JP4061319B2 - REFLECTIVE MASK BLANK, REFLECTIVE MASK, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING METHOD - Google Patents

REFLECTIVE MASK BLANK, REFLECTIVE MASK, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING METHOD Download PDF

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Description

本発明は、極端紫外光などの短波長域の露光光を使用するリソグラフィー法において好ましく用いられる反射型マスク及びマスクブランクス並びにそれらの製造方法に関するもので、詳しくはマスクパターンの検査を正確かつ迅速に行うことを可能とする反射型マスク等に関するものである。   The present invention relates to a reflective mask and mask blanks preferably used in a lithography method using exposure light in a short wavelength region such as extreme ultraviolet light, and a method for manufacturing the same. The present invention relates to a reflective mask that can be performed.

近年、半導体メモリーや超LSI(大規模集積回路)等において見られるように、半導体製品の高集積化に伴い、フォトリソグラフィー法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされている。そこで、このような微細パターンの転写を可能とするため、より波長の短い極端紫外光(Extreme Ultra Violet、以下、EUV光と称す)などを用いたリソグラフィー法が提案されている。
ところで、EUV光やX線などの短波長域での露光用マスクとして使用される反射型マスクが従来提案されている。この反射型マスクの基本構造は、たとえばSiや石英などの基板上に、EUV光やX線などを反射する反射層、その上にEUV光やX線などを吸収する吸収体パターンを有している。反射層としては少なくとも2種類の物質の薄膜が交互に積層された多層膜が一般的である。そして、マスクの垂直方向より数度(通常は2〜5度)傾斜した方向からマスクに露光光が入射され、吸収体パターンのある部分では露光光は吸収され、それ以外の部分では露光光は反射層で反射されるため、吸収体パターンを反映した反射像が形成される。この反射像を適当な光学系を介してシリコンウエハ上に縮小投影することにより転写が行われる。
In recent years, as seen in semiconductor memories, ultra-LSIs (Large Scale Integrated Circuits), etc., with the high integration of semiconductor products, fine patterns exceeding the transfer limit of photolithography are required. Therefore, in order to enable transfer of such a fine pattern, a lithography method using extreme ultraviolet light (Extreme Ultra Violet, hereinafter referred to as EUV light) having a shorter wavelength has been proposed.
By the way, a reflection type mask used as an exposure mask in a short wavelength region such as EUV light or X-ray has been conventionally proposed. The basic structure of this reflective mask has, for example, a reflective layer that reflects EUV light or X-rays on a substrate such as Si or quartz, and an absorber pattern that absorbs EUV light or X-rays thereon. Yes. The reflective layer is generally a multilayer film in which thin films of at least two kinds of substances are alternately stacked. Then, the exposure light is incident on the mask from a direction inclined several degrees (usually 2 to 5 degrees) from the vertical direction of the mask, the exposure light is absorbed in a portion where the absorber pattern is present, and the exposure light is absorbed in other portions. Since it is reflected by the reflective layer, a reflected image reflecting the absorber pattern is formed. Transfer is performed by projecting the reflected image on a silicon wafer by reduction through an appropriate optical system.

また、このような反射型マスクの基本構造に加え、上記反射層と吸収体との間に中間層を設ける構成が、特開平7−333829号や同8−213303号等の公報に開示されている。つまり、吸収体をパターン形成する際、特にエッチング時に下層の反射層がエッチング損傷を受けないように反射層を保護することを目的として中間層が設けられる。
ここで、EUV光(例えば波長13.4nm程度の軟X線領域にあるEUV光)を露光光とするリソグラフィーに用いる反射型マスクの製造方法について図13を参照しながら説明する。図13は従来の反射型マスクの製造工程を順に示す概略断面図である。
石英などの基板11上に、順次、EUV光の反射層(以下、EUV反射層と称す)である積層膜12、その上に吸収体パターン形成工程におけるEUV反射層の保護を目的としたバッファー層(上述の中間層に対応)13、さらにその上にEUV光を吸収する吸収体層(以下、EUV吸収体層と称す)14を成膜したマスクブランクス101を作製する(図13(a)参照)。
In addition to such a basic structure of the reflective mask, a configuration in which an intermediate layer is provided between the reflective layer and the absorber is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-333829 and 8-213303. Yes. That is, when the absorber is patterned, an intermediate layer is provided for the purpose of protecting the reflective layer so that the lower reflective layer is not damaged by etching, particularly during etching.
Here, a manufacturing method of a reflective mask used in lithography using EUV light (for example, EUV light in a soft X-ray region having a wavelength of about 13.4 nm) as exposure light will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view sequentially showing a manufacturing process of a conventional reflective mask.
On a substrate 11 made of quartz or the like, a laminated film 12 which is an EUV light reflecting layer (hereinafter referred to as an EUV reflecting layer) in sequence, and a buffer layer for the purpose of protecting the EUV reflecting layer in the absorber pattern forming step. (Corresponding to the above-described intermediate layer) 13 and a mask blank 101 on which an absorber layer (hereinafter referred to as EUV absorber layer) 14 that absorbs EUV light is formed (see FIG. 13A). ).

次に、EUV光の吸収体であるEUV吸収体層14を加工して所定のパターンを有するEUV吸収体パターンを形成する(同図(b)参照)。
次いで、このEUV吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施する。このパターン検査の結果、例えばここでは同図(b)に示すように、パターン形成時におけるレジスト層への異物付着などに起因するピンホール欠陥(白欠陥ともいう)21と、エッチング不足欠陥(黒欠陥ともいう)22が発生した場合、ピンホール欠陥21については集束イオンビーム(Focused Ion Beam, FIB)アシストデポジション法により炭素膜23をピンホールに堆積させて修復する。またエッチング不足欠陥22についてはFIB励起のガスアシストエッチングにより残留部分22aを除去して修復することにより吸収体層14の除去部分25を得るが、このときの照射によるエネルギーによってバッファー層13表面にはダメージ部分24(FIBにより除去された部分24a及びFIBイオンが入り込んだ部分24b)が存在する(同図(c)参照)。
Next, the EUV absorber layer 14 which is an EUV light absorber is processed to form an EUV absorber pattern having a predetermined pattern (see FIG. 5B).
Next, an inspection is performed to determine whether this EUV absorber pattern is formed as designed. As a result of this pattern inspection, for example, as shown in FIG. 4B, pinhole defects (also referred to as white defects) 21 due to adhesion of foreign matters to the resist layer at the time of pattern formation and insufficient etching defects (black) When the 22) occurs, the pinhole defect 21 is repaired by depositing a carbon film 23 on the pinhole by a focused ion beam (FIB) assisted deposition method. Further, for the etching deficiency defect 22, the removal portion 25 of the absorber layer 14 is obtained by removing and repairing the residual portion 22a by FIB-excited gas-assisted etching. There is a damaged portion 24 (a portion 24a removed by FIB and a portion 24b into which FIB ions have entered) (see FIG. 5C).

その後、このEUV吸収体層14が除去された部分25に対応するバッファー層13を除去したパターン26を形成することによりEUV光用の反射型マスクとなる(同図(d)参照)。
この反射型マスクにEUV光31で露光すると吸収体パターンのある部分では吸収され、それ以外の吸収体14およびバッファー層13を除去した部分では露出した反射層12でEUV光31が反射されることにより(同図(e)参照)、EUV光によるリソグラフィー用のマスクとして使用することが出来る。
Thereafter, a pattern 26 from which the buffer layer 13 corresponding to the portion 25 from which the EUV absorber layer 14 has been removed is formed to form a reflective mask for EUV light (see FIG. 4D).
When this reflective mask is exposed to EUV light 31, it is absorbed in a portion where the absorber pattern is present, and EUV light 31 is reflected by the exposed reflective layer 12 in the other portions where the absorber 14 and buffer layer 13 are removed. (See (e) in the figure), it can be used as a mask for lithography with EUV light.

特開平7−333829号公報JP-A-7-333829 特開平8−213303号公報JP-A-8-213303

上述のマスク作製工程において、EUV吸収体層14にパターンを形成した後、このEUV吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施することは上述したとおりであるが、このマスクパターンの検査では通常257nm程度の光を使用した検査機が使用される。つまり、この257nm程度の光をマスクに当てて、その反射像のパターンを検査している。そして、このマスクパターンの検査は、前述したように表面のEUV吸収体層14のパターン形成工程終了後(図13(b)の工程)に実施し、その検査結果に基づいて必要なパターンの修復を行っている。したがって、具体的には、上記検査に使用する光(以下、検査光と称す)をマスクに当てたとき、表面の吸収体がパターニングにより除去されて露出したバッファー層13表面と、パターンが残っている吸収体表面との反射率の差によって検査が行われるので、検査光の波長に対するバッファー層表面と吸収体表面との反射率の差が小さいと検査時のコントラストが悪くなり、正確な検査が出来ないことになる。   In the above mask manufacturing process, after the pattern is formed on the EUV absorber layer 14, it is as described above that the inspection of whether or not the EUV absorber pattern is formed as designed is performed. In this inspection, an inspection machine using light of about 257 nm is usually used. That is, the light of about 257 nm is applied to the mask and the pattern of the reflected image is inspected. Then, as described above, this mask pattern inspection is performed after completion of the pattern formation process of the surface EUV absorber layer 14 (process of FIG. 13B), and necessary pattern repair is performed based on the inspection result. It is carried out. Therefore, specifically, when the light used for the inspection (hereinafter referred to as inspection light) is applied to the mask, the surface of the buffer layer 13 exposed by removing the surface absorber by patterning and the pattern remain. Inspection is performed by the difference in reflectance from the absorber surface, so if the difference in reflectance between the buffer layer surface and the absorber surface with respect to the wavelength of the inspection light is small, the contrast at the time of inspection deteriorates and accurate inspection is performed. It will not be possible.

ところで、従来の反射型マスクの場合、例えば表面のEUV吸収体としてタンタルや窒化タンタル膜、バッファー層としてSiO膜などで構成するのが代表的であるが、波長257nmなどの検査光に対して吸収体表面の反射率とバッファー層表面の反射率との差が小さく、検査時のコントラストが十分得られないため、その結果マスク検査においてパターンの欠陥を十分判別できず、正確な欠陥検査を行えないという問題があった。
また、電子線を使用した電子顕微鏡による検査では、照射電子線によるEUV吸収膜の損傷が発生し実用化は困難である。
また、マスクパターンの検査にEUV光波長である例えば前述の13.4nm程度の光を使用する方法が提案されているが、検査機にEUV光源を設置することは、非常に大きな設備費用が必要となり、しかも従来の紫外光波長を使用する検査機に比べて大気中での吸収を回避するために光学系全てを真空に保持する構造が必要となり、パターン検査工程が大規模かつ複雑になる。さらに真空排気時間によるスループットが低下するという問題がある。
本発明はこのような従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、正確かつ迅速なマスクパターン検査を可能とする反射型マスク及びマスクブランクス及びそれらの製造方法、並びにこの反射型マスクを用いた半導体の製造方法を提供することにある。
By the way, in the case of a conventional reflective mask, for example, it is typically composed of a tantalum or tantalum nitride film as a surface EUV absorber and a SiO 2 film as a buffer layer, but for inspection light having a wavelength of 257 nm or the like. The difference between the reflectivity of the absorber surface and the reflectivity of the buffer layer surface is small, and the contrast at the time of inspection cannot be obtained sufficiently. As a result, pattern defects cannot be sufficiently identified in mask inspection, and accurate defect inspection can be performed. There was no problem.
In addition, in an inspection with an electron microscope using an electron beam, the EUV absorption film is damaged by the irradiation electron beam, and it is difficult to put it to practical use.
Also, a method of using the above-described light of about 13.4 nm, which is the EUV light wavelength, for mask pattern inspection has been proposed. However, installation of an EUV light source in an inspection machine requires a very large equipment cost. In addition, a structure for holding the entire optical system in a vacuum is required to avoid absorption in the atmosphere as compared with a conventional inspection machine using an ultraviolet light wavelength, and the pattern inspection process becomes large and complicated. Furthermore, there is a problem that the throughput due to the evacuation time is lowered.
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a reflective mask and a mask blank capable of accurately and quickly inspecting a mask pattern, a manufacturing method thereof, and An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing method using the reflective mask.

上記課題を解決するために鋭意研究の結果、従来のマスク表面の吸収体層を露光光を吸収する層とマスクパターン検査波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離して積層構成することによりパターン検査時のコントラストが十分得られるようになることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、第1の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル(Ta)とホウ素(B)と酸素(O)とを含む材料からなり、前記バッファー層がCr又はCrを主成分とする物質で形成されていることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
第2の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル(Ta)とホウ素(B)と酸素(O)とを含む材料からなり、酸素(O)を30at%〜70at%の範囲で含むことを特徴とする反射型マスクブランクスである。
As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the conventional absorber layer on the mask surface is composed of a layer that separates the function into a layer that absorbs exposure light and a layer that has a low reflectance with respect to the mask pattern inspection wavelength. As a result, it was found that sufficient contrast at the time of pattern inspection can be obtained, and the present invention has been completed.
That is, the first invention provides a reflective layer for reflecting exposure light in a short wavelength region including the extreme ultraviolet region in order on the substrate, a buffer layer for protecting the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer, and exposure. A mask blank having an absorber layer that absorbs light, wherein the absorber layer is composed of an absorber layer of an exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region, and a mask pattern. It is at least a two-layer structure with a low reflection layer composed of an inspection light absorber used for the inspection as an upper layer, and the upper layer is made of a material containing tantalum (Ta), boron (B), and oxygen (O). The reflective mask blank is characterized in that the buffer layer is made of Cr or a substance containing Cr as a main component.
A second invention is a mask blank comprising a reflective layer for reflecting exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region in order and an absorber layer for absorbing exposure light on a substrate, wherein the absorber The layer is an absorber layer composed of an absorber of exposure light in a short wavelength region including the extreme ultraviolet region as a lower layer, and a low reflection layer composed of an absorber of inspection light used for mask pattern inspection as an upper layer It has a two-layer structure, and the upper layer is made of a material containing tantalum (Ta), boron (B), and oxygen (O), and contains oxygen (O) in a range of 30 at% to 70 at%. This is a reflective mask blank.

