JP2014045075A - Reflective mask blank for euv lithography and reflective mask for euv lithography - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EUV mask blank excellent in cleaning resistance, and suitable for pattern inspection utilizing a phase effect.SOLUTION: A reflective mask blank for EUV lithography includes: a reflective layer reflecting EUV light, on a substrate; an absorption layer absorbing EUV light, on the reflective layer; and an outermost surface protective layer including tantalum (Ta) and oxygen (O), on the absorption layer. In the outermost surface protective layer, the percentage content of tantalum (Ta) is 15-60 at%, and the percentage content of oxygen (O) is 40-85 at%. The outermost surface protective layer has a thickness of 1 nm or more and less than 3 nm.

Description

本発明は、主としてEUV(Extreme Ultra−Violet:極端紫外)露光技術を利用した半導体デバイスの製造において使用されるマスクの前駆体である、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランクに関する。なお、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランクは、本明細書において、「EUVマスクブランク」という場合もある。   The present invention relates to a reflective mask blank for EUV lithography, which is a precursor of a mask mainly used in the manufacture of a semiconductor device utilizing an EUV (Extreme Ultra-Violet) exposure technique. In addition, the reflective mask blank for EUV lithography may be referred to as “EUV mask blank” in this specification.

露光システムは、Si基板をはじめとする半導体基板等へ照射する光の波長に応じてその解像度の限界が決められている。そして、該露光システムにおいて、波長248nmのKrFレーザや、波長193nmのArFレーザ等を用いた透過光学系の露光技術が実用化されている。この露光システムでは、照射される光を透過する部分と照射される光を吸収する部分により所定のパターニングがなされた透過型マスクが用いられ、該透過型マスクによって、半導体基板等へ所定のパターンの転写が行われる。   In the exposure system, the resolution limit is determined according to the wavelength of light irradiated to a semiconductor substrate such as a Si substrate. In this exposure system, a transmission optical system exposure technique using a KrF laser with a wavelength of 248 nm, an ArF laser with a wavelength of 193 nm, or the like has been put into practical use. In this exposure system, a transmissive mask is used which has a predetermined pattern formed by a portion that transmits the irradiated light and a portion that absorbs the irradiated light. Transcription is performed.

一方、半導体基板等へ転写するパターンのさらなる高解像度を実現するため、ArFレーザよりもさらに短波長の光を用いた露光技術として、EUV光を用いた露光技術が注目されている。EUV光は、軟X線や真空紫外線の波長領域の光であって、具体的には10〜20nm程度の波長の光、とくに、13.5nmを中心とした13.2〜13.8nm(13.5nm±0.3nm)程度の波長の光をいう。   On the other hand, in order to realize a higher resolution of a pattern transferred to a semiconductor substrate or the like, an exposure technique using EUV light has attracted attention as an exposure technique using light having a shorter wavelength than an ArF laser. The EUV light is light in the wavelength region of soft X-rays or vacuum ultraviolet rays, specifically, light having a wavelength of about 10 to 20 nm, particularly 13.2 to 13.8 nm (13.13 nm centered on 13.5 nm (13 .5 nm ± 0.3 nm).

EUV光を用いた露光技術は、EUV光の性質上、KrFレーザ光源やArFレーザ光源等を用いた透過光学系の露光システムを適用できないため、反射光学系の露光システムを適用する。そして、該反射光学系の露光システムにおいて、EUVリソグラフィ用反射型マスクや、EUV用反射型ミラーが用いられる。なお、EUVリソグラフィ用反射型マスクは、本明細書において、「EUVマスク」という場合もある。   In the exposure technique using EUV light, a transmission optical system exposure system using a KrF laser light source, an ArF laser light source, or the like cannot be applied due to the property of EUV light, and therefore a reflection optical system exposure system is applied. In the reflective optical system exposure system, a reflective mask for EUV lithography or a reflective mirror for EUV is used. Note that the reflective mask for EUV lithography may be referred to as an “EUV mask” in this specification.

EUVマスクブランクは、前述のように、パターニングされたEUVマスクの前駆体であって、EUV光を反射する層を含む構成である。具体的に、EUVマスクブランクは、少なくとも、ガラス等の平坦な基板上にEUV光を反射する反射層を有し、該反射層上には、EUV光を吸収する吸収層を有する。また、EUVマスクは、EUVマスクブランクの吸収層に所定のパターンが形成されたものであり、吸収層がある部分では照射されるEUV光を吸収し、吸収層がない部分では照射されるEUV光を反射することで、所定のパターンを半導体基板等に転写できる。   As described above, the EUV mask blank is a patterned EUV mask precursor and includes a layer that reflects EUV light. Specifically, the EUV mask blank has at least a reflective layer that reflects EUV light on a flat substrate such as glass, and has an absorption layer that absorbs EUV light on the reflective layer. The EUV mask has a predetermined pattern formed on the absorption layer of the EUV mask blank, and absorbs EUV light that is irradiated in a portion where the absorption layer is present and is irradiated in a portion where there is no absorption layer. The predetermined pattern can be transferred to a semiconductor substrate or the like by reflecting the light.

反射層は、通常、EUV光に対して高い屈折率を示す高屈折率層と、EUV光に対して低い屈折率を示す低屈折率層と、が交互に積層された構造をなす多層反射膜が使用される。多層反射膜として、例えば、高屈折率層としてシリコン(Si)層、低屈折率層としてモリブデン(Mo)層からなる、Mo/Si多層反射膜が挙げられ、EUV光に対して60%以上の反射率を実現できる。また、吸収層は、EUV光に対して低い反射率となる材料、つまり、EUV光に対する吸収係数が高い材料が使用され、例えば、TaやCrを主成分とした材料が挙げられる。   The reflective layer is usually a multilayer reflective film having a structure in which a high refractive index layer showing a high refractive index with respect to EUV light and a low refractive index layer showing a low refractive index with respect to EUV light are alternately laminated. Is used. Examples of the multilayer reflective film include a Mo / Si multilayer reflective film composed of a silicon (Si) layer as a high refractive index layer and a molybdenum (Mo) layer as a low refractive index layer. Reflectivity can be realized. The absorption layer is made of a material having a low reflectance with respect to EUV light, that is, a material having a high absorption coefficient with respect to EUV light, and examples thereof include a material mainly composed of Ta or Cr.

EUVマスクブランクは、基板と、基板上の反射層と、反射層上の吸収層と、が必須の構成であるが、これらに加え、吸収層上に、マスクパターン検査用の光(以下、「検査光」という。)に対して低反射特性を示す低反射層を有する場合が多い。なお、本明細書において、例えば「反射層上の吸収層」のように「A上のB」という表現する場合、AとBとが隣接してなる構成に限らず、AとBとの間に別の機能層を有する構成も含まれる。つまり、「反射層上の吸収層」を例とする場合、反射層の上に吸収層が隣接して積層された構成だけでなく、反射層と吸収層との間に別の機能層を有する構成も含まれることを意味する。   In the EUV mask blank, a substrate, a reflective layer on the substrate, and an absorption layer on the reflective layer are indispensable components. In addition to this, on the absorption layer, light for mask pattern inspection (hereinafter, “ In many cases, it has a low reflection layer exhibiting low reflection characteristics with respect to “inspection light”. In this specification, for example, when “B on A” is expressed as “absorbing layer on the reflective layer”, not only the configuration in which A and B are adjacent to each other, but also between A and B. A configuration having another functional layer is also included. In other words, when the “absorbing layer on the reflecting layer” is taken as an example, not only the structure in which the absorbing layer is laminated adjacently on the reflecting layer but also another functional layer between the reflecting layer and the absorbing layer. It means that the configuration is also included.

低反射層は、検査光として例示できる、190nm〜260nmの波長の光に対して、低い反射率特性を示す。そして、低反射層を有するEUVマスクは、吸収層および低反射層の両方がある部分と、吸収層および低反射層の両方がない部分と、により、所定のパターンがなされており、該低反射層を含むことによって、前者の部分における検査光の反射率と、後者の部分における検査光の反射率と、の差を大きくできる。つまり、検査光は、EUVマスクのパターン欠陥有無の情報を得るために用いられるが、とくに、上記の反射率の差が大きいと、コントラストが大きくなるので検査感度が向上する。このため、低反射層は、検査光に対して低反射率となる特性が要求される。   The low reflection layer exhibits low reflectance characteristics with respect to light having a wavelength of 190 nm to 260 nm, which can be exemplified as inspection light. The EUV mask having the low reflection layer has a predetermined pattern formed by a portion where both the absorption layer and the low reflection layer are present and a portion where both the absorption layer and the low reflection layer are absent. By including the layer, the difference between the reflectance of the inspection light in the former portion and the reflectance of the inspection light in the latter portion can be increased. That is, the inspection light is used to obtain information on the presence or absence of pattern defects in the EUV mask. In particular, when the difference in reflectance is large, the contrast is increased, so that the inspection sensitivity is improved. For this reason, the low reflection layer is required to have a characteristic that provides a low reflectance with respect to the inspection light.

このように吸収層上に低反射層を有し、検査光に対して低反射率となる特性を示すEUVマスクブランクとして、特許文献1には、Ta(タンタル)を含む窒化物、酸化物、窒化酸化物、または、これらにさらにSiを含む低反射層の材料を使用する例が記載されている。また、特許文献2には、低反射層として、タンタル酸化物(TaO)やタンタル酸素窒化物(TaON)を使用する例が記載されている。さらに、特許文献3には、低反射層として、Ta(タンタル)およびO(酸素)に加え、H(水素)または、Hと窒素(N)を含む材料を使用する例が記載されている。そして、特許文献1〜3において、低反射層はいずれも、190〜260nm程度の検査光に対して低反射特性を示すことが記載され、それぞれの実施例では、主として257nmの検査光で評価した結果が示されている。   As an EUV mask blank having a low reflection layer on the absorption layer in this manner and exhibiting a low reflectance with respect to inspection light, Patent Document 1 includes nitrides, oxides containing Ta (tantalum), An example of using a nitrided oxide or a material of a low reflection layer further containing Si is described. Patent Document 2 describes an example in which tantalum oxide (TaO) or tantalum oxygen nitride (TaON) is used as the low reflection layer. Further, Patent Document 3 describes an example in which a material containing H (hydrogen) or H and nitrogen (N) in addition to Ta (tantalum) and O (oxygen) is used as the low reflection layer. In Patent Documents 1 to 3, it is described that each of the low reflection layers exhibits low reflection characteristics with respect to inspection light of about 190 to 260 nm. In each example, evaluation was mainly performed with inspection light of 257 nm. Results are shown.

