア）備えていることが好ましく、３５～５５周期（ペア）備えていることがより好ましく、３５～４５周期（ペア）備えていることがさらに好ましい。周期数（ペア数）が多いほど、高い反射率を得ることができるが、多層反射膜５の形成時間が長時間になる。多層反射膜５の周期を適切な範囲とすることにより、比較的短い時間で、比較的高い反射率の多層反射膜５を得ることができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、多層反射膜５の下層５２が、１対の低屈折率層及び高屈折率層を１周期（ペア）として、３周期（ペア）以上２０周期（ペア）以下であることが好ましく、３周期（ペア）以上２０周期（ペア）未満であることがより好ましく、３周期（ペア）以上１５周期（ペア）であることがさらに好ましい。下層５２は上記添加元素が含有されているので、結晶性の高い上層５４と比較して、反射率が低い。そのため、下層５２を構成する低屈折率層及び高屈折率層の周期数（ペア数）が多すぎると、多層反射膜５の反射率が低下する恐れがある。一方、下層５２を構成する低屈折率層及び高屈折率層の周期数（ペア数）が少なすぎると、下層５２の結晶粒を微細化又はアモルファス化する効果が弱くなる。下層５２を構成する低屈折率層及び高屈折率層の周期数（ペア数）を適切な範囲とすることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５をより確実に得ることができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０を用いることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を有する反射型マスクブランク１００及び反射型マスク２００を製造することができる。欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低いことにより、欠陥検査を比較的短時間で行うことができ、また、転写に寄与する実欠陥を確実に検出することができる。
本実施形態の多層反射膜５の単独でのＥＵＶ光に対する反射率は、通常６７％以上であることが好ましい。反射率が６７％以上であることにより、半導体装置の製造のための反射型マスク２００として好ましく用いることができる。反射率の上限は通常７３％であることが好ましい。なお、多層反射膜５を構成する低屈折率層及び高屈折率層の膜厚及び周期数（ペア数）は、露光波長により適宜選択することができる。具体的には、多層反射膜５を構成する低屈折率層及び高屈折率層の膜厚及び周期数（ペア数）は、ブラッグ反射の法則を満たすように選択することができる。多層反射膜５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が、高屈折率層同士の膜厚、又は低屈折率層同士の膜厚は、必ずしも同じでなくても良い。また、多層反射膜５の最表面（例えば、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。最表面の高屈折率層（例えばＳｉ層）の膜厚は、３ｎｍから１０ｎｍとすることができる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０は、欠陥検査装置により多層反射膜５表面の欠陥検査をした際のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４００未満であることが好ましい。欠陥検査をした際のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）とは、例えば、検査光としてＥＵＶ光を使用したブランクス欠陥検査装置（Actinic Blank Inspection）により多層反射膜５の表面の欠陥検査をする場合、信号のノイズとして観測されるバックグラウンドの値を意味する。ＥＵＶ光を使用したブランクス欠陥検査装置の場合には、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、測定信号から自動的に測定される。
＜＜保護膜６＞＞
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、図２に示すように、多層反射膜５上に保護膜６を形成することが好ましい。多層反射膜５上に保護膜６が形成されていることにより、多層反射膜付き基板１１０を用いて反射型マスク２００を製造する際の多層反射膜５表面へのダメージを抑制することができる。そのため、得られる反射型マスク２００のＥＵＶ光に対する反射率特性が良好となる。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０では、図２に示すように、多層反射膜５上に保護膜６を形成することが好ましい。多層反射膜５上に保護膜６が形成されていることにより、多層反射膜付き基板１１０を用いて反射型マスク２００を製造する際の多層反射膜５表面へのダメージを抑制することができる。そのため、得られる反射型マスク２００のＥＵＶ光に対する反射率特性が良好となる。
保護膜６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５を保護するために、多層反射膜５の上に形成される。また、保護膜６は、電子線（ＥＢ）を用いたマスクパターンの黒欠陥修正の際の多層反射膜５の保護という機能も兼ね備える。ここで、図２では、保護膜６が１層の場合を示している。しかしながら、保護膜６を２層の積層構造としてもよいし、又は、保護膜６を３層以上の積層構造とし、最下層及び最上層を、例えば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ものすることができる。保護膜６は、例えば、ルテニウムを主成分として含む材料により形成される。ルテニウムを主成分として含む材料としては、Ｒｕ金属単体、Ｒｕにチタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、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）から選択される少なくとも１つの金属を含有したＲｕ合金、及びそれらに窒素を含む材料が挙げられる。この中でも特にＴｉを含有したＲｕ系材料からなる保護膜６を用いることが好ましい。多層反射膜５の構成元素がケイ素の場合には、Ｔｉを含有したＲｕ系材料からなる保護膜６を用いることにより、ケイ素が、多層反射膜５の表面から保護膜６へと拡散するという現象を抑制できる。このため、マスク洗浄時の表面荒れが少なくなり、また、膜はがれも起こしにくくなる。表面荒れの低減は、ＥＵＶ露光光に対する多層反射膜５の反射率低下防止に直結するので、ＥＵＶ露光の露光効率改善、スループット向上のために重要である。
保護膜６に用いるＲｕ合金のＲｕ含有比率は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、より好ましくは９５原子％以上１００原子％未満である。特に、Ｒｕ合金のＲｕ含有比率が９５原子％以上１００原子％未満の場合には、保護膜６に対する多層反射膜５の構成元素（例えば、ケイ素）の拡散を抑えることが可能になる。また、この場合の保護膜６は、ＥＵＶ光の反射率を十分確保しながら、マスク洗浄耐性、吸収体膜７をエッチング加工した時のエッチングストッパ機能、及び多層反射膜５の経時的変化防止の機能を兼ね備えることが可能となる。
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露光によって反射型マスク２００にカーボン膜が堆積したり、酸化膜が成長するといった露光コンタミネーションが起こる。このため、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、度々洗浄を行って反射型マスク２００上の異物やコンタミネーションを除去する必要がある。このことから、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系材料からなる保護膜６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、及び濃度が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なり、マスク洗浄耐性の要求を満たすことが可能となる。
保護膜６の膜厚は、保護膜６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６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６の形成方法としては、公知の膜形成方法を特に制限なく採用することができる。具体例としては、保護膜６の形成方法として、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。
＜反射型マスクブランク１００＞
本実施形態の反射型マスクブランク１００の実施形態について説明する。本実施形態の反射型マスクブランク１００を用いることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を有する反射型マスク２００を製造することができる。
本実施形態の反射型マスクブランク１００の実施形態について説明する。本実施形態の反射型マスクブランク１００を用いることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を有する反射型マスク２００を製造することができる。
＜＜吸収体膜７＞＞
