JP2017078782A - Mask substrate and method for producing mask substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask substrate which enables a proper pattern inspection.SOLUTION: A mask substrate according to one embodiment comprises a substrate 10, an intermediate layer 20 provided on the substrate, a reflective film 30 provided on the intermediate layer, and a cap layer 40 provided on the reflective film, where the intermediate layer comprises a first layer 21 that contains a main element having a smaller atomic weight than the atomic weight of a main element contained in the cap layer, and a second layer 22 provided between the first layer and substrate and having a conductivity higher than that of the first layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、マスク基板及びマスク基板の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a mask substrate and a method for manufacturing the mask substrate.

半導体装置（半導体集積回路装置）のパターンの微細化に対応するため、露光光としてＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet）光を用いたＥＵＶリソグラフィが提案されている。このＥＵＶリソグラフィでは、一般的に反射型の露光マスクが用いられる。   EUV lithography using EUV (Extreme Ultra-Violet) light as exposure light has been proposed in order to cope with the miniaturization of patterns of semiconductor devices (semiconductor integrated circuit devices). In this EUV lithography, a reflective exposure mask is generally used.

反射型の露光マスクは、ガラス基板上に形成された多層反射膜及び多層反射膜上に形成されたＥＵＶ光吸収膜によって構成され、ＥＵＶ光吸収膜をパターニングしている。また、多層反射膜をパターニングする方法や、多層反射膜とガラス基板との間に導電層を設ける方法も提案されている。   The reflection type exposure mask includes a multilayer reflection film formed on a glass substrate and an EUV light absorption film formed on the multilayer reflection film, and patterns the EUV light absorption film. In addition, a method of patterning the multilayer reflective film and a method of providing a conductive layer between the multilayer reflective film and the glass substrate have been proposed.

マスク基板（露光マスク、マスクブランク）においては、適正なパターン検査を行うことが可能なものが望まれている。   A mask substrate (exposure mask, mask blank) that can perform an appropriate pattern inspection is desired.

特開２００９−２１２２２０号公報JP 2009-212220 A

Proc. of SPIE Vol. 8880, 88802M “Patterning of EUVL binary etched multilayer mask”Proc. Of SPIE Vol. 8880, 88802M “Patterning of EUVL binary etched multilayer mask” Proc. of SPIE Vol. 8701 87010Y-1 “Improvement of EUVL mask structure with black border of etched multilayer”Proc. Of SPIE Vol. 8701 87010Y-1 “Improvement of EUVL mask structure with black border of etched multilayer” Proc. of SPIE Vol. 9256 92560I “Ruthenium (Ru) Peeling and Predicting Robustness of the Capping Layer Using Finite Element Method (FEM) Modeling”Proc. Of SPIE Vol. 9256 92560I “Ruthenium (Ru) Peeling and Predicting Robustness of the Capping Layer Using Finite Element Method (FEM) Modeling”

適正なパターン検査を行うことが可能なマスク基板及びマスク基板の製造方法を提供する。   Provided are a mask substrate and a mask substrate manufacturing method capable of performing an appropriate pattern inspection.

実施形態に係るマスク基板は、基板と、前記基板上に設けられた中間層と、前記中間層上に設けられた反射膜と、前記反射膜上に設けられたキャップ層と、を備え、前記中間層は、前記キャップ層に含有される主要元素の原子量よりも小さい原子量を有する主要元素を含有する第１の層と、前記第１の層と前記基板との間に設けられ且つ前記第１の層の導電率よりも高い導電率を有する第２の層と、を含む。   A mask substrate according to an embodiment includes a substrate, an intermediate layer provided on the substrate, a reflective film provided on the intermediate layer, and a cap layer provided on the reflective film, The intermediate layer is provided between the first layer containing the main element having an atomic weight smaller than the atomic weight of the main element contained in the cap layer, the first layer, and the substrate, and the first layer. And a second layer having a conductivity higher than that of the first layer.

第１の実施形態に係るマスク基板（露光マスク）の構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the mask substrate (exposure mask) which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るマスク基板（露光マスク）におけるパターン領域及び周辺領域の構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the pattern area | region and peripheral region in the mask board | substrate (exposure mask) which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るマスク基板（マスクブランク）の構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the mask substrate (mask blank) which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るマスク基板（露光マスク）の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically a part of manufacturing method of the mask substrate (exposure mask) which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るマスク基板（露光マスク）の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically a part of manufacturing method of the mask substrate (exposure mask) which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るマスク基板（露光マスク）の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically a part of manufacturing method of the mask substrate (exposure mask) which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るマスク基板（露光マスク）の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically a part of manufacturing method of the mask substrate (exposure mask) which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係り、各種材料の二次電子放出効率を示した図である。It is the figure which concerns on 1st Embodiment and showed the secondary electron emission efficiency of various materials. 第１の実施形態及び比較例の露光マスクの電子画像について、二次電子信号強度プロファイルを示した図である。It is the figure which showed the secondary electron signal intensity profile about the electronic image of the exposure mask of 1st Embodiment and a comparative example. 第１の実施形態及び比較例の露光マスクについて、二次電子放出効率を示した図である。It is the figure which showed the secondary electron emission efficiency about the exposure mask of 1st Embodiment and a comparative example. 第２の実施形態に係るマスク基板（露光マスク）の構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the mask board | substrate (exposure mask) concerning 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係るマスク基板（露光マスク）におけるパターン領域及び周辺領域の構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the pattern area | region and peripheral region in the mask board | substrate (exposure mask) concerning 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係るマスク基板（マスクブランク）の構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the mask substrate (mask blank) which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係り、各種材料の抵抗率を示した図である。It is a figure showing the resistivity of various materials concerning a 2nd embodiment. 第２の実施形態に係り、入射電子ビーム電流に対する二次電子放出効率を示した図である。It is a figure which showed the secondary electron emission efficiency with respect to 2nd Embodiment with respect to incident electron beam current.