特開2004−6798号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-6798 国際公開第2009/116348号パンフレットInternational Publication No. 2009/116348 Pamphlet 国際公開第2010/50520号パンフレットInternational Publication No. 2010/50520 Pamphlet

このように、従来の、低反射層を有するEUVマスクブランクにおいて、低反射層は検査光に対して低反射率となる特性が要求される。そして、本特性を実現するための1つの仕様として、特許文献1〜3において、低反射層の膜厚や検査光の反射率を所定の範囲とすることが記載されている。具体的に、いずれも波長257nmの検査光において、特許文献1は、低反射層の膜厚が5〜30nmの範囲で20%以下の反射率を実現でき、特許文献2は、低反射層の膜厚が5〜30nmの範囲で15%以下の反射率を実現でき、さらに、特許文献3は、低反射層の膜厚が3〜30nmの範囲で15%以下の反射率を実現できることが記載されている。   As described above, in the conventional EUV mask blank having a low reflection layer, the low reflection layer is required to have a characteristic of low reflectance with respect to inspection light. And as one specification for implement | achieving this characteristic, in patent documents 1-3, it describes that the film thickness of a low reflection layer and the reflectance of inspection light shall be made into a predetermined range. Specifically, in both inspection lights having a wavelength of 257 nm, Patent Document 1 can realize a reflectance of 20% or less in a range where the film thickness of the low reflection layer is 5 to 30 nm. A reflectance of 15% or less can be realized when the film thickness is in the range of 5 to 30 nm, and Patent Document 3 describes that a reflectance of 15% or less can be realized when the film thickness of the low reflective layer is 3 to 30 nm. Has been.

ところが、EUVマスクのパターン検査としては、電子線を用いた検査も実用化が進められている。EUVマスクのパターン検査が、電子線による検査により全ての検査工程で有用であれば、特許文献1〜3のEUVマスクブランクのように、低反射層を含む構成が必須とはならない。しかし、検査のスループット向上の側面からも、電子線による検査だけではなく、190〜260nm程度の光による検査も併用できる光学特性を備えたEUVマスクの構成であれば、多面的なパターン検査が実施できるため、好ましい。   However, as an EUV mask pattern inspection, an inspection using an electron beam is also in practical use. If pattern inspection of the EUV mask is useful in all inspection processes by inspection with an electron beam, a configuration including a low reflection layer as in the EUV mask blanks of Patent Documents 1 to 3 is not essential. However, from the aspect of improving inspection throughput, a multi-faceted pattern inspection can be carried out if the EUV mask has an optical characteristic that can be used not only for inspection with an electron beam but also for inspection with light of about 190 to 260 nm. It is preferable because it can

また、190〜260nm程度の光を利用する検査は、特許文献1〜3のような低反射層を備えることによって、検査光に対して低い反射率となる特性を利用する検査に限らない。即ち、反射層からの反射光と吸収層からの反射光との間で発生する、位相効果を利用する検査も実用化が進められており、典型的に193nm程度の波長の光を利用する検査機の開発も進んでいる。とくに、この位相効果を利用するパターン検査の場合、例えば193nm程度の検査光を照射すると、吸収層がある部分では、反射層で反射した光と吸収層で反射した光と、の位相差が約180°となることで反射率が低下し、一方、吸収層がない部分では検査光による反射が高められるため、これらの反射率差によるコントラストを利用できる。この場合、検査光に対する吸収層表面での反射率は低いものではなく、むしろ、検査光に対する反射層表面での反射率と同じ程度の高い反射率が要求されるため、特許文献1〜3に記載された低い反射率となる特性を有する低反射層は要求されない。また、上記検査との併用が検討されている電子線による検査では、上記のように低反射層がない場合、つまり最表面の層が吸収層であっても、検査におけるコントラストが十分に得られる。   In addition, inspection using light of about 190 to 260 nm is not limited to inspection using characteristics that provide low reflectivity with respect to inspection light by including a low reflection layer as in Patent Documents 1 to 3. That is, the inspection using the phase effect generated between the reflected light from the reflecting layer and the reflected light from the absorbing layer is also being put into practical use. Typically, the inspection uses light having a wavelength of about 193 nm. The machine is also being developed. In particular, in the case of pattern inspection using this phase effect, for example, when inspection light having a wavelength of about 193 nm is irradiated, the phase difference between the light reflected by the reflective layer and the light reflected by the absorption layer is about When the angle is 180 °, the reflectivity is lowered. On the other hand, since the reflection due to the inspection light is enhanced in the portion where there is no absorption layer, the contrast due to the difference in reflectivity can be used. In this case, the reflectance at the surface of the absorption layer with respect to the inspection light is not low, but rather, the reflectance as high as the reflectance at the surface of the reflection layer with respect to the inspection light is required. A low reflective layer having the described low reflectivity characteristics is not required. In addition, in the inspection using the electron beam, which is considered to be used in combination with the above inspection, sufficient contrast can be obtained in the inspection when there is no low reflection layer as described above, that is, even when the outermost layer is an absorption layer. .

一方で、EUVマスクブランク、EUVマスクの最表面が吸収層表面である場合、EUVマスクブランク、EUVマスクの製造工程において実施される洗浄工程により、表面状態の経時的な変化が懸念される。洗浄液の一例として、表面の有機物を除去するために、硫酸と過酸化水素を混合した酸性溶液が用いられるが、とくに、このような酸性溶液は、経時的に吸収層表面を酸化するおそれがある。   On the other hand, when the outermost surface of the EUV mask blank or EUV mask is the surface of the absorbing layer, there is a concern that the surface state may change over time due to the cleaning process performed in the manufacturing process of the EUV mask blank or EUV mask. As an example of the cleaning liquid, an acidic solution in which sulfuric acid and hydrogen peroxide are mixed is used to remove organic substances on the surface. In particular, such an acidic solution may oxidize the absorption layer surface over time. .

また、従来の透過型のマスクの場合、露光光に対する透過率は90%以上と高いため、ArFエキシマレーザなどの露光光が透過型のマスクに照射された場合でも、透過型のマスクの温度上昇は考慮されない。一方、反射型のEUVマスクの場合、EUV光を照射した際の反射率は高々67%であり、残りのEUV光はEUVマスクに吸収され、その一部は熱エネルギーとなり、EUVマスク表面の温度を上昇させる。とくに、短波長の光はそのエネルギー量が高く、EUV光を照射した際の熱エネルギーは、ArFエキシマレーザの十数倍〜数十倍も高いので、この温度上昇により、EUV露光時に、吸収層表面の熱酸化が進行するおそれがある。   In the case of a conventional transmissive mask, the transmittance for exposure light is as high as 90% or more. Therefore, even when exposure light such as an ArF excimer laser is irradiated on the transmissive mask, the temperature of the transmissive mask increases. Is not considered. On the other hand, in the case of a reflective EUV mask, the reflectance when irradiated with EUV light is at most 67%, the remaining EUV light is absorbed by the EUV mask, and part of it becomes thermal energy, and the temperature of the EUV mask surface. To raise. In particular, the energy of short wavelength light is high, and the heat energy when irradiated with EUV light is ten to several tens of times higher than that of an ArF excimer laser. There is a risk of thermal oxidation of the surface.

このように、吸収層表面が酸化されると、EUV光に対する吸収特性等の光学特性が変化するおそれがあり、長期的に安定した光学特性を備えたEUVマスクブランク、EUVマスクの実現を阻害する原因となる。したがって、EUVマスクブランク、EUVマスクは、それらの最表面が吸収層表面とならないように、吸収層とは異なる、耐洗浄性に優れるとともにEUV露光による吸収層の熱酸化の抑制に優れた機能層の表面を最表面とする構成が必要である。   As described above, when the surface of the absorption layer is oxidized, there is a possibility that optical characteristics such as absorption characteristics with respect to EUV light may be changed, which hinders the realization of EUV mask blanks and EUV masks having stable optical characteristics over the long term. Cause. Therefore, the EUV mask blank and EUV mask are different from the absorption layer so that the outermost surface thereof does not become the absorption layer surface. The functional layer has excellent cleaning resistance and suppression of thermal oxidation of the absorption layer by EUV exposure. The structure which makes the surface of this the outermost surface is required.

このように、耐洗浄性を有するとともにEUV露光による吸収層の熱酸化を抑制する機能層としては、O(酸素)を含む材料であれば、最表面の層として安定したEUVマスクブランク、EUVマスクが得られる。一方で、O(酸素)を含む機能層の表面が最表面にある場合、電子線による検査において、チャージアップを引き起こして、コントラストが低下するおそれがあるため、耐洗浄性とチャージアップとはトレードオフの関係にある。また、該機能層を有するEUVマスクブランクであっても、位相効果を利用するパターン検査にも適用させる場合、前述のように、例えば193nmの検査光に対して、高い反射率特性を示すことが望まれる。   As described above, as a functional layer that has cleaning resistance and suppresses thermal oxidation of the absorption layer by EUV exposure, if it is a material containing O (oxygen), a stable EUV mask blank, EUV mask as the outermost layer Is obtained. On the other hand, when the surface of the functional layer containing O (oxygen) is at the outermost surface, it may cause a charge-up in an electron beam inspection, resulting in a decrease in contrast. Off relationship. Further, even when an EUV mask blank having the functional layer is applied to a pattern inspection using a phase effect, as described above, for example, a high reflectance characteristic can be exhibited with respect to an inspection light of 193 nm. desired.

本発明は、マスクパターンの検査において、電子線を用いたパターン検査と、193nm程度の波長の光を代表的な検査光として位相効果を利用するパターン検査と、の両方に適用できるとともに、耐洗浄性に優れかつ、EUV光を用いた露光光に対する吸収層の熱酸化を抑制したEUVL用反射型マスクブランクおよびEUVL用反射型マスクの提供を目的とする。   The present invention can be applied to both a pattern inspection using an electron beam and a pattern inspection using a phase effect using light having a wavelength of about 193 nm as a representative inspection light in the inspection of a mask pattern. An object of the present invention is to provide a reflective mask blank for EUVL and a reflective mask for EUVL, which are excellent in properties and suppress thermal oxidation of the absorption layer with respect to exposure light using EUV light.

上記の目的を達成するため、本発明は、基板上に、EUV光を反射する反射層と、前記反射層上に、EUV光を吸収する吸収層と、前記吸収層上に、前記吸収層を保護する最表面保護層と、を有し、前記最表面保護層は、タンタル(Ta)と酸素(O)を含み、前記最表面保護層において、タンタル(Ta)の含有率が15〜60at%であり、酸素(O)の含有率が40〜85at%であり、該最表面保護層の膜厚が1nm以上3nm未満である、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a reflective layer for reflecting EUV light on a substrate, an absorbing layer for absorbing EUV light on the reflective layer, and the absorbing layer on the absorbing layer. And the outermost surface protective layer contains tantalum (Ta) and oxygen (O), and the outermost surface protective layer has a tantalum (Ta) content of 15 to 60 at%. There is provided a reflective mask blank for EUV lithography, wherein the oxygen (O) content is 40 to 85 at%, and the film thickness of the outermost protective layer is 1 nm or more and less than 3 nm.