反射型マスクブランク１００は、上述の多層反射膜付き基板１１０の上に、吸収体膜７を有する。すなわち、吸収体膜７は、多層反射膜５の上（保護膜６が形成されている場合には、保護膜６の上）に形成される。吸収体膜７の基本的な機能は、ＥＵＶ光を吸収することである。吸収体膜７は、ＥＵＶ光の吸収を目的とした吸収体膜７であっても良いし、ＥＵＶ光の位相差も考慮した位相シフト機能を有する吸収体膜７であっても良い。位相シフト機能を有する吸収体膜７とは、ＥＵＶ光を吸収するとともに一部を反射させて位相をシフトさせるものである。すなわち、位相シフト機能を有する吸収体膜７がパターニングされた反射型マスク２００において、吸収体膜７が形成されている部分では、ＥＵＶ光を吸収して減光しつつパターン転写に悪影響がないレベルで一部の光を反射させる。また、吸収体膜７が形成されていない領域（フィールド部）では、ＥＵＶ光は、保護膜６を介して多層反射膜５から反射する。そのため、位相シフト機能を有する吸収体膜７からの反射光と、フィールド部からの反射光との間に所望の位相差を有することになる。位相シフト機能を有する吸収体膜７は、吸収体膜７からの反射光と、多層反射膜５からの反射光との位相差が１７０度から１９０度となるように形成される。１８０度近傍の反転した位相差の光同士がパターンエッジ部で干渉し合うことにより、投影光学像の像コントラストが向上する。その像コントラストの向上に伴って解像度が上がり、露光量裕度、焦点裕度等の露光に関する各種裕度を大きくすることができる。
反射型マスクブランク１００は、上述の多層反射膜付き基板１１０の上に、吸収体膜７を有する。すなわち、吸収体膜７は、多層反射膜５の上（保護膜６が形成されている場合には、保護膜６の上）に形成される。吸収体膜７の基本的な機能は、ＥＵＶ光を吸収することである。吸収体膜７は、ＥＵＶ光の吸収を目的とした吸収体膜７であっても良いし、ＥＵＶ光の位相差も考慮した位相シフト機能を有する吸収体膜７であっても良い。位相シフト機能を有する吸収体膜７とは、ＥＵＶ光を吸収するとともに一部を反射させて位相をシフトさせるものである。すなわち、位相シフト機能を有する吸収体膜７がパターニングされた反射型マスク２００において、吸収体膜７が形成されている部分では、ＥＵＶ光を吸収して減光しつつパターン転写に悪影響がないレベルで一部の光を反射させる。また、吸収体膜７が形成されていない領域（フィールド部）では、ＥＵＶ光は、保護膜６を介して多層反射膜５から反射する。そのため、位相シフト機能を有する吸収体膜７からの反射光と、フィールド部からの反射光との間に所望の位相差を有することになる。位相シフト機能を有する吸収体膜７は、吸収体膜７からの反射光と、多層反射膜５からの反射光との位相差が１７０度から１９０度となるように形成される。１８０度近傍の反転した位相差の光同士がパターンエッジ部で干渉し合うことにより、投影光学像の像コントラストが向上する。その像コントラストの向上に伴って解像度が上がり、露光量裕度、焦点裕度等の露光に関する各種裕度を大きくすることができる。
吸収体膜７は単層の膜であっても良いし、複数の膜からなる多層膜であっても良い。単層膜の場合は、マスクブランク製造時の工程数を削減できて生産効率が上がるという特徴がある。多層膜の場合には、上層吸収体膜が、光を用いたマスクパターン検査時の反射防止膜になるように、その光学定数と膜厚を適当に設定することができる。このことにより、光を用いたマスクパターン検査時の検査感度が向上する。また、上層吸収体膜に酸化耐性が向上する酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）等が添加された膜を用いると、経時的安定性が向上する。このように、吸収体膜７を多層膜にすることによって様々な機能を付加させることが可能となる。吸収体膜７が位相シフト機能を有する吸収体膜７の場合には、多層膜にすることによって光学面での調整の範囲を大きくすることができるので、所望の反射率を得ることが容易になる。
吸収体膜７の材料としては、ＥＵＶ光を吸収する機能を有し、エッチング等により加工が可能（好ましくは塩素（Ｃｌ）やフッ素（Ｆ）系ガスのドライエッチングでエッチング可能）である限り、特に限定されない。そのような機能を有するものとして、タンタル（Ｔａ）単体又はＴａを主成分として含むタンタル化合物を好ましく用いることができる。
上述のタンタル及びタンタル化合物等の吸収体膜７は、ＤＣスパッタリング法及びＲＦスパッタリング法などのマグネトロンスパッタリング法で形成することができる。例えば、タンタル及びホウ素を含むターゲットを用い、酸素又は窒素を添加したアルゴンガスを用いた反応性スパッタリング法により、吸収体膜７を成膜することができる。
吸収体膜７を形成するためのタンタル化合物は、Ｔａの合金を含む。吸収体膜７がＴａの合金の場合、平滑性及び平坦性の点から、吸収体膜７の結晶状態は、アモルファス又は微結晶の構造であることが好ましい。吸収体膜７の表面が平滑・平坦でないと、吸収体パターン７ａのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪くなることがある。吸収体膜７の好ましい表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）で、０．５ｎｍ以下であり、より好ましくは０．４ｎｍ以下、さらに好ましくは０．３ｎｍ以下である。
吸収体膜７の形成のためのタンタル化合物としては、ＴａとＢとを含む化合物、ＴａとＮとを含む化合物、ＴａとＯとＮとを含む化合物、ＴａとＢとを含み、さらにＯとＮの少なくともいずれかを含む化合物、ＴａとＳｉとを含む化合物、ＴａとＳｉとＮとを含む化合物、ＴａとＧｅとを含む化合物、及びＴａとＧｅとＮとを含む化合物、等を用いることができる。
Ｔａは、ＥＵＶ光の吸収係数が大きく、また、塩素系ガスやフッ素系ガスで容易にドライエッチングすることが可能な材料である。そのため、Ｔａは、加工性に優れた吸収体膜７の材料であるといえる。さらにＴａにＢ、Ｓｉ及び／又はＧｅ等を加えることにより、アモルファス状の材料を容易に得ることができる。この結果、吸収体膜７の平滑性を向上させることができる。また、ＴａにＮ及び／又はＯを加えれば、吸収体膜７の酸化に対する耐性が向上するため、経時的安定性を向上させることができるという効果が得られる。
また、吸収体膜７を構成する材料としては、タンタル又はタンタル化合物以外に、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＣＯＮ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＯＨ、及びＣｒＣＯＮＨ等のクロム及びクロム化合物、並びに、ＷＮ、ＴｉＮ及びＴｉ等の材料が挙げられる。
＜＜裏面導電膜２＞＞
基板１の第２主表面（裏面）の上（多層反射膜５の形成面の反対側であり、基板１に水素侵入抑制膜等の中間層が形成されている場合には中間層の上）には、静電チャック用の裏面導電膜２が形成される。静電チャック用として、裏面導電膜２に求められるシート抵抗は、通常１００Ω／□以下である。裏面導電膜２の形成方法は、例えば、クロム又はタンタル等の金属、又はそれらの合金のターゲットを使用したマグネトロンスパッタリング法又はイオンビームスパッタリング法である。裏面導電膜２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１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２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、又はこれらのいずれかにホウ素、窒素、酸素、炭素の少なくとも１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。裏面導電膜２の膜厚は、静電チャック用としての機能を満足する限り特に限定されないが、通常１０ｎｍから２００ｎｍである。また、この裏面導電膜２はマスクブランク１００の第２主表面側の応力調整も兼ね備えている。すなわち、裏面導電膜２は、第１主表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る。
基板１の第２主表面（裏面）の上（多層反射膜５の形成面の反対側であり、基板１に水素侵入抑制膜等の中間層が形成されている場合には中間層の上）には、静電チャック用の裏面導電膜２が形成される。静電チャック用として、裏面導電膜２に求められるシート抵抗は、通常１００Ω／□以下である。裏面導電膜２の形成方法は、例えば、クロム又はタンタル等の金属、又はそれらの合金のターゲットを使用したマグネトロンスパッタリング法又はイオンビームスパッタリング法である。裏面導電膜２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１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２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、又はこれらのいずれかにホウ素、窒素、酸素、炭素の少なくとも１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。裏面導電膜２の膜厚は、静電チャック用としての機能を満足する限り特に限定されないが、通常１０ｎｍから２００ｎｍである。また、この裏面導電膜２はマスクブランク１００の第２主表面側の応力調整も兼ね備えている。すなわち、裏面導電膜２は、第１主表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る。
なお、上述の吸収体膜７を形成する前に、多層反射膜付き基板１１０に対して裏面導電膜２を形成することができる。その場合には、図２に示すような裏面導電膜２を備えた多層反射膜付き基板１１０を得ることができる。
＜その他の薄膜＞
本実施形態の製造方法で製造される多層反射膜付き基板１１０及び反射型マスクブランク１００は、吸収体膜７上にエッチング用ハードマスク膜（「エッチングマスク膜」ともいう。）及び／又はレジスト膜８を備えることができる。エッチング用ハードマスク膜の代表的な材料としては、ケイ素（Ｓｉ）、並びにケイ素に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）及び水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの元素を加えた材料、又は、クロム（Ｃｒ）、並びにクロムに酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）及びは水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの元素を加えた材料等がある。具体的には、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＳｉＯ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＣＯ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯＮ、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＮ、及びＣｒＯＣＮ等が挙げられる。但し、吸収体膜７が酸素を含む化合物の場合、エッチング用ハードマスク膜として酸素を含む材料（例えばＳｉＯ２）はエッチング耐性の観点から避けたほうが良い。エッチング用ハードマスク膜を形成した場合には、レジスト膜８の膜厚を薄くすることが可能となり、パターンの微細化に対して有利である。
