JP2009210802A - Reflective mask blank for extreme ultraviolet lithography - Google Patents

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Kazuyuki Hayashi
和幸 林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflective mask blank for extreme ultraviolet (EUV) lithography in which the mask has low reflectance in a wavelength range of EUV light and pattern inspection light and has an absorbent layer that is easily controlled to a desired film composition and a film thickness. <P>SOLUTION: The reflective mask blank for EUV lithography has a reflection layer 12 reflecting EUV light and an absorbent layer 14 absorbing EUV light formed in this order on a substrate 11 wherein the absorbent layer contains tantalum (Ta) and hafnium (Hf), and the layer has a rate of an Hf content from 20 to 60 at%, a rate of a Ta content from 40 to 80 at% and a rate of an oxygen content of smaller than 25 at%. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体製造等に使用されるEUV(Extreme Ultra Violet:極端紫外)リソグラフィ用反射型マスクブランク(以下、本明細書において、「EUVマスクブランク」という。)に関する。   The present invention relates to a reflective mask blank (hereinafter referred to as “EUV mask blank”) for EUV (Extreme Ultra Violet) lithography used in semiconductor manufacturing and the like.

従来、半導体産業において、Si基板等に微細なパターンからなる集積回路を形成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視光や紫外光を用いたフォトリソグラフィ法が用いられてきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速している一方で、従来のフォトリソグラフィ法の限界に近づいてきた。フォトリソグラフィ法の場合、パターンの解像限界は露光波長の1/2程度であり、液浸法を用いても露光波長の1/4程度と言われており、ArFレーザ(193nm)の液浸法を用いても45nm程度が限界と予想される。そこで45nm以降の露光技術として、ArFレーザよりさらに短波長のEUV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。本明細書において、EUV光とは、軟X線領域または真空紫外線領域の波長の光線をさし、具体的には波長10〜20nm程度、特に13.5nm±0.3nm程度の光線を指す。   2. Description of the Related Art Conventionally, in the semiconductor industry, a photolithography method using visible light or ultraviolet light has been used as a technique for transferring a fine pattern necessary for forming an integrated circuit having a fine pattern on a Si substrate or the like. However, while miniaturization of semiconductor devices is accelerating, the limits of conventional photolithography methods have been approached. In the case of the photolithography method, the resolution limit of the pattern is about ½ of the exposure wavelength, and it is said that the immersion wavelength is about ¼ of the exposure wavelength, and the immersion of ArF laser (193 nm). Even if the method is used, the limit of about 45 nm is expected. Therefore, EUV lithography, which is an exposure technique using EUV light having a wavelength shorter than that of an ArF laser, is promising as an exposure technique for 45 nm and beyond. In this specification, EUV light refers to light having a wavelength in the soft X-ray region or vacuum ultraviolet region, and specifically refers to light having a wavelength of about 10 to 20 nm, particularly about 13.5 nm ± 0.3 nm.

EUV光は、あらゆる物質に対して吸収されやすく、かつこの波長で物質の屈折率が1に近いため、従来の可視光または紫外光を用いたフォトリソグラフィのような屈折光学系を使用することができない。このため、EUV光リソグラフィでは、反射光学系、すなわち反射型フォトマスクとミラーとが用いられる。   Since EUV light is easily absorbed by any material and the refractive index of the material is close to 1 at this wavelength, a conventional refractive optical system such as photolithography using visible light or ultraviolet light may be used. Can not. For this reason, in the EUV light lithography, a reflective optical system, that is, a reflective photomask and a mirror are used.

マスクブランクは、フォトマスク製造用に用いられるパターニング前の積層体である。
EUVマスクブランクの場合、ガラス等の基板上にEUV光を反射する反射層と、EUV光を吸収する吸収体層とがこの順で形成された構造を有している。反射層としては、高屈折層と低屈折層とを交互に積層することで、EUV光を層表面に照射した際の光線反射率が高められた多層反射膜が通常使用される。吸収体層には、EUV光に対する吸収係数の高い材料、具体的にはたとえば、CrやTaを主成分とする材料が用いられる。
The mask blank is a layered body before patterning used for manufacturing a photomask.
In the case of an EUV mask blank, a reflective layer that reflects EUV light and an absorber layer that absorbs EUV light are formed in this order on a substrate such as glass. As the reflective layer, a multilayer reflective film is generally used in which a high refractive layer and a low refractive layer are alternately laminated to increase the light reflectivity when EUV light is irradiated onto the layer surface. For the absorber layer, a material having a high absorption coefficient for EUV light, specifically, a material mainly composed of Cr or Ta, for example, is used.

特許文献1には、タンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)、タンタルホウ素合金の酸化物(TaBO)、及びタンタルホウ素合金の酸窒化物(TaBNO)が、EUV光に対する吸収係数が高いことに加えて、パターン検査光の波長域(190nm〜260nm)の深紫外光の反射率が低いことから、吸収体層の材料として好ましいとされている。
また、特許文献1,2には、吸収体層表面を平滑性に優れた面にするためには、吸収体層の結晶状態がアモルファスであることが好ましいとされており、TaBN膜、TaBO膜およびTaBNO膜の結晶状態をアモルファスとするためには、これらの膜におけるBの含有率が5〜25at%であることが好ましいとされている。
In Patent Document 1, a tantalum boron alloy nitride (TaBN), a tantalum boron alloy oxide (TaBO), and a tantalum boron alloy oxynitride (TaBNO) have a high absorption coefficient for EUV light. Since the reflectivity of deep ultraviolet light in the wavelength region (190 nm to 260 nm) of pattern inspection light is low, it is considered preferable as a material for the absorber layer.
Further, Patent Documents 1 and 2 indicate that in order to make the surface of the absorber layer excellent in smoothness, the crystalline state of the absorber layer is preferably amorphous, and a TaBN film and a TaBO film. In order to make the crystal state of the TaBNO film amorphous, it is considered that the B content in these films is preferably 5 to 25 at%.

特開2004−6798号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-6798 特開2004−6799号公報JP 2004-6799 A

しかしながら、吸収体層をTaBO膜またはTaBNO膜とした場合、膜のOの含有率が増加すると、該吸収体層の絶縁性が増し、該吸収体層に電子線描画する際にチャージアップが起こるので好ましくない。
なお、EUVL用マスクの製造では、パターン幅約120nm以下の微細なマスクパターンを形成するため、プラズマエッチング、イオンビームエッチング、ガスクラスタイオンビームエッチングのようなドライエッチング法が通常は用いられる。
また、EUVL用マスクの製造時、吸収体層にパターン形成する際には、通常はドライエッチングプロセスが用いられ、エッチングガスとしては、塩素系ガス(あるいは塩素系ガスを含む混合ガス)ないしはフッ素ガス(あるいはフッ素系ガスを含む混合ガス)が通常用いられる。エッチングプロセスにより反射層がダメージを受けるのを防止する目的で、反射層上に保護層としてRuまたはRu化合物を含む膜が形成されている場合、保護層のダメージが少ないことから、エッチングガスとして主に塩素系ガスが使われる。
しかしながら、塩素系ガスを用いてドライエッチングプロセスを実施する場合に、吸収体層が酸素を含有していると、エッチング速度が低下し、レジストダメージが大きくなり好ましくない。
一方、吸収体層をTaBN膜とした場合、電子線描画時にチャージアップが発生するおそれはほとんどない。
However, when the absorber layer is a TaBO film or a TaBNO film, if the O content of the film increases, the insulation of the absorber layer increases, and charge-up occurs when drawing an electron beam on the absorber layer. Therefore, it is not preferable.
In manufacturing an EUVL mask, a dry etching method such as plasma etching, ion beam etching, or gas cluster ion beam etching is usually used to form a fine mask pattern having a pattern width of about 120 nm or less.
In manufacturing an EUVL mask, when forming a pattern on the absorber layer, a dry etching process is usually used. As an etching gas, a chlorine-based gas (or a mixed gas containing a chlorine-based gas) or a fluorine gas is used. (Or a mixed gas containing a fluorine-based gas) is usually used. When a film containing Ru or a Ru compound is formed as a protective layer on the reflective layer for the purpose of preventing the reflective layer from being damaged by the etching process, the protective layer is less damaged, so that it is mainly used as an etching gas. Chlorine-based gas is used.
However, when the dry etching process is performed using a chlorine-based gas, if the absorber layer contains oxygen, the etching rate is lowered and resist damage is increased, which is not preferable.
On the other hand, when the absorber layer is a TaBN film, there is almost no possibility that charge-up occurs during electron beam drawing.

吸収体層をTaBN膜とする場合、欠点が発生しにくい方法であるマグネトロンスパッタリング法などを用いて成膜することが多い。この際、例えば、TaターゲットおよびBターゲットを使用し、窒素雰囲気中でこれらターゲットを同時に放電させることによってTaBN膜を形成することができる。また、TaBの化合物ターゲットを用いて、該化合物ターゲットを窒素雰囲気中で放電させることによってもTaBN膜を形成することができる。   When the absorber layer is a TaBN film, it is often formed using a magnetron sputtering method or the like, which is a method in which defects are not easily generated. At this time, for example, a TaBN film can be formed by using a Ta target and a B target and simultaneously discharging these targets in a nitrogen atmosphere. A TaBN film can also be formed by using a TaB compound target and discharging the compound target in a nitrogen atmosphere.