第3の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層の低反射層は、クロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金から選ばれる少なくとも一種の物質の酸化物、あるいは、該酸化物に更に珪素を含む材料から選ばれる少なくとも一種の物質で構成することを特徴とする反射型マスクブランクスである。
第4の発明は、前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備え、該バッファー層が、Cr又はCrを主成分とする物質で形成されていることを特徴とする第2又は3の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第5の発明は、前記吸収体層における下層の露光光の吸収体は、前記上層に含まれる金属元素又は該金属元素を含む合金、或いは、該金属元素又は該金属元素を含む合金と窒素及び/又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも一種の物質で構成することを特徴とする第3の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
A third invention is a mask blank comprising a reflective layer for reflecting exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region in order and an absorber layer for absorbing exposure light on a substrate, wherein the absorber The layer is an absorber layer composed of an absorber of exposure light in the short wavelength region including the extreme ultraviolet region as a lower layer, and a low reflection layer composed of an absorber of inspection light used for inspection of the mask pattern is at least an upper layer The upper low reflection layer is made of chromium, manganese, cobalt, copper, zinc, gallium, molybdenum, palladium, silver, cadmium, tin, antimony, tellurium, iodine, hafnium, tungsten, titanium, gold and It is composed of an oxide of at least one substance selected from an alloy containing these elements, or at least one substance selected from materials containing silicon in addition to the oxide. A reflective mask blank according to symptoms.
According to a fourth aspect of the present invention, a buffer layer is provided between the reflective layer and the absorber layer to protect the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer, and the buffer layer mainly contains Cr or Cr. The reflective mask blank according to the second or third aspect, wherein the reflective mask blank is formed of a substance as a component.
According to a fifth aspect of the present invention, the absorber of the exposure light in the lower layer in the absorber layer is a metal element contained in the upper layer or an alloy containing the metal element, or the metal element or an alloy containing the metal element and nitrogen and The reflective mask blank according to the third aspect of the invention is characterized by comprising at least one material selected from materials containing oxygen.

第6の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、Ta及び、Si又はGeの少なくとも一方、及び、酸素を含む材料からなり、前記バッファー層が、Cr又はCrを主成分とする物質で形成されていることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
第7の発明は、前記吸収体層の下層が、Taを含む材料である事を特徴とする第1乃至6の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第8の発明は、前記吸収体層の下層が、Taと少なくともBを含む材料であることを特徴とする第7の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第9の発明は、前記吸収体層の下層と上層との間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有することを特徴とする第1乃至8の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第10の発明は、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記反射層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、40%以上であることを特徴とする第1乃至9の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a reflective layer that sequentially reflects exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region, a buffer layer for protecting the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer, and exposure light on the substrate. Mask blanks comprising an absorber layer that absorbs, wherein the absorber layer comprises an absorber layer composed of an absorber of exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region, and a mask pattern is inspected. The buffer has at least a two-layer structure including an inspection light absorber used as an upper layer, and the upper layer is made of a material containing at least one of Ta and Si or Ge and oxygen, and the buffer. The reflective mask blank is characterized in that the layer is made of Cr or a substance containing Cr as a main component.
A seventh invention is the reflective mask blank according to any one of the first to sixth inventions, characterized in that a lower layer of the absorber layer is a material containing Ta.
An eighth invention is the reflective mask blank according to the seventh invention, wherein the lower layer of the absorber layer is a material containing Ta and at least B.
In a ninth aspect of the present invention, the first to eighth aspects are characterized in that an intermediate region in which the composition continuously changes from the lower layer composition to the upper layer composition is provided between the lower layer and the upper layer of the absorber layer. The reflective mask blank according to any one of the above.
In a tenth aspect of the invention, a contrast between reflected light on the surface of the reflective layer and reflected light on the surface of the absorber layer with respect to a wavelength of light used for inspection of a pattern formed on the absorber layer is 40% or more. The reflective mask blank according to any one of the first to ninth inventions.

第11の発明は、前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備えており、吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記バッファー層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、40%以上であることを特徴とする第1乃至10の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第12の発明は、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する、前記吸収体層表面の反射率が20%以下であることを特徴とする第1乃至11の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第13の発明は、前記吸収体層表面の表面粗さが、0.5nmRms以下であることを特徴とする第1乃至12の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第14の発明は、前記吸収体層の上層を形成する物質の、検査光の波長における屈折率nと消衰係数kが、nが1.5〜3.5で且つkが0.7以下の条件を満たすことを特徴とする第1乃至13の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
An eleventh aspect of the invention includes a buffer layer for protecting the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer between the reflective layer and the absorber layer, and a pattern formed on the absorber layer. Any of the first to tenth inventions, wherein the contrast between the reflected light on the surface of the buffer layer and the reflected light on the surface of the absorber layer with respect to the wavelength of the light used for the inspection is 40% or more This is a reflective mask blank described in the above.
In a twelfth aspect of the invention, the reflectance of the surface of the absorber layer is 20% or less with respect to the wavelength of light used for inspection of a pattern formed on the absorber layer. The reflective mask blank according to any one of the above.
A thirteenth invention is the reflective mask blank according to any one of the first to twelfth inventions, wherein the surface roughness of the absorber layer surface is 0.5 nmRms or less.
In a fourteenth aspect of the present invention, the material forming the upper layer of the absorber layer has a refractive index n and an extinction coefficient k at the wavelength of the inspection light, where n is 1.5 to 3.5 and k is 0.7 or less. The reflective mask blank according to any one of the first to thirteenth inventions, characterized in that:

第15の発明は、前記上層である低反射層の膜厚が、検査光の波長に対する吸収体層表面の反射率と低反射層の膜厚との関係に基づいて、検査光波長に対する吸収体表面の反射率が極小になるように選択されていることを特徴とする第1乃至14の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第16の発明は、前記上層である低反射層の膜厚が5〜30nmであることを特徴とする第15の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第17の発明は、第1乃至16の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスの吸収体層がパターン状に形成されたことを特徴とする反射型マスクである。
第18の発明は、第1乃至16の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成する工程を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the absorber for the inspection light wavelength is based on the relationship between the reflectance of the surface of the absorber layer with respect to the wavelength of the inspection light and the film thickness of the low reflection layer. The reflective mask blank according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the surface reflectance is selected to be minimal.
A sixteenth aspect of the present invention is the reflective mask blank according to the fifteenth aspect, wherein the thickness of the upper low reflection layer is 5 to 30 nm.
A seventeenth aspect of the present invention is a reflective mask characterized in that the absorber layer of the reflective mask blank according to any one of the first to sixteenth aspects of the present invention is formed in a pattern.
According to an eighteenth aspect of the present invention, the reflective mask blank according to any one of the first to sixteenth aspects further includes a step of forming at least the low reflection layer and the exposure light absorber layer in a pattern. It is a manufacturing method.

第19の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなる反射型マスクブランクスの製造方法であって、前記吸収体層の下層は窒素(N)を含む材料からなり、上層は酸素(O)を含む材料からなる二層構造であり、前記吸収体層の上層は、酸素(O)を含む雰囲気中で反応性スパッタにより形成するものとし、前記吸収体層の下層の形成と、上層の形成を同一成膜室内で連続的に行うことを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法である。
第20の発明は、前記上層と下層にはそれぞれ金属元素が含まれており、これらの金属元素が同一であることを特徴とする第19の発明に記載の反射型マスクブランクスの製造方法である。
第21の発明は、前記吸収体層の上層と下層の形成において前記金属元素を含む同一のターゲットを用い、成膜に使用するガスを変えることを特徴とする第20の発明に記載の反射型マスクブランクスの製造方法である。
A nineteenth aspect of the invention is a method for manufacturing a reflective mask blank comprising a reflective layer for reflecting exposure light in a short wavelength region including the extreme ultraviolet region and an absorber layer for absorbing exposure light on a substrate in order. The lower layer of the absorber layer is made of a material containing nitrogen (N), the upper layer is a two-layer structure made of a material containing oxygen (O), and the upper layer of the absorber layer contains oxygen (O). The reflective mask blank manufacturing method is characterized in that it is formed by reactive sputtering in an atmosphere, and the formation of the lower layer and the upper layer of the absorber layer are continuously performed in the same film forming chamber.
According to a twentieth aspect of the invention, there is provided the reflective mask blank manufacturing method according to the nineteenth aspect, wherein the upper layer and the lower layer each contain a metal element, and the metal elements are the same. .
A twenty-first aspect of the invention is the reflective type according to the twentieth aspect, wherein the same target containing the metal element is used in the formation of the upper layer and the lower layer of the absorber layer, and the gas used for film formation is changed. It is a manufacturing method of mask blanks.

第22の発明は、第1乃至16の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスの製造方法であって、基板上に、極端紫外線領域を含む短波長領域の露光光を反射する反射層を形成する工程と、該反射層上に、前記露光光を吸収する吸収体層を形成する工程と、該吸収体層の表面を処理することにより、吸収体層の表面近傍に、マスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成することを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法である。
第23の発明は、第17の発明に記載の反射型マスクを用いて、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体の製造方法である。
A twenty-second invention is a method of manufacturing a reflective mask blank according to any one of the first to sixteenth inventions, wherein a reflective layer that reflects exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region is formed on a substrate. A step of forming an absorber layer that absorbs the exposure light on the reflective layer; and a mask pattern inspection near the surface of the absorber layer by treating the surface of the absorber layer. A method for producing a reflective mask blank is characterized in that a low reflective layer for the inspection light used in the method is formed.
A twenty-third invention is a method for manufacturing a semiconductor, wherein a pattern is transferred onto a semiconductor substrate using the reflective mask according to the seventeenth invention.

本発明の反射型マスクは、EUV光用のマスクとして適用される。露光光の波長はEUV光領域であり、具体的には数nm〜100nm程度の波長領域である。
そして、この最上層の低反射層は、具体的にはマスクパターン検査光の波長に対する反射率の小さい材料で形成することが出来る。
本発明は、このように吸収体層を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離した積層構成とすることにより、本来の露光光吸収機能を何ら損なうことなく、かつ最表面に形成された低反射層によりパターン検査波長に対する反射率を著しく低下させる。
これにより、この低反射層表面とパターン形成により吸収体層が除去されて露出した露光光の反射層表面とのパターン検査波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られるようになるため、高コントラストの反射像パターンが形成される。
The reflective mask of the present invention is applied as a mask for EUV light. The wavelength of the exposure light is in the EUV light region, specifically a wavelength region of about several nm to 100 nm.
The uppermost low reflection layer can be formed of a material having a low reflectance with respect to the wavelength of the mask pattern inspection light.
In the present invention, the absorber layer has a laminated structure in which the function is separated into the exposure light absorption layer and the inspection light low reflection layer as described above, so that the original exposure light absorption function is not impaired at all. The reflectance with respect to the pattern inspection wavelength is remarkably lowered by the low reflection layer formed on the surface.
As a result, the difference in reflectance at the pattern inspection wavelength between the surface of the low reflection layer and the exposure layer exposed by removing the absorber layer by pattern formation becomes large, so that sufficient contrast at the time of inspection can be obtained. Therefore, a high-contrast reflection image pattern is formed.

また、吸収体層と反射層との間にバッファー層を備える場合においては、この低反射層表面とパターン形成により吸収体層が除去されて露出したバッファー層表面とのパターン検査波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られるようになるため、高コントラストの反射像パターンが形成される。
したがって、従来使用しているマスク検査機によりマスクパターンの正確かつ迅速な検査を可能とする。
またこのように吸収体層を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離することにより、露光光と検査光それぞれの波長の光の吸収、反射特性を最適化でき、より膜厚の値を小さくすることが可能であり、吸収体層を積層構成としても従来の単層構成と同等の膜厚に抑えることができる。このため、露光時のパターンのエッジ部分のぼやけを抑制することが可能であり、またパターン形成のための処理時間の短縮によりパターンダメージを最小化して品質の向上も実現できる。
In the case where a buffer layer is provided between the absorber layer and the reflective layer, the reflectance at the pattern inspection wavelength between the surface of the low reflective layer and the surface of the buffer layer exposed by removing the absorber layer by pattern formation is as follows. Since the difference becomes large and sufficient contrast at the time of inspection is obtained, a high-contrast reflection image pattern is formed.
Therefore, the mask pattern can be accurately and quickly inspected by a conventionally used mask inspection machine.
In addition, by separating the function of the absorber layer into an absorption layer for exposure light and a low reflection layer for inspection light, the absorption and reflection characteristics of the light of the exposure light and inspection light can be optimized. It is possible to reduce the value of the film thickness, and even if the absorber layer has a laminated structure, it can be suppressed to a film thickness equivalent to the conventional single layer structure. For this reason, it is possible to suppress blurring of the edge portion of the pattern at the time of exposure, and it is possible to minimize the pattern damage by shortening the processing time for pattern formation and to improve the quality.

本発明は、たとえば、以下のような構成とすることができる。
基板上に、順に、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、マスクパターン形成時に該反射層を保護するバッファー層、及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であるマスクブランクスである。
前記吸収体層における下層の露光光の吸収体は、クロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タンタル、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金、並びに、これらの元素又はこれらの元素を含む合金と窒素及び/又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも1種の物質で構成することができる。
前記吸収体層における上層の検査光の吸収体は、前記下層の露光光吸収体を構成する物質の酸化物、あるいは、該酸化物に更に珪素を含む材料から選ばれる少なくとも1種の物質で構成することができる。
For example, the present invention can be configured as follows.
On the substrate, a reflective layer that reflects exposure light in a short wavelength region including the extreme ultraviolet region, a buffer layer that protects the reflective layer when forming a mask pattern, and an absorber layer that absorbs the exposure light are sequentially formed on the substrate. It is a mask blank, and the absorber layer is composed of an absorber of inspection light used for mask pattern inspection, with an absorber layer formed of an absorber of exposure light in a short wavelength region including the extreme ultraviolet region as a lower layer. This is a mask blank having at least a two-layer structure with the low reflection layer as an upper layer.
The absorber of the exposure light in the lower layer in the absorber layer is chromium, manganese, cobalt, copper, zinc, gallium, germanium, molybdenum, palladium, silver, cadmium, tin, antimony, tellurium, iodine, hafnium, tantalum, tungsten, It can be composed of at least one material selected from titanium, gold and alloys containing these elements, and these elements or alloys containing these elements and substances containing nitrogen and / or oxygen.
The upper inspection light absorber in the absorber layer is composed of at least one substance selected from an oxide of a substance constituting the lower exposure light absorber or a material further containing silicon in the oxide. can do.