本実施形態の製造方法で製造される多層反射膜付き基板１１０及び反射型マスクブランク１００は、吸収体膜７上にエッチング用ハードマスク膜（「エッチングマスク膜」ともいう。）及び／又はレジスト膜８を備えることができる。エッチング用ハードマスク膜の代表的な材料としては、ケイ素（Ｓｉ）、並びにケイ素に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）及び水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの元素を加えた材料、又は、クロム（Ｃｒ）、並びにクロムに酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）及びは水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの元素を加えた材料等がある。具体的には、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＳｉＯ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＣＯ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯＮ、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＮ、及びＣｒＯＣＮ等が挙げられる。但し、吸収体膜７が酸素を含む化合物の場合、エッチング用ハードマスク膜として酸素を含む材料（例えばＳｉＯ２）はエッチング耐性の観点から避けたほうが良い。エッチング用ハードマスク膜を形成した場合には、レジスト膜８の膜厚を薄くすることが可能となり、パターンの微細化に対して有利である。
本実施形態の多層反射膜付き基板１１０及び反射型マスクブランク１００は、それらの基板１であるガラス基板と、タンタル又はクロムを含有する裏面導電膜２との間に、基板１から裏面導電膜２へ水素が侵入することを抑制する水素侵入抑制膜を備えることが好ましい。水素侵入抑制膜の存在により、裏面導電膜２中に水素が取り込まれることを抑制でき、裏面導電膜２の圧縮応力の増大を抑制することができる。
水素侵入抑制膜の材料は、水素が透過しにくく、基板１から裏面導電膜２への水素の侵入を抑制することができる材料であればどのような種類であってもよい。水素侵入抑制膜の材料としては、具体的には、例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＯ、ＳｉＣＯＮ、ＳｉＢＯ、ＳｉＢＯＮ、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＯＮ、Ｍｏ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＣＯ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＯＮ、ＴａＯ及びＴａＯＮ等を挙げることができる。水素侵入抑制膜は、これらの材料の単層であることができ、また、複数層及び組成傾斜膜であってもよい。
＜反射型マスク２００＞
本発明の実施形態は、上述の反射型マスクブランク１００の吸収体膜７をパターニングして、多層反射膜５上に吸収体パターン７ａ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ブランク１００を用いることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を有する反射型マスク２００を得ることができる。
本発明の実施形態は、上述の反射型マスクブランク１００の吸収体膜７をパターニングして、多層反射膜５上に吸収体パターン７ａ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ブランク１００を用いることにより、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を有する反射型マスク２００を得ることができる。
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を準備して、その第１主表面の最表面（以下の実施例で説明するように、吸収体膜７の上）に、レジスト膜８を形成し（反射型マスクブランク１００としてレジスト膜８を備えている場合は不要）、このレジスト膜８に回路パターン等の所望のパターンを描画（露光）し、さらに現像、リンスすることによって所定のレジストパターン８ａを形成する。
このレジストパターン８ａをマスクとして使用して、吸収体膜７をドライエッチングすることにより、吸収体パターン７ａを形成する。なお、エッチングガスとしては、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、及びＣＨＣｌ３等の塩素系のガス、塩素系ガスとＯ２とを所定の割合で含む混合ガス、塩素系ガスとＨｅとを所定の割合で含む混合ガス、塩素系ガスとＡｒとを所定の割合で含む混合ガス、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、Ｃ３Ｆ８、ＳＦ６、Ｆ２等のフッ素系のガス、並びにフッ素系ガスとＯ２とを所定の割合で含む混合ガス等から選択したものを用いることができる。ここで、エッチングの最終段階でエッチングガスに酸素が含まれていると、Ｒｕ系保護膜６に表面荒れが生じる。このため、Ｒｕ系保護膜６がエッチングに曝されるオーバーエッチング段階では、酸素が含まれていないエッチングガスを用いることが好ましい。
その後、アッシングやレジスト剥離液によりレジストパターン８ａを除去し、所望の回路パターンが形成された吸収体パターン７ａを作製する。
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＞
本発明の実施形態の半導体装置の製造方法は、上述の反射型マスク２００を用いて、露光装置を使用したリソグラフィプロセスを行い、被転写体に転写パターンを形成する工程を有する。
本実施形態では、露光光に対する反射率が高く、かつ欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を有する反射型マスク２００を、半導体装置の製造のために用いることができる。その結果、半導体装置の製造の際のスループットを向上することができる。さらに、多層反射膜５上に転写に寄与する実欠陥がない反射型マスク２００を使用して半導体装置を製造するので、多層反射膜５の欠陥に起因する半導体装置の歩留まり低下を抑制することができる。
具体的には、上記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、半導体基板上に所望の転写パターンを形成することができる。このリソグラフィ工程に加え、被加工膜のエッチングや絶縁膜、導電膜の形成、ドーパントの導入、あるいは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高い歩留まりで製造することができる。
以下、各実施例について図面を参照しつつ説明する。
（実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１）
実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１として、図１に示すように、基板１の一方の主表面に多層反射膜５を形成した多層反射膜付き基板１１０を作製した。実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１の多層反射膜付き基板１１０の作製は、次のようにして行った。
実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１として、図１に示すように、基板１の一方の主表面に多層反射膜５を形成した多層反射膜付き基板１１０を作製した。実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１の多層反射膜付き基板１１０の作製は、次のようにして行った。
（（基板１））
第１主表面及び第２主表面の両表面が研磨された６０２５サイズ（約１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の低熱膨張ガラス基板であるＳｉＯ２－ＴｉＯ２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。
第１主表面及び第２主表面の両表面が研磨された６０２５サイズ（約１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の低熱膨張ガラス基板であるＳｉＯ２－ＴｉＯ２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。
（（実験１の多層反射膜５））