また、基板上に、EUV光を反射する反射層と、前記反射層上に、EUV光を吸収する吸収層と、前記吸収層上に、前記吸収層を保護する最表面保護層と、を有し、前記最表面保護層は、タンタル(Ta)および酸素(O)の合計含有率が80〜99.9at%であり、TaとOの組成比が3:2〜3:17であり、窒素(N)、水素(H)およびホウ素(B)から選ばれる少なくとも一つの元素の合計含有率が、0.1〜20at%であり、該最表面保護層の膜厚が1nm以上3nm未満である、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。   Further, the substrate has a reflective layer that reflects EUV light, an absorbing layer that absorbs EUV light on the reflective layer, and an outermost surface protective layer that protects the absorbing layer on the absorbing layer. The outermost surface protective layer has a total content of tantalum (Ta) and oxygen (O) of 80 to 99.9 at%, a composition ratio of Ta and O of 3: 2 to 3:17, and nitrogen. The total content of at least one element selected from (N), hydrogen (H), and boron (B) is 0.1 to 20 at%, and the film thickness of the outermost protective layer is 1 nm or more and less than 3 nm. A reflective mask blank for EUV lithography is provided.

また、前記最表面保護層において、窒素(N)の含有率が1〜15at%であり、水素(H)の含有率が0.1〜10at%であり、NとHの組成比がN:H=19:1〜1:10である、上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。   Moreover, in the said outermost surface protective layer, the content rate of nitrogen (N) is 1-15 at%, the content rate of hydrogen (H) is 0.1-10 at%, and the composition ratio of N and H is N: The reflective mask blank for EUV lithography, wherein H = 19: 1 to 1:10, is provided.

また、前記最表面保護層は、表面粗さが0.5nm rms以下である上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。   Further, the outermost surface protective layer provides the above reflective mask blank for EUV lithography having a surface roughness of 0.5 nm rms or less.

また、前記最表面保護層の膜厚が1.7〜2.8nmである、上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。   Moreover, the reflective mask blank for EUV lithography according to the above, wherein the film thickness of the outermost protective layer is 1.7 to 2.8 nm.

また、前記最表面保護層は、結晶状態がアモルファスである、上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。   The above-mentioned outermost protective layer provides the reflective mask blank for EUV lithography, wherein the crystalline state is amorphous.

また、前記最表面保護層がない場合における、193nmの波長の光に対する前記吸収層表面の反射率をRとし、前記最表面保護層を有する場合における、193nmの波長の光に対する前記最表面保護層表面の反射率をRとするとき、減衰率を示す(R−R)/Rが0.2以下である上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。 Further, when the outermost surface protective layer is not provided, the reflectance of the surface of the absorbing layer with respect to light having a wavelength of 193 nm is RA , and the outermost surface protection with respect to light having a wavelength of 193 nm when the outermost surface protective layer is provided. Provided is the above reflective mask blank for EUV lithography, where (R A −R S ) / R A showing the attenuation rate is 0.2 or less, where R S is the reflectance of the layer surface.

また、前記反射層と前記吸収層との間に、前記吸収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を有する、上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。   Further, the present invention provides the above-described reflective mask blank for EUV lithography, which has a protective layer for protecting the reflective layer between the reflective layer and the absorbent layer when forming a pattern on the absorbent layer.

また、前記吸収層は、タンタル(Ta)を主成分とし、ハフニウム(Hf)、珪素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ゲルマニウム(Ge)、硼素(B)、窒素(N)および水素(H)から選ばれる少なくとも1種類の元素を含む、上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。   The absorption layer is mainly composed of tantalum (Ta) and has hafnium (Hf), silicon (Si), zirconium (Zr), germanium (Ge), boron (B), nitrogen (N) and hydrogen (H). The reflective mask blank for EUV lithography comprising at least one element selected from the above is provided.

また、前記保護層は、Ru、Ru化合物、SiOおよびCrNの少なくとも1つの材料を有する、上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。 The protective layer may provide the above-described reflective mask blank for EUV lithography having at least one material of Ru, Ru compound, SiO 2 and CrN.

さらに、上記のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの薄膜保護層および吸収層にパターニングを施したEUVリソグラフィ用反射型マスクを提供する。   Furthermore, a reflective mask for EUV lithography in which the thin film protective layer and the absorption layer of the reflective mask blank for EUV lithography are patterned is provided.

本発明に係るEUVマスクブランクおよびEUVマスクは、吸収層上に最表面保護層を有し、該最表面保護層を特定の材料および厚さとなるように構成することで、耐洗浄性が得られるとともに、検査光に対する反射率の低下を抑制できる。このことから、EUV光に対して安定した光学特性が実現できるとともに、高精度のパターン検査が実現できる効果を奏する。   The EUV mask blank and the EUV mask according to the present invention have an outermost surface protective layer on the absorption layer, and the outermost surface protective layer is configured to have a specific material and thickness, thereby providing cleaning resistance. At the same time, it is possible to suppress a decrease in reflectance with respect to inspection light. As a result, stable optical characteristics can be realized with respect to EUV light, and high-precision pattern inspection can be realized.

第1の実施形態に係るEUVマスクブランクの断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the EUV mask blank which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係るEUVマスクブランクの断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the EUV mask blank which concerns on 2nd Embodiment.

(EUVマスクブランクの第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係るEUVマスクブランク10の断面構造を示す模式図である。EUVマスクブランク10は、基板11上に、EUV光を反射する反射層12、反射層12上にEUV光を吸収する吸収層13、そして、吸収層13上に耐洗浄性を有する最表面保護層14がこの順に積層された構成をなす。EUVマスクブランクにおいて、とくに、位相効果を利用するパターン検査の精度(感度)を高めることだけを考えた場合、その最表面が吸収層表面であれば、その効果を最大限に発揮できるが、EUVマスクブランクの耐洗浄性、EUV光照射による吸収層の熱酸化抑制および安定した吸収層の光学特性も併せて発揮させるため、本実施形態に係るEUVマスクブランク10は、吸収層13上に最表面保護層14を備える。
(First embodiment of EUV mask blank)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of an EUV mask blank 10 according to this embodiment. The EUV mask blank 10 includes a reflective layer 12 that reflects EUV light on a substrate 11, an absorbing layer 13 that absorbs EUV light on the reflective layer 12, and an outermost surface protective layer that has cleaning resistance on the absorbing layer 13. 14 is laminated in this order. In the EUV mask blank, particularly when considering only the accuracy (sensitivity) of pattern inspection using the phase effect, if the outermost surface is the absorbing layer surface, the effect can be maximized. The EUV mask blank 10 according to the present embodiment has an outermost surface on the absorption layer 13 in order to exhibit cleaning resistance of the mask blank, suppression of thermal oxidation of the absorption layer by EUV light irradiation, and stable optical characteristics of the absorption layer. A protective layer 14 is provided.

基板11は、EUVマスクブランクに用いられる基板として、熱膨張係数が低く、平滑性、平坦性に優れ、さらに、表面の欠点ができるだけ存在しないことが要求される。具体的に、常温(20℃)における熱膨張係数は、−0.05×10−7/℃〜+0.05×10−7/℃の範囲であれば好ましく、−0.03×10−7/℃〜+0.03×10−7/℃の範囲であればより好ましい。上記の熱膨張係数を有する材料としては、例えば、SiO−TiO系ガラス等が好ましく使用できるが、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等も使用できる。 As a substrate used for an EUV mask blank, the substrate 11 is required to have a low coefficient of thermal expansion, excellent smoothness and flatness, and have as few surface defects as possible. Specifically, the thermal expansion coefficient at room temperature (20 ° C.) are preferably be in the range of -0.05 × 10 -7 /℃~+0.05×10 -7 / ℃ , -0.03 × 10 -7 / C to + 0.03 × 10 −7 / ° C. is more preferable. As the material having the above-described thermal expansion coefficient, for example, SiO 2 —TiO 2 glass or the like can be preferably used, but is not limited thereto, and is not limited to this, crystallized glass, quartz glass, silicon, metal, etc. in which β quartz solid solution is precipitated. Can also be used.

また、基板11に求められる平滑性および平坦性は、具体的に、表面粗さが、JIS−B0601の規格において0.15nm rms以下であって、平坦度が100nm以下である。これらの範囲を満足することで、EUVマスクを作製したときのEUV光によるパターンの転写精度が高められるので好ましい。また、基板11の大きさや厚さ等はEUVマスクブランクの設計値等により適宜決定されるが、一例を挙げると外形約6インチ(152mm)角で、厚さ約0.25インチ(6.3mm)である。   Further, the smoothness and flatness required for the substrate 11 are specifically such that the surface roughness is 0.15 nm rms or less in the standard of JIS-B0601, and the flatness is 100 nm or less. Satisfying these ranges is preferable because the pattern transfer accuracy by EUV light when an EUV mask is manufactured can be improved. The size and thickness of the substrate 11 are determined as appropriate according to the design values of the EUV mask blank. For example, the outer shape is about 6 inches (152 mm) square and the thickness is about 0.25 inches (6.3 mm). ).

また、とくに、基板11のうち、反射層12が形成される側の面(「主表面」という場合もある。)には、欠点が存在しないことが好ましいが、存在している場合でも、位相欠点が生じない程度の大きさに収まればよい。具体的には、主表面における凹状の欠点の深さおよび凸状の欠点の高さが2nm以下であって、かつ、該凹状の欠点および該凸状の欠点の半値幅が60nm以下の表面状態が好ましい。また、基板11は、主表面に限らず、主表面とは反対側の面(「裏面」という場合もある。)や側面等の表面にも、反射層等の形成時にパーティクル等が原因による欠点を発生させないように、できるだけ平坦性、平滑性の確保が要求される。   In particular, it is preferable that no defect is present on the surface of the substrate 11 on which the reflective layer 12 is formed (sometimes referred to as “main surface”). It only needs to be within a size that does not cause defects. Specifically, the surface state in which the depth of the concave defect and the height of the convex defect on the main surface are 2 nm or less, and the half width of the concave defect and the convex defect is 60 nm or less. Is preferred. In addition, the substrate 11 is not limited to the main surface, but also has defects on the surface opposite to the main surface (sometimes referred to as “back surface”) and side surfaces due to particles or the like when forming a reflective layer or the like. It is required to ensure flatness and smoothness as much as possible.