前記マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層がパターン状に形成されている反射型マスクである。
基板上に、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層を形成する工程と、マスクパターン形成時に該反射層を保護するバッファー層を該反射層上に形成する工程と、前記バッファー層上に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体層を形成し、その上にマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成する工程とを有するマスクブランクスの製造方法である。
前記バッファー層上に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体層を形成した後、その吸収体層の表面を処理することによりマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成するマスクブランクスの製造方法である。
前記露光光の吸収体層上に形成される低反射層の膜厚と、検査光の波長に対する低反射層上における反射率との関係を求め、検査光波長に対する低反射層上における反射率が極小となるように低反射層の膜厚を選定するマスクブランクスの製造方法である。
前記マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成する工程を有する反射型マスクの製造方法である。
前記低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成した後、この低反射層及び露光光吸収体層が除去された部分のバッファー層を除去する反射型マスクの製造方法である。
It is a reflective mask in which at least a low reflection layer and an exposure light absorber layer in the mask blank are formed in a pattern.
Forming a reflective layer on the substrate that reflects exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region, forming a buffer layer on the reflective layer to protect the reflective layer during mask pattern formation, and Forming a mask layer having a step of forming an absorber layer for exposure light in the short wavelength region including the extreme ultraviolet region on the buffer layer, and forming a low reflection layer for the inspection light used for the inspection of the mask pattern on the buffer layer. Is the method.
After forming an absorber layer for exposure light in the short wavelength region including the extreme ultraviolet region on the buffer layer, the surface of the absorber layer is processed to form a low reflection layer for inspection light used for inspection of the mask pattern. It is a manufacturing method of the mask blanks to form.
The relationship between the film thickness of the low reflection layer formed on the absorber layer of the exposure light and the reflectance on the low reflection layer with respect to the wavelength of the inspection light is obtained, and the reflectance on the low reflection layer with respect to the wavelength of the inspection light is This is a mask blank manufacturing method in which the thickness of the low reflection layer is selected so as to be minimized.
It is a manufacturing method of the reflective mask which has the process of forming at least the low reflection layer and exposure light absorber layer in the said mask blanks in pattern shape.
In this method, the low reflection layer and the exposure light absorber layer are formed in a pattern, and then the portion of the buffer layer from which the low reflection layer and the exposure light absorber layer have been removed is removed.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
図1は本発明のマスクブランクスの一実施形態を示す概略断面図、図2は本発明の反射型マスクの一実施形態を示す概略断面図である。
本発明に係るマスクブランクスの一実施形態は、図1に示すように構成されている。すなわち、基板11上に、順に、EUV領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層12、マスクパターン形成時に該反射層12を保護するバッファー層13、及び露光光を吸収する吸収体層16を有してなり、この吸収体層16は、本実施形態では下層をEUV領域を含む短波長域の露光光の吸収体層14とし、上層をマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層15とした二層構造で構成されたマスクブランクス1である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the mask blank of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of the reflective mask of the present invention.
One embodiment of the mask blank according to the present invention is configured as shown in FIG. That is, on the substrate 11, in order, a reflective layer 12 that reflects exposure light in a short wavelength region including the EUV region, a buffer layer 13 that protects the reflective layer 12 when forming a mask pattern, and an absorber layer that absorbs exposure light In this embodiment, the absorber layer 16 has a lower layer as an absorber layer 14 for exposure light in a short wavelength region including the EUV region, and an upper layer as a low layer for inspection light used for mask pattern inspection. This is a mask blank 1 having a two-layer structure as a reflective layer 15.

また、図2に示すように、本発明の反射型マスク2は、このようなマスクブランクス1における少なくとも前記吸収体層16、すなわち低反射層15及び露光光吸収体層14がパターン状に形成されたものである。
本発明の反射型マスクは、マスク表面の吸収体層を露光光を吸収する層とマスクパターン検査波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離して積層構成することにより、マスクパターン検査時のコントラストが十分得られるようにしている。
本発明の反射型マスクは、従来のフォトリソグラフィー法による転写限界を上回るより微細なパターンの転写を可能とするため、EUV光の領域を含む短波長域の光を使用するリソグラフィーに用いられるもので、EUV光用の反射型マスクとして使用することができる。
As shown in FIG. 2, the reflective mask 2 of the present invention has at least the absorber layer 16, that is, the low reflective layer 15 and the exposure light absorber layer 14 in such a mask blank 1 formed in a pattern. It is a thing.
The reflective mask according to the present invention has a structure in which the absorber layer on the mask surface is divided into a layer that absorbs exposure light and a layer that has a low reflectivity with respect to the mask pattern inspection wavelength, so that the mask layer is inspected. The contrast is sufficiently obtained.
The reflective mask of the present invention is used for lithography using light in a short wavelength region including EUV light region in order to enable transfer of a finer pattern exceeding the transfer limit by the conventional photolithography method. , And can be used as a reflective mask for EUV light.

次に、各層の構成について説明する。
基板11は、通常、石英ガラスやシリコンウエハなどを適宜光学研磨したものが用いられる。基板11の大きさや厚みなどはマスクの設計値等により適宜決定されるもので本発明においては任意である。
露光光反射層12は、EUV領域を含む短波長域の露光光を反射する材質で構成されるが、当然のことながら、EUV光などの短波長域の光に対する反射率が極めて高い材質で構成することが反射型マスクとして使用する際のコントラストを高められるので特に好ましい。たとえば、12〜14nm程度の軟X線領域であるEUV光の反射層としては、シリコン(Si)とモリブデン(Mo)の薄膜を交互に積層した周期積層膜が代表的である。通常は、これらの薄膜(数nm程度の厚さ)を40〜50周期(層数)繰り返して積層し多層膜とする。この多層膜の成膜は、たとえばイオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法などを用いて行う。
Next, the configuration of each layer will be described.
As the substrate 11, a substrate obtained by appropriately optically polishing quartz glass, a silicon wafer or the like is usually used. The size, thickness, etc. of the substrate 11 are appropriately determined according to the design value of the mask, etc., and are arbitrary in the present invention.
The exposure light reflecting layer 12 is made of a material that reflects exposure light in a short wavelength region including the EUV region, but naturally, it is made of a material having a very high reflectance with respect to light in a short wavelength region such as EUV light. It is particularly preferable to increase the contrast when used as a reflective mask. For example, a typical example of the EUV light reflecting layer which is a soft X-ray region of about 12 to 14 nm is a periodic laminated film in which thin films of silicon (Si) and molybdenum (Mo) are alternately laminated. Usually, these thin films (thickness of about several nm) are repeatedly laminated for 40 to 50 periods (number of layers) to form a multilayer film. The multilayer film is formed using, for example, ion beam sputtering or magnetron sputtering.

バッファー層13は、前述したように表面の露光光の吸収体層16にマスクパターンを形成する際に下層の反射層12がエッチング処理によるダメージを受けないようにこれを保護することを目的として設けられる。
したがってバッファー層13の材質としては、マスク表面の吸収体層16のエッチング処理による影響を受けにくい、つまりこのエッチング速度が吸収体層16よりも遅くエッチングダメージを受けにくく、なお且つ後でエッチングにより除去可能な物質が選択される。たとえばCr、Al、Ru、Ta及びこれらの窒化物、SiO、Si、Alなどの物質が好ましく、この中から吸収体層16の材質やエッチング方法などを考慮して適宜選択する。なお、このバッファー層13を後で除去可能としたのは、吸収体層16をパターン状に形成した後、さらにこの吸収体層16が除去された部分のバッファー層13を除去して前記反射層12表面を露出させることにより反射型マスクとして露光光の反射特性を高めることが出来、より望ましいからである。また、たとえば上記のCrなどの物質を選択すると、EUV光に対する吸収特性を有しているので、バッファー層13に露光光吸収層の機能をも持たせることが出来、その分上層の吸収体層16の膜厚をより減らすことが可能となるため、露光時のパターンのエッジ部分のぼやけを抑制でき、またパターン形成のための処理時間の短縮によりパターンダメージを減らすことができる。ただし、この場合はパターニングにより吸収体層16が除去された部分のバッファー層13を除去することは必須である。
The buffer layer 13 is provided for the purpose of protecting the lower reflective layer 12 from being damaged by the etching process when the mask pattern is formed on the absorber layer 16 of the surface exposure light as described above. It is done.
Therefore, the material of the buffer layer 13 is not easily affected by the etching process of the absorber layer 16 on the mask surface, that is, the etching rate is slower than the absorber layer 16 and is not easily damaged by etching. Possible substances are selected. For example, materials such as Cr, Al, Ru, Ta and nitrides thereof, SiO 2 , Si 3 N 4 , and Al 2 O 3 are preferable. select. The reason why the buffer layer 13 can be removed later is that after the absorber layer 16 is formed in a pattern, the portion of the buffer layer 13 from which the absorber layer 16 has been removed is further removed to remove the reflection layer. This is because, by exposing the surface 12, it is possible to improve the reflection characteristic of exposure light as a reflective mask, which is more desirable. Further, for example, when a substance such as Cr is selected, since it has an EUV light absorption characteristic, the buffer layer 13 can also have the function of an exposure light absorption layer, and the upper absorber layer accordingly. Since the film thickness of 16 can be further reduced, blurring of the edge portion of the pattern at the time of exposure can be suppressed, and pattern damage can be reduced by shortening the processing time for pattern formation. However, in this case, it is essential to remove the portion of the buffer layer 13 from which the absorber layer 16 has been removed by patterning.

なお、バッファー層13の膜厚の値は小さいことが望ましい。なぜなら、図2を参照すると明らかなように、バッファー層13の膜厚が大きいと、反射層12表面と吸収体層16表面との高さの差が大きくなり、約5度程度の入射角を有するEUV露光の光路の関係からマスクパターンのエッジ部分がぼやけるという不具合が発生するためである。さらに、バッファー層13を後でエッチングにより除去する場合においても膜厚は薄い方がその処理時間が短縮できるので望ましい。したがって、このバッファー層13の膜厚は、100nm以下、好ましくは80nm以下である。
このバッファー層13の成膜は、前述の反射層12の場合と同様にマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法など周知の成膜方法を用いて行うことができる。
なお、バッファー層は必要に応じて設ければよく、吸収体層へのパターン形成方法、条件によっては、反射層上に直接吸収体層を設けてもよい。
Note that the thickness of the buffer layer 13 is preferably small. This is because, as is clear from FIG. 2, when the thickness of the buffer layer 13 is large, the difference in height between the surface of the reflective layer 12 and the surface of the absorber layer 16 becomes large, and the incident angle is about 5 degrees. This is because the edge portion of the mask pattern is blurred due to the optical path of the EUV exposure. Further, even when the buffer layer 13 is removed later by etching, it is desirable that the film thickness is small because the processing time can be shortened. Therefore, the thickness of the buffer layer 13 is 100 nm or less, preferably 80 nm or less.
The buffer layer 13 can be formed by using a well-known film forming method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method as in the case of the reflection layer 12 described above.
In addition, what is necessary is just to provide a buffer layer as needed, and depending on the pattern formation method and conditions to an absorber layer, you may provide an absorber layer directly on a reflection layer.

吸収体層16は、すでに述べたように、下層をEUV領域を含む短波長域の露光光の吸収体層14とし、上層をマスクパターンの検査に使用する検査光の低反射層15とした二層構造で構成されている。本発明は、このように吸収体層16を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離した積層構成としている。
下層の露光光吸収体層14は、EUVなどの短波長域の光を吸収する材質で構成される。このような露光光吸収体としては、たとえばクロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タンタル、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金、並びに、これらの元素又はこれらの元素を含む合金と窒素及び/又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも1種の物質で構成することが好ましい。
例えば、タンタルの場合、タンタル単体(Ta)、タンタル窒化物(TaN)、タンタル酸化物(TaO)、タンタルシリコン合金(TaSi)、タンタルシリコン合金の窒化物(TaSiN)、タンタルホウ素合金(TaB)、タンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)、タンタルゲルマニウム合金(TaGe)、タンタルゲルマニウム合金の窒化物(TaGeN)等が挙げられる。
As described above, the absorber layer 16 has a lower layer as the absorber layer 14 for exposure light in the short wavelength region including the EUV region, and an upper layer as the inspection light low reflection layer 15 used for mask pattern inspection. It consists of a layer structure. In the present invention, the absorber layer 16 has a laminated structure in which the function is separated into the exposure light absorption layer and the inspection light low reflection layer.
The lower exposure light absorber layer 14 is made of a material that absorbs light in a short wavelength region such as EUV. Examples of such exposure light absorbers include chromium, manganese, cobalt, copper, zinc, gallium, germanium, molybdenum, palladium, silver, cadmium, tin, antimony, tellurium, iodine, hafnium, tantalum, tungsten, titanium, and gold. And an alloy containing these elements, and at least one material selected from these elements or alloys containing these elements and substances containing nitrogen and / or oxygen.
For example, in the case of tantalum, tantalum alone (Ta), tantalum nitride (TaN), tantalum oxide (TaO), tantalum silicon alloy (TaSi), tantalum silicon alloy nitride (TaSiN), tantalum boron alloy (TaB), Examples thereof include tantalum boron alloy nitride (TaBN), tantalum germanium alloy (TaGe), tantalum germanium alloy nitride (TaGeN), and the like.