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明において、マスク基板には、露光マスク（パターニングを行った後のマスク基板）及びマスクブランク（パターニングを行う前のマスク基板）のいずれも含まれる。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, the mask substrate includes both an exposure mask (mask substrate after patterning) and a mask blank (mask substrate before patterning).

（実施形態１）
図１は、第１の実施形態に係るマスク基板の構成を模式的に示した断面図である。図１のマスク基板は、露光マスクである。具体的には、図１のマスク基板は、ＥＵＶ光を用いたＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型の露光マスクである。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the mask substrate according to the first embodiment. The mask substrate in FIG. 1 is an exposure mask. Specifically, the mask substrate of FIG. 1 is a reflection type exposure mask used for EUV lithography using EUV light.

図１に示した露光マスクは、ガラス基板（基板）１０と、ガラス基板１０上に設けられた中間層２０と、中間層２０上に設けられた多層反射膜（反射膜）３０と、多層反射膜３０上に設けられたキャップ層４０とを備えている。   The exposure mask shown in FIG. 1 includes a glass substrate (substrate) 10, an intermediate layer 20 provided on the glass substrate 10, a multilayer reflection film (reflection film) 30 provided on the intermediate layer 20, and a multilayer reflection. And a cap layer 40 provided on the film 30.

中間層２０は、第１の層２１と第２の層２２とを含んでいる。第１の層２１は、キャップ層４０に含有される主要元素の原子量よりも小さい原子量を有する主要元素を含有している。本実施形態では、第１の層２１は、ホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）を主要元素として含有している。具体的には、第１の層２１は、炭化ホウ素層で形成されている。より具体的には、第１の層２１は、Ｂ4 Ｃ層で形成されている。第２の層２２は、第１の層２１と基板１０との間に設けられ且つ第１の層２１の導電率よりも高い導電率を有している。本実施形態では、第２の層２２は、導電層（例えば、金属層）で形成されている。具体的には、第２の層２２は、主要元素としてルテニウム（Ｒｕ）を含有している。本実施形態では、第２の層２２は、ルテニウム（Ｒｕ）層である。第１の層２１の厚さは、第２の層２２の厚さよりも薄い。例えば、第１の層２１の厚さは、５ｎｍ以下である。 The intermediate layer 20 includes a first layer 21 and a second layer 22. The first layer 21 contains a main element having an atomic weight smaller than the atomic weight of the main element contained in the cap layer 40. In the present embodiment, the first layer 21 contains boron (B) and carbon (C) as main elements. Specifically, the first layer 21 is formed of a boron carbide layer. More specifically, the first layer 21 is formed of a B 4 C layer. The second layer 22 is provided between the first layer 21 and the substrate 10 and has a conductivity higher than that of the first layer 21. In the present embodiment, the second layer 22 is formed of a conductive layer (for example, a metal layer). Specifically, the second layer 22 contains ruthenium (Ru) as a main element. In the present embodiment, the second layer 22 is a ruthenium (Ru) layer. The thickness of the first layer 21 is thinner than the thickness of the second layer 22. For example, the thickness of the first layer 21 is 5 nm or less.

多層反射膜３０は、複数のモリブデン（Ｍｏ）層と複数のシリコン（Ｓｉ）層とが交互に積層された反射膜である。   The multilayer reflective film 30 is a reflective film in which a plurality of molybdenum (Mo) layers and a plurality of silicon (Si) layers are alternately stacked.

キャップ層４０は、導電層（例えば、金属層）で形成されている。具体的には、キャップ層４０は、主要元素としてルテニウム（Ｒｕ）を含有している。本実施形態では、キャップ層４０は、ルテニウム（Ｒｕ）層である。   The cap layer 40 is formed of a conductive layer (for example, a metal layer). Specifically, the cap layer 40 contains ruthenium (Ru) as a main element. In the present embodiment, the cap layer 40 is a ruthenium (Ru) layer.

なお、主要元素とは、層（第１の層２１やキャップ層４０等）の主要成分となる元素であり、微量の添加元素は含まれない。例えば、層（第１の層２１やキャップ層４０等）の構成材料に含有される元素の割合が１０原子％以上の元素が主要元素である。本実施形態では、第１の層２１の主要元素はホウ素及び炭素であり、キャップ層４０の主要元素はルテニウムである。   Note that the main element is an element that is a main component of the layer (the first layer 21, the cap layer 40, and the like), and does not include a trace amount of additive elements. For example, an element in which the proportion of elements contained in the constituent materials of the layers (such as the first layer 21 and the cap layer 40) is 10 atomic% or more is the main element. In the present embodiment, the main elements of the first layer 21 are boron and carbon, and the main element of the cap layer 40 is ruthenium.

図１に示すように、多層反射膜３０及びキャップ層４０はパターニングされており、多層反射膜３０及びキャップ層４０によって所望の回路パターンが形成されている。多層反射膜３０及びキャップ層４０が除去された部分では、中間層２０の第１の層２１が露出している。   As shown in FIG. 1, the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are patterned, and a desired circuit pattern is formed by the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40. In the portion where the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are removed, the first layer 21 of the intermediate layer 20 is exposed.