反射層12は、EUV光が照射されたときに高い反射率を示す特性が要求される。具体的な特性として、波長が13.5nm程度のEUV光を照射したときに得られる反射率の最大値は、60%以上が好ましく、63%以上がより好ましく、65%以上がさらに好ましい。なお、ここでいう反射率とは、EUV光を反射層12の表面に対して法線方向から6度傾斜させた方向から入射させたときの反射率強度として求められる。この角度の条件は、EUV光を用いる反射光学系の露光システムにおいて、EUV光がEUVマスク表面の法線方向から6度傾斜させた方向から入射させることに基づく。   The reflective layer 12 is required to have a characteristic that exhibits high reflectance when irradiated with EUV light. As a specific characteristic, the maximum value of the reflectance obtained when the EUV light having a wavelength of about 13.5 nm is irradiated is preferably 60% or more, more preferably 63% or more, and further preferably 65% or more. Here, the reflectance is obtained as the reflectance intensity when EUV light is incident on the surface of the reflective layer 12 from a direction inclined by 6 degrees from the normal direction. This angle condition is based on the fact that EUV light is incident from a direction inclined by 6 degrees from the normal direction of the EUV mask surface in an exposure system of a reflective optical system using EUV light.

このように、EUV光に対して高い反射率を得るために、反射層12は、EUV光に対して高い屈折率を示す高屈折率層と、EUV光に対して低い屈折率を示す低屈折率層と、を交互に複数回積層させた多層反射膜が好ましく用いられる。とくに、高屈折率層としてSi層、低屈折率層としてMo層からなる、Mo/Si多層反射膜が好ましく用いられる。また、反射層12は、このMo/Si多層反射膜に限らず、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多層反射膜も使用できる。   Thus, in order to obtain a high reflectance for EUV light, the reflective layer 12 includes a high refractive index layer that exhibits a high refractive index for EUV light and a low refractive index that exhibits a low refractive index for EUV light. A multilayer reflective film in which a rate layer is alternately laminated a plurality of times is preferably used. In particular, a Mo / Si multilayer reflective film comprising a Si layer as a high refractive index layer and a Mo layer as a low refractive index layer is preferably used. The reflective layer 12 is not limited to the Mo / Si multilayer reflective film, but is a Ru / Si multilayer reflective film, a Mo / Be multilayer reflective film, a Mo compound / Si compound multilayer reflective film, a Si / Mo / Ru multilayer reflective film, Si / Mo / Ru / Mo multilayer reflective films and Si / Ru / Mo / Ru multilayer reflective films can also be used.

また、高屈折率層および低屈折率層それぞれの厚さ、そして、隣り合う高屈折率層と低屈折率層を1つの単位とした繰り返し数は、多層反射膜を構成する材料や要求されるEUV光の反射率に応じて設計できる。例えば、Mo/Si多層反射膜の場合、Si層の厚さが4.5nm、Mo層の厚さが2.3nmで、上記の繰り返し数が30〜60で構成されると、波長が13.5nm程度のEUV光に対する反射率が60%以上の特性が得られる。   In addition, the thickness of each of the high refractive index layer and the low refractive index layer, and the number of repetitions using the adjacent high refractive index layer and low refractive index layer as one unit are required for materials constituting the multilayer reflective film and It can be designed according to the reflectance of EUV light. For example, in the case of a Mo / Si multilayer reflective film, when the thickness of the Si layer is 4.5 nm, the thickness of the Mo layer is 2.3 nm, and the number of repetitions is 30 to 60, the wavelength is 13. A characteristic with a reflectance of 60% or more for EUV light of about 5 nm is obtained.

また、反射層12を構成する多層反射膜の最上層は、反射膜が酸化されないような材料を選択するとよく、この機能を有するキャップ層としては、具体的にSi層が挙げられる。そして、反射層12がMo/Si多層反射膜の場合、最上層をSi層とすると、該層をキャップ層として機能させることができるので好ましい。また、このときのキャップ層の厚さは9〜13nm程度が好ましい。なお、Mo/Si多層反射膜は、周知の成膜方法として、例えば、イオンビームスパッタリング法やマグネトロンスパッタリング法等の成膜方法を利用できる。各成膜方法においては、スパッタリングガス、ガス圧、成膜速度やスパッタリングターゲット等を適宜選択して、Mo層およびSi層の各層を交互に、所定の繰り返し数だけ成膜すればよい。   The uppermost layer of the multilayer reflective film constituting the reflective layer 12 may be selected from materials that do not oxidize the reflective film, and a specific example of the cap layer having this function is an Si layer. In the case where the reflective layer 12 is a Mo / Si multilayer reflective film, it is preferable that the uppermost layer is a Si layer because this layer can function as a cap layer. The thickness of the cap layer at this time is preferably about 9 to 13 nm. For the Mo / Si multilayer reflective film, a film forming method such as an ion beam sputtering method or a magnetron sputtering method can be used as a known film forming method. In each film forming method, a sputtering gas, a gas pressure, a film forming speed, a sputtering target, and the like are appropriately selected, and the Mo layer and the Si layer may be alternately formed by a predetermined number of repetitions.

吸収層13は、EUV光が照射されたときに、高い光吸収特性(低い反射率)を示すことが要求される。つまり、EUVマスクとしたとき、EUV光を照射して、反射層12で高い反射率(60%以上)が得られるのに対して、吸収層13で低い反射率が得られることで、高いコントラストが実現できる。具体的に、EUV光を照射したときの吸収層13表面での反射率は、0.5〜15%程度であるが、例えば、吸収層13表面での反射率が15%程度と比較的高めであっても、EUV光に対する、反射層12表面での反射光と吸収層13表面での反射光と、の位相差を175〜185度程度に設計すれば、位相効果を利用して高いコントラストが実現できる。   The absorption layer 13 is required to exhibit high light absorption characteristics (low reflectance) when irradiated with EUV light. That is, when an EUV mask is used, high reflectance (60% or more) can be obtained by irradiating EUV light and the reflective layer 12 can obtain high reflectance, while the absorbing layer 13 can obtain low reflectance. Can be realized. Specifically, the reflectance on the surface of the absorption layer 13 when irradiated with EUV light is about 0.5 to 15%. For example, the reflectance on the surface of the absorption layer 13 is relatively high at about 15%. Even so, if the phase difference between the reflected light on the surface of the reflective layer 12 and the reflected light on the surface of the absorbing layer 13 is designed to be about 175 to 185 degrees with respect to the EUV light, a high contrast is obtained using the phase effect. Can be realized.

吸収層13は、EUV光に対して高い吸収係数を示す材料で構成すればよく、例えば、タンタル(Ta)を主成分とする材料、クロム(Cr)を主成分とする材料、パラジウム(Pd)を主成分とする材料を用いることが好ましい。ここで、タンタル(Ta)を主成分とする材料とは、吸収層13におけるTaの含有率が40at%以上となる材料を指す。また、吸収層13が、Taを主成分とする材料で構成される場合、Taの含有率は、50at%以上が好ましく、55at%以上がより好ましい。   The absorption layer 13 may be made of a material having a high absorption coefficient with respect to EUV light. For example, a material containing tantalum (Ta) as a main component, a material containing chrome (Cr) as a main component, palladium (Pd) It is preferable to use a material containing as a main component. Here, the material containing tantalum (Ta) as a main component refers to a material in which the Ta content in the absorption layer 13 is 40 at% or more. Moreover, when the absorption layer 13 is comprised with the material which has Ta as a main component, the content rate of Ta is preferable 50 at% or more, and 55 at% or more is more preferable.

また、クロム(Cr)を主成分とする材料とは、吸収層13におけるCrの含有率が40at%以上となる材料を指し、この場合、吸収層13のCrの含有率は、50at%以上が好ましく、55at%以上がより好ましい。さらに、パラジウム(Pd)を主成分とする材料とは、吸収層13におけるPdの含有率が40at%以上となる材料を指し、この場合、吸収層13のPdの含有率は、50at%以上が好ましく、55at%以上がより好ましい。   Moreover, the material which has chromium (Cr) as a main component refers to the material from which the Cr content rate in the absorption layer 13 becomes 40 at% or more, In this case, the Cr content rate in the absorption layer 13 is 50 at% or more. Preferably, 55 at% or more is more preferable. Furthermore, the material having palladium (Pd) as a main component refers to a material in which the Pd content in the absorption layer 13 is 40 at% or more. In this case, the Pd content in the absorption layer 13 is 50 at% or more. Preferably, 55 at% or more is more preferable.

吸収層13を構成する、Taを主成分とする材料は、Ta以外にハフニウム(Hf)、ケイ素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ゲルマニウム(Ge)、ホウ素(B)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)、水素(H)および窒素(N)のうち少なくとも1成分を含有することが好ましい。Ta以外の上記の元素を含有する材料の具体例としては、TaN、TaNH、TaHf、TaHfN、TaBSi、TaBSiN、TaB、TaBN、TaSi、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZr、TaZrN、TaPd、TaPdN、TaCr、TaCrNなどが挙げられる。   In addition to Ta, the material that constitutes the absorption layer 13 is mainly hafnium (Hf), silicon (Si), zirconium (Zr), germanium (Ge), boron (B), palladium (Pd), chromium. It is preferable to contain at least one component among (Cr), hydrogen (H) and nitrogen (N). Specific examples of materials containing the above elements other than Ta include TaN, TaNH, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiN, TaB, TaBN, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN, TaPd, TaPdN, TaCr, TaCrN etc. are mentioned.

また、吸収層13を構成する、Crを主成分とする材料は、Cr以外に、ハフニウム(Hf)、ケイ素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ゲルマニウム(Ge)、ホウ素(B)、パラジウム(Pd)、タンタル(Ta)、水素(H)および窒素(N)のうち少なくとも1成分を含有することが好ましい。Cr以外の上記の元素を含有する材料の具体例としては、CrN、CrNH、CrHf、CrHfN、CrBSi、CrBSiN、CrB、CrBN、CrSi、CrSiN、CrGe、CrGeN、CrZr、CrZrN、CrPd、CrPdN、CrTa、CrTaNなどが挙げられる。   In addition to Cr, the material that constitutes the absorption layer 13 is mainly hafnium (Hf), silicon (Si), zirconium (Zr), germanium (Ge), boron (B), palladium (Pd). ), Tantalum (Ta), hydrogen (H) and nitrogen (N). Specific examples of the material containing the above-described elements other than Cr include CrN, CrNH, CrHf, CrHfN, CrBSi, CrBSiN, CrB, CrBN, CrSi, CrSiN, CrGe, CrGeN, CrZr, CrZrN, CrPd, CrPdN, CrTa, CrTaN etc. are mentioned.