またこの上層の検査光の低反射層15に最低限必要とされる特性は、マスクパターン検査波長に対して低反射であること、パターン形成加工が可能であること、バッファー層をエッチング除去する際にエッチングされないこと(バッファー層とのエッチング選択比があること)である。さらに、EUV光の吸収機能を有していると、吸収体層16の合計膜厚を小さくできるためより好ましい。
マスクパターン検査には通常は190〜260nm程度の深紫外(Deep Ultra Violet)光、たとえば前記の257nmあるいは193nm程度の波長の光を使用するので、このような検査光波長に対する反射率の小さい材料としては、たとえば上記の露光光吸収体を構成する物質の酸化物、窒化物、窒化酸化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料が挙げられる。
Further, the minimum required characteristics of the upper inspection light low reflection layer 15 are low reflection with respect to the mask pattern inspection wavelength, pattern formation processing is possible, and when the buffer layer is removed by etching. (There is an etching selectivity with the buffer layer). Furthermore, it is more preferable to have an EUV light absorption function because the total film thickness of the absorber layer 16 can be reduced.
For mask pattern inspection, deep ultraviolet (Deep Ultra Violet) light of about 190 to 260 nm, for example, light having a wavelength of about 257 nm or 193 nm is used. Therefore, as a material having a low reflectance with respect to such inspection light wavelength, For example, oxides, nitrides, nitride oxides of materials constituting the above-described exposure light absorber, or materials further containing silicon can be used.

低反射層の材料として、窒化物は検査波長での反射率を下げる効果があり、また多結晶膜の場合、結晶粒径を小さくし、平滑性を向上させる効果も有する。また、酸化物は検査波長での反射率を下げる効果が上記窒化物よりも大きい。また、珪素化物は検査波長での反射率を下げる効果は少ないが、反射率が低くなる波長領域を広げる効果を有する。すなわち、窒化物や酸化物の場合は特定の波長部分のみに反射率の極小値を有するカーブが得られるが、これらの物質に更に珪素を加えると、広い波長範囲で低反射率が得られるようになる(後述の実施例1における図9参照)。このように広い波長範囲で低反射率が得られると、検査波長の変更に柔軟に対応でき、また最上層の膜厚の変化により極小値がシフトしたときにも反射率の変化が小さいため、膜厚の設計値からのずれの許容値が大きくなり、製造上の制約がゆるくなるという利点がある。   As a material for the low reflection layer, nitride has the effect of reducing the reflectance at the inspection wavelength, and in the case of a polycrystalline film, it has the effect of reducing the crystal grain size and improving the smoothness. In addition, the oxide has a greater effect of reducing the reflectance at the inspection wavelength than the nitride. In addition, the silicide has little effect of lowering the reflectance at the inspection wavelength, but has the effect of expanding the wavelength region where the reflectance is lowered. That is, in the case of nitride or oxide, a curve having a minimum value of reflectance is obtained only in a specific wavelength portion, but when silicon is further added to these materials, low reflectance can be obtained in a wide wavelength range. (See FIG. 9 in Example 1 described later). If low reflectance is obtained in such a wide wavelength range, it can flexibly respond to changes in the inspection wavelength, and the change in reflectance is small even when the minimum value shifts due to the change in the film thickness of the uppermost layer. There is an advantage that the allowable value of deviation from the design value of the film thickness is increased, and the manufacturing restrictions are eased.

したがって、低反射層の材料としては化合物内に酸素又は窒素が含まれることが必要であり、上記したように前記の露光光吸収体を構成する物質の酸化物、窒化物、窒化酸化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料から選ばれる少なくとも1種の物質で構成することが好ましい。
なお、ホウ化物は反射率にはあまり寄与しないが、膜の結晶性(アモルファス化)に関係し膜の平滑性に寄与するため、化合物にホウ素を含めることにより低反射層の膜の平滑性が改善される。
ここで、低反射層の材料の具体例を挙げると、下層の露光光吸収体層に使用される金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属とホウ素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属と珪素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属と珪素とホウ素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物等である。例えば露光光吸収体金属としてタンタルを用いる場合、タンタル酸化物(TaO)、タンタル窒化物(TaN)、タンタル酸窒化物(TaNO)、タンタルホウ素合金の酸化物(TaBO)、タンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)、タンタルホウ素合金の酸窒化物(TaBNO)、タンタルシリコン合金の酸化物(TaSiO)、タンタルシリコン合金の窒化物(TaSiN)、タンタルシリコン合金の酸窒化物(TaSiON)、タンタルシリコンホウ素合金の酸化物(TaSiBO)、タンタルシリコンホウ素合金の窒化物(TaSiBN)、タンタルシリコンホウ素合金の酸窒化物(TaSiBNO)、タンタルゲルマニウム合金の窒化物(TaGeN)、タンタルゲルマニウム合金の酸化物(TaGeO)、タンタルゲルマニウム合金の酸窒化物(TaGeNO)、タンタルゲルマニウムシリコン合金の窒化物(TaGeSiN)、タンタルゲルマニウムシリコン合金の酸化物(TaGeSiO)、タンタルゲルマニウムシリコン合金の酸窒化物(TaGeSiNO)等が挙げられる。
Therefore, it is necessary for the material of the low reflection layer to contain oxygen or nitrogen in the compound. As described above, the oxide, nitride, nitride oxide, or the substance constituting the exposure light absorber, or In addition, it is preferable that these are made of at least one substance selected from materials further containing silicon.
Although boride does not contribute much to reflectivity, it contributes to the smoothness of the film in relation to the crystallinity (amorphization) of the film. Therefore, by including boron in the compound, the smoothness of the film of the low reflection layer can be improved. Improved.
Here, specific examples of the material of the low reflection layer include metal oxides, nitrides, oxynitrides used for the lower exposure light absorber layer, metals and boron used for the lower absorber layer Oxide, nitride, oxynitride of alloy and metal used for lower absorber layer and oxide of oxide and nitride, oxynitride of metal and silicon, metal used for lower absorber layer And oxides, nitrides, oxynitrides, and the like of alloys of silicon and boron. For example, when tantalum is used as the exposure light absorber metal, tantalum oxide (TaO), tantalum nitride (TaN), tantalum oxynitride (TaNO), tantalum boron alloy oxide (TaBO), tantalum boron alloy nitride (TaBN), tantalum boron alloy oxynitride (TaBNO), tantalum silicon alloy oxide (TaSiO), tantalum silicon alloy nitride (TaSiN), tantalum silicon alloy oxynitride (TaSiON), tantalum silicon boron alloy Oxide (TaSiBO), tantalum silicon boron alloy nitride (TaSiBN), tantalum silicon boron alloy oxynitride (TaSiBNO), tantalum germanium alloy nitride (TaGeN), tantalum germanium alloy oxide (TaGeO), Tantalum germanium Oxynitride of an alloy (TaGeNO), a nitride of tantalum germanium silicon alloy (TaGeSiN), oxides of tantalum germanium silicon alloy (TaGeSiO), oxynitride of tantalum germanium silicon alloy (TaGeSiNO), and the like.

低反射層の膜厚を変化させると、反射率カーブの極小値の位置がシフトする。例えば、TaOやTaSiON等のタンタル系又はモリブデン系の場合、膜厚を厚くすると長波長側にシフトする傾向にある。したがって、低反射層の膜厚を変えると特定波長における反射率も変化するので、ある程度膜厚を調整して検査波長における反射率が極小となるようにコントロールすることが可能である。ただし、後で説明するように、低反射層の膜厚をあまり厚くすると好ましくないため5〜30nm位の間で調整することになる。好ましくは10〜20nmである。また、低反射層材料の組成比、例えば金属と酸素、窒素等の組成比を変化させると反射率が変化する。一般に、酸素や窒素の組成比が増えると反射率は低下するが、EUV光の吸収率は低下する傾向にある。   When the film thickness of the low reflection layer is changed, the position of the minimum value of the reflectance curve is shifted. For example, in the case of a tantalum or molybdenum system such as TaO or TaSiON, there is a tendency to shift to the longer wavelength side when the film thickness is increased. Therefore, since the reflectance at a specific wavelength also changes when the film thickness of the low reflective layer is changed, it is possible to control the reflectance at the inspection wavelength to be minimized by adjusting the film thickness to some extent. However, as will be described later, if the film thickness of the low reflection layer is too large, it is not preferable, so the adjustment is made between about 5 and 30 nm. Preferably it is 10-20 nm. Further, when the composition ratio of the low reflective layer material, for example, the composition ratio of metal, oxygen, nitrogen, or the like is changed, the reflectance changes. In general, when the composition ratio of oxygen or nitrogen increases, the reflectance decreases, but the EUV light absorption rate tends to decrease.

上述したように、窒化物と酸化物とでは、反射率低下の効果は酸化物の方が大きい傾向にあるため、低反射層の材料としては、金属と酸素と珪素を含む材料(たとえば金属と酸素と珪素を主成分として含む材料、金属と珪素と酸素と窒素を主成分として含む材料など)が反射率低下及び反射率が低下する波長の広さの点からもっとも好ましい。また、ここで前記露光光吸収体として使用される金属元素を用いることにより、低反射層はEUV光の吸収機能も併せ持つことになり更に好ましい。
もちろん、反射率が低下する波長領域は少し狭いものの、珪素を含まない酸化物でも特定の波長領域において低反射率が得られる。また、材料にもよるが、窒素を含むだけでは十分な反射率低下が得られないことがあるが、金属単体よりもその窒化物の方が反射率は低下する。また、前述のように窒素を加えることで膜の平滑性向上の効果が得られる。膜の平滑性が悪いとパターンのエッジラフネスが大きくなりマスクの寸法精度が悪化するため、膜はなるべく平滑なほうが望ましい。
また、低反射層の材料として、金属を含まない例えば珪素と窒素と酸素からなる材料(シリコンの酸窒化物)などを用いることもできる。ただし、この場合は低反射層におけるEUV光の吸収効果は小さい。
As described above, since the effect of lowering the reflectivity of nitride and oxide tends to be larger in oxide, the material of the low reflection layer may be a material containing metal, oxygen and silicon (for example, metal and A material containing oxygen and silicon as main components, a material containing metal, silicon, oxygen and nitrogen as main components, etc.) are most preferable from the viewpoints of a decrease in reflectance and a wide range of wavelengths at which the reflectance decreases. In addition, by using the metal element used as the exposure light absorber here, the low reflection layer also has an EUV light absorption function, which is more preferable.
Of course, although the wavelength region in which the reflectance is reduced is a little narrow, an oxide that does not contain silicon can provide a low reflectance in a specific wavelength region. Further, although depending on the material, a sufficient decrease in reflectance may not be obtained only by containing nitrogen, but the reflectance of nitride is lower than that of a single metal. Moreover, the effect of improving the smoothness of the film can be obtained by adding nitrogen as described above. If the smoothness of the film is poor, the edge roughness of the pattern increases and the dimensional accuracy of the mask deteriorates. Therefore, it is desirable that the film be as smooth as possible.
Further, as the material of the low reflection layer, for example, a material containing no metal, for example, a material composed of silicon, nitrogen, and oxygen (silicon oxynitride) can be used. However, in this case, the effect of absorbing EUV light in the low reflection layer is small.

低反射層が例えば金属とSiとNとOとを含む材料で構成される場合、検査波長である190〜260nm程度の深紫外光で低反射率を得るための組成比としては、たとえばタンタル、モリブデン、クロム等の金属は20〜25at%、Siは17〜23%、Nは15〜20%、残りがOであることが好ましい。また、SiとOとの比は1:1.5〜1:2程度であることが好ましい。
吸収体層表面を平滑とするためには、低反射層はアモルファス構造の膜であるのが好ましい。例えば、Taの場合、Bを適宜含むことで、アモルファス化が行える。又、TaにSiやGeなどを加えることでも、アモルファスの膜が得られるため好ましい。
また、低反射層が例えばタンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)で構成される場合、上記検査波長で低反射率を得るための組成比としては、Nは30〜70at%であることが好ましく、更には40〜60at%であることが好ましい。Nの量が少ないと十分な低反射特性が得られず、逆に多過ぎると耐酸性が低下する。さらに、低反射層とその下の吸収体層がともに上記タンタルホウ素合金の窒化物の場合、低反射層のNは30〜70at%、更に好ましくは40〜60at%であり、吸収体層のNは0〜25at%、更に好ましくは5〜20at%である。吸収体層のNの量が少ないと表面粗さの点で好ましくなく、逆に多いとEUV光の吸収係数が低下する。また、TaBN膜の場合、Bが5〜30at%、好ましくは5〜25at%であり、TaとNの組成比が8:1〜2:7であるのが好ましい。
When the low reflection layer is made of a material containing, for example, metal, Si, N, and O, the composition ratio for obtaining low reflectivity with deep ultraviolet light of about 190 to 260 nm, which is the inspection wavelength, is, for example, tantalum, It is preferable that metals such as molybdenum and chromium are 20 to 25 at%, Si is 17 to 23%, N is 15 to 20%, and the rest is O. The ratio of Si and O is preferably about 1: 1.5 to 1: 2.
In order to make the surface of the absorber layer smooth, the low reflection layer is preferably an amorphous structure film. For example, in the case of Ta, it can be amorphized by appropriately containing B. It is also preferable to add Si or Ge to Ta because an amorphous film can be obtained.
Further, when the low reflective layer is made of, for example, a tantalum boron alloy nitride (TaBN), N is preferably 30 to 70 at% as a composition ratio for obtaining a low reflectance at the above-described inspection wavelength, Furthermore, it is preferable that it is 40-60 at%. If the amount of N is small, sufficient low reflection characteristics cannot be obtained. Further, when both the low reflection layer and the underlying absorber layer are nitrides of the tantalum boron alloy, the N of the low reflection layer is 30 to 70 at%, more preferably 40 to 60 at%. Is 0 to 25 at%, more preferably 5 to 20 at%. If the amount of N in the absorber layer is small, it is not preferable in terms of surface roughness, and conversely if it is large, the absorption coefficient of EUV light decreases. In the case of a TaBN film, it is preferable that B is 5 to 30 at%, preferably 5 to 25 at%, and the composition ratio of Ta and N is 8: 1 to 2: 7.