実験１では、ＤＣスパッタリング装置を用いて、上述の基板１の第１主表面の上に、下層５２及び上層５４を備えた多層反射膜５を形成した。この多層反射膜５は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜５とするために、高屈折率層としてＳｉを主材料とし、低屈折率層としてＭｏを主材料とした、高屈折率層と低屈折率層を１周期（ペア）としたとき、下層５２及び上層５４からなる合計の周期数（ペア数）が４０周期（ペア）を備えた多層反射膜５とした。多層反射膜５２は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、所定のガス雰囲気中で、ＤＣスパッタリング法により、基板１の上に接して高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層して形成した。先ず、高屈折率層を４．２ｎｍの厚みで成膜し、続いて、低屈折率層を２．８ｎｍの厚みで成膜した。これを１周期（ペア）とし、同様にして、下層５２と上層５４とを合わせて４０周期（ペア）積層し、最後に高屈折率層のＳｉ膜を４．０ｎｍの厚みで成膜し、多層反射膜５を形成した。
実験１では、ＤＣスパッタリング装置を用いて、上述の基板１の第１主表面の上に、下層５２及び上層５４を備えた多層反射膜５を形成した。この多層反射膜５は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜５とするために、高屈折率層としてＳｉを主材料とし、低屈折率層としてＭｏを主材料とした、高屈折率層と低屈折率層を１周期（ペア）としたとき、下層５２及び上層５４からなる合計の周期数（ペア数）が４０周期（ペア）を備えた多層反射膜５とした。多層反射膜５２は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、所定のガス雰囲気中で、ＤＣスパッタリング法により、基板１の上に接して高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層して形成した。先ず、高屈折率層を４．２ｎｍの厚みで成膜し、続いて、低屈折率層を２．８ｎｍの厚みで成膜した。これを１周期（ペア）とし、同様にして、下層５２と上層５４とを合わせて４０周期（ペア）積層し、最後に高屈折率層のＳｉ膜を４．０ｎｍの厚みで成膜し、多層反射膜５を形成した。
表１に、実験１の多層反射膜付き基板１１０を製造する際の、多層反射膜５の下層５２及び上層５４の成膜に用いたガス及び流量を示す。表１に示す実験１（実験１－１、実験１－２及び実験１－３）では、下層５２の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、Ｎ２ガスを用いることによって、窒素（Ｎ）を添加元素として下層５２へ導入した。上層５４の成膜の際には、Ｎ２ガスを用いず、Ｋｒガスのみを導入した。
表１に示すように、多層反射膜５２は、上層５４と下層５２とを合わせて、低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、低屈折率層と高屈折率層を４０周期（ペア）積層した。表１の下層周期数（上層周期数）とは、下層（上層）を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）をいう。表２、表３、及び表４も同様である。表１の所定欄の括弧内の数値が、上層５４の周期数（ペア数）である。例えば、表１に示す実験１－１の試料１の場合には、上層５４を低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたき、４０周期（ペア）、下層５２を０周期（ペア）とした。実験１－１の試料２～６では、窒素（Ｎ）を添加していない上層５４の低屈折率層と高屈折率層のペア数（周期数）を減少させるとともに、窒素（Ｎ）を添加した下層５２の低屈折率層及び高屈折率層のペア数（周期数）を増加させた。実験１－１の場合には、試料１～６の６種類の多層反射膜付き基板１１０を製造した。
（（実験２の多層反射膜５））
実験２では、実験１と同様に、ＤＣスパッタリング装置を用いて、上述の基板１の第１主表面の上に、下層５２及び上層５４を備えた多層反射膜５を形成した。この多層反射膜５は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜５とするために、高屈折率層としてＳｉを主材料とし、低屈折率層としてＭｏを主材料とした、高屈折率層と低屈折率層を１周期（ペア）としたとき、下層５２及び上層５４の周期数（ペア数）が４０周期（ペア）を備えた多層反射膜５とした。多層反射膜５２は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、所定のガス雰囲気中で、ＤＣスパッタリング法により、基板１上に高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層して形成した。実験１と同様に、先ず、高屈折率層を４．２ｎｍの厚みで成膜し、続いて、低屈折率層を２．８ｎｍの厚みで成膜した。これを１周期（ペア）とし、同様にして、下層５２と上層５４とを合わせて４０周期（ペア）積層し、最後に高屈折率層のＳｉ膜を４．０ｎｍの厚みで成膜し、多層反射膜５を形成した。
実験２では、実験１と同様に、ＤＣスパッタリング装置を用いて、上述の基板１の第１主表面の上に、下層５２及び上層５４を備えた多層反射膜５を形成した。この多層反射膜５は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜５とするために、高屈折率層としてＳｉを主材料とし、低屈折率層としてＭｏを主材料とした、高屈折率層と低屈折率層を１周期（ペア）としたとき、下層５２及び上層５４の周期数（ペア数）が４０周期（ペア）を備えた多層反射膜５とした。多層反射膜５２は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、所定のガス雰囲気中で、ＤＣスパッタリング法により、基板１上に高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層して形成した。実験１と同様に、先ず、高屈折率層を４．２ｎｍの厚みで成膜し、続いて、低屈折率層を２．８ｎｍの厚みで成膜した。これを１周期（ペア）とし、同様にして、下層５２と上層５４とを合わせて４０周期（ペア）積層し、最後に高屈折率層のＳｉ膜を４．０ｎｍの厚みで成膜し、多層反射膜５を形成した。
表２に、実験２の多層反射膜付き基板１１０を製造する際の、多層反射膜５の下層５２及び上層５４の成膜に用いたガス及び流量を示す。実験２（実験２－１及び実験２－２）では、下層５２の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、ＣＨ４ガスを用いることによって、炭素（Ｃ）を添加元素として下層５２へ導入した。
表２に示すように、多層反射膜５２は、上層５４と下層５２とを合わせて、低屈折率層と高屈折率層を１ペア（周期）としたとき、低屈折率層と高屈折率層を４０周期（ペア）積層した。表１と同様に、表２の所定欄の括弧内の数値が、上層５４の周期数（ペア数）である。
（（実験３－１の多層反射膜５））
実験３－１では、ＤＣスパッタリング装置を用いて、上述の基板１の第１主表面の上に、下層５２及び上層５４を備えた多層反射膜５を形成した。この多層反射膜５は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜５とするために、高屈折率層としてＳｉを主材料とし、低屈折率層としてＭｏを主材料とした、高屈折率層と低屈折率層を１周期（ペア数）としたとき、下層５２及び上層５４からなる合計の周期数（ペア数）が４０周期（ペア）を備えた多層反射膜５とした。多層反射膜５の下層５２は、Ｓｉターゲットと、Ｍｏ及びＢの合金ターゲットとを使用し、所定のガス雰囲気中で、ＤＣスパッタリング法により、基板１上に上記添加元素を含まないＳｉ層（高屈折率層）及びＢを添加元素として含むＭｏ層（低屈折率層）を交互に積層して形成した。多層反射膜５の上層５４は、Ｓｉターゲットと、Ｍｏターゲットとを使用し、所定のガス雰囲気中で、ＤＣスパッタリング法により、基板１上に上記添加元素を含まないＳｉ層（高屈折率層）及び上記添加元素を含まないＭｏ層（低屈折率層）を交互に積層して形成した。実験１と同様に、先ず、高屈折率層（Ｓｉ層）を４．２ｎｍの厚みで成膜し、続いて、低屈折率層を２．８ｎｍの厚みで成膜した。これを１周期（ペア）とし、同様にして、下層５２と上層５４とを合わせて４０周期（ペア）積層し、最後に高屈折率層のＳｉ膜を４．０ｎｍの厚みで成膜し、多層反射膜５を形成した。
実験３－１では、ＤＣスパッタリング装置を用いて、上述の基板１の第１主表面の上に、下層５２及び上層５４を備えた多層反射膜５を形成した。この多層反射膜５は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜５とするために、高屈折率層としてＳｉを主材料とし、低屈折率層としてＭｏを主材料とした、高屈折率層と低屈折率層を１周期（ペア数）としたとき、下層５２及び上層５４からなる合計の周期数（ペア数）が４０周期（ペア）を備えた多層反射膜５とした。多層反射膜５の下層５２は、Ｓｉターゲットと、Ｍｏ及びＢの合金ターゲットとを使用し、所定のガス雰囲気中で、ＤＣスパッタリング法により、基板１上に上記添加元素を含まないＳｉ層（高屈折率層）及びＢを添加元素として含むＭｏ層（低屈折率層）を交互に積層して形成した。多層反射膜５の上層５４は、Ｓｉターゲットと、Ｍｏターゲットとを使用し、所定のガス雰囲気中で、ＤＣスパッタリング法により、基板１上に上記添加元素を含まないＳｉ層（高屈折率層）及び上記添加元素を含まないＭｏ層（低屈折率層）を交互に積層して形成した。実験１と同様に、先ず、高屈折率層（Ｓｉ層）を４．２ｎｍの厚みで成膜し、続いて、低屈折率層を２．８ｎｍの厚みで成膜した。これを１周期（ペア）とし、同様にして、下層５２と上層５４とを合わせて４０周期（ペア）積層し、最後に高屈折率層のＳｉ膜を４．０ｎｍの厚みで成膜し、多層反射膜５を形成した。
表３に、実験３－１の多層反射膜付き基板１１０を製造する際の、多層反射膜５の下層５２及び上層５４の成膜に用いたガス及び流量を示す。実験３－１では、下層５２の低屈折率層の成膜の際に、Ｍｏ及びＢの合金ターゲットを用いることによって、ホウ素（Ｂ）を添加元素として下層５２へ導入した。