さらに、吸収層13を構成する、Pdを主成分とする材料には、Pd以外に、ハフニウム(Hf)、ケイ素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ゲルマニウム(Ge)、ホウ素(B)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、水素(H)および窒素(N)のうち少なくとも1成分を含有することが好ましい。Pd以外の上記の元素を含有する材料の具体例としては、PdN、PdNH、PdHf、PdHfN、PdBSi、PdBSiN、PdB、PdBN、PdSi、PdSiN、PdGe、PdGeN、PdZr、PdZrN、PdCr、PdCrN、PdTa、PdTaNなどが挙げられる。   In addition to Pd, the material constituting the absorption layer 13 containing Pd as a main component includes hafnium (Hf), silicon (Si), zirconium (Zr), germanium (Ge), boron (B), chromium ( It is preferable to contain at least one component of Cr), tantalum (Ta), hydrogen (H), and nitrogen (N). Specific examples of the material containing the above elements other than Pd include PdN, PdNH, PdHf, PdHfN, PdBSi, PdBSiN, PdB, PdBN, PdSi, PdSiN, PdGe, PdGeN, PdZr, PdZrN, PdCr, PdCrN, PdCr, PdTaN etc. are mentioned.

また、吸収層13の厚さは、20〜100nmの範囲であればよい。吸収層13の厚さが20nm未満であると、EUV光に対して十分な吸収特性が得られず、位相効果を利用した場合であっても十分なコントラストが得られない。また、吸収層13の厚さが100nm超であると、EUVマスク作製時のパターン精度が悪化するとともに、反射系の露光システムにおいてEUVマスクに斜入射(6度)のEUV光を照射するためパターンの転写精度が悪化するおそれがある。また、吸収層13の厚さは、20〜90nmの範囲が好ましく、20〜80nmの範囲がより好ましい。なお、吸収層13は、周知の成膜方法として、例えば、イオンビームスパッタリング法やマグネトロンスパッタリング法等の成膜方法を利用できる。各成膜方法においては、スパッタリングガス、ガス圧、成膜速度やスパッタリングターゲット等を適宜選択して、所定の厚さになるよう成膜すればよい。   Moreover, the thickness of the absorption layer 13 should just be the range of 20-100 nm. If the thickness of the absorption layer 13 is less than 20 nm, sufficient absorption characteristics for EUV light cannot be obtained, and sufficient contrast cannot be obtained even when the phase effect is used. Further, if the thickness of the absorption layer 13 exceeds 100 nm, the pattern accuracy at the time of manufacturing the EUV mask deteriorates, and the pattern is used to irradiate the EUV mask with oblique incidence (6 degrees) in the reflective exposure system. There is a risk that the transfer accuracy will deteriorate. Moreover, the thickness of the absorption layer 13 is preferably in the range of 20 to 90 nm, and more preferably in the range of 20 to 80 nm. In addition, the absorption layer 13 can utilize film-forming methods, such as an ion beam sputtering method and a magnetron sputtering method, for example as a well-known film-forming method. In each film forming method, a sputtering gas, a gas pressure, a film forming speed, a sputtering target, and the like may be appropriately selected to form a film having a predetermined thickness.

吸収層13の表面は、その表面粗さが大きいと、吸収層13に形成するパターンのエッジラフネスが大きくなって、パターンの寸法精度が劣化するため、平滑性が要求される。具体的には、表面粗さが、0.5nm rms以下であればよく、0.4nm rms以下が好ましく、0.3nm rmsがより好ましい。このような平滑な表面を得るため、吸収層13の結晶構造は、アモルファスであることが好ましい。   If the surface of the absorbing layer 13 has a large surface roughness, the edge roughness of the pattern formed on the absorbing layer 13 becomes large and the dimensional accuracy of the pattern deteriorates, so that smoothness is required. Specifically, the surface roughness may be 0.5 nm rms or less, preferably 0.4 nm rms or less, and more preferably 0.3 nm rms. In order to obtain such a smooth surface, the crystal structure of the absorption layer 13 is preferably amorphous.

次に、吸収層13上に積層される最表面保護層14について説明する。最表面保護層14は、吸収層13の酸化を防ぐ効果が得られ、とくに、EUVマスクブランク、EUVマスク表面の有機物除去に使用する、硫酸と過酸化水素を混合した酸性溶液等に対する耐性があること、が要求される。このような耐洗浄性に優れた最表面保護層14の材料としては、タンタル(Ta)および酸素(O)を含有する材料であって、タンタル(Ta)の含有率が15〜60at%であって、酸素(O)の含有率が40〜85at%であればよい。Oの含有率が40at%未満、即ち、Taの含有率が60at%超であると、耐洗浄性が十分に得られない。一方、Oの含有率が85at%超、即ち、Taの含有率が15at%未満であると、後述する手順に従って、スパッタリング法により成膜する場合、放電が不安定になるなどの問題がある。上記した表面保護層14において、Taの含有率が15〜55at%であり、Oの含有率が45〜85at%であることが好ましく、Taの含有率が15〜50at%であり、Oの含有率が50〜85at%であることがさらに好ましい。なお、耐洗浄性は、例えば、洗浄前後における(表面の)光学特性の変化を調べることにより評価ができる。   Next, the outermost surface protective layer 14 laminated on the absorption layer 13 will be described. The outermost surface protective layer 14 has an effect of preventing the absorption layer 13 from being oxidized. In particular, the outermost protective layer 14 has resistance to an EUV mask blank, an acidic solution mixed with sulfuric acid and hydrogen peroxide used to remove organic substances on the surface of the EUV mask. That is required. The material of the outermost surface protective layer 14 having excellent cleaning resistance is a material containing tantalum (Ta) and oxygen (O), and the content of tantalum (Ta) is 15 to 60 at%. The oxygen (O) content may be 40 to 85 at%. If the O content is less than 40 at%, that is, if the Ta content exceeds 60 at%, sufficient cleaning resistance cannot be obtained. On the other hand, when the O content is more than 85 at%, that is, when the Ta content is less than 15 at%, there is a problem that, when a film is formed by sputtering according to the procedure described later, the discharge becomes unstable. In the surface protective layer 14 described above, the Ta content is preferably 15 to 55 at%, the O content is preferably 45 to 85 at%, the Ta content is 15 to 50 at%, and the O content is More preferably, the rate is 50 to 85 at%. The cleaning resistance can be evaluated, for example, by examining changes in (surface) optical properties before and after cleaning.

また、最表面保護層14を構成する材料は、タンタル(Ta)および酸素(O)以外に、窒素(N)、水素(H)およびホウ素(B)から選ばれる少なくとも一つの元素を含有してもよい。この場合、タンタル(Ta)と酸素(O)の合計含有率は、80〜99.9at%であり、窒素(N)、水素(H)およびホウ素(B)の元素の合計含有率が、0.1〜20at%であればよい。ここで、TaとOの合計含有率が80〜99.5at%であり、N、HおよびBの合計含有率が、0.5〜20at%であることが好ましく、TaとOの合計含有率が80〜99.0at%であり、N、HおよびBの合計含有率が、1.0〜20at%であることがより好ましい。また、この場合、TaとOの組成比は、3:2〜3:17の範囲であればよく、3:4〜3:17の範囲が好ましく、3:4〜3:16の範囲がより好ましい。   The material constituting the outermost protective layer 14 contains at least one element selected from nitrogen (N), hydrogen (H) and boron (B) in addition to tantalum (Ta) and oxygen (O). Also good. In this case, the total content of tantalum (Ta) and oxygen (O) is 80 to 99.9 at%, and the total content of elements of nitrogen (N), hydrogen (H) and boron (B) is 0. .1 to 20 at% is sufficient. Here, the total content of Ta and O is 80 to 99.5 at%, the total content of N, H and B is preferably 0.5 to 20 at%, and the total content of Ta and O Is more preferably 80 to 99.0 at%, and the total content of N, H and B is more preferably 1.0 to 20 at%. In this case, the composition ratio of Ta and O may be in the range of 3: 2 to 3:17, preferably in the range of 3: 4 to 3:17, and more preferably in the range of 3: 4 to 3:16. preferable.

最表面保護層14は、窒素(N)を含有すると表面を平滑化できるなどの効果があり、また、水素(H)を含有すると最表面保護層14の表面に存在するダングリングボンドを水素で終端化することにより、化学的な安定性が得られる。さらに、ホウ素(B)を含有すると表面平滑化ができる、アモルファス化し易いなどの効果がある。最表面保護層14が、窒素(N)と水素(H)を含む場合、窒素(N)の含有率が1〜15at%の範囲であり、水素(H)の含有率が0.1〜10at%の範囲であると好ましい。また、このとき、NとHの組成比は、N:H=19:1〜1:10が好ましい。   When the outermost protective layer 14 contains nitrogen (N), the surface can be smoothed, and when it contains hydrogen (H), dangling bonds existing on the surface of the outermost protective layer 14 are made of hydrogen. Termination provides chemical stability. Further, when boron (B) is contained, the surface can be smoothed, and it can be easily amorphized. When the outermost surface protective layer 14 contains nitrogen (N) and hydrogen (H), the nitrogen (N) content is in the range of 1 to 15 at%, and the hydrogen (H) content is 0.1 to 10 at. % Is preferable. At this time, the composition ratio of N and H is preferably N: H = 19: 1 to 1:10.

また、最表面保護層14の表面は、その表面粗さが大きいと、最表面保護層14に形成するパターンのエッジラフネスが大きくなって、パターンの寸法精度が劣化するため、平滑性が要求される。具体的には、表面粗さが、0.5nm rms以下であればよく、0.4nm rms以下が好ましく、0.3nm rmsがより好ましい。このような平滑な表面を得るため、最表面保護層14の結晶構造は、アモルファスであることが好ましい。   Further, if the surface of the outermost surface protective layer 14 has a large surface roughness, the edge roughness of the pattern formed on the outermost surface protective layer 14 increases and the dimensional accuracy of the pattern deteriorates, so that smoothness is required. The Specifically, the surface roughness may be 0.5 nm rms or less, preferably 0.4 nm rms or less, and more preferably 0.3 nm rms. In order to obtain such a smooth surface, the crystal structure of the outermost protective layer 14 is preferably amorphous.