しかしながら、例えば、TaターゲットおよびBターゲットを用いた手法の場合、Bターゲットは、抵抗値が高くかつ軽元素であるため、Taターゲットと比較して成膜速度が1/10以下であることが多い。そのため、特許文献1に記載されているように、膜の結晶状態をアモルファスにするのに必要なBの含有率(5at%以上)を添加するためには、Taターゲットの成膜速度を低下させる必要があるが、生産効率が著しく低下するため望ましくない。
一方、TaB化合物ターゲットを用いた手法において、例えばBを20at%、Taを80at%含む化合物ターゲットを使用した場合、実際に膜中に添加されるBの最大含有率は6at%程度であり、膜のBの含有率を5at%以上に制御するのは難しい。更に、Nを添加すると、膜のBの含有率は4at%以下になり、膜の結晶状態をアモルファスにすることができない。
この問題を解決するため、TaB化合物ターゲット中のB含有量を更に増やすこと(例えばBを50at%、Taを50at%)によって、膜のBの含有率の増加が期待されるが、TaBターゲット中のBの含有量が増すにつれて、ターゲットの密度が低くなることにより、加工性が悪くなる。さらに、TaBターゲットの抵抗値が大きくなり、放電が不安定になるとともに、成膜速度が遅くなる。放電が不安定になることによって、膜の組成や膜厚にばらつきが生じたり、場合によっては成膜不能となるおそれがある。
However, for example, in the case of a method using a Ta target and a B target, since the B target has a high resistance value and is a light element, the film formation rate is often 1/10 or less compared to the Ta target. . Therefore, as described in Patent Document 1, in order to add the B content (5 at% or more) necessary for making the crystalline state of the film amorphous, the deposition rate of the Ta target is decreased. Although it is necessary, it is not desirable because the production efficiency is significantly reduced.
On the other hand, in the method using the TaB compound target, for example, when a compound target containing 20 at% B and 80 at% Ta is used, the maximum content of B actually added to the film is about 6 at%. It is difficult to control the B content to 5 at% or more. Furthermore, when N is added, the B content of the film becomes 4 at% or less, and the crystalline state of the film cannot be made amorphous.
In order to solve this problem, an increase in the B content in the TaB compound target is expected (for example, B is 50 at%, Ta is 50 at%). As the B content increases, the density of the target decreases, and the workability deteriorates. Further, the resistance value of the TaB target is increased, the discharge becomes unstable, and the deposition rate is decreased. If the discharge becomes unstable, the composition and thickness of the film may vary, and in some cases, the film formation may become impossible.

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、EUVマスクブランクとしての特性に優れ、特にEUV光およびパターン検査光の波長域の反射率が低く、かつ該所望の膜組成および膜厚に制御することが容易な吸収体層を有するEUVマスクブランクを提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention is excellent in properties as an EUV mask blank, particularly has low reflectance in the wavelength region of EUV light and pattern inspection light, and has the desired film composition and film thickness. An object of the present invention is to provide an EUV mask blank having an absorber layer that can be easily controlled.

本願発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、吸収体層をTaおよびHfを含有する膜(TaHf膜)とすることにより、膜の結晶状態がアモルファスになり、光学特性に優れ、かつ膜中の酸素を低減することにより、エッチング特性に優れた、特にエッチングガスとして塩素系ガス(あるいは塩素系ガスを含む混合ガス)を使用した場合のエッチング特性に優れた吸収体層が得られることを見出した。さらに、このTaHf膜を吸収体層とした場合、成膜速度の低下を招かず、かつ安定的に製造できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present application have made the absorber layer a film containing Ta and Hf (TaHf film), so that the crystalline state of the film becomes amorphous and excellent in optical characteristics. In addition, by reducing oxygen in the film, an absorber layer having excellent etching characteristics, particularly when using a chlorine-based gas (or a mixed gas containing a chlorine-based gas) as an etching gas, is obtained. I found out that Furthermore, it has been found that when this TaHf film is used as an absorber layer, it can be stably produced without causing a decrease in film formation rate.

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、基板上に、EUV光を反射する反射層と、EUV光を吸収する吸収体層と、がこの順に形成されたEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記吸収体層が、タンタル(Ta)およびハフニウム(Hf)を含有し、
前記吸収体層における、Hfの含有率が20〜60at%であり、Taの含有率が40〜80at%であり、酸素の含有率が25at%未満であることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク(以下、「本発明のEUVマスクブランク」という。)を提供する。
The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and a reflective type for EUV lithography in which a reflective layer that reflects EUV light and an absorber layer that absorbs EUV light are formed in this order on a substrate. A mask blank,
The absorber layer contains tantalum (Ta) and hafnium (Hf);
A reflective type for EUV lithography, wherein the absorber layer has a Hf content of 20 to 60 at%, a Ta content of 40 to 80 at%, and an oxygen content of less than 25 at%. A mask blank (hereinafter referred to as “EUV mask blank of the present invention”) is provided.

本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層は、窒素(N)の含有率が35at%以下であることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層は、B、SiおよびGeの合計含有率が5at%以下であることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層が、Zrを0.1〜1.0at%含有してもよい。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層の結晶状態が、アモルファスであることが好ましい。
また、本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層表面の表面粗さ(rms)が0.5nm以下であることが好ましい。
また、本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層の膜厚が、50〜200nmであることが好ましい。
In the EUV mask blank of the present invention, the absorber layer preferably has a nitrogen (N) content of 35 at% or less.
In the EUV mask blank of the present invention, the absorber layer preferably has a total content of B, Si and Ge of 5 at% or less.
In the EUV mask blank of the present invention, the absorber layer may contain 0.1 to 1.0 at% of Zr.
In the EUV mask blank of the present invention, it is preferable that the crystalline state of the absorber layer is amorphous.
In the EUV mask blank of the present invention, the surface roughness (rms) of the absorber layer surface is preferably 0.5 nm or less.
In the EUV mask blank of the present invention, the absorber layer preferably has a thickness of 50 to 200 nm.

本発明のEUVマスクブランクは、前記吸収体層上に、マスクパターンの検査に使用する検査光における低反射層が形成されていてもよい。
また、本発明のEUVマスクブランクは、前記反射層と前記吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するための保護層が形成されており、
吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記保護層表面での反射光と、前記低反射層表面での反射光と、のコントラストが、30%以上であることが好ましい。
In the EUV mask blank of the present invention, a low reflection layer for inspection light used for inspection of a mask pattern may be formed on the absorber layer.
Further, in the EUV mask blank of the present invention, a protective layer is formed between the reflective layer and the absorber layer to protect the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer.
The contrast between the reflected light on the surface of the protective layer and the reflected light on the surface of the low reflective layer with respect to the wavelength of the light used for the inspection of the pattern formed on the absorber layer is preferably 30% or more. .

反射層と吸収体層との間に保護層が形成されている場合、前記保護層が、Ru、Ru化合物、SiO2およびCrNのいずれか1つで形成されることが好ましい。 When a protective layer is formed between the reflective layer and the absorber layer, the protective layer is preferably formed of any one of Ru, Ru compound, SiO 2 and CrN.

吸収体層上に低反射層が形成されている場合、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する、前記低反射層表面の反射率が15%以下であることが好ましい。   When the low reflection layer is formed on the absorber layer, the reflectance of the surface of the low reflection layer with respect to the wavelength of light used for inspection of the pattern formed on the absorber layer is 15% or less. preferable.

本発明のEUVマスクブランクは、前記吸収体層が、TaHf化合物ターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成されることが好ましい。
前記吸収体層は、酸素原子を含有するガス(例えば、O2、H2O、CO2等)が実質的に存在しない環境、具体的には、酸素原子を含有するガスの合計分圧が1.0×10-4Pa以下の環境で、TaHf化合物ターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成されることが好ましい。
また、吸収体層中の酸素の含有率を低減させるため、スパッタリングガスとして水素(H2)を含むガスを使用してもよい。水素を含むガスを使用する場合、スパッタリングガスの水素濃度が3%以下であることが好ましい。
また、前記吸収体層は、窒素原子を含有するガス(例えば、N2、NO等)が実質的に存在しない環境、具体的には、窒素原子を含有するガスの合計分圧が1×10-4Pa以下の環境で、TaHf化合物ターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成されることが好ましい。
ここで、前記TaHf化合物ターゲットの組成が、Ta=30〜70at%、Hf=70〜30at%であることが好ましい。
また、前記TaHf化合物ターゲットが、Zrを0.1〜5.0at%含有してもよい。
In the EUV mask blank of the present invention, the absorber layer is preferably formed by performing a sputtering method using a TaHf compound target.
The absorber layer has an environment in which a gas containing oxygen atoms (for example, O 2 , H 2 O, CO 2 etc.) is not substantially present, specifically, the total partial pressure of the gas containing oxygen atoms is It is preferably formed by performing a sputtering method using a TaHf compound target in an environment of 1.0 × 10 −4 Pa or less.
In order to reduce the oxygen content in the absorber layer, a gas containing hydrogen (H 2 ) may be used as the sputtering gas. When a gas containing hydrogen is used, the hydrogen concentration of the sputtering gas is preferably 3% or less.
Further, the absorber layer has an environment in which a gas containing nitrogen atoms (for example, N 2 , NO, etc.) is substantially absent, specifically, the total partial pressure of the gas containing nitrogen atoms is 1 × 10 It is preferably formed by performing a sputtering method using a TaHf compound target in an environment of −4 Pa or less.
Here, the composition of the TaHf compound target is preferably Ta = 30 to 70 at% and Hf = 70 to 30 at%.
The TaHf compound target may contain 0.1 to 5.0 at% of Zr.

本発明のEUVマスクブランクは、吸収体層が電気抵抗率が低いHfを含有するため、吸収体層が電気抵抗率が高く、絶縁性のBを含有する場合のように、吸収体層を成膜する際に成膜速度が低下したり、成膜時に放電が不安定になることがない。この結果、吸収体層を形成する際に膜組成や膜厚にばらつきが生じたり、さらには成膜不能になるといった問題が生じるおそれがない。   In the EUV mask blank of the present invention, since the absorber layer contains Hf having a low electrical resistivity, the absorber layer is formed as in the case where the absorber layer has a high electrical resistivity and contains insulating B. The film formation rate does not decrease during film formation, and the discharge does not become unstable during film formation. As a result, there is no possibility of causing problems such as variations in film composition and film thickness when the absorber layer is formed, and further, film formation becomes impossible.