図２は、図１に示した露光マスクにおけるパターン領域及び周辺領域（周辺領域は、周辺領域またはその他の領域も含む）の構成を模式的に示した断面図である。パターン領域とは、回路パターン（集積回路パターン）を形成するための領域である。図２に示すように、本実施形態の露光マスクでは、パターン領域及び周辺領域のいずれにおいても、多層反射膜３０及びキャップ層４０が除去されて中間層２０の第１の層２１が露出している部分が設けられている。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the pattern region and the peripheral region (the peripheral region also includes the peripheral region or other regions) in the exposure mask shown in FIG. The pattern region is a region for forming a circuit pattern (integrated circuit pattern). As shown in FIG. 2, in the exposure mask of this embodiment, the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are removed and the first layer 21 of the intermediate layer 20 is exposed in both the pattern region and the peripheral region. There are provided parts.

図３は、図１に示した露光マスクを製造するためのマスクブランクの構成を模式的に示した断面図である。マスクブランクは、パターニングを行う前のマスク基板であるため、多層反射膜３０及びキャップ層４０はパターニングされておらず、第１の層２１及び第２の層２２を含む中間層２０は露出していない。なお、ガラス基板（基板）１０、中間層２０（第１の層２１及び第２の層２２）、多層反射膜（反射膜）３０及びキャップ層４０についてはすでに説明した通りである。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a mask blank for manufacturing the exposure mask shown in FIG. Since the mask blank is a mask substrate before patterning, the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are not patterned, and the intermediate layer 20 including the first layer 21 and the second layer 22 is exposed. Absent. The glass substrate (substrate) 10, the intermediate layer 20 (the first layer 21 and the second layer 22), the multilayer reflective film (reflective film) 30, and the cap layer 40 are as described above.

次に、本実施形態に係るマスク基板（露光マスク）の製造方法を説明する。図４〜図７は、本実施形態に係るマスク基板（露光マスク）の製造方法を模式的に示した断面図である。   Next, a method for manufacturing a mask substrate (exposure mask) according to this embodiment will be described. 4 to 7 are cross-sectional views schematically showing a method for manufacturing a mask substrate (exposure mask) according to this embodiment.

まず、図４に示すように、ガラス基板１０を用意し、ガラス基板１０上に中間層２０を形成する。すなわち、ガラス基板１０上に中間層２０の第２の層２２を形成し、第２の層２２上に第１の層２１を形成する。続いて、中間層２０上に多層反射膜３０を形成し、多層反射膜３０上にキャップ層４０を形成する。続いて、キャップ層４０上にハードマスク層５０を形成する。このハードマスク層５０には、キャップ層４０及び多層反射膜３０に対して選択的にエッチングを行うことが可能な無機膜を用いる。   First, as shown in FIG. 4, a glass substrate 10 is prepared, and an intermediate layer 20 is formed on the glass substrate 10. That is, the second layer 22 of the intermediate layer 20 is formed on the glass substrate 10, and the first layer 21 is formed on the second layer 22. Subsequently, the multilayer reflective film 30 is formed on the intermediate layer 20, and the cap layer 40 is formed on the multilayer reflective film 30. Subsequently, a hard mask layer 50 is formed on the cap layer 40. For the hard mask layer 50, an inorganic film that can be selectively etched with respect to the cap layer 40 and the multilayer reflective film 30 is used.

次に、図５に示すように、ハードマスク層５０上にレジストパターン６０を形成する。レジストパターン６０は、例えば、開口部６０ａを有している。開口部６０ａは、上面視において、所定の回路パターン及び周辺パターン等を有している。レジストパターン６０には、例えば、化学増幅型のポジ型レジストが用いられる。開口部６０ａは、例えば、電子ビーム（ＥＢ）露光装置を用いてレジスト膜に描画を行った後、レジスト膜を現像することによって形成される。   Next, as shown in FIG. 5, a resist pattern 60 is formed on the hard mask layer 50. The resist pattern 60 has, for example, an opening 60a. The opening 60a has a predetermined circuit pattern, a peripheral pattern, and the like in a top view. For the resist pattern 60, for example, a chemically amplified positive resist is used. The opening 60a is formed, for example, by drawing on the resist film using an electron beam (EB) exposure apparatus and then developing the resist film.

次に、図６に示すように、レジストパターン６０をマスクとして用いてハードマスク層５０をパターニングしてハードマスクパターン５０を形成する。すなわち、レジストパターン６０がハードマスク層５０に転写され、開口部５０ａを有するハードマスクパターン５０が形成される。   Next, as shown in FIG. 6, the hard mask layer 50 is patterned using the resist pattern 60 as a mask to form the hard mask pattern 50. That is, the resist pattern 60 is transferred to the hard mask layer 50, and the hard mask pattern 50 having the opening 50a is formed.

次に、図７に示すように、ハードマスクパターン５０をマスクとして用いて多層反射膜３０をパターニングする。これにより、多層反射膜３０に凹部３０ａが形成される。本実施形態では、凹部３０ａにおいて多層反射膜３０が全て除去され、凹部３０ａの底面に中間層２０が露出する。さらに、ハードマスクパターン５０を除去することで、反射型の露光マスクが完成する。   Next, as shown in FIG. 7, the multilayer reflective film 30 is patterned using the hard mask pattern 50 as a mask. As a result, a recess 30 a is formed in the multilayer reflective film 30. In the present embodiment, all of the multilayer reflective film 30 is removed in the recess 30a, and the intermediate layer 20 is exposed on the bottom surface of the recess 30a. Further, by removing the hard mask pattern 50, a reflective exposure mask is completed.