表３に示すように、多層反射膜５２は、上層５４と下層５２とを合わせて、低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、低屈折率層と高屈折率層を４０周期（ペア）積層した。表１と同様に、表３の所定欄の括弧内の数値が、上層５４の周期数（ペア数）である。
（（実験４－１の多層反射膜５））
実験４では、実験１－２において、下層５２の低屈折率層の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、Ｎ２ガスを用い、下層５２の高屈折率層の成膜の際に、Ｎ２ガスを用いず、Ｋｒガスのみを用いて下層５２、及び上層５４を成膜した以外は実験１－２と同様にして多層反射膜付き基板１１０を製造した。
実験４では、実験１－２において、下層５２の低屈折率層の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、Ｎ２ガスを用い、下層５２の高屈折率層の成膜の際に、Ｎ２ガスを用いず、Ｋｒガスのみを用いて下層５２、及び上層５４を成膜した以外は実験１－２と同様にして多層反射膜付き基板１１０を製造した。
以上のようにして、実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１の各試料の多層反射膜付き基板１１０を製造した。
上述のようにして製造した実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１の各試料の多層反射膜付き基板１１０の多層反射膜５の、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率を測定した。表１～４に反射率の測定結果を示す。
上述のようにして製造した実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１の各試料の多層反射膜付き基板１１０に対して欠陥検査を行い、多層反射膜５のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）を測定した。バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、多層反射膜５の欠陥検査を所定の欠陥検査装置により測定する際に、自動的に測定される。表１～３の「ＢＧＬ」欄に、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）の測定結果を示す。なお、多層反射膜付き基板１１０の欠陥検査のための欠陥検査装置は、検査光としてＥＵＶ光を使用したブランクス欠陥検査装置（Actinic Blank Inspection）を用いた。
また、実験１、実験２、実験３－１、及び実験４－１の各試料の多層反射膜付き基板１１０の多層反射膜５の平坦度を、平坦度測定装置（トロペル社製 ＵｌｔｒａＦｌａｔ２００）を用いて測定したところ、平坦度は３５０ｎｍだった。
（実験１の評価結果）
表１に示す実験１（実験１－１、実験１－２及び実験１－３）では、多層反射膜５の下層５２の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、Ｎ２ガスを用いることによって、窒素（Ｎ）を添加元素として下層５２へ導入した。一方、実験１では、多層反射膜５の上層５４の成膜の際にはＫｒガスのみを導入した。下層５２と上層５４における添加元素である窒素（Ｎ）の有無を、ＴＥＭ－ＥＤＸ分析により確認した。その結果、下層５２（低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層された積層膜）には、窒素（Ｎ）を含んでいたが、上層５４には、窒素（Ｎ）を含んでいないことを確認した。また、実験１－１、実験１－２及び実験１－３において、成膜の際のＮ２ガスの流量が多くなるに従って、下層５２に含まれる添加元素の窒素が多く含まれていることを確認した。表１に示すように、実験１－１、実験１－２及び実験１－３では、成膜の際のＮ２ガスの流量を、それぞれ０．２ｓｃｃｍ、０．２５ｓｃｃｍ及び０．３５ｓｃｃｍとした。実験１－１、実験１－２及び実験１－３の試料１の場合には、添加元素として窒素（Ｎ）を含有した低屈折率層と高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜しなかった。そのため、試料１のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４１３と高い値だった。これに対して、実験１－１の試料２～６、実験１－２の試料２～４及び実験１－３の試料２～３の場合には、添加元素として窒素（Ｎ）を含有した低屈折率層と高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜したため、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４００未満という低い値だった。したがって、多層反射膜５が窒素（Ｎ）を添加元素として含む下層５２を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を得ることができるといえる。
表１に示す実験１（実験１－１、実験１－２及び実験１－３）では、多層反射膜５の下層５２の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、Ｎ２ガスを用いることによって、窒素（Ｎ）を添加元素として下層５２へ導入した。一方、実験１では、多層反射膜５の上層５４の成膜の際にはＫｒガスのみを導入した。下層５２と上層５４における添加元素である窒素（Ｎ）の有無を、ＴＥＭ－ＥＤＸ分析により確認した。その結果、下層５２（低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層された積層膜）には、窒素（Ｎ）を含んでいたが、上層５４には、窒素（Ｎ）を含んでいないことを確認した。また、実験１－１、実験１－２及び実験１－３において、成膜の際のＮ２ガスの流量が多くなるに従って、下層５２に含まれる添加元素の窒素が多く含まれていることを確認した。表１に示すように、実験１－１、実験１－２及び実験１－３では、成膜の際のＮ２ガスの流量を、それぞれ０．２ｓｃｃｍ、０．２５ｓｃｃｍ及び０．３５ｓｃｃｍとした。実験１－１、実験１－２及び実験１－３の試料１の場合には、添加元素として窒素（Ｎ）を含有した低屈折率層と高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜しなかった。そのため、試料１のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４１３と高い値だった。これに対して、実験１－１の試料２～６、実験１－２の試料２～４及び実験１－３の試料２～３の場合には、添加元素として窒素（Ｎ）を含有した低屈折率層と高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜したため、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４００未満という低い値だった。したがって、多層反射膜５が窒素（Ｎ）を添加元素として含む下層５２を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を得ることができるといえる。
実験１－１は、多層反射膜５の下層５２の成膜の際のＮ２ガスの流量が、０．２ｓｃｃｍと、比較的低い値だった。この場合には、多層反射膜５が、低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、４０周期（ペア）中、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）が１５周期（ペア）以下（試料１～４）の場合に、ＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上と良好な値だった。すなわち、実験１－１では、多層反射膜５が良好な反射率を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は２０周期（ペア）未満であることが好ましいといえる。以上を考慮すると、実験１－１において、４００未満の低いバックグラウンドレベル及び６７％以上の良好な反射率の多層反射膜５を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は、３周期（ペア）以上２０周期（ペア）未満であることが好ましいといえる。
実験１－２は、多層反射膜５の下層５２の成膜の際のＮ２ガスの流量が、０．２５ｓｃｃｍと、中程度の値だった。この場合には、多層反射膜５が、低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、４０周期（ペア）中、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）が１０周期（ペア）以下（試料１～３）の場合に、ＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上と良好な値だった。すなわち、実験１－２では、多層反射膜５が良好な反射率を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は１５周期（ペア）より少ないこと（１５周期（ペア）未満）が好ましいといえる。実験１－１と比べて、添加元素の窒素の含有率が多い実験１－２の場合には、下層５２による反射率の低下が、大きくなったものと考えられる。以上を考慮すると、実験１－２において、４００未満の低いバックグラウンドレベル及び６７％以上の良好な反射率の多層反射膜５を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は、３周期（ペア）以上１５周期（ペア）未満であることが好ましく、３周期（ペア）以上１０周期（ペア）以下であることが好ましいといえる。