本発明のEUVマスクブランクは、吸収体層の結晶状態がアモルファスであるため、吸収体表面が平滑性に優れている。この結果、吸収体層に形成されるパターンのエッジラフネスが大きくなることがなく、パターンの寸法精度が悪化することがない。
また、吸収体層が、EUV光の光線反射率、およびパターン検査光の波長域の光線反射率が低い等、EUVマスクブランクとして優れた特性を有している。
また、TaおよびHfを含有する吸収体層は、TaBN膜に比べてエッチング速度が高いことから、エッチング時におけるレジストのダメージを低減する効果が期待される。
また、レジストのダメージ低減により、レジストの薄膜化が期待される。
しかも、本発明のEUVマスクブランクでは、吸収体層の酸素含有率が25at%未満ときわめて低いため、吸収体層が、エッチング特性、特にエッチングガスとして塩素系ガス(あるいは塩素系ガスを含む混合ガス)を使用した場合のエッチング特性に優れている。
In the EUV mask blank of the present invention, since the absorber layer has an amorphous crystal state, the absorber surface has excellent smoothness. As a result, the edge roughness of the pattern formed on the absorber layer does not increase, and the dimensional accuracy of the pattern does not deteriorate.
Further, the absorber layer has excellent characteristics as an EUV mask blank, such as low light reflectance of EUV light and low light reflectance in the wavelength region of pattern inspection light.
Further, since the absorber layer containing Ta and Hf has a higher etching rate than that of the TaBN film, an effect of reducing resist damage during etching is expected.
In addition, a reduction in resist thickness is expected due to a reduction in resist damage.
Moreover, in the EUV mask blank of the present invention, the oxygen content of the absorber layer is very low, less than 25 at%, so that the absorber layer has an etching characteristic, particularly a chlorine-based gas (or a mixed gas containing a chlorine-based gas) as an etching gas. Is excellent in etching characteristics.

さらに、吸収体層の窒素の含有率が35at%以下であると、吸収体層の結晶状態がアモルファスとなりやすい、パターン検査光の波長域の光線反射率を低くできる、エッチング速度を高くできる、および電気抵抗率の増大を抑制できるという点でより優れている。   Furthermore, when the nitrogen content of the absorber layer is 35 at% or less, the crystal state of the absorber layer is likely to be amorphous, the light reflectance in the wavelength region of pattern inspection light can be reduced, the etching rate can be increased, and It is more excellent in that an increase in electrical resistivity can be suppressed.

本発明のEUVマスクブランクにおいて、吸収体層上に低反射層を形成することにより、パターン検査光の波長域の光線反射率をさらに低くおさえることができ、該マスクブランクにパターン形成した後で実施されるパターン検査時のコントラストが良好である。さらに、前記低反射層の結晶構造がアモルファスであるため、吸収体表面が平滑性に優れている。この結果、吸収体層に形成されるパターンのエッジラフネスが大きくなることがなく、パターンの寸法精度が悪化することがない。   In the EUV mask blank of the present invention, by forming a low reflection layer on the absorber layer, the light reflectance in the wavelength region of pattern inspection light can be further reduced, and this is performed after pattern formation on the mask blank. The contrast at the time of pattern inspection is good. Furthermore, since the crystal structure of the low reflection layer is amorphous, the surface of the absorber is excellent in smoothness. As a result, the edge roughness of the pattern formed on the absorber layer does not increase, and the dimensional accuracy of the pattern does not deteriorate.

本発明のEUVマスクブランクにおいて、スパッタリング法によって吸収体層および低反射層を形成する際、特定の組成を有するTaHf化合物ターゲットを用いることにより、放電の不安定化や膜の組成や膜厚のばらつきを回避できる。   In the EUV mask blank of the present invention, when an absorber layer and a low reflection layer are formed by a sputtering method, by using a TaHf compound target having a specific composition, discharge instability and film composition and film thickness variation Can be avoided.

以下、図面を参照して本発明のEUVマスクブランクを説明する。
図1は、本発明のEUVマスクブランクの1実施形態を示す概略断面図である。図1に示すマスクブランク1は、基板11上にEUV光を反射する反射層12と、EUV光を吸収する吸収体層14とがこの順に形成されている。反射層12と吸収体層14との間には、吸収体層14へのパターン形成時に反射層12を保護するための保護層13が形成されている。吸収体層14上には、マスクパターンの検査に使用する検査光における低反射層15が形成されている。但し、本発明のEUVマスクブランク1において、図1に示す構成中、基板11、反射層12および吸収体層14のみが必須であり、保護層13および低反射層15は任意の構成要素である。
以下、マスクブランク1の個々の構成要素について説明する。
Hereinafter, the EUV mask blank of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the EUV mask blank of the present invention. In the mask blank 1 shown in FIG. 1, a reflective layer 12 that reflects EUV light and an absorber layer 14 that absorbs EUV light are formed on a substrate 11 in this order. A protective layer 13 is formed between the reflective layer 12 and the absorber layer 14 to protect the reflective layer 12 when forming a pattern on the absorber layer 14. On the absorber layer 14, a low reflection layer 15 for inspection light used for inspection of a mask pattern is formed. However, in the EUV mask blank 1 of the present invention, only the substrate 11, the reflective layer 12 and the absorber layer 14 are essential in the configuration shown in FIG. 1, and the protective layer 13 and the low reflective layer 15 are optional components. .
Hereinafter, individual components of the mask blank 1 will be described.

基板11は、EUVマスクブランク用の基板としての特性を満たすことが要求される。そのため、基板11は、低熱膨張係数(具体的には、20℃における熱膨張係数が0±0.05×10-7/℃であることが好ましく、特に好ましくは0±0.03×10-7/℃)を有し、平滑性、平坦度、およびマスクブランクまたはパターン形成後のフォトマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましい。基板11としては、具体的には低熱膨張係数を有するガラス、例えばSiO2−TiO2系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を用いることもできる。
基板11は、表面粗さ(rms)0.15nm以下の平滑な表面と100nm以下の平坦度を有していることがパターン形成後のフォトマスクにおいて高反射率および転写精度が得られるために好ましい。
基板11の大きさや厚みなどはマスクの設計値等により適宜決定されるものである。後で示す実施例では外形6インチ(152mm)角で、厚さ0.25インチ(6.3mm)のSiO2−TiO2系ガラスを用いた。
基板11の反射層12が形成される側の表面には欠点が存在しないことが好ましい。しかし、存在している場合であっても、凹状欠点および/または凸状欠点によって位相欠点が生じないように、凹状欠点の深さおよび凸状欠点の高さが2nm以下であり、かつこれら凹状欠点および凸状欠点の半値幅が60nm以下であることが好ましい。
The substrate 11 is required to satisfy the characteristics as a substrate for an EUV mask blank. Therefore, the substrate 11, the low thermal expansion coefficient (specifically, it is preferable that the thermal expansion coefficient at 20 ° C. is 0 ± 0.05 × 10 -7 / ℃ , particularly preferably 0 ± 0.03 × 10 - 7 / ° C.) and excellent in smoothness, flatness, and resistance to a cleaning liquid used for cleaning a mask blank or a photomask after pattern formation. Specifically, the substrate 11 is made of glass having a low thermal expansion coefficient, such as SiO 2 —TiO 2 glass, but is not limited thereto, and is not limited to crystallized glass, quartz glass, silicon, A substrate made of metal or the like can also be used.
The substrate 11 preferably has a smooth surface with a surface roughness (rms) of 0.15 nm or less and a flatness of 100 nm or less in order to obtain high reflectivity and transfer accuracy in a photomask after pattern formation. .
The size, thickness, etc. of the substrate 11 are appropriately determined by the design value of the mask. In the examples described later, SiO 2 —TiO 2 glass having an outer shape of 6 inches (152 mm) square and a thickness of 0.25 inches (6.3 mm) was used.
It is preferable that the surface of the substrate 11 on the side where the reflective layer 12 is formed has no defects. However, even if it exists, the depth of the concave defect and the height of the convex defect are not more than 2 nm so that the phase defect does not occur due to the concave defect and / or the convex defect. It is preferable that the half width of the defect and the convex defect is 60 nm or less.

反射層12は、EUVマスクブランクの反射層として所望の特性を有するものである限り特に限定されない。ここで、反射層12に特に要求される特性は、高EUV光線反射率であることである。具体的には、EUV光の波長領域の光線を入射角6度で反射層12表面に照射した際に、波長13.5nm付近の光線反射率の最大値が60%以上であることが好ましく、65%以上であることがより好ましい。また、反射層12の上に保護層13や低反射層15を設けた場合であっても、波長13.5nm付近の光線反射率の最大値が60%以上であることが好ましく、65%以上であることがより好ましい。   The reflective layer 12 is not particularly limited as long as it has desired characteristics as a reflective layer of an EUV mask blank. Here, the characteristic particularly required for the reflective layer 12 is a high EUV light reflectance. Specifically, when the surface of the reflective layer 12 is irradiated with light in the wavelength region of EUV light at an incident angle of 6 degrees, the maximum value of light reflectance near a wavelength of 13.5 nm is preferably 60% or more, More preferably, it is 65% or more. Even when the protective layer 13 and the low reflective layer 15 are provided on the reflective layer 12, the maximum value of the light reflectance near the wavelength of 13.5 nm is preferably 60% or more, and 65% or more. It is more preferable that

反射層12は、高EUV光線反射率を達成できることから、通常は高屈折層と低屈折率層を交互に複数回積層させた多層反射膜が反射層12として用いられる。反射層12をなす多層反射膜において、高屈折率層には、Moが広く使用され、低屈折率層にはSiが広く使用される。すなわち、Mo/Si多層反射膜が最も一般的である。但し、多層反射膜はこれに限定されず、Ru/Si多層反射膜、Mo/Be多層反射膜、Mo化合物/Si化合物多層反射膜、Si/Mo/Ru多層反射膜、Si/Mo/Ru/Mo多層反射膜、Si/Ru/Mo/Ru多層反射膜も用いることができる。   Since the reflective layer 12 can achieve a high EUV light reflectance, a multilayer reflective film in which a high refractive layer and a low refractive index layer are alternately laminated a plurality of times is usually used as the reflective layer 12. In the multilayer reflective film forming the reflective layer 12, Mo is widely used for the high refractive index layer, and Si is widely used for the low refractive index layer. That is, the Mo / Si multilayer reflective film is the most common. However, the multilayer reflective film is not limited to this, and Ru / Si multilayer reflective film, Mo / Be multilayer reflective film, Mo compound / Si compound multilayer reflective film, Si / Mo / Ru multilayer reflective film, Si / Mo / Ru / A Mo multilayer reflective film and a Si / Ru / Mo / Ru multilayer reflective film can also be used.