上述したように、本実施形態では、中間層２０の第１の層２１は、キャップ層４０に含有される主要元素の原子量よりも小さい原子量を有する主要元素を含有している。一般に、主要元素の原子量が小さいと（原子番号が小さいと）、密度（重量密度）が小さくなり、二次電子放出効率が低くなる傾向がある。本実施形態では、第１の層２１は、キャップ層４０よりも密度（重量密度）が小さく、電子の散乱断面積が小さいため、第１の層２１は、キャップ層４０よりも二次電子放出効率が低くなる。その結果、電子線を照射したときに、第１の層２１の表面（中間層２０の表面）から放出される二次電子の量は、キャップ層４０の表面から放出される二次電子の量よりも少なくなる。したがって、電子線照射によって露光マスクの像を取得するときに、キャップ層４０及び多層反射膜３０が存在する部分と中間層２０が露出した部分とのコントラストを高くすることができる。その結果、本実施形態の露光マスクを用いることにより、適正なパターン検査を行うことが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the first layer 21 of the intermediate layer 20 contains a main element having an atomic weight smaller than the atomic weight of the main element contained in the cap layer 40. Generally, when the atomic weight of the main element is small (the atomic number is small), the density (weight density) tends to be small, and the secondary electron emission efficiency tends to be low. In the present embodiment, the first layer 21 is smaller in density (weight density) than the cap layer 40 and has a smaller electron scattering cross section, so the first layer 21 emits secondary electrons than the cap layer 40. Efficiency is lowered. As a result, when the electron beam is irradiated, the amount of secondary electrons emitted from the surface of the first layer 21 (the surface of the intermediate layer 20) is the amount of secondary electrons emitted from the surface of the cap layer 40. Less than. Therefore, when an image of the exposure mask is acquired by electron beam irradiation, the contrast between the portion where the cap layer 40 and the multilayer reflective film 30 are present and the portion where the intermediate layer 20 is exposed can be increased. As a result, an appropriate pattern inspection can be performed by using the exposure mask of this embodiment.

特に、第１の層２１に含有されている主要元素がホウ素（原子番号５）及び炭素（原子番号６）であり、キャップ層４０に含有される主要元素がルテニウム（原子番号４４）である場合には、ホウ素及び炭素の原子量がルテニウムの原子量より十分に小さいため、十分なコントラストを得ることが可能である。   In particular, when the main elements contained in the first layer 21 are boron (atomic number 5) and carbon (atomic number 6), and the main elements contained in the cap layer 40 are ruthenium (atomic number 44). Since the atomic weight of boron and carbon is sufficiently smaller than the atomic weight of ruthenium, sufficient contrast can be obtained.

図８は、各種材料（Ｂ4 Ｃ、Ｒｕ、ＣｒＮ、ＴｉＮ）の二次電子放出効率を示した図である。いずれの材料も、バルク（膜厚１００ｎｍ）の二次電子放出効率を示している。図に示すように、炭化ホウ素（Ｂ4 Ｃ）の二次電子放出効率は、他の材料（Ｒｕ、ＣｒＮ、ＴｉＮ）の二次電子放出効率に比べて小さい。したがって、第１の層２１として炭化ホウ素層を用いることで、高いコントラストを得ることが可能である。 FIG. 8 is a diagram showing the secondary electron emission efficiency of various materials (B 4 C, Ru, CrN, TiN). All the materials show bulk (100 nm thickness) secondary electron emission efficiency. As shown in the figure, the secondary electron emission efficiency of boron carbide (B 4 C) is smaller than the secondary electron emission efficiency of other materials (Ru, CrN, TiN). Therefore, high contrast can be obtained by using a boron carbide layer as the first layer 21.

また、本実施形態では、中間層２０が第１の層２１と第２の層２２との積層構造であり、第１の層２１とガラス基板１０との間に第２の層２２が設けられている。この第２の層２２は、第１の層２１よりも高い導電率を有している。そのため、第１の層２１の導電率が低い場合でも、第２の層２２によって確実に電荷を除去することができ、中間層２０の帯電を抑制することができる。   In the present embodiment, the intermediate layer 20 has a laminated structure of the first layer 21 and the second layer 22, and the second layer 22 is provided between the first layer 21 and the glass substrate 10. ing. The second layer 22 has a higher conductivity than the first layer 21. Therefore, even when the conductivity of the first layer 21 is low, charges can be reliably removed by the second layer 22 and charging of the intermediate layer 20 can be suppressed.

図９は、本実施形態及び比較例の露光マスクの電子画像について、二次電子信号強度プロファイルを示した図である。具体的には、露光マスク上に形成されたラインアンドスペースパターン（Ｌ／Ｓパターン）の信号強度プロファイルを示している。ライン部は多層反射膜３０及びキャップ層４０が形成されている部分であり、スペース部は多層反射膜３０及びキャップ層４０が除去されている部分（中間層２０が露出している部分）である。本実施形態の露光マスクでは、キャップ層４０がルテニウム層で形成され、中間層２０の第１の層２１がＢ4 Ｃ層で、第２の層２２がルテニウム層で形成されている。比較例の露光マスクでは、キャップ層４０及び中間層２０ともにルテニウム層で形成されている。図９に示すように、本実施形態の場合には、ライン部とスペース部とで大きな信号強度差が得られている。 FIG. 9 is a diagram showing secondary electron signal intensity profiles for the electronic images of the exposure masks of the present embodiment and the comparative example. Specifically, a signal intensity profile of a line and space pattern (L / S pattern) formed on the exposure mask is shown. The line portion is a portion where the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are formed, and the space portion is a portion where the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are removed (a portion where the intermediate layer 20 is exposed). . In the exposure mask of this embodiment, the cap layer 40 is formed of a ruthenium layer, the first layer 21 of the intermediate layer 20 is a B 4 C layer, and the second layer 22 is formed of a ruthenium layer. In the exposure mask of the comparative example, both the cap layer 40 and the intermediate layer 20 are formed of a ruthenium layer. As shown in FIG. 9, in the case of the present embodiment, a large signal intensity difference is obtained between the line portion and the space portion.