最表面保護層14の厚さは、1nm以上3nm未満であればよい。最表面保護層14の厚さが3nm以上であると、位相効果を利用するパターン検査において、最表面保護層14表面における検査光の反射率が低下して良好な検査ができないおそれがある。なお、最表面保護層14の厚さが増すと、EUVマスク作製時のパターン精度が悪化するとともに、反射系の露光システムにおいてEUVマスクに斜入射(6度)のEUV光を照射するためパターンの転写精度が悪化するおそれがある点で、厚さが小さいことが望まれる。また、最表面保護層14は、酸素(O)を含有するため、その厚さが増すと電子線による検査におけるチャージアップに起因して電子線像が不明瞭となり解像度が低下するおそれがある点で、厚さが小さいことが望まれる。さらに、位相効果を利用するパターン検査において、最表面保護層14の厚さが増すと、180度程度に設定した位相差に対する位相差の変化が生じてコントラストが低下するおそれがある点でも、厚さが小さいことが望まれる。一方で、最表面保護層14の厚さが1nm未満であると、耐洗浄性が劣化して表面が損傷したり、膜剥がれが発生したりするおそれがある。また、最表面保護層14の厚さは、1.2nm以上3.0nm未満が好ましく、1.5nm以上2.8nm以下がより好ましく、1.7nm以上2.8nm以下がさらに好ましい。   The thickness of the outermost protective layer 14 may be 1 nm or more and less than 3 nm. When the thickness of the outermost surface protective layer 14 is 3 nm or more, in the pattern inspection using the phase effect, the reflectance of the inspection light on the surface of the outermost surface protective layer 14 may be lowered and a good inspection may not be performed. As the thickness of the outermost protective layer 14 increases, the pattern accuracy at the time of EUV mask fabrication deteriorates, and the pattern exposure pattern is irradiated with EUV light obliquely incident (6 degrees) on the EUV mask in a reflective exposure system. It is desired that the thickness is small in that transfer accuracy may be deteriorated. In addition, since the outermost protective layer 14 contains oxygen (O), if the thickness of the outermost protective layer 14 increases, the electron beam image may become unclear due to charge-up in the inspection by the electron beam, and the resolution may be lowered. Therefore, it is desired that the thickness is small. Further, in the pattern inspection using the phase effect, if the thickness of the outermost protective layer 14 is increased, a change in the phase difference with respect to the phase difference set to about 180 degrees may occur, and the contrast may be lowered. Is desired to be small. On the other hand, if the thickness of the outermost protective layer 14 is less than 1 nm, the cleaning resistance may be deteriorated and the surface may be damaged, or film peeling may occur. Further, the thickness of the outermost protective layer 14 is preferably 1.2 nm or more and less than 3.0 nm, more preferably 1.5 nm or more and 2.8 nm or less, and further preferably 1.7 nm or more and 2.8 nm or less.

また、前述のように、EUVマスクブランクにおいて、耐洗浄性を考慮せず、位相効果を利用するパターン検査の精度を高めることだけを考えた場合、その最表面が吸収層表面であれば、検査光に対して高い反射率が得られるが、耐洗浄性の問題から安定した吸収層の光学特性が得られない。そのため、本実施形態に係るEUVマスクブランク10のように、耐洗浄性を有する最表面保護層14を備えることで、安定した光学特性が得られる一方で、EUVマスクブランク10(最表面保護層14)における、検査光に対する反射率は、ある程度低下する。そのため、最表面保護層14を備えない場合、つまり、吸収層13が最表面である場合の検査光に対する反射率を基準としたときの、最表面保護層14を備えた場合の検査光に対する反射率、の低下が抑えられると、位相効果を利用するパターン検査における検査精度が大きく低下しないので好ましい。   In addition, as described above, in the EUV mask blank, when considering the improvement of the accuracy of pattern inspection using the phase effect without considering the washing resistance, if the outermost surface is the absorption layer surface, the inspection is performed. Although high reflectance with respect to light is obtained, stable optical characteristics of the absorption layer cannot be obtained due to the problem of washing resistance. Therefore, by providing the outermost surface protective layer 14 having the cleaning resistance like the EUV mask blank 10 according to the present embodiment, stable optical characteristics can be obtained, while the EUV mask blank 10 (outermost surface protective layer 14 The reflectance with respect to the inspection light in) is reduced to some extent. Therefore, when the outermost surface protective layer 14 is not provided, that is, when the reflectance for the inspection light when the absorption layer 13 is the outermost surface is used as a reference, the reflection with respect to the inspection light when the outermost surface protective layer 14 is provided. It is preferable to suppress the decrease in the rate because the inspection accuracy in the pattern inspection using the phase effect does not greatly decrease.

ここで、EUVマスクブランクの最表面が吸収層13であるときの、検査光に対する反射率をRとし、本実施形態に係るEUVマスクブランク、即ち、最表面保護層14を有するマスクブランクにおける、検査光に対する反射率をRとする。このとき、検査光に対する反射率の低下を示す指標として減衰率(R−R)/Rを与えると、この値は0.2以下であればよく、0.18以下が好ましく、0.15以下がより好ましい。このように、最表面保護層14を備えた場合の検査光に対する反射率の減衰率が0.2以下であると、位相効果を利用するパターン検査におけるコントラストが大きく低下せず、検査感度の劣化を抑制できる。なお、位相効果を利用するパターン検査には、190〜260nmの波長の光が用いられ、とくに、190〜200nmの波長の光、さらには、193nm程度の波長の光が用いられる場合が多い。 Here, when the outermost surface of the EUV mask blank is the absorption layer 13, the reflectance for the inspection light is RA, and the EUV mask blank according to the present embodiment, that is, the mask blank having the outermost surface protective layer 14, Let the reflectance for the inspection light be R S. At this time, when an attenuation factor (R A −R S ) / R A is given as an index indicating a decrease in reflectance with respect to inspection light, this value may be 0.2 or less, preferably 0.18 or less, and 0 .15 or less is more preferable. As described above, when the attenuation rate of the reflectance with respect to the inspection light when the outermost surface protective layer 14 is provided is 0.2 or less, the contrast in the pattern inspection using the phase effect is not greatly reduced, and the inspection sensitivity is deteriorated. Can be suppressed. In the pattern inspection using the phase effect, light having a wavelength of 190 to 260 nm is used, and in particular, light having a wavelength of 190 to 200 nm, and further, light having a wavelength of about 193 nm is often used.

このように、最表面保護層14は、耐洗浄性が得られるとともに、位相効果を利用するパターン検査に用いられる検査光に対する反射率の低下が抑えられるように、厚さを調整するとよい。なお、最表面保護層14は、周知の成膜方法として、例えば、イオンビームスパッタリング法やマグネトロンスパッタリング法等の成膜方法を利用できる。各成膜方法においては、スパッタリングガス、ガス圧、成膜速度やスパッタリングターゲット等を適宜選択して、上記の厚さになるよう成膜すればよい。   As described above, the thickness of the outermost surface protective layer 14 is preferably adjusted so that the washing resistance is obtained and the decrease in the reflectance with respect to the inspection light used for the pattern inspection using the phase effect is suppressed. The outermost protective layer 14 may be a film forming method such as an ion beam sputtering method or a magnetron sputtering method as a known film forming method. In each film forming method, a sputtering gas, a gas pressure, a film forming speed, a sputtering target, and the like may be appropriately selected to form a film having the above thickness.

また、本実施形態に係るEUVマスクブランク10は、反射層12、吸収層13および最表面保護層14以外に、EUVマスクブランクの分野において公知の機能層を有してもよい。例えば、基板11の裏面側に、EUVマスクブランクの静電チャッキングを促すために、シート抵抗が100Ω/□以下となる導電性コーティング層を設けてもよい。この場合、導電性コーティング層は、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等の公知の方法で形成すればよい。   Moreover, the EUV mask blank 10 according to the present embodiment may have a functional layer known in the field of EUV mask blanks in addition to the reflective layer 12, the absorption layer 13, and the outermost surface protective layer 14. For example, a conductive coating layer having a sheet resistance of 100Ω / □ or less may be provided on the back side of the substrate 11 in order to promote electrostatic chucking of the EUV mask blank. In this case, the conductive coating layer may be formed by a known method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.

(EUVマスクブランクの第2の実施形態)
図2は、本実施形態に係るEUVマスクブランク20の断面構造を示す模式図である。EUVマスクブランク20は、反射層12と吸収層13との間に、吸収層にマスクパターンを形成する際に反射層12を保護するための保護層21を有する点が、EUVマスクブランク10と異なる。なお、EUVマスクブランク20を構成する、保護層21以外の基板11、反射層12、吸収層13および最表面保護層14、そして、EUVマスクブランクの分野において公知の機能層については、第1の実施形態に係るEUVマスクブランク10と同じ構成であり、同じ番号を付して、説明の重複を避ける。また、EUVマスクブランク20における、反射層12、吸収層13および最表面保護層14の、各波長の光に対する反射率等の光学特性についても、第1の実施形態で説明した範囲と同様の範囲であるので、重複の説明を省略する。
(Second Embodiment of EUV Mask Blank)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of the EUV mask blank 20 according to the present embodiment. The EUV mask blank 20 is different from the EUV mask blank 10 in that a protective layer 21 for protecting the reflective layer 12 is formed between the reflective layer 12 and the absorbent layer 13 when a mask pattern is formed on the absorbent layer. . The substrate 11 other than the protective layer 21, the reflective layer 12, the absorption layer 13, the outermost surface protective layer 14, and the functional layer known in the field of EUV mask blanks constituting the EUV mask blank 20 are the first The configuration is the same as that of the EUV mask blank 10 according to the embodiment, and the same numbers are assigned to avoid duplication of explanation. Further, the optical characteristics such as the reflectance of each wavelength of the reflective layer 12, the absorption layer 13 and the outermost surface protective layer 14 in the EUV mask blank 20 are also the same as the ranges described in the first embodiment. Therefore, the duplicate description is omitted.

保護層21は、吸収層13および最表面保護層14に対してパターンを形成する際のエッチングプロセスにおいて、反射層12の損傷を防ぐために設けられる。そのため、保護層21は、吸収層13をエッチングするときに、吸収層13に対するエッチング速度よりも遅く、かつ、エッチングプロセスにおいて損傷しにくい材料が好ましく用いられる。保護層21としては、Cr、Al、Taおよびこれらの窒化物、RuおよびRu化合物、ならびにSiO、Si、Alやこれらの混合物が例示できる。これらの中でも、RuおよびRu化合物、CrNおよびSiOが好ましく、RuおよびRu化合物がより好ましい。なお、Ru化合物としては、RuB、RuSi等が例示できる。 The protective layer 21 is provided to prevent damage to the reflective layer 12 in an etching process when forming a pattern on the absorption layer 13 and the outermost surface protective layer 14. Therefore, the protective layer 21 is preferably made of a material that is slower than the etching rate with respect to the absorption layer 13 and is not easily damaged in the etching process when the absorption layer 13 is etched. Examples of the protective layer 21 include Cr, Al, Ta and nitrides thereof, Ru and Ru compounds, and SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3, and mixtures thereof. Among these, Ru and Ru compounds, CrN and SiO 2 are preferable, and Ru and Ru compounds are more preferable. Examples of the Ru compound include RuB and RuSi.