反射層12をなす多層反射膜を構成する各層の膜厚および層の繰り返し単位の数は、使用する膜材料および反射層に要求されるEUV光線反射率に応じて適宜選択することができる。Mo/Si反射膜を例にとると、EUV光線反射率の最大値が60%以上の反射層12とするには、多層反射膜は膜厚2.3±0.1nmのMo層と、膜厚4.5±0.1nmのSi層とを繰り返し単位数が30〜60になるように積層させればよい。   The thickness of each layer constituting the multilayer reflective film constituting the reflective layer 12 and the number of repeating units of the layers can be appropriately selected according to the film material used and the EUV light reflectance required for the reflective layer. Taking the Mo / Si reflective film as an example, in order to obtain the reflective layer 12 having a maximum EUV light reflectance of 60% or more, the multilayer reflective film is composed of a Mo layer having a film thickness of 2.3 ± 0.1 nm, A Si layer having a thickness of 4.5 ± 0.1 nm may be laminated so that the number of repeating units is 30 to 60.

なお、反射層12をなす多層反射膜を構成する各層は、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法など、周知の成膜方法を用いて所望の厚さになるように成膜すればよい。例えば、イオンビームスパッタリング法を用いてSi/Mo多層反射膜を形成する場合、ターゲットとしてSiターゲットを用い、スパッタガスとしてArガス(ガス圧1.3×10-2Pa〜2.7×10-2Pa)を使用して、イオン加速電圧300〜1500V、成膜速度0.03〜0.30nm/secで厚さ4.5nmとなるようにSi膜を成膜し、次に、ターゲットとしてMoターゲットを用い、スパッタガスとしてArガス(ガス圧1.3×10-2Pa〜2.7×10-2Pa)を使用して、イオン加速電圧300〜1500V、成膜速度0.03〜0.30nm/secで厚さ2.3nmとなるようにMo膜を成膜することが好ましい。これを1周期として、Si膜およびMo膜を40〜50周期積層させることによりSi/Mo多層反射膜が成膜される。 In addition, what is necessary is just to form each layer which comprises the multilayer reflective film which comprises the reflective layer 12 so that it may become desired thickness using well-known film-forming methods, such as a magnetron sputtering method and an ion beam sputtering method. For example, when an Si / Mo multilayer reflective film is formed by ion beam sputtering, an Si target is used as a target, and Ar gas (gas pressure 1.3 × 10 −2 Pa to 2.7 × 10 is used as a sputtering gas. 2 Pa), an Si film is formed to have a thickness of 4.5 nm at an ion acceleration voltage of 300 to 1500 V and a film formation rate of 0.03 to 0.30 nm / sec. using a target, using an Ar gas (gas pressure 1.3 × 10 -2 Pa~2.7 × 10 -2 Pa), an ion acceleration voltage 300 to 1,500 V, the deposition rate of 0.03 to 0 It is preferable to form the Mo film so that the thickness is 2.3 nm at 30 nm / sec. With this as one period, the Si / Mo multilayer reflective film is formed by laminating the Si film and the Mo film for 40 to 50 periods.

反射層12表面が酸化されるのを防止するため、反射層12をなす多層反射膜の最上層は酸化されにくい材料の層とすることが好ましい。酸化されにくい材料の層は反射層12のキャップ層として機能する。キャップ層として機能する酸化されにくい材料の層の具体例としては、Si層を例示することができる。反射層12をなす多層反射膜がSi/Mo膜である場合、最上層をSi層とすることによって、該最上層をキャップ層として機能させることができる。その場合キャップ層の膜厚は、11±2nmであることが好ましい。   In order to prevent the surface of the reflective layer 12 from being oxidized, it is preferable that the uppermost layer of the multilayer reflective film forming the reflective layer 12 is a layer made of a material that is difficult to be oxidized. The layer of material that is not easily oxidized functions as a cap layer of the reflective layer 12. As a specific example of the layer of a material that hardly functions to be oxidized and functions as a cap layer, a Si layer can be exemplified. When the multilayer reflective film forming the reflective layer 12 is an Si / Mo film, the uppermost layer can be made to function as a cap layer by making the uppermost layer an Si layer. In that case, the thickness of the cap layer is preferably 11 ± 2 nm.

保護層13は、エッチングプロセス、通常はドライエッチングプロセスにより吸収体層14にパターン形成する際に、反射層12がエッチングプロセスによるダメージを受けないよう、反射層12を保護することを目的として設けられる。したがって保護層13の材質としては、吸収体層14のエッチングプロセスによる影響を受けにくい、つまりこのエッチング速度が吸収体層14よりも遅く、しかもこのエッチングプロセスによるダメージを受けにくい物質が選択される。この条件を満たす物質としては、たとえばCr、Al、Ta及びこれらの窒化物、Ru及びRu化合物(RuB、RuSi等)、ならびにSiO2、Si34、Al23やこれらの混合物が例示される。これらの中でも、Ru及びRu化合物(RuB、RuSi等)、CrNおよびSiO2が好ましく、Ru及びRu化合物(RuB、RuSi等)が特に好ましい。
保護層13の厚さは1〜60nmであることが好ましい。
The protective layer 13 is provided for the purpose of protecting the reflective layer 12 so that the reflective layer 12 is not damaged by the etching process when the absorber layer 14 is patterned by an etching process, usually a dry etching process. . Therefore, as the material of the protective layer 13, a material that is not easily affected by the etching process of the absorber layer 14, that is, the etching rate is slower than that of the absorber layer 14 and is not easily damaged by the etching process is selected. Examples of the material satisfying this condition include Cr, Al, Ta and nitrides thereof, Ru and Ru compounds (RuB, RuSi, etc.), and SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 and mixtures thereof. Is done. Among these, Ru and Ru compounds (RuB, RuSi, etc.), CrN and SiO 2 are preferable, and Ru and Ru compounds (RuB, RuSi, etc.) are particularly preferable.
The thickness of the protective layer 13 is preferably 1 to 60 nm.

保護層13は、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法など周知の成膜方法を用いて成膜する。マグネトロンスパッタリング法によりRu膜を成膜する場合、ターゲットとしてRuターゲットを用い、スパッタガスとしてArガス(ガス圧1.0×10-1Pa〜10×10-1Pa)を使用して投入電力30W〜500W、成膜速度5〜50nm/minで厚さ2〜5nmとなるように成膜することが好ましい。 The protective layer 13 is formed using a known film formation method such as magnetron sputtering or ion beam sputtering. When forming the Ru film by a magnetron sputtering method, using a Ru target as the target, charged using Ar gas (gas pressure 1.0 × 10 -1 Pa~10 × 10 -1 Pa) as the sputtering gas power 30W It is preferable to form a film so as to have a thickness of 2 to 5 nm at a thickness of ˜500 W and a film formation rate of 5 to 50 nm / min.

吸収体層14に特に要求される特性は、EUV光線反射率が極めて低いことである。具体的には、EUV光の波長領域の光線を吸収体層14表面に照射した際に、波長13.5nm付近の最大光線反射率が0.5%以下であることが好ましく、0.1%以下であることがより好ましい。
上記の特性を達成するため、EUV光の吸収係数が高い材料で構成されることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランク1の吸収体層14は、タンタル(Ta)およびハフニウム(Hf)を以下に述べる特定の比率で含有することで上記の特性を達成する。
The characteristic particularly required for the absorber layer 14 is that the EUV light reflectance is extremely low. Specifically, when the surface of the absorber layer 14 is irradiated with light in the wavelength region of EUV light, the maximum light reflectance near a wavelength of 13.5 nm is preferably 0.5% or less, 0.1% The following is more preferable.
In order to achieve the above characteristics, it is preferable that the material is made of a material having a high EUV light absorption coefficient.
The absorber layer 14 of the EUV mask blank 1 of the present invention achieves the above characteristics by containing tantalum (Ta) and hafnium (Hf) in a specific ratio described below.

吸収体層14のHfの含有率が20〜60at%である。吸収体層14のHfの含有率が20at%未満だと、吸収体層14の結晶状態がアモルファスとなりにくい。吸収体層14のHfの含有率が60at%超だと、吸収体層のエッチング特性が悪化し、要求されるエッチング選択比を満足することが困難となる。
本発明のEUVマスクブランクは、吸収体層14のHf含有率が上記範囲であることにより、吸収体層の結晶状態がアモルファスとなりやすく、吸収体表面が平滑性に優れている。また、吸収体層14が、EUV光の光線反射率、およびパターン検査光の波長域の光線反射率が低い等、EUVマスクブランクとして優れた特性を有している。
吸収体層14のHfの含有率は、30〜50at%であることがより好ましく、30〜45at%であることがさらに好ましい。
The Hf content of the absorber layer 14 is 20 to 60 at%. When the Hf content of the absorber layer 14 is less than 20 at%, the crystal state of the absorber layer 14 is unlikely to be amorphous. If the Hf content of the absorber layer 14 is more than 60 at%, the etching characteristics of the absorber layer are deteriorated and it is difficult to satisfy the required etching selectivity.
In the EUV mask blank of the present invention, when the Hf content of the absorber layer 14 is in the above range, the crystalline state of the absorber layer tends to be amorphous, and the surface of the absorber is excellent in smoothness. Further, the absorber layer 14 has excellent characteristics as an EUV mask blank, such as a low light reflectance of EUV light and a low light reflectance in the wavelength region of pattern inspection light.
As for the content rate of Hf of the absorber layer 14, it is more preferable that it is 30-50 at%, and it is further more preferable that it is 30-45 at%.