また、低反射層がタンタルホウ素合金の酸化物(TaBO)の場合は、Oは30〜70at%、更に好ましくは40〜60at%である。Oの量が少ないと低反射特性が得られず、逆に多いと絶縁性が高くなり、電子線照射によりチャージアップが生じる。またさらに低反射層がタンタルホウ素合金の酸窒化物(TaBNO)の場合は、Nは5〜70at%、Oは5〜70at%であることが好ましい。又、TaBO膜の場合には、Bが5〜25at%であり、TaとOの組成比が、7:2〜1:2の範囲であるのが好ましい。TaBNO膜の場合には、Bが5〜25at%であり、Taと、N+Oとの組成比がTa:(N+O)が7:2〜2:7の範囲であるのが好ましい。
なお、これらホウ素を含む物質はいずれの場合もBの割合が5〜30%程度、さらに好ましくは5〜25%であることがアモルファス構造を形成する点で好ましい。
When the low reflective layer is an oxide of tantalum boron alloy (TaBO), O is 30 to 70 at%, more preferably 40 to 60 at%. If the amount of O is small, low reflection characteristics cannot be obtained. Conversely, if the amount of O is large, the insulating property becomes high, and charge-up occurs due to electron beam irradiation. Furthermore, when the low reflective layer is a tantalum boron alloy oxynitride (TaBNO), N is preferably 5 to 70 at% and O is preferably 5 to 70 at%. In the case of a TaBO film, it is preferable that B is 5 to 25 at% and the composition ratio of Ta and O is in the range of 7: 2 to 1: 2. In the case of a TaBNO film, it is preferable that B is 5 to 25 at% and the composition ratio of Ta and N + O is within a range of Ta: (N + O) of 7: 2 to 2: 7.
In any case, these boron-containing substances preferably have a B content of about 5 to 30%, more preferably 5 to 25%, from the viewpoint of forming an amorphous structure.

ところで、下層の露光光吸収体層14と上層の低反射層15における材料の組み合わせについて説明すると、露光光吸収体層14に使用した金属を低反射層15に含むことが好ましい。たとえば、露光光吸収体層としてタンタルを含む材料を使用した場合は、低反射層もタンタルを含む材料で構成する。具体的には、露光光吸収体層にタンタルを含む材料、例えばTa単体、TaN、TaB、TaBN、TaBO、TaBNO等のうち1種の物質を用い、低反射層にはタンタルと窒素又は酸素を含む材料、例えばTaO、TaBO、TaBNO、TaNO、TaSiO、TaSiON等のうち1種の物質を用いることができる。このように、低反射層に露光光吸収体層と同一の金属を用いることにより、EUV光の吸収機能を有する金属を含んでいるので低反射層がEUV光の吸収機能をある程度有すること、バッファー層と露光光吸収体層はエッチング選択比が大きい材料が選定されるため、基本的にバッファー層と低反射層間でもエッチング選択比が大きく取れること、露光光吸収体層と低反射層の成膜を同じ成膜室で行えること、露光光吸収体層と低反射層のパターン形成が同じエッチング条件で行えること、等の種々の利点がある。
また、下層の材料をアモルファス構造又は微結晶構造を有する膜とすれば、平滑性に優れた膜が得られるため、一層好ましい。
なお、反射率に関しては、低反射層の材料の組成と吸収体表面での反射率との関係、膜厚と反射率との関係を求めることにより、使用する検査波長において低反射率が得られる組成及び膜厚を決定することが可能である。
By the way, the combination of materials in the lower exposure light absorber layer 14 and the upper low reflection layer 15 will be described. The low reflection layer 15 preferably contains the metal used for the exposure light absorber layer 14. For example, when a material containing tantalum is used as the exposure light absorber layer, the low reflection layer is also made of a material containing tantalum. Specifically, the exposure light absorber layer is made of a material containing tantalum, for example, Ta single substance, TaN, TaB, TaBN, TaBO, TaBNO or the like, and the low reflection layer contains tantalum and nitrogen or oxygen. One kind of material can be used among the materials to be included, such as TaO, TaBO, TaBNO, TaNO, TaSiO, TaSiON, and the like. In this way, by using the same metal as the exposure light absorber layer for the low reflection layer, the low reflection layer has a function of absorbing EUV light to some extent because it contains a metal having an EUV light absorption function. Since a material with a high etching selectivity is selected for the layer and the exposure light absorber layer, basically a large etching selectivity can be obtained even between the buffer layer and the low reflection layer, and the exposure light absorber layer and the low reflection layer are formed. Can be performed in the same film forming chamber, and the exposure light absorber layer and the low reflection layer can be patterned under the same etching conditions.
In addition, if the lower layer material is a film having an amorphous structure or a microcrystalline structure, a film having excellent smoothness can be obtained, which is more preferable.
Regarding the reflectance, a low reflectance can be obtained at the inspection wavelength to be used by obtaining the relationship between the composition of the material of the low reflection layer and the reflectance on the absorber surface, and the relationship between the film thickness and the reflectance. It is possible to determine the composition and film thickness.

又、本発明の反射型マスク及び反射型マスクブランクスにおいて、吸収体層表面の好ましい表面粗さは、0.5nmRms以下、更に好ましくは、0.4nmRms以下、0.3nmRms以下であれば更に好ましい。吸収体層表面の表面粗さが大きいと、吸収体パターンのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪くなる。パターンが微細になるに従いエッジラフネスの影響が顕著になるため、吸収体表面は平滑である事が要求される。
吸収体層表面における表面粗さを小さくするために、吸収体層上層(低反射層)をアモルファス構造の膜とすることが有効である。又、吸収体層下層もアモルファス構造或いは微結晶構造の平滑性に優れた膜であれば更に好ましい。又、バッファー層を有する場合には、バッファー層に平滑な膜を使用する事も必要である。
次に、露光光吸収体層14及び低反射層15と前記バッファー層13における材料の組み合わせについて説明する。本発明では、露光光吸収体層14及び低反射層15をタンタルを含む材料で形成し、バッファー層13としてはクロムを含む材料を用いることが好ましい。バッファー層にクロム系の材料を用いることにより、前にも述べたようにバッファー層にEUV光の吸収機能を持たせることができること、深紫外領域の検査光に対する反射率が40%程度であり、多層反射膜表面、バッファー層表面、吸収体層表面を順次検査波長に対する反射率が低下するように設計しやすいこと、タンタルを含む吸収体層とのエッチング選択比が大きく取れること、更には、バッファ層除去時に多層反射膜へのダメージをほとんど与えずに除去できること等の利点がある。
In the reflective mask and reflective mask blank of the present invention, the surface roughness of the absorber layer is preferably 0.5 nmRms or less, more preferably 0.4 nmRms or less, and 0.3 nmRms or less. If the surface roughness of the surface of the absorber layer is large, the edge roughness of the absorber pattern is increased and the dimensional accuracy of the pattern is deteriorated. As the pattern becomes finer, the influence of edge roughness becomes more prominent, so the absorber surface is required to be smooth.
In order to reduce the surface roughness on the surface of the absorber layer, it is effective to make the upper layer (low reflection layer) of the absorber layer an amorphous structure film. The lower layer of the absorber layer is more preferably a film excellent in smoothness of an amorphous structure or a microcrystalline structure. Further, when a buffer layer is provided, it is also necessary to use a smooth film for the buffer layer.
Next, a combination of materials in the exposure light absorber layer 14 and the low reflection layer 15 and the buffer layer 13 will be described. In the present invention, it is preferable that the exposure light absorber layer 14 and the low reflection layer 15 are formed of a material containing tantalum, and the buffer layer 13 is made of a material containing chromium. By using a chromium-based material for the buffer layer, the buffer layer can have an EUV light absorption function as described above, and the reflectivity for inspection light in the deep ultraviolet region is about 40%. Easy to design multilayer reflective film surface, buffer layer surface, and absorber layer surface so that the reflectivity for the inspection wavelength decreases sequentially, large etching selectivity with absorber layer containing tantalum, and buffer There are advantages such as that the layer can be removed with little damage to the multilayer reflective film when the layer is removed.

バッファー層として用いられるクロムを含む材料しては、Cr単体以外に、CrとN,O,Cから選択される少なくとも一つの元素を含む材料を好ましく用いることができる。例えば、窒化クロム(CrN)、酸化クロム(CrO)、炭化クロム(CrC)、酸化窒化クロム(CrNO)、炭化窒化酸化クロム(CrCNO)等が挙げられる。
例えば、窒化クロム(CrN)の場合、クロムと窒素の好ましい組成比は、Cr1−Xで表した場合、0.05≦X≦0.5であり、更に好ましくは0.05≦X≦0.2である。Xが0.05よりも小さいと、耐酸性、膜応力、表面粗さの点で好ましくなく、Xが0.5より大きいと、検査光に対する反射率が低下しすぎるため、吸収体層表面とのコントラストを大きく取れなくなる。また、窒化クロムに酸素、炭素等を5%程度の少量添加してもよい。
またCrN膜を微結晶構造を有する膜とすれば、平滑性に優れるため好ましい。
下層の露光光吸収体層14と上層の検査光の低反射層15で構成された吸収体層16の全体の膜厚も小さい方が好ましい。なぜなら、吸収体層16のパターニング時におけるエッチング処理時間が膜厚に比例するためである。このエッチング処理においてはレジストパターン表面が吸収体層16の膜厚に比例したエッチング処理時間だけダメージを受けることになる。これによりエッチングの面内分布不良が発生しやすく、白欠陥や黒欠陥の発生頻度増大によるマスクパターン欠陥の増大、さらにそれら欠陥の修復に多大な時間を要することによる量産性低減とそれに起因するコスト増大などという重大な問題が発生する。さらには吸収体層16全体の膜厚が大きいと、前述のバッファー層13の膜厚が大きい場合と同様に、反射層12表面と吸収体層16表面との高さの差が大きくなり、露光時にマスクパターンのエッジ部分がぼやけるという不具合が発生する。
As the material containing chromium used as the buffer layer, a material containing at least one element selected from Cr and N, O, and C can be preferably used in addition to Cr alone. Examples thereof include chromium nitride (CrN), chromium oxide (CrO), chromium carbide (CrC), chromium oxynitride (CrNO), and carbon nitride nitride oxide (CrCNO).
For example, in the case of chromium nitride (CrN), a preferred composition ratio of chromium and nitrogen, when expressed in Cr 1-X N X, is 0.05 ≦ X ≦ 0.5, more preferably 0.05 ≦ X ≦ 0.2. When X is smaller than 0.05, it is not preferable in terms of acid resistance, film stress, and surface roughness. When X is larger than 0.5, the reflectance with respect to the inspection light is too low. It becomes impossible to take large contrast. Further, a small amount of about 5% of oxygen, carbon, etc. may be added to chromium nitride.
In addition, it is preferable to use a CrN film having a microcrystalline structure because of excellent smoothness.
It is preferable that the entire thickness of the absorber layer 16 composed of the lower exposure light absorber layer 14 and the upper inspection light low reflection layer 15 is smaller. This is because the etching process time during patterning of the absorber layer 16 is proportional to the film thickness. In this etching process, the resist pattern surface is damaged for an etching process time proportional to the thickness of the absorber layer 16. Due to this, in-plane distribution defects of etching are likely to occur, mask pattern defects increase due to the increased occurrence frequency of white and black defects, and mass productivity is reduced due to the time required to repair these defects, and the resulting cost A serious problem such as an increase occurs. Furthermore, if the film thickness of the entire absorber layer 16 is large, the difference in height between the surface of the reflective layer 12 and the surface of the absorber layer 16 becomes large, as in the case where the film thickness of the buffer layer 13 is large. Sometimes the edge of the mask pattern is blurred.

したがって、吸収体層16の全体の膜厚は、100nm以下、好ましくは80nm以下、さらに好ましくは60nm以下である。ただし、吸収体層16の膜厚の値が小さすぎると露光光の吸収特性までが低下するので薄くても35nm以上であることが好ましい。
また、吸収体層16において、上層の低反射層15の膜厚が下層の露光光吸収体層14の膜厚よりも小さい方が望ましい。上層の低反射層15の膜厚があまり厚いと吸収体層16全体でのEUV光吸収特性が低下するおそれがある。したがって、上層の低反射層15の膜厚は、5〜30nm程度であることが好ましく、下層の露光光吸収体層14の膜厚は、30〜60nm程度であることが好ましい。なお、前述したように、吸収体層16は積層構成であるが従来の単層構成と同じくらいの厚さに抑えることも可能であり、さらにはバッファー層13に露光光吸収層としての機能をも持たせることにより、その分、上層の露光光吸収体層14の吸収特性が低下してもその膜厚を減らすことが可能である。
また、バッファー層13と吸収体層16の合計膜厚の好ましい範囲は、60nm〜130nmである。材料にもよるが、合計膜厚が60nm未満であると十分なEUV光の吸収特性が得られないおそれがあり、130nmよりも厚くなるとパターン自身の影の問題が大きくなる。
Therefore, the total film thickness of the absorber layer 16 is 100 nm or less, preferably 80 nm or less, and more preferably 60 nm or less. However, if the value of the film thickness of the absorber layer 16 is too small, the exposure light absorption characteristic is deteriorated.
In the absorber layer 16, it is desirable that the thickness of the upper low reflection layer 15 is smaller than the thickness of the lower exposure light absorber layer 14. If the upper low reflection layer 15 is too thick, the EUV light absorption characteristics of the absorber layer 16 as a whole may be degraded. Therefore, the film thickness of the upper low reflection layer 15 is preferably about 5 to 30 nm, and the film thickness of the lower exposure light absorber layer 14 is preferably about 30 to 60 nm. As described above, the absorber layer 16 has a laminated structure, but can be suppressed to a thickness as much as the conventional single layer structure. Further, the buffer layer 13 has a function as an exposure light absorbing layer. Therefore, even if the absorption characteristic of the upper exposure light absorber layer 14 is lowered, the film thickness can be reduced.
Moreover, the preferable range of the total film thickness of the buffer layer 13 and the absorber layer 16 is 60 nm-130 nm. Although depending on the material, if the total film thickness is less than 60 nm, sufficient absorption characteristics of EUV light may not be obtained. If the total film thickness is greater than 130 nm, the problem of shadow of the pattern itself increases.