以上のように、本実施形態によれば、電子線照射によって露光マスクの像を取得するときに、多層反射膜３０及びキャップ層４０が形成されている部分の二次電子放出効率と、多層反射膜３０及びキャップ層４０が除去されている部分（中間層２０が露出している部分）の二次電子放出効率との差を大きくすることができ、且つ中間層２０の帯電を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、露光マスクの検査感度を向上させることができ、適正なパターン検査を行うことが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, when an image of an exposure mask is acquired by electron beam irradiation, the secondary electron emission efficiency of the portion where the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are formed and the multilayer reflection are obtained. The difference from the secondary electron emission efficiency of the portion where the film 30 and the cap layer 40 are removed (the portion where the intermediate layer 20 is exposed) can be increased, and charging of the intermediate layer 20 can be suppressed. it can. Therefore, according to the present embodiment, the inspection sensitivity of the exposure mask can be improved, and an appropriate pattern inspection can be performed.

また、本実施形態では、中間層２０の第１の層２１が炭化ホウ素層（Ｂ4 Ｃ層）で形成されている。炭化ホウ素は、化学的に非常に安定であるため、多層反射膜３０をエッチングする際のエッチングストップ層として非常に優れている。また、炭化ホウ素は、化学的に非常に安定であるため、自然酸化されにくく、十分な薄膜化が可能である。したがって、炭化ホウ素を用いることで、第１の層２１の厚さを電子の侵入深さよりも小さくすることができる。そのため、ＥＢＩＣ（Electron Beam Induced Current）に基づく第１の層２１の帯電量を非常に少なくすることができる。 In the present embodiment, the first layer 21 of the intermediate layer 20 is formed of a boron carbide layer (B 4 C layer). Since boron carbide is chemically very stable, it is very excellent as an etching stop layer when the multilayer reflective film 30 is etched. Further, since boron carbide is chemically very stable, it is not easily oxidized naturally and can be sufficiently thinned. Therefore, by using boron carbide, the thickness of the first layer 21 can be made smaller than the penetration depth of electrons. Therefore, the charge amount of the first layer 21 based on EBIC (Electron Beam Induced Current) can be extremely reduced.

なお、上述した実施形態では、中間層２０の第２の層２２をルテニウム（Ｒｕ）で形成したが、ルテニウム以外の金属を第２の層２２として用いてもよい。例えば、モリブデン（Ｍｏ）等の、ルテニウムの原子量よりも小さい原子量を有する金属を第２の層２２として用いてもよい。また、ルテニウムの原子量よりも小さい原子量を有する金属を含有する金属化合物を第２の層２２として用いてもよい。特に、窒化クロム（ＣｒＮ）或いは窒化チタン（ＴｉＮ）等の金属窒化物を用いることが好ましい。これらの金属或いは金属化合物を第２の層２２として用いた場合には、ルテニウムを第２の層２２として用いた場合よりも、中間層２０の二次電子放出効率をさらに低くすることが可能である。その結果、検査感度をさらに向上させることが可能となる。   In the above-described embodiment, the second layer 22 of the intermediate layer 20 is formed of ruthenium (Ru). However, a metal other than ruthenium may be used as the second layer 22. For example, a metal having an atomic weight smaller than that of ruthenium, such as molybdenum (Mo), may be used for the second layer 22. Alternatively, a metal compound containing a metal having an atomic weight smaller than that of ruthenium may be used for the second layer 22. In particular, it is preferable to use a metal nitride such as chromium nitride (CrN) or titanium nitride (TiN). When these metals or metal compounds are used as the second layer 22, it is possible to further lower the secondary electron emission efficiency of the intermediate layer 20 than when ruthenium is used as the second layer 22. is there. As a result, the inspection sensitivity can be further improved.

図１０は、本実施形態及び比較例の露光マスクについて、二次電子放出効率を示した図である。実施形態Ａの露光マスクでは、中間層２０の第１の層２１がＢ4 Ｃ層で形成され、中間層２０の第２の層２２がルテニウム層で形成されている。実施形態Ｂの露光マスクでは、中間層２０の第１の層２１がＢ4 Ｃ層で形成され、中間層２０の第２の層２２がＣｒＮ層で形成されている。比較例の露光マスクでは、中間層２０がルテニウム層のみで形成されている。図１０に示すように、実施形態Ａ及び実施形態Ｂの場合には、二次電子放出効率を低くすることができる。特に、第２の層２２として、ルテニウムの原子量よりも小さい原子量を有するクロムの窒化物（ＣｒＮ）を用いた場合には、二次電子放出効率をより低くすることができる。 FIG. 10 is a diagram showing the secondary electron emission efficiency for the exposure masks of the present embodiment and the comparative example. In the exposure mask of Embodiment A, the first layer 21 of the intermediate layer 20 is formed of a B 4 C layer, and the second layer 22 of the intermediate layer 20 is formed of a ruthenium layer. In the exposure mask of Embodiment B, the first layer 21 of the intermediate layer 20 is formed of a B 4 C layer, and the second layer 22 of the intermediate layer 20 is formed of a CrN layer. In the exposure mask of the comparative example, the intermediate layer 20 is formed of only a ruthenium layer. As shown in FIG. 10, in the case of Embodiment A and Embodiment B, the secondary electron emission efficiency can be lowered. In particular, when a chromium nitride (CrN) having an atomic weight smaller than that of ruthenium is used as the second layer 22, the secondary electron emission efficiency can be further reduced.

また、上述した実施形態では、中間層２０の第２の層２２をルテニウムの単層膜で形成したが、中間層２０の第２の層２２を多層膜で形成してもよい。例えば、多層反射膜３０の多層膜の構成と同じ構成を有する多層膜で第２の層２２を形成するようにしてもよい。この場合には、マスクブランクを製造する際に、多層反射膜３０の形成方法と同様の方法によって第２の層２２を形成することが可能である。   In the above-described embodiment, the second layer 22 of the intermediate layer 20 is formed of a ruthenium single layer film. However, the second layer 22 of the intermediate layer 20 may be formed of a multilayer film. For example, the second layer 22 may be formed of a multilayer film having the same configuration as that of the multilayer film of the multilayer reflective film 30. In this case, when the mask blank is manufactured, the second layer 22 can be formed by a method similar to the method for forming the multilayer reflective film 30.