実験１－３は、多層反射膜５の下層５２の成膜の際のＮ２ガスの流量が、０．３５ｓｃｃｍと、比較的高い値だった。この場合には、４００未満の低いバックグラウンドレベルであって、かつＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上となる多層反射膜５が得られなかった。実験１－１及び実験１－２と比べて、添加元素の含有量が多い実験１－３の場合には、下層５２による反射率の低下が、さらに大きくなったものと考えられる。実験１－３のように添加元素である窒素が多く含まれている場合には、良好な反射率の多層反射膜５を得ることができないといえる。
（実験２の評価結果）
表２に示す実験２（実験２－１及び実験２－２）では、多層反射膜５の下層５２の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、ＣＨ４ガスを用いることによって、炭素（Ｃ）を添加元素として下層５２へ導入した。一方、実験２では、多層反射膜５の上層５４の成膜の際にはＫｒガスのみを導入した。下層５２と上層５４における添加元素である炭素（Ｃ）の有無を、ＴＥＭ－ＥＤＸ分析により確認した。その結果、下層５２（低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層された積層膜）には、炭素（Ｃ）を含んでいたが、上層５４には、炭素（Ｃ）を含んでいないことを確認した。また、実験２－１、実験２－２において、成膜の際のＣＨ４ガスの流量が多くなるにしたがって、下層５２に含まれる添加元素の炭素が多く含まれていることを確認した。表２に示すように、実験２－１及び実験２－２では、成膜の際のＣＨ４ガスの流量を、それぞれ０．２４ｓｃｃｍ及び１．２ｓｃｃｍとした。実験２－１及び実験２－２の試料１の場合には、添加元素として炭素（Ｃ）を含有した低屈折率層と高屈折率層の交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜しなかった。そのため、試料１のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４１３と高い値だった。また、実験２－１の試料２も、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４１０と高い値だった。これに対して、実験２－１の試料３～６、及び実験２－２の試料２～６の場合には、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４００未満という低いだった。実験２－１の場合は、添加元素として炭素（Ｃ）を含有した低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、少なくとも３周期（ペア）より多くの下層５２、及び実験２－２の場合は、３周期（ペア）以上の下層５２を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を得ることができるといえる。
表２に示す実験２（実験２－１及び実験２－２）では、多層反射膜５の下層５２の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、ＣＨ４ガスを用いることによって、炭素（Ｃ）を添加元素として下層５２へ導入した。一方、実験２では、多層反射膜５の上層５４の成膜の際にはＫｒガスのみを導入した。下層５２と上層５４における添加元素である炭素（Ｃ）の有無を、ＴＥＭ－ＥＤＸ分析により確認した。その結果、下層５２（低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層された積層膜）には、炭素（Ｃ）を含んでいたが、上層５４には、炭素（Ｃ）を含んでいないことを確認した。また、実験２－１、実験２－２において、成膜の際のＣＨ４ガスの流量が多くなるにしたがって、下層５２に含まれる添加元素の炭素が多く含まれていることを確認した。表２に示すように、実験２－１及び実験２－２では、成膜の際のＣＨ４ガスの流量を、それぞれ０．２４ｓｃｃｍ及び１．２ｓｃｃｍとした。実験２－１及び実験２－２の試料１の場合には、添加元素として炭素（Ｃ）を含有した低屈折率層と高屈折率層の交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜しなかった。そのため、試料１のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４１３と高い値だった。また、実験２－１の試料２も、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４１０と高い値だった。これに対して、実験２－１の試料３～６、及び実験２－２の試料２～６の場合には、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４００未満という低いだった。実験２－１の場合は、添加元素として炭素（Ｃ）を含有した低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、少なくとも３周期（ペア）より多くの下層５２、及び実験２－２の場合は、３周期（ペア）以上の下層５２を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を得ることができるといえる。
実験２－１は、多層反射膜５の下層５２の成膜の際のＣＨ４ガスの流量が、０．２４ｓｃｃｍと、比較的低い値だった。この場合には、多層反射膜５が、低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、４０周期（ペア）中、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）が２０周期（ペア）以下（試料１～５）の場合に、ＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上と良好な値だった。すなわち、実験２－１では、多層反射膜５が良好な反射率を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア）は２０周期（ペア）以下であることが好ましいといえる。以上を考慮すると、実験２－１において、４００未満の低いバックグラウンドレベル及び６７％以上の良好な反射率の多層反射膜５を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は、３周期（ペア）超２０周期（ペア）以下であることが好ましく、１０周期（ペア）以上２０周期（ペア）以下であることがより好ましいといえる。
実験２－２は、多層反射膜５の下層５２の成膜の際のＣＨ４ガスの流量が、０．３５ｓｃｃｍと、比較的高い値だった。この場合には、多層反射膜５が、低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、４０周期（ペア）中、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）が１０周期（ペア）以下（試料１～３）の場合に、ＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上と良好な値だった。実験２－１と比べて、添加元素の炭素の含有率が多い実験２－２の場合には、下層５２による反射率の低下が、さらに大きくなったものと考えられる。実験２－２では、多層反射膜５が良好な反射率を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）が１５周期（ペア）未満（又は１０周期（ペア）以下）であることが好ましいといえる。以上を考慮すると、実験２－２において、４００未満の低いバックグラウンドレベル及び６７％以上の良好な反射率の多層反射膜５を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は、３周期（ペア）以上１５周期（ペア）未満であることが好ましく、３周期（ペア）以上１０周期（ペア）以下であることがより好ましいといえる。
（実験３－１の評価結果）
表３に示す実験３－１では、下層５２の低屈折率層の成膜の際に、添加元素としてホウ素（Ｂ）を含むＭｏ合金ターゲットを用いることによって、ホウ素（Ｂ）を添加元素として下層５２の低屈折率層へ導入した。一方、実験３－１では、多層反射膜５の上層５４の低屈折率層の成膜の際に、Ｍｏターゲットを用いることによって成膜した。下層５２と上層５４における添加元素であるホウ素（Ｂ）の有無を、ＴＥＭ－ＥＤＸ分析により確認した。その結果、下層５２の低屈折率層には、ホウ素（Ｂ）を含んでいたが、下層５２の高屈折率層と上層５４には、ホウ素（Ｂ）を含んでいないことを確認した。なお、実験３－１の試料１の場合には、添加元素としてホウ素（Ｂ）を含有した低屈折率層と、ホウ素を含まない高屈折率層の交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜しなかった。そのため、試料１のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４１３と高い値だった。これに対して、実験３－１の試料２～５の場合には、添加元素としてホウ素（Ｂ）を含有した低屈折率層と、ホウ素（Ｂ）を含有しない高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜したため、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４００未満という低い値だった。したがって、多層反射膜５がホウ素（Ｂ）を添加元素として含む下層５２を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を得ることができるといえる。