この露光光吸収体層14及び検査光吸収体層15についても、前述の反射層12やバッファー層13と同様にマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、その他CVD法、蒸着法などの周知の成膜方法を用いて成膜を行うことができる。
ところで、パターン検査光波長に対する反射率は、露光光反射層表面、バッファー層表面、低反射層表面の順に低くなるように設計するのが好ましい。なぜなら、パターン形成後のバッファー層表面と低反射層表面の間での検査、バッファー層除去後の露光光反射層表面と低反射層表面の間での検査のいずれにおいても、パターンのある部分が暗くなり、パターンコントラストが反転することがないので、検査機の設定を変更する必要がなく、結果が判りやすい。また、露光光反射層として用いられるMo/Si多層膜の場合、反射率が約60%と高いため、各層とのコントラストを十分とるためには、その他の層の反射率を下げるほうが有利である。
次に、低反射層15の材料の屈折率nと消衰係数kの値と、検査波長に対する反射率との関係について説明する。
図3〜図6は、窒化クロムをバッファー層(50nm)とし、露光光吸収体層をタンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)(Nは約18%)50nmに形成し、その上に低反射層として様々な屈折率n及び消衰係数kを有する材料を10nm又は20nmの膜厚に形成した場合の190nm及び260nmの検査波長での反射率Rをnとkを軸としてプロットしたものである。この結果より特定の範囲のn及びkを満たす材料を用いると低反射率が得られることが分かる。
The exposure light absorber layer 14 and the inspection light absorber layer 15 are also well-known film formation methods such as magnetron sputtering, ion beam sputtering, CVD, vapor deposition, and the like, similar to the reflection layer 12 and the buffer layer 13 described above. Film formation can be performed using the method.
By the way, it is preferable to design the reflectance with respect to the pattern inspection light wavelength so as to decrease in the order of the exposure light reflection layer surface, the buffer layer surface, and the low reflection layer surface. Because, in both the inspection between the buffer layer surface and the low reflection layer surface after pattern formation and the inspection between the exposure light reflection layer surface and the low reflection layer surface after removal of the buffer layer, the portion with the pattern is Since it becomes dark and the pattern contrast does not invert, it is not necessary to change the setting of the inspection machine, and the result is easy to understand. Further, in the case of the Mo / Si multilayer film used as the exposure light reflecting layer, the reflectance is as high as about 60%. Therefore, in order to obtain sufficient contrast with each layer, it is advantageous to lower the reflectance of other layers. .
Next, the relationship between the refractive index n and extinction coefficient k of the material of the low reflective layer 15 and the reflectance with respect to the inspection wavelength will be described.
3 to 6 show a case in which chromium nitride is used as a buffer layer (50 nm), and an exposure light absorber layer is formed of tantalum boron alloy nitride (TaBN) (N is about 18%) 50 nm, and a low reflection layer is formed thereon. As shown, the reflectance R at 190 nm and 260 nm inspection wavelengths when materials having various refractive indexes n and extinction coefficients k are formed to a thickness of 10 nm or 20 nm are plotted with n and k as axes. From this result, it is understood that a low reflectance can be obtained when a material satisfying a specific range of n and k is used.

すなわち、検査波長や膜厚と好ましいn及びkの範囲の関係は次のようになっている。
(1)膜厚が10nmの場合と20nmの場合では、消衰係数kはどちらの膜厚でも大体0.7以下であれば反射率は10%以下となる。そして、反射率を20%以下まで許容するとkは1.2以下である。このとき、屈折率nの好ましい範囲は、膜厚10nmの場合と20nmの場合では少し異なり、膜厚20nmの場合、nが1.5〜2.5程度で反射率Rは10%以下となり、反射率を20%以下まで許容するとnは1〜3程度である。膜厚10nmの場合は、nが2.0〜3.5程度で反射率Rは10%以下となり、反射率が20%以下であればnは1.5〜4.0程度である。
(2)検査波長190nmの場合と260nmの場合では、それほど大きく変わらないが、260nmの場合の方が少し好ましいnの範囲が大きめにシフトする傾向にある。
(3)以上を総合して考えると、膜厚が10nm〜20nmの場合、深紫外光領域で反射率を10%以下とするには、消衰係数kが0.7以下、屈折率nが1.5〜3.5であるような材料を選択すればよい。
That is, the relationship between the inspection wavelength and film thickness and the preferred n and k ranges is as follows.
(1) When the film thickness is 10 nm and 20 nm, the reflectance is 10% or less if the extinction coefficient k is approximately 0.7 or less for both film thicknesses. When the reflectance is allowed to 20% or less, k is 1.2 or less. At this time, the preferable range of the refractive index n is slightly different between the case of a film thickness of 10 nm and the case of 20 nm. When the film thickness is 20 nm, n is about 1.5 to 2.5 and the reflectance R is 10% or less. When the reflectance is allowed to 20% or less, n is about 1 to 3. When the film thickness is 10 nm, n is about 2.0 to 3.5 and the reflectance R is 10% or less. When the reflectance is 20% or less, n is about 1.5 to 4.0.
(2) The inspection wavelength of 190 nm and 260 nm do not change so much, but the 260 range tends to slightly shift the preferred range of n.
(3) Considering the above as a whole, when the film thickness is 10 nm to 20 nm, the extinction coefficient k is 0.7 or less and the refractive index n is set to be 10% or less in the deep ultraviolet region. What is necessary is just to select the material which is 1.5-3.5.

また、吸収体層16は本実施形態のような二層等のいわゆる積層構造になっていてもよいが、例えば酸素が吸収体層16のバッファー層13側から吸収体層表面に向かって所定の分布を有するようになっていてもよい。この場合、吸収体層表面に向かって酸素の量が増加するようにすることで吸収体層16表面での検査光に対する反射率を低下できる。吸収体層の厚み方向での酸素の組成分布は直線状や曲線状に連続的に変化していてもよく、また階段状に変化していてもよい。このような吸収体層の厚み方向の酸素の組成分布は、成膜中に添加する元素の量をコントロールすることで実現できる。例えば、TaBO膜の場合、TaとBを含むターゲットを用いたスパッタリング法の際に、添加する酸素ガスの量を変化させながら成膜を行うことにより、吸収体層16の厚み方向に酸素の連続的又は階段状の組成分布を形成できる。
更に、本発明の反射型マスクブランクス及び反射型マスクは、吸収体層の下層と上層の間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有していても良い。この中間領域は、下層に含まれる元素と、上層に含まれる元素が混じった遷移領域となる。このような中間領域を有していることで、吸収体層にパターンを形成する際に、上層と下層との間に境界を生じず、滑らかな断面構造を有するパターンが得やすい。上層と下層に含まれる金属元素が同一である場合には、連続的に吸収体層へのパターン形成が行えるため、好ましい。又、上層と下層の密着性が向上するという利点もある。中間領域の膜厚は、2〜15nm程度あればよい。
The absorber layer 16 may have a so-called laminated structure such as a two-layer structure as in the present embodiment. For example, oxygen may flow from the buffer layer 13 side of the absorber layer 16 toward the absorber layer surface. It may have a distribution. In this case, the reflectance with respect to the inspection light on the surface of the absorber layer 16 can be reduced by increasing the amount of oxygen toward the surface of the absorber layer. The composition distribution of oxygen in the thickness direction of the absorber layer may continuously change linearly or in a curve, or may change stepwise. Such a composition distribution of oxygen in the thickness direction of the absorber layer can be realized by controlling the amount of element added during film formation. For example, in the case of a TaBO film, oxygen is continuously formed in the thickness direction of the absorber layer 16 by performing film formation while changing the amount of oxygen gas to be added in the sputtering method using a target containing Ta and B. A target or stepwise composition distribution can be formed.
Furthermore, the reflective mask blank and the reflective mask of the present invention may have an intermediate region whose composition changes continuously from the lower layer composition to the upper layer composition between the lower layer and the upper layer of the absorber layer. good. This intermediate region is a transition region in which elements contained in the lower layer and elements contained in the upper layer are mixed. By having such an intermediate region, it is easy to obtain a pattern having a smooth cross-sectional structure without forming a boundary between the upper layer and the lower layer when forming a pattern in the absorber layer. When the metal elements contained in the upper layer and the lower layer are the same, it is preferable because a pattern can be continuously formed on the absorber layer. There is also an advantage that the adhesion between the upper layer and the lower layer is improved. The thickness of the intermediate region may be about 2 to 15 nm.

次に、図7を参照して本発明の反射型マスクの製造方法を説明する。図7は本発明の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。
同図(a)はマスクブランクス1の構成を示している。その構成についてはすでに上述したとおりである。このマスクブランクス1は、基板11上に、露光光反射層12、バッファー層13、露光光吸収体層14、および検査光の低反射層15をこの順に積層して形成される。
ここで、バッファー層13上に先ず露光光の吸収体層14を成膜し、次いでその上に検査光の低反射層15を成膜する方法を採用できるが、低反射層の材質によっては、たとえば下層の露光光吸収体層14と同じ金属の酸化物を上層の低反射層15とする場合においては、バッファー層13上に露光光の吸収体層14を形成した後、その吸収体層14の表面を酸素ガスを含むプロセスガスを用いた酸化処理、あるいは酸溶液による酸化処理を施すことにより最表面に検査光の低反射層15を形成することも可能である。後者の方法によれば、成膜条件の変更などに要する時間を短縮でき、材料種類の低減、成膜室数の低減ができ、作業の簡略化と作業時間の短縮を図れる。
Next, a method for manufacturing a reflective mask according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the reflective mask of the present invention.
FIG. 1A shows the configuration of the mask blank 1. The configuration has already been described above. This mask blank 1 is formed by laminating an exposure light reflection layer 12, a buffer layer 13, an exposure light absorber layer 14, and an inspection light low reflection layer 15 in this order on a substrate 11.
Here, it is possible to employ a method in which an absorber layer 14 for exposure light is first formed on the buffer layer 13 and then a low reflection layer 15 for inspection light is formed thereon, but depending on the material of the low reflection layer, For example, in the case of using the same metal oxide as the lower exposure light absorber layer 14 as the upper low reflection layer 15, after the exposure light absorber layer 14 is formed on the buffer layer 13, the absorber layer 14. It is also possible to form the low reflection layer 15 for the inspection light on the outermost surface by subjecting the surface to oxidation treatment using a process gas containing oxygen gas or oxidation treatment with an acid solution. According to the latter method, the time required for changing the film formation conditions can be shortened, the number of material types and the number of film formation chambers can be reduced, and the work can be simplified and the work time can be shortened.

又、上層の低反射層と、下層の露光光吸収体層の形成は、同一成膜室内で、連続的に行うのが好ましい。このようにすることで、下層と上層の間に、下層表面への不純物・異物の吸着や、表面の変質(酸化)等を防止して、下層と上層との間に良好な界面が得られる。上層と下層との間の界面に、不純物の吸着や変質などがあると、吸収体層の応力に変化が生じたり、又、光学的な性質、例えば検査光の反射率等に影響を及ぼすため、界面のパラメータを考慮しなければならなくなり、設計どおりの特性が得られず、再現性や制御性が悪くなる。
一方、同一成膜室内での下層と上層の連続的な形成を行えば、基板を成膜室外に取り出したり、放置したりしないため、界面への不純物の吸着や、変質が起こらず良好な界面が得られるため、再現性・制御性良く吸収体層が形成できる。又、成膜工程が複雑にならないという利点もある。
同一成膜室内での連続的な上層と下層の形成は、上層と下層にそれぞれ金属元素が含まれており、これらの金属元素が同一である場合には、特に有効である。金属元素の供給源を共通として、成膜中に供給するガスを変えることで、連続して成膜を行えるからである。例えば、反応性のスパッタリング法を用いる場合、上層と下層に共通の金属元素を含むターゲットを用い、供給するガス(酸素等)の含有量を変えることで、連続的な成膜を容易に行うことができる。
例えば、上層及び下層にTaを含む材料を用いる場合、Taを含むターゲットを共通に使用し、低反射化のために導入するガス(酸素等)の含有量、種類を下層の形成時と、上層の形成時で変えればよい。
又、同一成膜室内での連続成膜を行うことで、意図的に、上層と下層との間に、容易に上述した組成が連続的に変化する中間領域を導入することができる。具体的には、下層の成膜条件から上層の成膜条件へと連続的に成膜条件を変化させればよい。下層と上層に含まれる金属元素が共通の場合には、ターゲット等の金属元素源を共通とし、導入する酸素等ガス流量を変化させればよいが、この時、下層の形成と上層の形成との間において、下層の形成に用いるガスの流量を減少或いは停止させると共に、上層の形成に用いるガスの導入量を増大させ、或いは導入を開始して、連続的にガス流量を変化させることで、両層の形成に用いるガスが同時に存在する状態で成膜を行えば、中間領域を容易に形成することができる。
Further, it is preferable to continuously form the upper low reflection layer and the lower exposure light absorber layer in the same film forming chamber. By doing so, a good interface between the lower layer and the upper layer can be obtained between the lower layer and the upper layer by preventing the adsorption of impurities / foreign matter to the lower layer surface and the alteration (oxidation) of the surface. . If there is an adsorption or alteration of impurities at the interface between the upper layer and the lower layer, the stress of the absorber layer will change and it will affect the optical properties such as the reflectance of the inspection light. The interface parameters must be taken into account, and the designed characteristics cannot be obtained, resulting in poor reproducibility and controllability.
On the other hand, if the lower layer and the upper layer are continuously formed in the same film formation chamber, the substrate is not taken out of the film formation chamber or left unattended. Therefore, the absorber layer can be formed with good reproducibility and controllability. In addition, there is an advantage that the film forming process is not complicated.
The continuous formation of the upper layer and the lower layer in the same film formation chamber is particularly effective when the upper layer and the lower layer contain metal elements, respectively, and these metal elements are the same. This is because, by using a common metal element supply source and changing the gas supplied during film formation, film formation can be performed continuously. For example, when a reactive sputtering method is used, continuous film formation can be easily performed by using a target containing a common metal element in the upper layer and the lower layer and changing the content of the supplied gas (oxygen, etc.). Can do.
For example, when a material containing Ta is used for the upper layer and the lower layer, a target containing Ta is commonly used, and the content and type of gas (oxygen, etc.) to be introduced for low reflection are set at the time of forming the lower layer, and the upper layer. What is necessary is just to change at the time of formation.
Further, by performing continuous film formation in the same film formation chamber, it is possible to intentionally introduce an intermediate region in which the above composition continuously changes between the upper layer and the lower layer. Specifically, the film formation conditions may be continuously changed from the film formation conditions for the lower layer to the film formation conditions for the upper layer. If the metal elements contained in the lower layer and the upper layer are the same, the metal element source such as the target may be made common and the gas flow rate such as oxygen to be introduced may be changed. At this time, the formation of the lower layer and the formation of the upper layer In the meantime, the flow rate of the gas used for forming the lower layer is decreased or stopped, the amount of gas used for forming the upper layer is increased, or the introduction is started, and the gas flow rate is continuously changed, If the film formation is performed in a state where the gases used for forming both layers exist at the same time, the intermediate region can be easily formed.