なお、特許文献1には、極端紫外領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした二層構造の吸収体において、上層および下層に含まれる金属元素の一例としてHfが挙げられているが、TaおよびHfを含有する構成は全く記載されていない。また、特許文献1では、吸収体層をTaBN膜、TaBO膜およびTaBNO膜とした場合、結晶状態がアモルファスとなると記載されているが、Hfを含む構成とした場合に結晶状態がアモルファスになるとは一切記載されていない。
なお、BやSiなどの元素を混合することで、金属結晶をアモルファス化できることは広く知られており、特許文献1ではそれを使用して吸収体層をアモルファス化することで表面を平滑化している。しかし、TaとHfという2つの金属元素を同時に含有する膜がアモルファス化することは知られておらず、特許文献1においても、TaおよびHfは吸収体層に含有可能な数多くの金属元素の一例として挙げられているにすぎない。
Patent Document 1 discloses a low-reflection layer composed of an absorber of inspection light used for mask pattern inspection, with an absorber layer formed of an absorber of exposure light in a short wavelength region including the extreme ultraviolet region as a lower layer. In an absorber having a two-layer structure in which H is an upper layer, Hf is mentioned as an example of a metal element contained in the upper layer and the lower layer, but a structure containing Ta and Hf is not described at all. In Patent Document 1, it is described that when the absorber layer is a TaBN film, a TaBO film, and a TaBNO film, the crystal state is amorphous. However, when the structure includes Hf, the crystal state is amorphous. It is not described at all.
In addition, it is widely known that a metal crystal can be made amorphous by mixing elements such as B and Si, and in Patent Document 1, the absorber layer is made amorphous by using it to smooth the surface. Yes. However, it is not known that a film containing two metal elements of Ta and Hf at the same time becomes amorphous. Even in Patent Document 1, Ta and Hf are examples of many metal elements that can be contained in the absorber layer. It is only mentioned as.

本発明によれば、BやSiなど、従来金属結晶のアモルファス化に寄与することが公知の元素を用いることなしに、吸収体層の結晶状態をアモルファス化できる。なお、従来金属結晶のアモルファス化に寄与することが公知の元素としては、B、Si以外にGeが挙げられる。これらの元素は、金属結晶のアモルファス化に寄与するものであるが、吸収体層に含有させた場合に不可避な問題点も生じる。例えば、Bを含有させた場合、成膜に使用するターゲットの抵抗値が大きくなるため、放電が不安定になるとともに、成膜速度が遅くなる。放電が不安定になることによって、膜の組成や膜厚にばらつきが生じたり、場合によっては成膜不能となる等の問題が生じる。また、Siを含有させた場合、SiのEUV吸収係数が小さいため、吸収体層のEUV光の吸収特性を低下させるという等の問題が生じる。
したがって、吸収体層14は、これら元素を実質的に含有しないことが好ましく、これらの元素の合計含有率が5at%以下であることが好ましい。これらの元素の合計含有率は4at%以下であることがより好ましく、3at%以下であることがさらに好ましい。
According to the present invention, the crystalline state of the absorber layer can be amorphized without using elements known to contribute to amorphization of conventional metal crystals such as B and Si. In addition to B and Si, Ge can be cited as an element known to contribute to the amorphization of metal crystals. These elements contribute to the amorphization of the metal crystal, but unavoidable problems arise when contained in the absorber layer. For example, when B is contained, since the resistance value of the target used for film formation becomes large, the discharge becomes unstable and the film formation speed becomes slow. The unstable discharge causes problems such as variations in the film composition and film thickness, and in some cases, the film formation becomes impossible. In addition, when Si is contained, since the EUV absorption coefficient of Si is small, problems such as a decrease in EUV light absorption characteristics of the absorber layer occur.
Therefore, the absorber layer 14 preferably does not substantially contain these elements, and the total content of these elements is preferably 5 at% or less. The total content of these elements is more preferably 4 at% or less, and further preferably 3 at% or less.

吸収体層14において、Hfを除いた残部はTaであることが好ましい。したがって、吸収体層14におけるTaの含有率は、40〜80at%であることが好ましい。吸収体層14におけるTaの含有率は50〜70at%であることがより好ましく、55〜70at%であることがさらに好ましい。   In the absorber layer 14, the remainder excluding Hf is preferably Ta. Therefore, the Ta content in the absorber layer 14 is preferably 40 to 80 at%. The content of Ta in the absorber layer 14 is more preferably 50 to 70 at%, and further preferably 55 to 70 at%.

なお、吸収体層14は、必要に応じてTaおよびHf以外の元素を含んでいてもよい。この場合、吸収体層14に含める元素は、EUV光線の吸収特性等のマスクブランクとしての適性を満たす必要がある。
ただし、吸収体層14中には、酸素(O)を含まないことが好ましい。具体的には、吸収体層14中の酸素の含有率が25at%未満である。吸収体層14にパターン形成する際には、通常はドライエッチングプロセスが用いられ、エッチングガスとしては、塩素系ガス(あるいは塩素系ガスを含む混合ガス)ないしはフッ素ガス(あるいはフッ素系ガスを含む混合ガス)が通常に用いられる。エッチングプロセスにより反射層がダメージを受けるのを防止する目的で、反射層上に保護層としてRuまたはRu化合物を含む膜が形成されている場合、保護層のダメージが少ないことから、エッチングガスとして主に塩素系ガスが使われる。しかしながら、塩素系ガスを用いてドライエッチングプロセスを実施する場合に、吸収体層14が酸素を含有していると、エッチング速度が低下し、レジストダメージが大きくなり好ましくない。吸収体層14中の酸素の含有率は、15at%以下であることが好ましく、特に10at%以下であることがより好ましく、5at%以下であることがさらに好ましい。
ただし、吸収体層14中には、窒素(N)を含まないことが好ましい。具体的には、吸収体層14中の窒素の含有率が35at%以下であることが、吸収体層14の結晶状態がアモルファスとなりやすい、パターン検査光の波長域の光線反射率を低くできる、エッチング速度を高くできる、および電気抵抗率の増大を抑制できるという点でより好ましい。吸収体層14中の窒素の含有率が、10at%以下であることがより好ましく、5at%以下であることがさらに好ましく、1at%以下であることがさらに好ましく、0.5at%以下であることがさらに好ましく、0.05at%以下であることが特に好ましい。
The absorber layer 14 may contain elements other than Ta and Hf as necessary. In this case, the element to be included in the absorber layer 14 needs to satisfy suitability as a mask blank such as EUV light absorption characteristics.
However, it is preferable that the absorber layer 14 does not contain oxygen (O). Specifically, the oxygen content in the absorber layer 14 is less than 25 at%. When pattern formation is performed on the absorber layer 14, a dry etching process is usually used. As an etching gas, a chlorine-based gas (or a mixed gas including a chlorine-based gas) or a fluorine gas (or a mixed gas including a fluorine-based gas) is used. Gas) is usually used. When a film containing Ru or a Ru compound is formed as a protective layer on the reflective layer for the purpose of preventing the reflective layer from being damaged by the etching process, the protective layer is less damaged, so that it is mainly used as an etching gas. Chlorine-based gas is used. However, when the dry etching process is performed using a chlorine-based gas, if the absorber layer 14 contains oxygen, the etching rate is lowered, and resist damage is increased, which is not preferable. The oxygen content in the absorber layer 14 is preferably 15 at% or less, more preferably 10 at% or less, and even more preferably 5 at% or less.
However, the absorber layer 14 preferably does not contain nitrogen (N). Specifically, when the nitrogen content in the absorber layer 14 is 35 at% or less, the crystal state of the absorber layer 14 is likely to be amorphous, and the light reflectance in the wavelength region of pattern inspection light can be lowered. It is more preferable in that the etching rate can be increased and the increase in electrical resistivity can be suppressed. The nitrogen content in the absorber layer 14 is more preferably 10 at% or less, further preferably 5 at% or less, further preferably 1 at% or less, and 0.5 at% or less. Is more preferable, and 0.05 at% or less is particularly preferable.

TaおよびHfの合計含有率は、45〜80at%であることがより好ましく、45〜75at%であることがさらに好ましい。また、TaとHfの組成比は、7:3〜4:6であることがより好ましく、6.5:3.5〜4.5:5.5であることがさらに好ましく、6:4〜5:5であることがさらに好ましい。   The total content of Ta and Hf is more preferably 45 to 80 at%, and further preferably 45 to 75 at%. Moreover, the composition ratio of Ta and Hf is more preferably 7: 3 to 4: 6, further preferably 6.5: 3.5 to 4.5: 5.5, and 6: 4 to More preferably, it is 5: 5.

吸収体層14は、成膜時に使用するターゲットからのZrを0.1〜1.0at%含有してもよい。   The absorber layer 14 may contain 0.1 to 1.0 at% of Zr from the target used during film formation.

吸収体層14は、上記の構成であることにより、その結晶状態はアモルファスであることが好ましい。本明細書において、「結晶状態がアモルファスである」と言った場合、全く結晶構造を持たないアモルファス構造となっているもの以外に、微結晶構造のものを含む。吸収体層14が、アモルファス構造の膜または微結晶構造の膜であれば、吸収体層14の表面が平滑性に優れている。
本発明のEUVマスクブランク1では、吸収体層14がアモルファス構造の膜または微結晶構造の膜であることにより、吸収体層14表面の表面粗さ(rms)が0.5nm以下であることが好ましい。ここで、吸収体層14表面の表面粗さは原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)を用いて測定することができる。吸収体層14表面の表面粗さが大きいと、吸収体層14に形成されるパターン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。パターンが微細になるに従いエッジラフネスの影響が顕著になるため、吸収体層14表面は平滑であることが要求される。
吸収体層14表面の表面粗さ(rms)が0.5nm以下であれば、吸収体層14表面が十分平滑であるため、エッジラフネスの影響によってパターンの寸法精度が悪化するおそれがない。吸収体層14表面の表面粗さ(rms)は0.4nm以下であることがより好ましく、0.3nm以下であることがさらに好ましい。
Since the absorber layer 14 has the above-described configuration, the crystalline state thereof is preferably amorphous. In this specification, the phrase “crystalline state is amorphous” includes a microcrystalline structure other than an amorphous structure having no crystal structure. If the absorber layer 14 is a film having an amorphous structure or a film having a microcrystalline structure, the surface of the absorber layer 14 is excellent in smoothness.
In the EUV mask blank 1 of the present invention, the surface roughness (rms) of the surface of the absorber layer 14 is 0.5 nm or less because the absorber layer 14 is an amorphous structure film or a microcrystalline structure film. preferable. Here, the surface roughness of the surface of the absorber layer 14 can be measured using an atomic force microscope (Atomic Force Microscope). If the surface roughness of the surface of the absorber layer 14 is large, the edge roughness of the pattern formed on the absorber layer 14 increases, and the dimensional accuracy of the pattern deteriorates. Since the influence of edge roughness becomes more prominent as the pattern becomes finer, the surface of the absorber layer 14 is required to be smooth.
If the surface roughness (rms) of the surface of the absorber layer 14 is 0.5 nm or less, the surface of the absorber layer 14 is sufficiently smooth, and there is no possibility that the dimensional accuracy of the pattern is deteriorated due to the influence of edge roughness. The surface roughness (rms) of the surface of the absorber layer 14 is more preferably 0.4 nm or less, and further preferably 0.3 nm or less.