また、保護層21を有する本実施形態に係るEUVマスクブランクの場合、保護層21表面でのEUV光の反射率が高いことが要求される。具体的な特性として、波長が13.5nm程度のEUV光を照射したときに得られる反射率の最大値は、60%以上が好ましく、63%以上がより好ましく、65%以上がさらに好ましい。このようなEUV光に対する反射率を実現する上で、保護層21は、RuまたはRu化合物が好ましく、そのときの厚さが1〜10nmの範囲であればよく、1〜5nmの範囲であれば好ましく、2〜4nmの範囲であればより好ましい。なお、保護層21は、周知の成膜方法として、例えば、イオンビームスパッタリング法やマグネトロンスパッタリング法等の成膜方法を利用できる。各成膜方法においては、スパッタリングガス、ガス圧、成膜速度やスパッタリングターゲット等を適宜選択して、所定の厚さになるよう成膜すればよい。   Further, in the case of the EUV mask blank according to the present embodiment having the protective layer 21, it is required that the EUV light reflectivity at the surface of the protective layer 21 is high. As a specific characteristic, the maximum value of the reflectance obtained when the EUV light having a wavelength of about 13.5 nm is irradiated is preferably 60% or more, more preferably 63% or more, and further preferably 65% or more. In realizing such reflectance to EUV light, the protective layer 21 is preferably a Ru or Ru compound, and the thickness at that time may be in the range of 1 to 10 nm, and may be in the range of 1 to 5 nm. The range of 2 to 4 nm is more preferable. The protective layer 21 can be formed by a known film formation method such as an ion beam sputtering method or a magnetron sputtering method. In each film forming method, a sputtering gas, a gas pressure, a film forming speed, a sputtering target, and the like may be appropriately selected to form a film having a predetermined thickness.

(例1)
本例では、図2に示すEUVマスクブランク20を作製した。基板11としては、外形6インチ(152mm)角で、厚さ0.25インチ(6.3mm)のSiO−TiO系のガラス基板を使用した。このガラス基板は、20℃における熱膨張率が0.05×10−7/℃であって、ヤング率が67GPa、ポアソン比が0.17、比剛性が3.07×10/sであった。そして、このガラス基板を研磨することで、主表面の表面粗さが0.15nm rms以下であるとともに、平坦度が100nm以下であることを確認した。
(Example 1)
In this example, the EUV mask blank 20 shown in FIG. 2 was produced. As the substrate 11, a SiO 2 —TiO 2 glass substrate having an outer shape of 6 inches (152 mm) square and a thickness of 0.25 inches (6.3 mm) was used. This glass substrate has a thermal expansion coefficient at 20 ° C. of 0.05 × 10 −7 / ° C., a Young's modulus of 67 GPa, a Poisson's ratio of 0.17, and a specific rigidity of 3.07 × 10 7 m 2 / s. 2 . Then, by polishing this glass substrate, it was confirmed that the surface roughness of the main surface was 0.15 nm rms or less and the flatness was 100 nm or less.

次に、ガラス基板(基板11)の裏面に、マグネトロンスパッタリング法により約200nmの厚さのCrN膜を形成し、シート抵抗が100Ω/□以下となる導電性コーティング層を得た。その後、導電性コーティング層側を静電チャックに固定した状態で、基板11の主表面に、イオンビームスパッタリング法を用いて、Mo/Si多層反射膜からなる反射層12を形成した。具体的には、イオンビームスパッタリング法により厚さ4.5nmのSi層と厚さ2.3nmのMo層を交互に、繰り返し数が40(40周期)となるように形成した。このときの、反射層(Mo/Si多層膜)の厚さは、272nm((4.5nm+2.3nm)×40)であった。さらに、反射層上にイオンビームスパッタリング法を用いて、Ru層からなる保護層21を2.5nmの厚さで形成した。なお、反射層12および保護層21の具体的な成膜条件は、表1に示すとおりである。   Next, a CrN film having a thickness of about 200 nm was formed on the back surface of the glass substrate (substrate 11) by a magnetron sputtering method to obtain a conductive coating layer having a sheet resistance of 100Ω / □ or less. Thereafter, with the conductive coating layer side fixed to the electrostatic chuck, a reflective layer 12 made of a Mo / Si multilayer reflective film was formed on the main surface of the substrate 11 by ion beam sputtering. Specifically, a 4.5 nm thick Si layer and a 2.3 nm thick Mo layer were alternately formed by ion beam sputtering so that the number of repetitions was 40 (40 cycles). The thickness of the reflective layer (Mo / Si multilayer film) at this time was 272 nm ((4.5 nm + 2.3 nm) × 40). Further, a protective layer 21 made of a Ru layer was formed to a thickness of 2.5 nm on the reflective layer by ion beam sputtering. Specific film forming conditions of the reflective layer 12 and the protective layer 21 are as shown in Table 1.

Figure 2014045075
Figure 2014045075

次に、Ru層からなる保護層21上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、吸収層13としてTa、NおよびHを含むTaNH膜を70nmの厚さで形成した。さらに、TaNHからなる吸収層13上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、最表面保護層14としてTa、O、NおよびHを含むTaONH膜を2.5nmの厚さで形成した。なお、吸収層13および最表面保護層14の具体的な成膜条件は、表2に示すとおりである。   Next, a TaNH film containing Ta, N, and H was formed to a thickness of 70 nm as the absorption layer 13 on the protective layer 21 made of the Ru layer by using a magnetron sputtering method. Further, a TaONH film containing Ta, O, N, and H was formed as the outermost surface protective layer 14 with a thickness of 2.5 nm on the absorption layer 13 made of TaNH using the magnetron sputtering method. Specific film forming conditions for the absorption layer 13 and the outermost surface protective layer 14 are as shown in Table 2.

Figure 2014045075
Figure 2014045075

吸収層13であるTaNHおよび最表面保護層14であるTaONHの膜組成は、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER−PHI社製)、ラザフォード後方散乱分光装置(Rutherford Back Scattering Spectroscopy)(神戸製鋼社製)を用いて測定した。また、吸収層13であるTaNHの膜組成は、さらに、二次イオン質量分析装置(Secondary Ion Mass Spectrometer)(PHI−ATOMIKA製)を用いて測定した。その結果、吸収層13であるTaNHの組成は、Ta:N:H=55:42:3であり、酸素(O)の含有率は0.05at%以下であった。また、最表面保護層14であるTaONHの組成は、Ta:O:N:H=22:64:6:8であった。   The film composition of TaNH which is the absorption layer 13 and TaONH which is the outermost protective layer 14 is an X-ray photoelectron spectrometer (manufactured by PERKIN ELEMER-PHI), a Rutherford backscattering spectrometer (Rutherford Back Scattering). Measurement was carried out using Spectroscopy (manufactured by Kobe Steel). Further, the film composition of TaNH serving as the absorption layer 13 was further measured using a secondary ion mass spectrometer (manufactured by PHI-ATOMIKA). As a result, the composition of TaNH as the absorption layer 13 was Ta: N: H = 55: 42: 3, and the oxygen (O) content was 0.05 at% or less. Moreover, the composition of TaONH which is the outermost surface protective layer 14 was Ta: O: N: H = 22: 64: 6: 8.

このようにして得られたEUVマスクブランク20について、TaONHからなる最表面保護層14の結晶状態をX線回折装置(X−Ray Diffractmeter)(RIGAKU社製)で確認した。その結果、回折ピークにはシャープなピークが見られなかったことから、TaONHからなる最表面保護層の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。   With respect to the EUV mask blank 20 thus obtained, the crystal state of the outermost surface protective layer 14 made of TaONH was confirmed with an X-ray diffractometer (manufactured by RIGAKU). As a result, since no sharp peak was observed in the diffraction peak, it was confirmed that the crystal state of the outermost surface protective layer made of TaONH was an amorphous structure or a microcrystalline structure.

次に、TaONHからなる最表面保護層14の表面粗さを、原子間力顕微鏡(SII製、SPI−3800)を用いて、dynamic force modeで測定した。なお、表面粗さの測定領域は1μm×1μmとし、カンチレバーには、SI−DF40(SII製)を用いた。その結果、表面粗さは、0.30nm rmsであった。   Next, the surface roughness of the outermost protective layer 14 made of TaONH was measured with a dynamic force mode using an atomic force microscope (SII, SPI-3800). In addition, the measurement area | region of surface roughness shall be 1 micrometer x 1 micrometer, and SI-DF40 (product made from SII) was used for the cantilever. As a result, the surface roughness was 0.30 nm rms.

次に、得られたEUVマスクブランク20の耐洗浄性を評価するために、硫酸を含む約100℃の酸性溶液中に30分間浸漬して、最表面保護層14の表面状態の光学特性を確認した。具体的には、浸漬前後での最表面保護層14における、190〜300nmの波長の光に対する平均反射率を、分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製、UV−4100)を用いて測定して評価した。その結果、上記の波長範囲の光に対する平均反射率の変化は、0.1%以下であり、大きな反射率の変化は確認されなかった。   Next, in order to evaluate the cleaning resistance of the obtained EUV mask blank 20, it is immersed in an acidic solution at about 100 ° C. containing sulfuric acid for 30 minutes, and the optical properties of the surface state of the outermost protective layer 14 are confirmed. did. Specifically, the average reflectance of light having a wavelength of 190 to 300 nm in the outermost protective layer 14 before and after immersion is measured and evaluated using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, UV-4100). did. As a result, the change in average reflectance with respect to light in the above wavelength range was 0.1% or less, and no significant change in reflectance was confirmed.

また、TaONHからなる最表面保護層14を形成することによる、検査光に対する反射率の減衰率((R−R)/R)を分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製、UV−4100)を用いて測定した。まず、最表面保護層14がない状態、つまり表面がTaNHからなる吸収層13であるときの、波長193nmの光に対する反射率(R)は、35.1%であった。そして、2.5nmの厚さのTaONHが形成された本例における、波長193nmの光に対する反射率(R)は、28.6%であり、反射率の減衰率((R−R)/R)は、0.19であった。 Further, by forming the outermost surface protective layer 14 made of TaONH, the spectrophotometer (UV-4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, UV-4100) is used to determine the reflectance attenuation rate ((R A −R S ) / R A ). ). First, the reflectance (R A ) with respect to light having a wavelength of 193 nm when the outermost protective layer 14 was not present, that is, when the surface was the absorption layer 13 made of TaNH, was 35.1%. In this example in which TaONH having a thickness of 2.5 nm is formed, the reflectance (R S ) with respect to light with a wavelength of 193 nm is 28.6%, and the reflectance decay rate ((R A −R S ) / R A ) was 0.19.