次に、EUV光の吸収体である露光光吸収体層14及び検査光の低反射層15からなる吸収体層16を加工して所定のパターンを有する吸収体パターンを形成する(パターニング工程、同図(b)参照)。通常は、吸収体層16の表面に電子線描画プロセスにより所定のパターンを有するレジストパターンを形成し、次いで吸収体層のエッチング処理を行う。エッチング処理はドライエッチングあるいはウェットエッチングでもよく、材質によって適当な方法とその条件を選択する。最後に残存するレジストパターンを除去する。
次いで、この段階で吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施する。このパターン検査の結果、例えば同図(b)に示すように、パターン形成時におけるレジスト層への異物付着などに起因するピンホール欠陥(白欠陥ともいう)21と、エッチング不足欠陥(黒欠陥ともいう)22が存在した場合、必要な修復を施す。上記ピンホール欠陥21については集束イオンビーム(Focused Ion Beam, FIB)アシストデポジション法により炭素膜23をピンホールに堆積させて修復し、またエッチング不足欠陥22についてはFIB励起のガスアシストエッチングにより残留部分22aを除去して修復することにより二層構成の吸収体層16の除去部分25を得る。このときのイオン照射によるエネルギーによってバッファー層13表面にはダメージ部分24(FIBにより除去された部分24a及びFIBイオンが入り込んだ部分24b)が存在する(同図(c)参照)。
Next, an absorber pattern having a predetermined pattern is formed by processing the absorber layer 16 including the exposure light absorber layer 14 which is an EUV light absorber and the low reflection layer 15 of inspection light (patterning step, same pattern). (Refer figure (b)). Usually, a resist pattern having a predetermined pattern is formed on the surface of the absorber layer 16 by an electron beam drawing process, and then the absorber layer is etched. The etching process may be dry etching or wet etching, and an appropriate method and its conditions are selected depending on the material. Finally, the remaining resist pattern is removed.
Next, at this stage, it is inspected whether the absorber pattern is formed as designed. As a result of this pattern inspection, for example, as shown in FIG. 5B, pinhole defects (also referred to as white defects) 21 caused by adhesion of foreign matters to the resist layer at the time of pattern formation and etching deficient defects (also referred to as black defects). If it exists, the necessary repair is performed. The pinhole defect 21 is repaired by depositing a carbon film 23 on the pinhole by a focused ion beam (FIB) assisted deposition method, and the etching deficiency defect 22 remains by gas-assisted etching with FIB excitation. The removed portion 25 of the absorber layer 16 having a two-layer structure is obtained by removing and repairing the portion 22a. Damaged portions 24 (portions 24a removed by FIB and portions 24b into which FIB ions have entered) are present on the surface of the buffer layer 13 due to the energy of ion irradiation at this time (see FIG. 5C).

次に、この吸収体層16が除去された部分25に対応するバッファー層13をたとえばドライエッチングにより除去する(バッファー層の除去工程)。この際、バッファー層13のみにエッチングが進行して、他の層には損傷を与えないようにエッチング条件を設定することが重要である。こうして、露光光反射層12のパターン26を形成することにより、反射型マスク2を作製する(同図(d)参照)。
このようにして作製した反射型マスク2にEUV光31で露光するとマスク表面の吸収体パターンのある部分では吸収され、それ以外の吸収体層16およびバッファー層13を除去した部分では露出した反射層12でEUV光31が反射されることにより(同図(e)参照)、EUV光を用いるリソグラフィー用のマスクとして使用することが出来る。
Next, the buffer layer 13 corresponding to the portion 25 from which the absorber layer 16 has been removed is removed by, for example, dry etching (buffer layer removing step). At this time, it is important to set the etching conditions so that the etching proceeds only to the buffer layer 13 and the other layers are not damaged. Thus, the reflective mask 2 is produced by forming the pattern 26 of the exposure light reflecting layer 12 (see FIG. 4D).
When the thus prepared reflective mask 2 is exposed to EUV light 31, it is absorbed at a portion of the mask surface where the absorber pattern is present, and is exposed at portions other than the absorber layer 16 and the buffer layer 13 that are exposed. 12, the EUV light 31 is reflected (see FIG. 5E), and can be used as a mask for lithography using EUV light.

本発明の反射型マスクは、このように、従来は単層であった吸収体層を下層の露光光吸収体層14と上層の検査光の低反射層15とにそれぞれ機能を分離した積層構成としたことにより、十分な露光光吸収機能を有し、なおかつ最表面に形成された上層の検査光の低反射層15表面のパターン検査光波長における反射率が著しく低下する。これにより、この検査光の低反射層15表面とマスクパターン形成により吸収体層16が除去されて露出したバッファー層13表面(図7(b)参照)とのパターン検査光波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られる。このため、高コントラストの反射像パターンが得られる。したがって、従来の257nmなど深紫外領域の波長の光を用いたマスク検査機を使用して、従来は困難であったマスクパターンの正確かつ迅速な検査が可能である。
なお、コントラストについて更に説明すると、たとえば上述の検査光の吸収体層15表面とバッファー層13表面のそれぞれの反射率の値の比をもって一般にコントラストの大きさの指標とすることが可能であるが、下記の定義式も知られており、これによる値をもってコントラストの大きさの指標とすることも可能である。
すなわちR及びRはそれぞれある波長における反射率で、RがRよりも大きい場合、
コントラスト(%)=((R−R)/(R+R))×100
Thus, the reflective mask of the present invention has a laminated structure in which the function of the absorber layer, which has conventionally been a single layer, is separated into a lower exposure light absorber layer 14 and an upper inspection light low reflection layer 15. As a result, the reflectivity at the pattern inspection light wavelength of the surface of the low reflection layer 15 of the upper inspection light formed on the outermost surface has a sufficiently reduced exposure light absorption function. Thereby, the difference in reflectance at the pattern inspection light wavelength between the surface of the low reflection layer 15 of the inspection light and the surface of the buffer layer 13 exposed by removing the absorber layer 16 by mask pattern formation (see FIG. 7B). Increases and sufficient contrast is obtained during inspection. For this reason, a reflected image pattern with high contrast is obtained. Therefore, it is possible to accurately and quickly inspect a mask pattern, which has been difficult in the past, by using a conventional mask inspection machine using light having a wavelength in the deep ultraviolet region such as 257 nm.
Further, the contrast will be further described. For example, the ratio of the reflectance values of the surface of the inspection light absorber layer 15 and the surface of the buffer layer 13 described above can be generally used as an index of the magnitude of contrast. The following defining formula is also known, and a value based on this formula can be used as an index of the magnitude of contrast.
That is, R 1 and R 2 are each reflectance at a certain wavelength, and when R 2 is larger than R 1 ,
Contrast (%) = ((R 2 −R 1 ) / (R 2 + R 1 )) × 100

パターン検査において十分なコントラストが得られればよいが、ひとつの目安として、上記の反射率の比であらわすと、好ましくは1:3以下、より好ましくは1:4以下、さらに好ましくは1:10以下である。また、上記定義式であらわされるコントラストの値は、40%以上、好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは80%以上である。ここでのコントラスト値は、吸収体層と反射層との間のコントラスト、又は吸収体層とバッファー層との間のコントラストである。なお、低反射層15の好ましい反射率は20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下である。   A sufficient contrast may be obtained in the pattern inspection, but as a guideline, it is preferably 1: 3 or less, more preferably 1: 4 or less, and even more preferably 1:10 or less when expressed by the above-described reflectance ratio. It is. The contrast value represented by the above definition formula is 40% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and still more preferably 80% or more. The contrast value here is the contrast between the absorber layer and the reflective layer, or the contrast between the absorber layer and the buffer layer. The preferred reflectance of the low reflective layer 15 is 20% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less.

以下、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明する。なお、説明の便宜上、前述の図1、図2及び図7に記載した符号を適宜使用している。
(実施例1)
基板11上に各層を成膜してマスクブランクスを作製した。ここでは、基板11として外形6インチ角、厚さが6.3mmの低膨張のSiO−TiO系のガラス基板を用いた。このガラス基板は、機械研磨により0.12nmRms(Rms:二乗平均平方根粗さ)の平滑な表面と100nm以下の平坦度とした。
先ず、この基板11の上に、EUV光の反射層12としてモリブデン(Mo)とシリコン(Si)の積層膜Mo/SiをDCマグネトロンスパッタ法により積層した。まずSiターゲットを用いて、Arガス圧0.1PaでSi膜を4.2nm成膜し、次いでMoターゲットを用いて、Arガス圧0.1PaでMo膜を2.8nm成膜し、これを1周期として40周期積層した後、最後にSi膜を7nm成膜した。合計膜厚は287nmである。この多層反射膜の波長257nmの光に対する反射率は60%である。
その上に、バッファー層13としてSiO薄膜を膜厚50nmに成膜した。これは、Siターゲットを用い、アルゴン(Ar)および酸素(O)の混合ガスによるDCマグネトロンスパッタ法により成膜した。SiOバッファー層上の表面粗さは0.4nmRmsであった。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. For convenience of explanation, the symbols shown in FIGS. 1, 2 and 7 are appropriately used.
Example 1
Each layer was formed on the substrate 11 to produce mask blanks. Here, a low expansion SiO 2 —TiO 2 glass substrate having an outer shape of 6 inches square and a thickness of 6.3 mm was used as the substrate 11. This glass substrate had a smooth surface of 0.12 nmRms (Rms: root mean square roughness) and a flatness of 100 nm or less by mechanical polishing.
First, a laminated film Mo / Si of molybdenum (Mo) and silicon (Si) was laminated on the substrate 11 as a EUV light reflecting layer 12 by a DC magnetron sputtering method. First, using a Si target, a Si film having a thickness of 4.2 nm was formed at an Ar gas pressure of 0.1 Pa. Next, using a Mo target, a Mo film having a thickness of 2.8 nm was formed at a Ar gas pressure of 0.1 Pa. After 40 cycles were stacked as one cycle, a 7 nm Si film was finally formed. The total film thickness is 287 nm. The reflectance of this multilayer reflective film with respect to light having a wavelength of 257 nm is 60%.
On top of this, a SiO 2 thin film having a thickness of 50 nm was formed as a buffer layer 13. This was formed by a DC magnetron sputtering method using a Si target and a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O 2 ). The surface roughness on the SiO 2 buffer layer was 0.4 nm Rms.

さらにその上に、その上に、EUV光の吸収体層14として、タンタル(Ta)薄膜を膜厚50nmに形成した。これはTaターゲットを用い、アルゴンガスによるDCマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。
さらにその上に、波長257nmの検査光に対する低反射層15として、TaO薄膜を膜厚10nmに成膜した。これは、下層のTa形成と同一の成膜室内で同一のTaターゲットを用い、アルゴン及び酸素の混合ガスによるDCマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ta3862であった。このTaO膜の波長260nmの光における屈折率は2.68、消衰係数は0.18であり、また波長190nmの光における屈折率は2.04、消衰係数は0.87である。又、TaO膜表面の表面粗さは0.7nmRmsであった。
なお、本実施例のようにEUV光吸収体層と同じ金属の酸化物を検査光の低反射層とする場合においては、EUV光吸収体層の表面を酸素ガスを含むプロセスガスを用いた酸化処理、または酸溶液による酸化処理により形成しても良い。
Further, a tantalum (Ta) thin film having a thickness of 50 nm was formed thereon as an EUV light absorber layer 14. This was formed using a Ta target and a DC magnetron reactive sputtering method using argon gas.
Further thereon, a TaO thin film having a thickness of 10 nm was formed as a low reflection layer 15 for inspection light having a wavelength of 257 nm. The film was formed by DC magnetron reactive sputtering using a mixed gas of argon and oxygen using the same Ta target in the same film forming chamber as the lower layer Ta. The film composition was Ta 38 O 62 . This TaO film has a refractive index of 2.68 and an extinction coefficient of 0.18 for light having a wavelength of 260 nm, and a refractive index of 2.04 and an extinction coefficient of 0.87 for light having a wavelength of 190 nm. The surface roughness of the TaO film surface was 0.7 nmRms.
When the same metal oxide as the EUV light absorber layer is used as the low reflection layer for the inspection light as in this embodiment, the surface of the EUV light absorber layer is oxidized using a process gas containing oxygen gas. You may form by a process or the oxidation process by an acid solution.