なお、吸収体層14の結晶状態がアモルファスであること、すなわち、アモルファス構造であること、または微結晶構造であることは、X線回折(XRD)法によって確認することができる。吸収体層14の結晶状態がアモルファス構造であるか、または微結晶構造であれば、XRD測定により得られる回折ピークにシャープなピークが見られない。   In addition, it can be confirmed by the X-ray diffraction (XRD) method that the crystalline state of the absorber layer 14 is amorphous, that is, an amorphous structure or a microcrystalline structure. If the crystalline state of the absorber layer 14 is an amorphous structure or a microcrystalline structure, a sharp peak is not observed in a diffraction peak obtained by XRD measurement.

吸収体層14は、上記の構成であることにより、エッチングガスとして塩素系ガス(あるいは塩素系ガスを含む混合ガス)を用いた通常のドライエッチングにおいてエッチング速度が速く、保護層13とのエッチング選択比は10以上を示す。本明細書において、エッチング選択比は、下記式を用いて計算できる。
エッチング選択比
=(吸収体層14のエッチング速度)/(保護層13のエッチング速度)
エッチング選択比は、10以上が好ましく、11以上であることがさらに好ましく、12以上であることがさらに好ましい。
Since the absorber layer 14 has the above-described configuration, the etching speed is high in normal dry etching using a chlorine-based gas (or a mixed gas containing a chlorine-based gas) as an etching gas, and etching selection with the protective layer 13 is performed. The ratio is 10 or more. In this specification, the etching selectivity can be calculated using the following equation.
Etching selectivity = (etching rate of absorber layer 14) / (etching rate of protective layer 13)
The etching selection ratio is preferably 10 or more, more preferably 11 or more, and further preferably 12 or more.

吸収体層14は、上記の構成であることにより、電気抵抗率が低いため、電子線描画する際にチャージアップの問題が生じない。吸収体層14の電気抵抗率は、0.1Ω・cm以下であることが好ましく、0.01Ω・cm以下であることがさらに好ましく、0.001Ω・cm以下であることがさらに好ましい。   Since the absorber layer 14 has the above-described configuration and has a low electrical resistivity, the problem of charge-up does not occur when drawing an electron beam. The electrical resistivity of the absorber layer 14 is preferably 0.1 Ω · cm or less, more preferably 0.01 Ω · cm or less, and further preferably 0.001 Ω · cm or less.

吸収体層14の厚さは、50〜200nmであることが好ましい。   The thickness of the absorber layer 14 is preferably 50 to 200 nm.

上記した構成の吸収体層14は、TaHf化合物ターゲットを用いたスパッタリング法、例えば、マグネトロンスパッタリング法またはイオンビームスパッタリング法を実施することにより形成することができる。
ここで、酸素原子を含有するガス(例えば、O2、H2O、CO2等)が実質的に存在しない環境、具体的には、酸素原子を含有するガスの合計分圧が1.0×10-4Pa以下の環境でスパッタリング法を実施することが好ましい。
また、窒素原子を含有するガス(例えば、N2、NO等)が実質的に存在しない環境、具体的には、窒素原子を含有するガスの合計分圧が1×10-4Pa以下の環境でスパッタリング法を実施することが好ましい。
これらを達成する環境として、例えば、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のような不活性ガス雰囲気中でTaHf化合物ターゲットを放電することにより吸収体層14を形成することが好ましい。
また、吸収体層中の酸素の含有率を低減させるため、スパッタリングガスとして水素(H2)を含むガスを使用してもよい。水素を含むガスを使用する場合、スパッタリングガスの水素濃度が3%以下であることが好ましい。
TaHf化合物ターゲットは、その組成がTa=30〜70at%、Hf=70〜30at%であることが、所望の組成の吸収体層を得ることができ、かつ膜の組成や膜厚のばらつきを回避できる点で好ましい。TaHf化合物ターゲットは、Zrを0.1〜5.0at%含有してもよい。
なお、電気抵抗率が低いHfを含有するTaHf化合物ターゲットを使用するため、電気抵抗率が高く絶縁性のBを含有するTaB化合物ターゲットを使用した場合と違い、成膜が非常に安定しており、膜組成や膜厚の制御を容易に行うことが可能である。
The absorber layer 14 having the above-described configuration can be formed by performing a sputtering method using a TaHf compound target, for example, a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
Here, the environment in which a gas containing oxygen atoms (for example, O 2 , H 2 O, CO 2, etc.) is substantially absent, specifically, the total partial pressure of the gas containing oxygen atoms is 1.0. The sputtering method is preferably performed in an environment of × 10 −4 Pa or less.
In addition, an environment in which a gas containing nitrogen atoms (for example, N 2 , NO, etc.) is not substantially present, specifically, an environment in which the total partial pressure of the gas containing nitrogen atoms is 1 × 10 −4 Pa or less. It is preferable to carry out the sputtering method.
As an environment for achieving these, for example, the absorber layer 14 is formed by discharging a TaHf compound target in an inert gas atmosphere such as helium (He), argon (Ar), krypton (Kr), or xenon (Xe). It is preferable to form.
In order to reduce the oxygen content in the absorber layer, a gas containing hydrogen (H 2 ) may be used as the sputtering gas. When a gas containing hydrogen is used, the hydrogen concentration of the sputtering gas is preferably 3% or less.
The TaHf compound target has a composition of Ta = 30 to 70 at% and Hf = 70 to 30 at%, so that an absorber layer having a desired composition can be obtained, and variations in film composition and film thickness are avoided. It is preferable in that it can be performed. The TaHf compound target may contain 0.1 to 5.0 at% of Zr.
Since TaHf compound target containing Hf with low electrical resistivity is used, the film formation is very stable, unlike the case of using TaB compound target containing high electrical resistivity and insulating B. The film composition and film thickness can be easily controlled.

上記した方法で吸収体層14を形成するには、具体的には以下の成膜条件で実施すればよい。
スパッタガス:Arガス(ガス圧1.0×10-1Pa〜50×10-1Pa、好ましくは1.0×10-1Pa〜40×10-1Pa、より好ましくは1.0×10-1Pa〜30×10-1Pa)
成膜前真空度:1×10-4Pa以下、好ましくは1×10-5Pa以下、より好ましくは10-6Pa以下
投入電力:30〜1000W、好ましくは50〜750W、より好ましくは80〜500W
成膜速度:2.0〜60nm/min、好ましくは3.5〜45nm/min、より好ましくは5〜30nm/min
In order to form the absorber layer 14 by the method described above, specifically, the following film forming conditions may be used.
Sputtering gas: Ar gas (gas pressure 1.0 × 10 -1 Pa~50 × 10 -1 Pa, preferably 1.0 × 10 -1 Pa~40 × 10 -1 Pa, more preferably 1.0 × 10 -1 Pa to 30 x 10 -1 Pa)
Vacuum degree before film formation: 1 × 10 −4 Pa or less, preferably 1 × 10 −5 Pa or less, more preferably 10 −6 Pa or less Input power: 30 to 1000 W, preferably 50 to 750 W, more preferably 80 to 500W
Deposition rate: 2.0-60 nm / min, preferably 3.5-45 nm / min, more preferably 5-30 nm / min

図1に示すように、本発明のEUVマスクブランク1において、吸収体層14上には低反射層15が形成されていてもよい。低反射層15を形成する場合、該低反射層15はマスクパターンの検査に使用する検査光において、低反射となるような膜で構成される。EUVマスクを作製する際、吸収体層にパターンを形成した後、このパターンが設計通りに形成されているかどうか検査する。このマスクパターンの検査では、検査光として通常257nm程度の光を使用した検査機が使用される。つまり、この257nm程度の光の反射率の差、具体的には、吸収体層14がパターン形成により除去されて露出した面と、パターン形成により除去されずに残った吸収体層14表面と、の反射率の差によって検査される。ここで、前者は反射層12表面または保護層13表面であり、通常は保護層13表面である。したがって、検査光の波長に対する保護層13表面と吸収体層14表面との反射率の差が小さいと検査時のコントラストが悪くなり、正確な検査が出来ないことになる。   As shown in FIG. 1, in the EUV mask blank 1 of the present invention, a low reflection layer 15 may be formed on the absorber layer 14. When the low reflection layer 15 is formed, the low reflection layer 15 is formed of a film that exhibits low reflection in the inspection light used for inspection of the mask pattern. When producing an EUV mask, after forming a pattern in an absorber layer, it is inspected whether this pattern is formed as designed. In this mask pattern inspection, an inspection machine that normally uses light of about 257 nm as inspection light is used. That is, the difference in reflectance of light of about 257 nm, specifically, the surface where the absorber layer 14 is removed by pattern formation and the surface of the absorber layer 14 that remains without being removed by pattern formation, It is inspected by the difference in reflectance. Here, the former is the surface of the reflective layer 12 or the surface of the protective layer 13, and is usually the surface of the protective layer 13. Therefore, if the difference in reflectance between the surface of the protective layer 13 and the surface of the absorber layer 14 with respect to the wavelength of the inspection light is small, the contrast at the time of inspection deteriorates and accurate inspection cannot be performed.