また、上述した実施形態では、中間層２０の第１の層２１は、ホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）を主要元素として含有していたが、ホウ素及び炭素以外の元素を主要元素として含有していてもよい。例えば、第１の層２１は、カルシウム（Ｃａ）を主要元素として含有していてもよい。カルシウムの原子番号は２０である。したがって、キャップ層４０に含有される主要元素がルテニウム（原子番号４４）である場合には、カルシウムの原子量がルテニウムの原子量よりも十分に小さいため、十分なコントラストを得ることが可能である。具体的には、第１の層２１として、フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ）層やフッ素燐灰石（Ｃａ5（ＰＯ4 ）3 Ｆ）を用いることが可能である。これらの材料は、原子量の小さいフッ素（原子番号９）も主要元素として含有しているため、高コントラスト化に対してより有効である。特に、フッ素燐灰石（Ｃａ5（ＰＯ4 ）3 Ｆ）は、化学的にも機械的にも非常に安定であり、第１の層２１の材料として効果的である。 In the above-described embodiment, the first layer 21 of the intermediate layer 20 contains boron (B) and carbon (C) as main elements, but contains elements other than boron and carbon as main elements. It may be. For example, the first layer 21 may contain calcium (Ca) as a main element. The atomic number of calcium is 20. Therefore, when the main element contained in the cap layer 40 is ruthenium (atomic number 44), it is possible to obtain sufficient contrast because the atomic weight of calcium is sufficiently smaller than the atomic weight of ruthenium. Specifically, a calcium fluoride (CaF 2 ) layer or fluorapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 F) can be used as the first layer 21. Since these materials contain fluorine (atomic number 9) having a small atomic weight as a main element, they are more effective for increasing the contrast. In particular, fluorapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 F) is very stable chemically and mechanically, and is effective as a material for the first layer 21.

また、本実施形態において、中間層２０の第１の層２１は、キャップ層４０に含有される主要元素の原子量よりも小さい原子量を有する主要元素を含有していればよい。第１の層２１が複数の主要元素を含有している場合には、第１の層２１に含有されている少なくとも１つの主要元素が、キャップ層４０に含有されている主要元素の原子量よりも小さい原子量を有していればよい。したがって、第１の層２１に含有される主要元素の全てが、キャップ層４０に含有される主要元素の原子量よりも小さい原子量を有していてもよいし、第１の層２１に、キャップ層４０に含有される主要元素の原子量よりも大きい原子量を有する主要元素が含有されていてもよい。   In the present embodiment, the first layer 21 of the intermediate layer 20 only needs to contain a main element having an atomic weight smaller than the atomic weight of the main element contained in the cap layer 40. When the first layer 21 contains a plurality of main elements, at least one main element contained in the first layer 21 is more than the atomic weight of the main elements contained in the cap layer 40. What is necessary is just to have small atomic weight. Therefore, all of the main elements contained in the first layer 21 may have an atomic weight smaller than the atomic weight of the main element contained in the cap layer 40, and the cap layer A main element having an atomic weight larger than the atomic weight of the main element contained in 40 may be contained.

（実施形態２）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、基本的な事項は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態で説明した事項の説明は省略する。 (Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described. Since basic matters are the same as those in the first embodiment, explanations of the matters explained in the first embodiment are omitted.

図１１は、第２の実施形態に係るマスク基板の構成を模式的に示した断面図である。図１１のマスク基板は、露光マスクである。具体的には、図１１のマスク基板は、ＥＵＶ光を用いたＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型の露光マスクである。   FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the mask substrate according to the second embodiment. The mask substrate in FIG. 11 is an exposure mask. Specifically, the mask substrate of FIG. 11 is a reflective exposure mask used for EUV lithography using EUV light.

図１２は、図１１に示した露光マスクにおけるパターン領域及び周辺領域の構成を模式的に示した断面図である。本実施形態の露光マスクも、第１の実施形態と同様に、パターン領域及び周辺領域のいずれにおいても、多層反射膜３０及びキャップ層４０が除去されて中間層２０の第１の層２１が露出している部分が設けられている。   FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the pattern area and the peripheral area in the exposure mask shown in FIG. In the exposure mask of this embodiment, as in the first embodiment, the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are removed and the first layer 21 of the intermediate layer 20 is exposed in both the pattern region and the peripheral region. The part which is doing is provided.

図１３は、図１１に示した露光マスクを製造するためのマスクブランクの構成を模式的に示した断面図である。   FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a mask blank for manufacturing the exposure mask shown in FIG.

なお、マスク基板（露光マスク）の基本的な製造方法は第１の実施形態と同様であるため、ここでは製造方法の説明は省略する。   Since the basic manufacturing method of the mask substrate (exposure mask) is the same as that of the first embodiment, the description of the manufacturing method is omitted here.

本実施形態では、中間層２０がホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）を主要元素として含有する第１の層２１で形成されている。具体的には、第１の層２１は、炭化ホウ素層で形成されている。より具体的には、第１の層２１は、Ｂ4 Ｃ層で形成されている。中間層２０以外の基本的な構成は、第１の実施形態の構成と同様である。 In the present embodiment, the intermediate layer 20 is formed of the first layer 21 containing boron (B) and carbon (C) as main elements. Specifically, the first layer 21 is formed of a boron carbide layer. More specifically, the first layer 21 is formed of a B 4 C layer. The basic configuration other than the intermediate layer 20 is the same as the configuration of the first embodiment.