(例2〜例6)
次に、例1におけるEUVマスクブランクの構成に基づき、TaONHからなる最表面保護層14の厚さのみ、を変えたEUVマスクブランク20を作製し、各評価を行った。具体的な厚さの条件および評価結果は、表3に示すとおりである。なお、表3には、例1の条件も併せて記載した。なお、例2〜例6において、例1と同様の手法で、TaONHの結晶状態を調べたところ、いずれも回折ピークにはシャープなピークが見られなかったことから、結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。さらに、例2〜例6において、例1と同様の手法でTaONHの表面粗さを調べたところ、いずれも表面粗さは、0.4nm rms以下であり、平滑な表面状態であることを確認した。
(Examples 2 to 6)
Next, based on the configuration of the EUV mask blank in Example 1, an EUV mask blank 20 in which only the thickness of the outermost surface protective layer 14 made of TaONH was changed was produced, and each evaluation was performed. Specific thickness conditions and evaluation results are as shown in Table 3. In Table 3, the conditions of Example 1 are also shown. In Examples 2 to 6, the crystal state of TaONH was examined by the same method as in Example 1. As a result, no sharp peak was observed in the diffraction peak. The crystal structure was confirmed. Furthermore, when the surface roughness of TaONH was examined in the same manner as in Example 1 in Examples 2 to 6, it was confirmed that the surface roughness was 0.4 nm rms or less and the surface was smooth. did.

Figure 2014045075
Figure 2014045075

例2および例3は、最表面保護層14であるTaONHの厚さをそれぞれ、1.0nm、2.0nmとした。このとき、波長193nmの光に対する反射率の減衰率は、それぞれ、0.11、0.17であって、大きな反射率の低下は確認されなかった。また、例1と同じ条件で酸性溶液による浸漬処理を行ったところ、浸漬前後での、波長190〜300nmの光に対する平均反射率は、0.1%以下であり、大きな反射率の変化は確認されなかった。   In Example 2 and Example 3, the thickness of TaONH which is the outermost surface protective layer 14 was 1.0 nm and 2.0 nm, respectively. At this time, the attenuation factor of the reflectance with respect to light having a wavelength of 193 nm was 0.11 and 0.17, respectively, and no significant reduction in reflectance was confirmed. Moreover, when the immersion process by the acidic solution was performed on the same conditions as Example 1, the average reflectance with respect to the light of wavelength 190-300 nm before and behind immersion is 0.1% or less, and the big change of a reflectance is confirmed. Was not.

例4は、最表面保護層14であるTaONHの厚さを0.5nmとした。このとき、波長193nmの光に対する反射率の減衰率は、0.06であって、大きな反射率の低下は確認されなかった。一方、例1と同様の酸性溶液による浸漬処理を行ったところ、浸漬前後での、波長190〜300nmの光に対する平均反射率は、2.7%と大きく変化していることが確認された。この結果、例4に基づくEUVマスクブランクは、浸漬後の表面のうち、TaONHで覆われていない部分があって、一部、TaNH(吸収層)が露出していたため、酸性溶液に対する耐性が不十分であることが確認された。   In Example 4, the thickness of TaONH which is the outermost surface protective layer 14 was set to 0.5 nm. At this time, the attenuation factor of the reflectance with respect to light having a wavelength of 193 nm was 0.06, and no significant reduction in reflectance was confirmed. On the other hand, when the immersion treatment using the same acidic solution as in Example 1 was performed, it was confirmed that the average reflectance with respect to light having a wavelength of 190 to 300 nm before and after the immersion was greatly changed to 2.7%. As a result, the EUV mask blank based on Example 4 had a portion that was not covered with TaONH on the surface after immersion, and a portion of TaNH (absorbing layer) was exposed. It was confirmed that it was sufficient.

例5および例6は、最表面保護層14であるTaONHの厚さをそれぞれ、4.0nm、7.0nmとした。このとき、波長193nmの光に対する反射率の減衰率は、それぞれ、0.25、0.39であって、大きな反射率の低下が確認された。なお、例1と同様の酸性溶液による浸漬処理を行ったところ、浸漬前後での、波長190〜300nmの光に対する平均反射率は、0.1%以下であり、大きな反射率の変化は確認されなかった。   In Examples 5 and 6, the thickness of TaONH, which is the outermost surface protective layer 14, was 4.0 nm and 7.0 nm, respectively. At this time, the attenuation factor of the reflectance with respect to light having a wavelength of 193 nm was 0.25 and 0.39, respectively, and a large decrease in reflectance was confirmed. In addition, when the immersion process by the acidic solution similar to Example 1 was performed, the average reflectance with respect to the light of wavelength 190-300 nm before and behind immersion is 0.1% or less, and the big change of a reflectance is confirmed. There wasn't.

10、20 EUVマスクブランク
11 基板
12 反射層
13 吸収層
14 最表面保護層
21 保護層
10, 20 EUV mask blank 11 Substrate 12 Reflective layer 13 Absorbing layer 14 Outermost surface protective layer 21 Protective layer

Claims (11)

基板上に、EUV光を反射する反射層と、
前記反射層上に、EUV光を吸収する吸収層と、
前記吸収層上に、前記吸収層を保護する最表面保護層と、を有し、
前記最表面保護層は、タンタル(Ta)と酸素(O)を含み、
前記最表面保護層において、タンタル(Ta)の含有率が15〜60at%であり、酸素(O)の含有率が40〜85at%であり、該最表面保護層の膜厚が1nm以上3nm未満である、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
A reflective layer for reflecting EUV light on the substrate;
An absorbing layer that absorbs EUV light on the reflective layer;
On the absorbent layer, having an outermost surface protective layer that protects the absorbent layer,
The outermost protective layer includes tantalum (Ta) and oxygen (O),
In the outermost surface protective layer, the content of tantalum (Ta) is 15 to 60 at%, the content of oxygen (O) is 40 to 85 at%, and the film thickness of the outermost surface protective layer is 1 nm or more and less than 3 nm. A reflective mask blank for EUV lithography.
基板上に、EUV光を反射する反射層と、
前記反射層上に、EUV光を吸収する吸収層と、
前記吸収層上に、前記吸収層を保護する最表面保護層と、を有し、
前記最表面保護層は、タンタル(Ta)および酸素(O)の合計含有率が80〜99.9at%であり、TaとOの組成比が3:2〜3:17であり、窒素(N)、水素(H)およびホウ素(B)から選ばれる少なくとも一つの元素の合計含有率が、0.1〜20at%であり、該最表面保護層の膜厚が1nm以上3nm未満である、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
A reflective layer for reflecting EUV light on the substrate;
An absorbing layer that absorbs EUV light on the reflective layer;
On the absorbent layer, having an outermost surface protective layer that protects the absorbent layer,
The outermost surface protective layer has a total content of tantalum (Ta) and oxygen (O) of 80 to 99.9 at%, a composition ratio of Ta and O of 3: 2 to 3:17, and nitrogen (N ), The total content of at least one element selected from hydrogen (H) and boron (B) is 0.1 to 20 at%, and the film thickness of the outermost protective layer is 1 nm or more and less than 3 nm, EUV A reflective mask blank for lithography.
前記最表面保護層において、窒素(N)の含有率が1〜15at%であり、水素(H)の含有率が0.1〜10at%であり、NとHの組成比がN:H=19:1〜1:10である、請求項2に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   In the outermost surface protective layer, the content of nitrogen (N) is 1 to 15 at%, the content of hydrogen (H) is 0.1 to 10 at%, and the composition ratio of N and H is N: H = The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 2, which is 19: 1 to 1:10. 前記最表面保護層は、表面粗さが0.5nm rms以下である請求項1〜3いずれか1項に記載の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 outermost surface protective layer has a surface roughness of 0.5 nm rms or less. 前記最表面保護層の膜厚が1.7〜2.8nmである、請求項1〜4いずれか1項に記載の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 of any one of Claims 1-4 whose film thickness of the said outermost surface protective layer is 1.7-2.8 nm. 前記最表面保護層は、結晶状態がアモルファスである、請求項1〜5いずれか1項に記載の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 5, wherein the outermost protective layer has an amorphous crystal state. 前記最表面保護層がない場合における、193nmの波長の光に対する前記吸収層表面の反射率をRとし、前記最表面保護層を有する場合における、193nmの波長の光に対する前記最表面保護層表面の反射率をRとするとき、減衰率を示す(R−R)/Rが0.2以下である請求項1〜6いずれか1項に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。 When the outermost surface protective layer is not provided, the reflectance of the surface of the absorbing layer with respect to light having a wavelength of 193 nm is RA, and the surface of the outermost surface protective layer with respect to light having a wavelength of 193 nm when the outermost surface protective layer is provided. when reflectance of the R S, indicating an attenuation factor (R a -R S) / R a is reflective mask blank for EUV lithography according to any one of claims 1 to 6 is 0.2 or less . 前記反射層と前記吸収層との間に、前記吸収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を有する、請求項1〜7いずれか1項に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The reflective type for EUV lithography according to claim 1, further comprising a protective layer for protecting the reflective layer when forming a pattern on the absorbent layer, between the reflective layer and the absorbent layer. Mask blank. 前記吸収層は、タンタル(Ta)を主成分とし、ハフニウム(Hf)、珪素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ゲルマニウム(Ge)、硼素(B)、窒素(N)および水素(H)から選ばれる少なくとも1種類の元素を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。   The absorption layer is mainly composed of tantalum (Ta) and selected from hafnium (Hf), silicon (Si), zirconium (Zr), germanium (Ge), boron (B), nitrogen (N) and hydrogen (H). The reflective mask blank for EUV lithography according to any one of claims 1 to 8, comprising at least one kind of element. 前記保護層は、Ru、Ru化合物、SiOおよびCrNの少なくとも1つの材料を有する、請求項1〜9いずれか1項に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。 10. The reflective mask blank for EUV lithography according to claim 1, wherein the protective layer includes at least one material of Ru, Ru compound, SiO 2, and CrN. 請求項1〜10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の薄膜保護層および吸収層にパターニングを施したEUVリソグラフィ用反射型マスク。   The reflective mask for EUV lithography which patterned the thin film protective layer and absorption layer of the reflective mask blank for EUV lithography in any one of Claims 1-10.
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