上記した構成の吸収体層14は、EUV光線反射率が極めて低く、EUVマスクブランク1の吸収体層として優れた特性を有しているが、検査光の波長について見た場合、光線反射率が必ずしも十分低いとは言えない。この結果、検査光の波長での吸収体層14表面の反射率と保護層13表面の反射率との差が小さくなり、検査時のコントラストが十分得られない可能性がある。検査時のコントラストが十分得られないと、マスク検査においてパターンの欠陥を十分判別できず、正確な欠陥検査を行えないことになる。   The absorber layer 14 having the above-described configuration has extremely low EUV light reflectance, and has excellent characteristics as the absorber layer of the EUV mask blank 1, but when viewed with respect to the wavelength of inspection light, the light reflectance is low. It is not necessarily low enough. As a result, the difference between the reflectance of the surface of the absorber layer 14 and the reflectance of the surface of the protective layer 13 at the wavelength of the inspection light becomes small, and there is a possibility that sufficient contrast during inspection cannot be obtained. If sufficient contrast at the time of inspection is not obtained, pattern defects cannot be sufficiently determined in mask inspection, and accurate defect inspection cannot be performed.

本発明のEUVマスクブランク1では、吸収体層14上に検査光における低反射層15を形成することにより、検査時のコントラストが良好となる、別の言い方をすると、検査光の波長での光線反射率が極めて低くなる。具体的には、検査光の波長領域の光線を低反射層15表面に照射した際に、該検査光の波長の最大光線反射率が15%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。
低反射層15における検査光の波長の光線反射率が15%以下であれば、該検査時のコントラストが良好である。具体的には、保護層13表面における検査光の波長の反射光と、低反射層15表面における検査光の波長の反射光と、のコントラストが、30%以上となる。
In the EUV mask blank 1 of the present invention, the low reflection layer 15 for the inspection light is formed on the absorber layer 14 so that the contrast at the time of inspection is good. In other words, the light beam at the wavelength of the inspection light. The reflectivity is extremely low. Specifically, when the surface of the low reflection layer 15 is irradiated with light in the wavelength region of inspection light, the maximum light reflectance of the wavelength of the inspection light is preferably 15% or less, and preferably 10% or less. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 5% or less.
If the light reflectance at the wavelength of the inspection light in the low reflection layer 15 is 15% or less, the contrast at the time of the inspection is good. Specifically, the contrast between the reflected light having the wavelength of the inspection light on the surface of the protective layer 13 and the reflected light having the wavelength of the inspection light on the surface of the low reflective layer 15 is 30% or more.

本明細書において、コントラストは下記式を用いて求めることができる。
コントラスト(%)=((R2−R1)/(R2+R1))×100
ここで、検査光の波長におけるR2は保護層13表面での反射率であり、R1は低反射層15表面での反射率である。なお、上記R1およびR2は、図2に示すように、図1に示すEUVマスクブランク1の吸収体層14(および低反射層15)にパターンを形成した状態で測定する。上記R2は、図2中、パターン形成によって吸収体層14および低反射層15が除去され、外部に露出した反射層12表面または保護層13表面で測定した値であり、R1はパターン形成によって除去されずに残った低反射層15表面で測定した値である。
本発明において、上記式で表されるコントラストが45%以上であることがより好ましく、60%以上であることがさらに好ましく、80%以上であることが特に好ましい。
In this specification, the contrast can be obtained using the following equation.
Contrast (%) = ((R 2 −R 1 ) / (R 2 + R 1 )) × 100
Here, R 2 at the wavelength of the inspection light is the reflectance at the surface of the protective layer 13, and R 1 is the reflectance at the surface of the low reflective layer 15. The above R 1 and R 2 are, as shown in FIG. 2, it is measured in a state of forming a pattern on the absorber layer 14 of the EUV mask blank 1 (and the low reflective layer 15) shown in FIG. The R 2 is a value measured on the surface of the reflective layer 12 or the protective layer 13 exposed to the outside after the absorber layer 14 and the low reflective layer 15 are removed by pattern formation in FIG. 2, and R 1 is the pattern formation. This is a value measured on the surface of the low reflective layer 15 remaining without being removed by.
In the present invention, the contrast represented by the above formula is more preferably 45% or more, further preferably 60% or more, and particularly preferably 80% or more.

なお、本発明のEUVマスクブランク1において、吸収体層14上に低反射層15を形成することが好ましいのは、パターンの検査光の波長とEUV光の波長とが異なるからである。したがって、パターンの検査光としてEUV光(13.5nm付近)を使用する場合、吸収体層14上に低反射層15層を形成する必要はないと考えられる。検査光の波長は、パターン寸法が小さくなるに伴い短波長側にシフトする傾向があり、将来的には193nm、さらには13.5nmにシフトすることも考えられる。検査光の波長が13.5nmである場合、吸収体層14上に低反射層15を形成する必要はないと考えられる。   In the EUV mask blank 1 of the present invention, it is preferable to form the low reflection layer 15 on the absorber layer 14 because the wavelength of the pattern inspection light and the wavelength of the EUV light are different. Therefore, when EUV light (around 13.5 nm) is used as the pattern inspection light, it is considered unnecessary to form the low reflection layer 15 on the absorber layer 14. The wavelength of the inspection light tends to shift to the short wavelength side as the pattern size becomes smaller, and it is conceivable that it will shift to 193 nm and further to 13.5 nm in the future. When the wavelength of the inspection light is 13.5 nm, it is considered unnecessary to form the low reflection layer 15 on the absorber layer 14.

本発明のEUVマスクブランク1は、反射層12、保護層13、吸収体層14および低反射層15以外に、EUVマスクブランクの分野において公知の機能膜を有していてもよい。このような機能膜の具体例としては、例えば、特表2003−501823号公報に記載されているものように、基板の静電チャッキングを促すために、基板の裏面側に施される高誘電性コーティングが挙げられる。ここで、基板の裏面とは、図1の基板11において、反射層12が形成されている側とは反対側の面を指す。このような目的で基板の裏面に施す高誘電性コーティングは、シート抵抗が100Ω/□以下となるように、構成材料の電気伝導率と厚さを選択する。高誘電性コーティングの構成材料としては、公知の文献に記載されているものから広く選択することができる。例えば、特表2003−501823号公報に記載の高誘電率のコーティング、具体的には、シリコン、TiN、モリブデン、クロム、TaSiからなるコーティングを適用することができる。高誘電性コーティングの厚さは、例えば10〜1000nmとすることができる。
高誘電性コーティングは、公知の成膜方法、例えば、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法といったスパッタリング法、CVD法、真空蒸着法、電解メッキ法を用いて形成することができる。
The EUV mask blank 1 of the present invention may have a functional film known in the field of EUV mask blanks in addition to the reflective layer 12, the protective layer 13, the absorber layer 14, and the low reflective layer 15. As a specific example of such a functional film, for example, as described in JP-A-2003-501823, a high dielectric applied to the back side of the substrate in order to promote electrostatic chucking of the substrate. A functional coating. Here, the back surface of the substrate refers to the surface of the substrate 11 in FIG. 1 opposite to the side on which the reflective layer 12 is formed. For the high dielectric coating applied to the back surface of the substrate for such a purpose, the electrical conductivity and thickness of the constituent material are selected so that the sheet resistance is 100Ω / □ or less. The constituent material of the high dielectric coating can be widely selected from those described in known literature. For example, a high dielectric constant coating described in JP-A-2003-501823, specifically, a coating made of silicon, TiN, molybdenum, chromium, or TaSi can be applied. The thickness of the high dielectric coating can be, for example, 10 to 1000 nm.
The high dielectric coating can be formed using a known film forming method, for example, a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method, a CVD method, a vacuum evaporation method, or an electrolytic plating method.

実施例1
本実施例では、吸収体層のエッチング特性を調べるために、Siチップ上に以下の条件でTaHf膜を成膜した。また、比較のためにSiチップ上にRu膜も成膜した。いずれもマグネトロンスパッタ法を用いた。
吸収体層14(TaHf膜)の成膜条件
ターゲット:TaHf化合物ターゲット(組成比:Ta55at%、Hf45at%)
スパッタガス:Arガス
投入電力:400W
成膜速度:1.00nm/sec
膜厚:60nm
成膜前真空度:4×10-6Pa
Ru膜の成膜条件
ターゲット:Ruターゲット
スパッタガス:Arガス(ガス圧:0.3Pa)
出力:150W
成膜速度:0.25nm/sec
膜厚:2.5nm
Example 1
In this example, in order to investigate the etching characteristics of the absorber layer, a TaHf film was formed on the Si chip under the following conditions. For comparison, a Ru film was also formed on the Si chip. In either case, magnetron sputtering was used.
Film formation condition of absorber layer 14 (TaHf film) Target: TaHf compound target (composition ratio: Ta55at%, Hf45at%)
Sputtering gas: Ar gas Input power: 400W
Deposition rate: 1.00 nm / sec
Film thickness: 60nm
Vacuum degree before film formation: 4 × 10 −6 Pa
Ru film formation conditions Target: Ru Target sputtering gas: Ar gas (gas pressure: 0.3 Pa)
Output: 150W
Deposition rate: 0.25 nm / sec
Film thickness: 2.5nm

上記で成膜した吸収体層(TaHf膜)の組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER−PHI社製:番号5500)を用いて測定した。吸収体層(TaHf膜)の組成比(at%)は、Ta:Hf=75:20(Taの含有率が75at%、Hfの含有率が20at%)である。吸収体層におけるOの含有率は5at%以下である。また、吸収体層におけるNの含有率は0.05at%以下である。   The composition of the absorber layer (TaHf film) formed as described above was measured using an X-ray photoelectron spectrometer (manufactured by PERKIN ELEMER-PHI: No. 5500). The composition ratio (at%) of the absorber layer (TaHf film) is Ta: Hf = 75: 20 (Ta content is 75 at%, Hf content is 20 at%). The O content in the absorber layer is 5 at% or less. Moreover, the content rate of N in an absorber layer is 0.05 at% or less.