炭化ホウ素は、ある程度高い導電率を有している。したがって、第１の層（炭化ホウ素層）２１の厚さをある程度大きくすれば、第２の層２２を設けなくても、ある程度の導電性を確保することは可能である。そこで、本実施形態では、第２の層２２を設けずに、第１の層２１のみで中間層２０を形成している。   Boron carbide has a certain degree of electrical conductivity. Therefore, if the thickness of the first layer (boron carbide layer) 21 is increased to some extent, it is possible to ensure a certain degree of conductivity without providing the second layer 22. Therefore, in the present embodiment, the intermediate layer 20 is formed of only the first layer 21 without providing the second layer 22.

上述したように、本実施形態では、中間層２０がホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）を主要元素として含有する第１の層２１で形成されている。ホウ素（原子番号５）及び炭素（原子番号６）の原子量は、キャップ層４０の主要元素（例えば、ルテニウム（原子番号４４））の原子量よりも十分に小さい。そのため、中間層２０（第１の層２１）の二次電子放出効率をキャップ層４０の二次電子放出効率よりも十分に低くすることができる。したがって、電子線照射によって露光マスクの像を取得するときに、十分なコントラストを得ることができる。その結果、本実施形態の露光マスクを用いることにより、適正なパターン検査を行うことが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the intermediate layer 20 is formed of the first layer 21 containing boron (B) and carbon (C) as main elements. The atomic weight of boron (atomic number 5) and carbon (atomic number 6) is sufficiently smaller than the atomic weight of the main element of the cap layer 40 (for example, ruthenium (atomic number 44)). Therefore, the secondary electron emission efficiency of the intermediate layer 20 (first layer 21) can be made sufficiently lower than the secondary electron emission efficiency of the cap layer 40. Therefore, a sufficient contrast can be obtained when an image of the exposure mask is acquired by electron beam irradiation. As a result, an appropriate pattern inspection can be performed by using the exposure mask of this embodiment.

また、ホウ素及び炭素を主要元素として含有する第１の層２１は、ある程度高い導電率を有しているため、第２の層２２を設けなくても、ある程度の導電性を確保することは可能である。したがって、第２の層２２を設けなくても、第１の層２１によって中間層２０の帯電を抑制することが可能である。   In addition, since the first layer 21 containing boron and carbon as main elements has a certain degree of conductivity, it is possible to ensure a certain degree of conductivity without providing the second layer 22. It is. Therefore, charging of the intermediate layer 20 can be suppressed by the first layer 21 without providing the second layer 22.

以上のように、本実施形態においても、電子線照射によって露光マスクの像を取得するときに、多層反射膜３０及びキャップ層４０が形成されている部分の二次電子放出効率と、多層反射膜３０及びキャップ層４０が除去されている部分（中間層２０が露出している部分）の二次電子放出効率との差を大きくすることができ、且つ中間層２０の帯電を抑制することができる。したがって、本実施形態においても、露光マスクの検査感度を向上させることができ、適正なパターン検査を行うことが可能となる。   As described above, also in this embodiment, when an image of an exposure mask is acquired by electron beam irradiation, the secondary electron emission efficiency of the portion where the multilayer reflective film 30 and the cap layer 40 are formed, and the multilayer reflective film 30 and the portion where the cap layer 40 is removed (the portion where the intermediate layer 20 is exposed) can be increased in difference from the secondary electron emission efficiency, and charging of the intermediate layer 20 can be suppressed. . Therefore, also in this embodiment, the inspection sensitivity of the exposure mask can be improved, and an appropriate pattern inspection can be performed.

なお、第２の層２２を設けずに第１の層２１（ホウ素及び炭素を主要元素として含有する層）のみで中間層２０を構成する場合には、第１の層２１をできるだけ厚くすることが好ましい。   When the intermediate layer 20 is configured only by the first layer 21 (a layer containing boron and carbon as main elements) without providing the second layer 22, the first layer 21 should be as thick as possible. Is preferred.

図１４は、各種材料の抵抗率の測定結果を示した図である。単位は「オーム・ｃｍ」である。炭化ホウ素層（Ｂ4 Ｃ層）の厚さが１００ｎｍである場合には、ある程度低い抵抗率（ある程度高い導電率）が得られている。また、図１４では、金属膜上に厚さ２．５ｎｍの薄い炭化ホウ素層（Ｂ4 Ｃ層）を形成した場合の抵抗率も示している。この場合には、金属膜を通して電流が流れるため、抵抗率が非常に小さくなっている。 FIG. 14 is a diagram showing the measurement results of the resistivity of various materials. The unit is “ohm · cm”. When the thickness of the boron carbide layer (B 4 C layer) is 100 nm, a somewhat low resistivity (a somewhat high conductivity) is obtained. FIG. 14 also shows the resistivity when a thin boron carbide layer (B 4 C layer) having a thickness of 2.5 nm is formed on the metal film. In this case, since the current flows through the metal film, the resistivity is very small.