表３に示す実験３－１では、下層５２の低屈折率層の成膜の際に、添加元素としてホウ素（Ｂ）を含むＭｏ合金ターゲットを用いることによって、ホウ素（Ｂ）を添加元素として下層５２の低屈折率層へ導入した。一方、実験３－１では、多層反射膜５の上層５４の低屈折率層の成膜の際に、Ｍｏターゲットを用いることによって成膜した。下層５２と上層５４における添加元素であるホウ素（Ｂ）の有無を、ＴＥＭ－ＥＤＸ分析により確認した。その結果、下層５２の低屈折率層には、ホウ素（Ｂ）を含んでいたが、下層５２の高屈折率層と上層５４には、ホウ素（Ｂ）を含んでいないことを確認した。なお、実験３－１の試料１の場合には、添加元素としてホウ素（Ｂ）を含有した低屈折率層と、ホウ素を含まない高屈折率層の交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜しなかった。そのため、試料１のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４１３と高い値だった。これに対して、実験３－１の試料２～５の場合には、添加元素としてホウ素（Ｂ）を含有した低屈折率層と、ホウ素（Ｂ）を含有しない高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜したため、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）が、４００未満という低い値だった。したがって、多層反射膜５がホウ素（Ｂ）を添加元素として含む下層５２を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を得ることができるといえる。
実験３－１の場合には、多層反射膜５が、低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、４０周期（ペア）中、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）が１０周期（ペア）以下（試料１～３）の場合に、ＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上と良好な値だった。すなわち、実験３－１では、多層反射膜５が良好な反射率を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は２０周期（ペア）より少ないこと（２０周期（ペア）未満）が好ましいといえる。以上を考慮すると、実験３において、４００未満の低いバックグラウンドレベル及び６７％以上の良好な反射率の多層反射膜５を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は、３周期（ペア）以上２０周期（ペア）未満であることが好ましく、３周期（ペア）以上１０周期（ペア）以下であることがより好ましいといえる。
（実験４－１の評価結果）
表４に示す実験４－１では、下層５２の低屈折率層の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、Ｎ２ガスを用いることによって、窒素（Ｎ）を添加元素として下層５２の低屈折率層へ導入した。一方、多層反射膜５の下層５２の高屈折率層、及び、上層５４の成膜の際にはＫｒガスのみを導入した。下層５２における添加元素である窒素（Ｎ）の有無を、ＴＥＭ－ＥＤＸ分析により確認した。その結果、下層５２の低屈折率層には、窒素（Ｎ）を含んでいたが、下層５２の高屈折率層、及び上層５４には、窒素（Ｎ）を含んでいないことを確認した。表４に示すように、実験４－１では、下層５２の低屈折率層の成膜の際のＮ２ガスの流量を、０．２５ｓｃｃｍとした。実験４－１の試料１の場合には、添加元素として窒素（Ｎ）を含有した低屈折率層と、窒素（Ｎ）を含有していない高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜しなかった。そのため、試料１のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４１３と高い値だった。また、下層５２が３周期（ペア）である試料２のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４０５と高い値だった。これに対して、実験４－１の試料３～６の場合には、添加元素として窒素（Ｎ）を含有した低屈折率層と、窒素を含有しない高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜したため、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４００未満という低い値だった。したがって、多層反射膜５が窒素（Ｎ）を添加元素として含む低屈折率層を有する下層５２を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を得ることができるといえる。
表４に示す実験４－１では、下層５２の低屈折率層の成膜の際に、Ｋｒガスに加えて、Ｎ２ガスを用いることによって、窒素（Ｎ）を添加元素として下層５２の低屈折率層へ導入した。一方、多層反射膜５の下層５２の高屈折率層、及び、上層５４の成膜の際にはＫｒガスのみを導入した。下層５２における添加元素である窒素（Ｎ）の有無を、ＴＥＭ－ＥＤＸ分析により確認した。その結果、下層５２の低屈折率層には、窒素（Ｎ）を含んでいたが、下層５２の高屈折率層、及び上層５４には、窒素（Ｎ）を含んでいないことを確認した。表４に示すように、実験４－１では、下層５２の低屈折率層の成膜の際のＮ２ガスの流量を、０．２５ｓｃｃｍとした。実験４－１の試料１の場合には、添加元素として窒素（Ｎ）を含有した低屈折率層と、窒素（Ｎ）を含有していない高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜しなかった。そのため、試料１のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４１３と高い値だった。また、下層５２が３周期（ペア）である試料２のバックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４０５と高い値だった。これに対して、実験４－１の試料３～６の場合には、添加元素として窒素（Ｎ）を含有した低屈折率層と、窒素を含有しない高屈折率層を交互に積層した積層膜を備えた下層５２を成膜したため、バックグラウンドレベル（ＢＧＬ）は、４００未満という低い値だった。したがって、多層反射膜５が窒素（Ｎ）を添加元素として含む低屈折率層を有する下層５２を有することにより、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが低い多層反射膜５を得ることができるといえる。
実験４－１の場合には、多層反射膜５が、低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたとき、４０周期（ペア）中、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）が２０周期（ペア）以下（試料１～５）の場合に、ＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上と良好な値だった。すなわち、実験４－１では、多層反射膜５が良好な反射率を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は２０周期以下が好ましいといえる。以上を考慮すると、実験４－１において、４００未満の低いバックグラウンドレベル及び６７％以上の良好な反射率の多層反射膜５を得るためには、下層５２を構成する低屈折率層と高屈折率層を１周期（ペア）としたときの周期数（ペア数）は、３周期（ペア）超２０周期（ペア）以下であることが好ましく、１０周期（ペア）以上２０周期（ペア）以下であることがより好ましいといえる。
（反射型マスクブランク１００）
上記の実験１～４のうち、実験１－１の試料１～４、実験１－２の試料１～３、実験１－３の試料１、実験２-１の試料１～５、実験２-２の試料１～３及び実験３の試料１～３、実験４の試料１～５の多層反射膜付き基板１１０は、露光光である波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上であり、反射率が高い多層反射膜５を有する。ただし、上記の実験１～４の試料のうち、実験１～４の試料１及び実験２－１の試料２、実験４－１の試料２の多層反射膜付き基板１１０は、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが４００以上と高いため、欠陥検査に必要な時間が長かった。また、欠陥検査の際のバックグランドレベルが４００以上と高いために、転写に寄与する実欠陥が含まれないと判定した多層反射膜付き基板１１０に、実欠陥が含まれているリスクがある。そこで、反射率が高く（６７％以上）、バックグラウンドレベルが低い（４００未満）実験１－１の試料２～４、実験１－２の試料２～３、実験２-１の試料３～５、実験２-２の試料２～３、実験３－１の試料２～３、及び実験４－１の試料３～５の多層反射膜付き基板１１０を用いて、反射型マスクブランク１００を製造することができる。以下、実験１～３の所定の試料（実験１－１の試料２～４、実験１－２の試料２～３、実験２-１の試料３～５、実験２-２の試料２～３、実験３－１の試料２～３、及び実験４－１の試料３～５の多層反射膜付き基板１１０）を用いた反射型マスクブランク１００の製造方法について、説明する。
上記の実験１～４のうち、実験１－１の試料１～４、実験１－２の試料１～３、実験１－３の試料１、実験２-１の試料１～５、実験２-２の試料１～３及び実験３の試料１～３、実験４の試料１～５の多層反射膜付き基板１１０は、露光光である波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上であり、反射率が高い多層反射膜５を有する。ただし、上記の実験１～４の試料のうち、実験１～４の試料１及び実験２－１の試料２、実験４－１の試料２の多層反射膜付き基板１１０は、欠陥検査の際のバックグラウンドレベルが４００以上と高いため、欠陥検査に必要な時間が長かった。また、欠陥検査の際のバックグランドレベルが４００以上と高いために、転写に寄与する実欠陥が含まれないと判定した多層反射膜付き基板１１０に、実欠陥が含まれているリスクがある。そこで、反射率が高く（６７％以上）、バックグラウンドレベルが低い（４００未満）実験１－１の試料２～４、実験１－２の試料２～３、実験２-１の試料３～５、実験２-２の試料２～３、実験３－１の試料２～３、及び実験４－１の試料３～５の多層反射膜付き基板１１０を用いて、反射型マスクブランク１００を製造することができる。以下、実験１～３の所定の試料（実験１－１の試料２～４、実験１－２の試料２～３、実験２-１の試料３～５、実験２-２の試料２～３、実験３－１の試料２～３、及び実験４－１の試料３～５の多層反射膜付き基板１１０）を用いた反射型マスクブランク１００の製造方法について、説明する。