エッチング特性については、以下の方法で評価した。
RFプラズマエッチング装置の試料台(4インチ石英基板)上に、試料として上記に記載の方法でTaHf膜またはRu膜が各々成膜されたSiチップ(10mm×30mm)を設置した。この状態で試料台に設置されたSiチップのTaHf膜またはRu膜を以下の条件でプラズマRFエッチングした。
バイアスRF:50W
エッチング時間:120sec
トリガー圧力:3Pa
エッチング圧力:1Pa
エッチングガス:Cl2/Ar
ガス流量(Cl2/Ar):20/80sccm
電極基板間距離:55mm
The etching characteristics were evaluated by the following method.
On a sample stage (4-inch quartz substrate) of an RF plasma etching apparatus, a Si chip (10 mm × 30 mm) on which a TaHf film or a Ru film was formed by the method described above was installed as a sample. In this state, the TaHf film or the Ru film of the Si chip placed on the sample stage was subjected to plasma RF etching under the following conditions.
Bias RF: 50W
Etching time: 120 sec
Trigger pressure: 3Pa
Etching pressure: 1Pa
Etching gas: Cl 2 / Ar
Gas flow rate (Cl 2 / Ar): 20/80 sccm
Distance between electrode substrates: 55 mm

上記条件で成膜したRu膜、およびTaHf膜についてエッチング速度を求め、下記式を用いてエッチング選択比を求め、吸収体層のエッチング特性を評価した。
エッチング選択比
=(TaHf膜のエッチング速度)/(Ru膜のエッチング速度)
TaHf膜のエッチング選択比は以下の通りである。
TaHf膜のエッチング速度:19.8(nm/min)
Ru膜のエッチング速度:1.48(nm/min)
Ru膜とのエッチング選択比:13.3
保護層とのエッチング選択比は10以上が望ましいが、TaHf膜は十分なエッチング選択比を有していた。
The etching rate was determined for the Ru film and the TaHf film formed under the above conditions, the etching selectivity was determined using the following formula, and the etching characteristics of the absorber layer were evaluated.
Etching selectivity = (TaHf film etching rate) / (Ru film etching rate)
The etching selectivity of the TaHf film is as follows.
Etching rate of TaHf film: 19.8 (nm / min)
Ru film etching rate: 1.48 (nm / min)
Etching selectivity with Ru film: 13.3
The etching selectivity with the protective layer is preferably 10 or more, but the TaHf film has a sufficient etching selectivity.

比較例1
比較例1は、吸収体層が酸素を25at%(含有率)以上含むこと以外は実施例1と同様の手順で実施した。
吸収体層は以下の条件で成膜した。
吸収体層(TaHf膜)の成膜条件
ターゲット:TaHf化合物ターゲット(組成比:Ta55at%、Hf45at%)
スパッタガス:Arガス
投入電力:400W
成膜速度:1.55nm/sec
膜厚:60nm
成膜前真空度:4×10-6Pa
吸収体層の膜中の酸素は成膜中のガス圧を制御することにより調節した。
Comparative Example 1
The comparative example 1 was implemented in the procedure similar to Example 1 except that an absorber layer contains oxygen 25at% (content rate) or more.
The absorber layer was formed under the following conditions.
Film formation condition of absorber layer (TaHf film) Target: TaHf compound target (composition ratio: Ta55at%, Hf45at%)
Sputtering gas: Ar gas Input power: 400W
Deposition rate: 1.55 nm / sec
Film thickness: 60nm
Vacuum degree before film formation: 4 × 10 −6 Pa
The oxygen in the film of the absorber layer was adjusted by controlling the gas pressure during film formation.

得られたTaHf膜の組成比(at%)を、実施例1と同様の方法で測定したところ、Ta:Ha:O=50:25:25であった。また、吸収体層におけるNの含有率は0.05at%以下である。
得られたTaHfのエッチング特性を実施例1と同様の方法で評価したところ、
TaHf膜のエッチング速度:2.0(nm/min)
Ru膜とのエッチング選択比:1.38
であった。酸素を25at%以上含むTaHf膜は十分なエッチング選択比が得られなった。
When the composition ratio (at%) of the obtained TaHf film was measured by the same method as in Example 1, it was Ta: Ha: O = 50: 25: 25. Moreover, the content rate of N in an absorber layer is 0.05 at% or less.
When the etching characteristics of the obtained TaHf were evaluated by the same method as in Example 1,
Etching rate of TaHf film: 2.0 (nm / min)
Etching selectivity with Ru film: 1.38
Met. A TaHf film containing oxygen at 25 at% or more cannot obtain a sufficient etching selectivity.

図1は、本発明のEUVマスクブランクの1実施形態を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the EUV mask blank of the present invention. 図2は、図1に示すEUVマスクブランク1の吸収体層14(および低反射層15)にパターン形成した状態を示している。FIG. 2 shows a state where a pattern is formed on the absorber layer 14 (and the low reflective layer 15) of the EUV mask blank 1 shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:EUVマスクブランク
11:基板
12:反射層(多層反射膜)
13:保護層
14:吸収体層
15:低反射層
1: EUV mask blank 11: Substrate 12: Reflective layer (multilayer reflective film)
13: Protective layer 14: Absorber layer 15: Low reflective layer

Claims (16)

基板上に、EUV光を反射する反射層と、EUV光を吸収する吸収体層と、がこの順に形成されたEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記吸収体層が、タンタル(Ta)およびハフニウム(Hf)を含有し、
前記吸収体層における、Hfの含有率が20〜60at%であり、Taの含有率が40〜80at%であり、酸素の含有率が25at%未満であることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
A reflective mask blank for EUV lithography in which a reflective layer for reflecting EUV light and an absorber layer for absorbing EUV light are formed in this order on a substrate,
The absorber layer contains tantalum (Ta) and hafnium (Hf);
A reflective type for EUV lithography, wherein the absorber layer has a Hf content of 20 to 60 at%, a Ta content of 40 to 80 at%, and an oxygen content of less than 25 at%. Mask blank.
前記吸収体層は、窒素(N)の含有率が35at%以下である請求項1に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   2. The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 1, wherein the absorber layer has a nitrogen (N) content of 35 at% or less. 前記吸収体層において、TaとHfの組成比がTa:Hf=7:3〜4:6であることを特徴とする請求項1または2に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   3. The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 1, wherein a composition ratio of Ta and Hf in the absorber layer is Ta: Hf = 7: 3 to 4: 6. 4. 前記吸収体層は、B、SiおよびGeの合計含有率が5at%以下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The reflective mask blank for EUV lithography according to any one of claims 1 to 3, wherein the absorber layer has a total content of B, Si and Ge of 5 at% or less. 前記吸収体層が、Zrを0.1〜1.0at%含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The reflective mask blank for EUV lithography according to any one of claims 1 to 4, wherein the absorber layer contains 0.1 to 1.0 at% of Zr. 前記吸収体層の結晶状態が、アモルファスであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   6. The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 1, wherein the crystalline state of the absorber layer is amorphous. 前記吸収体層表面の表面粗さ(rms)が、0.5nm以下であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The reflective mask blank for EUV lithography according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface roughness (rms) of the surface of the absorber layer is 0.5 nm or less. 前記吸収体層の膜厚が、50〜200nmであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The reflective mask blank for EUV lithography according to any one of claims 1 to 7, wherein the absorber layer has a thickness of 50 to 200 nm. 前記吸収体層上に、マスクパターンの検査に使用する検査光における低反射層が形成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The reflective mask blank for EUV lithography according to any one of claims 1 to 8, wherein a low reflection layer for inspection light used for inspection of a mask pattern is formed on the absorber layer. 前記反射層と前記吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するための保護層が形成されており、
吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記保護層表面での反射光と、前記低反射層表面での反射光と、のコントラストが、30%以上であることを特徴とする請求項9に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
A protective layer is formed between the reflective layer and the absorber layer to protect the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer.
The contrast between the reflected light on the surface of the protective layer and the reflected light on the surface of the low reflective layer with respect to the wavelength of light used for inspection of the pattern formed on the absorber layer is 30% or more. A reflective mask blank for EUV lithography according to claim 9.
前記保護層が、Ru、Ru化合物、SiO2およびCrNのいずれか1つで形成されることを特徴とする、請求項10に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。 The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 10, wherein the protective layer is formed of any one of Ru, Ru compound, SiO 2 and CrN. 前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する、前記低反射層表面の反射率が15%以下であることを特徴とする請求項9ないし11のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The EUV according to claim 9, wherein the reflectance of the surface of the low reflection layer with respect to the wavelength of light used for inspection of a pattern formed on the absorber layer is 15% or less. A reflective mask blank for lithography. 前記吸収体層が、TaHf化合物ターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成されることを特徴とする請求項1に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 1, wherein the absorber layer is formed by performing a sputtering method using a TaHf compound target. 前記TaHf化合物ターゲットの組成が、Ta=30〜70at%、Hf=70〜30at%であることを特徴とする請求項13に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   14. The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 13, wherein the composition of the TaHf compound target is Ta = 30 to 70 at% and Hf = 70 to 30 at%. 前記TaHf化合物ターゲットが、Zrを0.1〜5.0at%含有する請求項13または14に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 13 or 14, wherein the TaHf compound target contains 0.1 to 5.0 at% of Zr. 前記TaHf化合物ターゲットを用いたスパッタリング法が、酸素原子を含有するガスの合計分圧が1.0×10-4Pa以下で、水素を3%以下含む環境で実施される請求項13ないし15のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。 The sputtering method using the TaHf compound target is performed in an environment containing a total partial pressure of a gas containing oxygen atoms of 1.0 × 10 −4 Pa or less and 3% or less of hydrogen. The reflective mask blank for EUV lithography according to any one of the above.
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