図１５は、入射電子ビーム電流に対する二次電子放出効率を示した図である。厚さ１００ｎｍの炭化ホウ素層（Ｂ4 Ｃ層）の単層膜の場合、及び金属膜上に厚さ２．５ｎｍの炭化ホウ素層（Ｂ4 Ｃ層）が形成された積層膜の場合には、入射電子ビーム電流を増加させても、二次電子放出効率はほとんど変化していない。一方、厚さ５ｎｍの炭化ホウ素層（Ｂ4 Ｃ層）の単層膜の場合には、入射電子ビーム電流が増加するにしたがって二次電子放出効率が低下している。これは、Ｂ4 Ｃ層の厚さが５ｎｍ程度である場合には、高抵抗のＢ4 Ｃ層が電子ビームによって正に帯電し、発生した二次電子（負の電荷）がＢ4 Ｃ層に引き戻されるためである。 FIG. 15 is a diagram showing the secondary electron emission efficiency with respect to the incident electron beam current. In the case of a single layer film of a boron carbide layer (B 4 C layer) having a thickness of 100 nm and a laminated film in which a boron carbide layer (B 4 C layer) having a thickness of 2.5 nm is formed on a metal film Even when the incident electron beam current is increased, the secondary electron emission efficiency is hardly changed. On the other hand, in the case of a single layer film of a boron carbide layer (B 4 C layer) having a thickness of 5 nm, the secondary electron emission efficiency decreases as the incident electron beam current increases. This is because when the thickness of the B 4 C layer is about 5 nm, the high resistance B 4 C layer is positively charged by the electron beam, and the generated secondary electrons (negative charges) are generated in the B 4 C layer. It is because it is pulled back to.

以上のことから、第２の層２２を設けずに第１の層２１（ホウ素及び炭素を主要元素として含有する層）のみで中間層２０を構成する場合には、第１の層２１の厚さをある程度厚くすることが好ましい（少なくとも５ｎｍよりも厚くすることが好ましい）。   From the above, when the intermediate layer 20 is constituted only by the first layer 21 (a layer containing boron and carbon as main elements) without providing the second layer 22, the thickness of the first layer 21 It is preferable to increase the thickness to some extent (preferably at least 5 nm).

なお、本実施形態において、中間層２０の第１の層２１は、ホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）を主要元素として含有していればよく、ホウ素（Ｂ）及び炭素（Ｃ）以外の元素を含有していてもよい。   In the present embodiment, the first layer 21 of the intermediate layer 20 only needs to contain boron (B) and carbon (C) as main elements, and elements other than boron (B) and carbon (C). May be contained.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１０…ガラス基板
２０…中間層 ２１…第１の層 ２２…第２の層
３０…多層反射膜
４０…キャップ層
５０…ハードマスク層（ハードマスクパターン）
６０…レジスト膜（レジストパターン） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Glass substrate 20 ... Intermediate | middle layer 21 ... 1st layer 22 ... 2nd layer 30 ... Multilayer reflective film 40 ... Cap layer 50 ... Hard mask layer (hard mask pattern)
60: Resist film (resist pattern)

Claims (8)

基板と、
前記基板上に設けられた中間層と、
前記中間層上に設けられた反射膜と、
前記反射膜上に設けられたキャップ層と、
を備え、
前記中間層は、前記キャップ層に含有される主要元素の原子量よりも小さい原子量を有する主要元素を含有する第１の層と、前記第１の層と前記基板との間に設けられ且つ前記第１の層の導電率よりも高い導電率を有する第２の層と、を含む
ことを特徴とするマスク基板。 A substrate,
An intermediate layer provided on the substrate;
A reflective film provided on the intermediate layer;
A cap layer provided on the reflective film;
With
The intermediate layer is provided between the first layer containing the main element having an atomic weight smaller than the atomic weight of the main element contained in the cap layer, the first layer and the substrate, and the first layer. And a second layer having a conductivity higher than that of the first layer. 基板と、
前記基板上に設けられた中間層と、
前記中間層上に設けられた反射膜と、
前記反射膜上に設けられたキャップ層と、
を備え、
前記中間層は、ホウ素及び炭素を主要元素として含有する第１の層を含む
ことを特徴とするマスク基板。 A substrate,
An intermediate layer provided on the substrate;
A reflective film provided on the intermediate layer;
A cap layer provided on the reflective film;
With
The intermediate layer includes a first layer containing boron and carbon as main elements. 前記第１の層は、前記キャップ層の二次電子放出効率よりも低い二次電子放出効率を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク基板。 The mask substrate according to claim 1, wherein the first layer has a secondary electron emission efficiency lower than a secondary electron emission efficiency of the cap layer. 前記第１の層は、前記キャップ層の密度よりも小さい密度を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク基板。 The mask substrate according to claim 1, wherein the first layer has a density smaller than a density of the cap layer. 前記キャップ層に含有される主要元素は、ルテニウム（Ｒｕ）である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク基板。 The mask substrate according to claim 1, wherein a main element contained in the cap layer is ruthenium (Ru). 前記反射膜及び前記キャップ層はパターニングされている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク基板。 The mask substrate according to claim 1, wherein the reflective film and the cap layer are patterned. 基板を用意することと、
前記基板上に中間層を形成することと、
前記中間層上に反射膜を形成することと、
前記反射膜上にキャップ層を形成することと、
を備え、
前記中間層は、第１の層と前記第１の層と前記基板との間に設けられた第２の層とを含む
ことを特徴とするマスク基板の製造方法。 Preparing a substrate,
Forming an intermediate layer on the substrate;
Forming a reflective film on the intermediate layer;
Forming a cap layer on the reflective film;
With
The intermediate layer includes a first layer, a second layer provided between the first layer and the substrate. A method for manufacturing a mask substrate. 前記キャップ層上にハードマスク層を形成することと、
前記ハードマスク層上にレジストパターンを形成することと、
前記レジストパターンをマスクとして用いて前記ハードマスク層をパターニングしてハードマスクパターンを形成することと、
前記ハードマスクパターンをマスクとして用いて前記反射膜をパターニングすることと、
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のマスク基板の製造方法。 Forming a hard mask layer on the cap layer;
Forming a resist pattern on the hard mask layer;
Patterning the hard mask layer using the resist pattern as a mask to form a hard mask pattern;
Patterning the reflective film using the hard mask pattern as a mask;
The method of manufacturing a mask substrate according to claim 7, further comprising:
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