（（保護膜６））
上述の多層反射膜付き基板１１０の表面に、保護膜６を形成した。Ａｒガス雰囲気中で、Ｒｕターゲットを使用したＤＣスパッタリング法によりＲｕからなる保護膜６を２．５ｎｍの膜厚で成膜した。
上述の多層反射膜付き基板１１０の表面に、保護膜６を形成した。Ａｒガス雰囲気中で、Ｒｕターゲットを使用したＤＣスパッタリング法によりＲｕからなる保護膜６を２．５ｎｍの膜厚で成膜した。
（（吸収体膜７））
次に、ＤＣスパッタリング法により、吸収体膜７として膜厚６２ｎｍのＴａＢＮ膜を形成した。ＴａＢＮ膜は、ＴａＢ混合焼結をターゲットに用いて、ＡｒガスとＮ２ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリング法で形成した。
次に、ＤＣスパッタリング法により、吸収体膜７として膜厚６２ｎｍのＴａＢＮ膜を形成した。ＴａＢＮ膜は、ＴａＢ混合焼結をターゲットに用いて、ＡｒガスとＮ２ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリング法で形成した。
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。ＴａＢＮ膜の波長１３．５ｎｍにおける屈折率ｎは約０．９４９、消衰係数ｋは約０．０３０であった。
（（裏面導電膜２））
次に、基板１の第２主表面（裏面）にＣｒＮからなる裏面導電膜２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２の形成条件：Ｃｒターゲット、ＡｒとＮ２の混合ガス雰囲気（Ａｒ：９０原子％、Ｎ：１０原子％）、膜厚２０ｎｍ。
次に、基板１の第２主表面（裏面）にＣｒＮからなる裏面導電膜２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２の形成条件：Ｃｒターゲット、ＡｒとＮ２の混合ガス雰囲気（Ａｒ：９０原子％、Ｎ：１０原子％）、膜厚２０ｎｍ。
以上のようにして、反射率が高く、バックグラウンドレベルが低い実験１～３の所定の試料の多層反射膜付き基板１１０を用いて、実験１～３の所定の試料の反射型マスクブランク１００を製造した。
（反射型マスク２００）
次に、上記の、実験１～４の所定の試料の反射型マスクブランク１００を用いて、反射型マスク２００を製造した。図４を参照して反射型マスク２００の製造方法を説明する。
次に、上記の、実験１～４の所定の試料の反射型マスクブランク１００を用いて、反射型マスク２００を製造した。図４を参照して反射型マスク２００の製造方法を説明する。
まず、図４（ｂ）に示されるように、反射型マスクブランク１００の吸収体膜７の上に、レジスト膜８を形成した。そして、このレジスト膜８に回路パターン等の所望のパターンを描画（露光）し、さらに現像、リンスすることによって所定のレジストパターン８ａを形成した（図４（ｃ））。次に、レジストパターン８ａをマスクにして吸収体膜７（ＴａＢＮ膜）を、Ｃｌ２ガスを用いてドライエッチングすることで、吸収体パターン７ａを形成した（図４（ｄ））。Ｒｕからなる保護膜６はＣｌ２ガスに対するドライエッチング耐性が極めて高く、十分なエッチングストッパとなる。その後、レジストパターン８ａをアッシングやレジスト剥離液などで除去した（図４（ｅ））。
以上のようにして、実験１～３の所定の試料の反射型マスク２００を製造した。
（半導体装置の製造）
上記の、反射率が高く、バックグラウンドレベルが低い多層反射膜付き基板１１０を用いて製造した反射型マスク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膜が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行った。そして、この露光済レジスト膜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パターンを形成した。
上記の、反射率が高く、バックグラウンドレベルが低い多層反射膜付き基板１１０を用いて製造した反射型マスク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膜が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行った。そして、この露光済レジスト膜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パターンを形成した。
このレジスト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、導電膜の形成、ドーパントの導入、あるいは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高い歩留まりで製造することができた。
１ 基板
２ 裏面導電膜
５ 多層反射膜
６ 保護膜
７ 吸収体膜
７ａ 吸収体パターン
８ レジスト膜
８ａ レジストパターン
５２ 下層
５４ 上層
１００ 反射型マスクブランク
１１０ 多層反射膜付き基板
２００ 反射型マスク
２ 裏面導電膜
５ 多層反射膜
６ 保護膜
７ 吸収体膜
７ａ 吸収体パターン
８ レジスト膜
８ａ レジストパターン
５２ 下層
５４ 上層
１００ 反射型マスクブランク
１１０ 多層反射膜付き基板
２００ 反射型マスク
Claims (11)
- 基板の上に低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層させた多層膜からなり、露光光を反射するための多層反射膜を備える多層反射膜付き基板であって、
前記多層反射膜が、上層と、前記上層及び前記基板の間に配置される下層とを含み、
前記下層が、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）及び水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの添加元素を含み、
前記上層が、前記添加元素を実質的に含まず、
前記下層の前記低屈折率層の前記添加元素の含有率が、前記下層の前記高屈折率層の前記添加元素の含有率よりも高い
ことを特徴とする多層反射膜付き基板。 - 基板の上に低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層させた多層膜からなり、露光光を反射するための多層反射膜を備える多層反射膜付き基板であって、
前記多層反射膜が、上層と、前記上層及び前記基板の間に配置される下層とを含み、
前記下層が、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）及び水素（Ｈ）から選択される少なくとも１つの添加元素を含み、
前記上層が、前記添加元素を実質的に含まず、
前記下層の前記高屈折率層が、前記添加元素を実質的に含まないことを特徴とする多層反射膜付き基板。 - 前記低屈折率層が、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニオブ（Ｎｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び白金（Ｐｔ）から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の多層反射膜付き基板。
- 前記高屈折率層が、ケイ素（Ｓｉ）を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多層反射膜付き基板。
- 前記多層反射膜の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が６７％以上となるように、前記下層の前記低屈折率層の前記添加元素の含有率、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期としたときの前記多層反射膜の周期、及び前記下層の周期が調整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１項に記載の多層反射膜付き基板。
- 前記多層反射膜の周期が、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期として、３０～６０周期であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多層反射膜付き基板。
- 前記下層の周期が、１対の前記低屈折率層及び前記高屈折率層を１周期として、３～２０周期であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の多層反射膜付き基板。
- 前記多層反射膜の上に保護膜を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の多層反射膜付き基板。
- 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜の上、又は請求項８に記載の多層反射膜付き基板の前記保護膜の上に、吸収体膜を有することを特徴とする反射型マスクブランク。
- 前記多層反射膜の上に、請求項９に記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜をパターニングし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。
- 請求項１０に記載の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィプロセスを行い、被転写体に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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