次に、以上の様にして作製したマスクブランクスを用い、これに所定のマスクパターンを形成した。ここではデザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有するEUVマスクを作製した。マスクパターンの形成は次のようにして行った。まずマスクブランクスの表面に電子線レジスト材料をスピンナー等で一様に塗布し、プリベーク後、電子線描画及び現像を行って、レジストパターンを形成した。次いで、塩素ガスを用いたドライエッチングを行い、エッチング終了後にレジストパターンを取り除いた。こうして、バッファー層13より上の吸収体層14及び低反射層15にマスクパターンが形成された。
その形成されたマスクパターンを波長257nmの光を使用するマスク検査機によって検査した結果、ピンホール欠陥(白欠陥)とエッチング不足欠陥(黒欠陥)が確認された。
次に、この検査結果に基づいてパターン欠陥を修復した。すなわち、上記の白欠陥については集束イオンビーム(Focused Ion Beam, FIB)アシストデポジション法により炭素膜をピンホールに堆積させ、また黒欠陥についてはFIB励起のガスアシストエッチングにより残留部分を除去したが、このときの照射によるエネルギーによってバッファー層13の表面には膜構造の変化による光学特性の変化したダメージ部分が存在した(前述の図7の(b)、(c)参照)。
Next, the mask blank produced as described above was used, and a predetermined mask pattern was formed thereon. Here, an EUV mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced. The mask pattern was formed as follows. First, an electron beam resist material was uniformly applied to the surface of the mask blank with a spinner or the like, and after prebaking, electron beam drawing and development were performed to form a resist pattern. Next, dry etching using chlorine gas was performed, and the resist pattern was removed after the etching was completed. Thus, a mask pattern was formed on the absorber layer 14 and the low reflection layer 15 above the buffer layer 13.
As a result of inspecting the formed mask pattern by a mask inspection machine using light having a wavelength of 257 nm, pinhole defects (white defects) and etching deficiencies (black defects) were confirmed.
Next, the pattern defect was repaired based on the inspection result. That is, for the white defect, a carbon film was deposited on the pinhole by the focused ion beam (FIB) assisted deposition method, and for the black defect, the remaining part was removed by FIB-excited gas-assisted etching. In the surface of the buffer layer 13 due to the energy by irradiation at this time, there was a damaged portion whose optical characteristics were changed due to the change in the film structure (see FIGS. 7B and 7C).

次に、吸収体層14及び低反射層15のパターンのない部分に露出したバッファー層13をエッチングにより除去した(前述の図7の(d)参照)。この際、吸収体のパターンには損傷を与えずに該パターンがエッチングマスクとなるように、フッ素系ガスでSiOバッファー層のみをドライエッチングした。こうして本実施例の反射型マスクを作製した。
このマスクにEUV光を照射すると、反射層12表面のパターン部分でのみEUV光が反射されることにより反射型マスクとしての機能を果たしている。
また比較のために、本実施例の最上層の低反射層15のないEUV光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のEUV光吸収層の膜厚は、本実施例によるEUV光吸収体層と低反射層の二層の合計膜厚と同じ値である60nmとして成膜した。
このときの190nmから690nmまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図9に示した。本実施例の場合、反射率の極小値を示す波長領域が極めて狭いことがわかる。
この結果より、パターン検査光波長257nmとした場合、この波長における本実施例マスクの低反射層表面の反射率は4.0%であり、同じくこの波長におけるバッファー層(SiO)の反射率が42.1%であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、1:10であり、コントラスト値は83%であった。又、低反射層と多層反射膜表面との反射率の比は、1:15であり、コントラスト値は88%であった。
Next, the buffer layer 13 exposed in the patternless portions of the absorber layer 14 and the low reflection layer 15 was removed by etching (see (d) of FIG. 7 described above). At this time, only the SiO 2 buffer layer was dry-etched with a fluorine-based gas so that the absorber pattern was not damaged and the pattern became an etching mask. Thus, the reflective mask of this example was produced.
When this mask is irradiated with EUV light, the EUV light is reflected only at the pattern portion on the surface of the reflective layer 12, thereby fulfilling a function as a reflective mask.
For comparison, a sample of a single EUV light absorption layer without the uppermost low reflection layer 15 of this example was prepared. The film thickness of the single EUV light absorption layer at this time was formed as 60 nm, which is the same value as the total film thickness of the two layers of the EUV light absorber layer and the low reflection layer according to this example.
FIG. 9 shows the reflectance values on the absorber pattern surface of the mask with respect to light having a wavelength from 190 nm to 690 nm. In the case of the present embodiment, it can be seen that the wavelength region showing the minimum value of the reflectance is extremely narrow.
From this result, when the pattern inspection light wavelength is 257 nm, the reflectance of the low reflective layer surface of the mask of this example at this wavelength is 4.0%, and the reflectance of the buffer layer (SiO 2 ) at this wavelength is also the same. Since it was 42.1%, the contrast between the low reflection layer surface and the buffer layer surface at this wavelength was 1:10 in terms of the ratio of these reflectances, and the contrast value was 83%. The reflectance ratio between the low reflective layer and the multilayer reflective film surface was 1:15, and the contrast value was 88%.

これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は44%であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、1:0.96であり、コントラスト値は2.2%であった。又、吸収層と多層反射膜表面との反射率の比は、1:1.4であり、コントラスト値は15%と低かった。
また、本実施例マスクでは、吸収体層16上層の低反射層表面及びEUV光の反射層表面における波長13.4nmのEUV光に対する反射率は、それぞれ0.5%及び62.4%であったため、EUV光に対する吸収体層16表面と反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、1:125であり、コントラスト値は98%であった。同様にして従来マスクのEUV光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは1:105であり、コントラスト値は98%であった。
On the other hand, the reflectance of the absorption layer surface of the conventional mask at the above wavelength is 44%, and the contrast between the absorption layer surface and the buffer layer surface at this wavelength is 1: 0 in terms of the ratio of these reflectances. The contrast value was 2.2%. The reflectance ratio between the absorption layer and the surface of the multilayer reflective film was 1: 1.4, and the contrast value was as low as 15%.
In the mask of this example, the reflectance of EUV light with a wavelength of 13.4 nm on the surface of the low reflection layer on the absorber layer 16 and the reflection layer surface of the EUV light was 0.5% and 62.4%, respectively. Therefore, the contrast between the surface of the absorber layer 16 and the surface of the reflective layer with respect to EUV light is 1: 125 in terms of the ratio of reflectance, and the contrast value is 98%. Similarly, the contrast between the surface of the single-layer absorption layer and the surface of the reflective layer with respect to EUV light of the conventional mask was 1: 105, and the contrast value was 98%.

次に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付き半導体基板(シリコンウエハ)にEUV光によってパターンを転写する方法を説明する。図8はパターン転写装置の概略構成を示すもので、パターン転写装置50は、レーザープラズマX線源32、反射型マスク2、縮小光学系33等から概略構成される。縮小光学系33はX線反射ミラーを用いており、反射型マスク2で反射されたパターンは通常1/4程度に縮小される。なお、露光波長として13〜14nmの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。
このような状態で、レーザープラズマX線源32から得られたEUV光を反射型マスク2に入射し、ここで反射された光を縮小光学系33を通してシリコンウエハ34上に転写した。反射型マスク2に入射した光は、吸収体パターンのある部分では吸収体に吸収されて反射されず、このような吸収体パターンのない部分に入射した光はEUV光の反射層により反射される。このようにして、反射型マスク2から反射される光により形成される像が縮小光学系33に入射する。縮小光学系33を経由した露光光は、シリコンウエハ34上のレジスト層に転写パターンを露光する。そして、露光済レジスト層を現像することによってシリコンウエハ34上にレジストパターンを形成した。
以上のようにして半導体基板上へのパターン転写を行った結果、本実施例の反射型マスクの精度は70nmデザインルールの要求精度である16nm以下であることが確認できた。
以上の結果から、本実施例のマスクは、EUV光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られる。これに対し、従来のマスクは、EUV光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪い。
Next, a method for transferring a pattern by EUV light to a semiconductor substrate with a resist (silicon wafer) using the reflective mask of this embodiment will be described. FIG. 8 shows a schematic configuration of the pattern transfer apparatus. The pattern transfer apparatus 50 is schematically configured by a laser plasma X-ray source 32, a reflective mask 2, a reduction optical system 33, and the like. The reduction optical system 33 uses an X-ray reflection mirror, and the pattern reflected by the reflective mask 2 is usually reduced to about ¼. Since the wavelength band of 13 to 14 nm is used as the exposure wavelength, it was set in advance so that the optical path was in vacuum.
In this state, EUV light obtained from the laser plasma X-ray source 32 is incident on the reflective mask 2, and the light reflected here is transferred onto the silicon wafer 34 through the reduction optical system 33. The light incident on the reflective mask 2 is absorbed and not reflected by the absorber at a portion having the absorber pattern, and the light incident on the portion without the absorber pattern is reflected by the reflective layer of EUV light. . In this way, an image formed by the light reflected from the reflective mask 2 enters the reduction optical system 33. The exposure light passing through the reduction optical system 33 exposes the transfer pattern on the resist layer on the silicon wafer 34. Then, a resist pattern was formed on the silicon wafer 34 by developing the exposed resist layer.
As a result of pattern transfer onto the semiconductor substrate as described above, it was confirmed that the accuracy of the reflective mask of this example was 16 nm or less, which is the required accuracy of the 70 nm design rule.
From the above results, the mask of this embodiment can obtain high contrast with respect to EUV light, and also can obtain high contrast with respect to the pattern inspection wavelength. On the other hand, the conventional mask can obtain a high contrast for EUV light, but has a very poor contrast for the pattern inspection wavelength.

(実施例2)
実施例1と同様の基板11上にEUV光の反射層12としてモリブデン(Mo)とシリコン(Si)の積層膜Mo/Siを成膜し、その上に、バッファー層13としてCr薄膜をDCマグネトロンスパッタ法により膜厚50nmに成膜した。Cr薄膜表面の表面粗さは0.5nmRmsであった。
その上に、前述の実施例1と同様に、EUV光の吸収体層14として、タンタル(Ta)薄膜を形成し、さらにその上に、波長257nmの検査光の低反射層15として、TaO薄膜を成膜した。ただし、本実施例では、上記タンタル膜は膜厚を40nmとした。TaO膜表面の表面粗さは0.7nmRmsであった。
以上のようにして作製したマスクブランクスを用いて実施例1と同様にデザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有するEUV反射型マスクを作製した。
(Example 2)
A multilayer film Mo / Si of molybdenum (Mo) and silicon (Si) is formed as a EUV light reflecting layer 12 on the same substrate 11 as in Example 1, and a Cr thin film is formed as a buffer layer 13 on the DC magnetron. A film having a thickness of 50 nm was formed by sputtering. The surface roughness of the Cr thin film surface was 0.5 nmRms.
A tantalum (Ta) thin film is formed thereon as the EUV light absorber layer 14 and the TaO thin film is further formed thereon as the low reflection layer 15 for the inspection light having a wavelength of 257 nm. Was deposited. However, in this embodiment, the tantalum film has a thickness of 40 nm. The surface roughness of the TaO film surface was 0.7 nmRms.
An EUV reflective mask having a pattern for a 16 Gbit DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced in the same manner as in Example 1 using the mask blank produced as described above.

また比較のために、本実施例の最上層の検査光の低反射層15のないEUV光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のEUV光吸収層の膜厚は、本実施例によるEUV光吸収体層と検査光の低反射層の二層の合計膜厚と等しい50nmとして成膜した。
このときの190nmから690nmまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図10に示した。
この結果より、パターン検査光波長257nmとした場合、この波長における本実施例マスクの低反射層表面の反射率は4.0%であり、同じくこの波長におけるバッファー層(Cr)の反射率が57.0%であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、1:14であり、コントラスト値は87%であった。又、低反射層と多層反射膜表面の反射率の比は、1:15であり、コントラスト値は88%であった。
For comparison, a sample of an EUV light absorption layer single layer without the low reflection layer 15 of the uppermost inspection light of this example was prepared. The film thickness of the single EUV light absorption layer at this time was set to 50 nm, which is equal to the total film thickness of the two layers of the EUV light absorber layer according to this example and the low reflection layer for inspection light.
FIG. 10 shows the reflectance values on the absorber pattern surface of the mask with respect to light having a wavelength from 190 nm to 690 nm.
From this result, when the pattern inspection light wavelength is 257 nm, the reflectance of the surface of the low reflective layer of the mask of this embodiment at this wavelength is 4.0%, and the reflectance of the buffer layer (Cr) at this wavelength is also 57%. Therefore, the contrast between the low reflection layer surface and the buffer layer surface at this wavelength was 1:14 in terms of the ratio of these reflectances, and the contrast value was 87%. The ratio of the reflectance of the low reflective layer to the surface of the multilayer reflective film was 1:15, and the contrast value was 88%.

これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は44%であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、1:1.3であり、コントラスト値は13%であった。又、吸収層と多層反射膜との反射率の比は、1:1.4であり、コントラスト値は15%と低かった。
また、本実施例マスクでは、吸収体層16上層の低反射層表面及びEUV光反射層表面における波長13.4nmのEUV光に対する反射率は、それぞれ0.5%及び62.4%であったため、EUV光に対する吸収体層16表面とEUV光反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、1:125であり、コントラスト値は98%であった。同様にして従来マスクのEUV光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは1:105であり、コントラスト値は98%であった。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例1と同様の方法で図8に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のEUV反射型マスクの精度は70nmデザインルールの要求精度である16nm以下であることが確認できた。
On the other hand, the reflectance of the absorption layer surface of the conventional mask at the above wavelength is 44%, and the contrast between the absorption layer surface and the buffer layer surface at this wavelength is 1: 1 when expressed by the ratio of these reflectances. .3 and the contrast value was 13%. The reflectance ratio between the absorbing layer and the multilayer reflective film was 1: 1.4, and the contrast value was as low as 15%.
In the mask of this example, the reflectivity for EUV light having a wavelength of 13.4 nm on the surface of the low reflection layer and the EUV light reflection layer on the absorber layer 16 was 0.5% and 62.4%, respectively. The contrast between the surface of the absorber layer 16 and the EUV light reflection layer surface with respect to EUV light was 1: 125 in terms of reflectance ratio, and the contrast value was 98%. Similarly, the contrast between the surface of the single-layer absorption layer and the surface of the reflective layer with respect to EUV light of the conventional mask was 1: 105, and the contrast value was 98%.
Furthermore, as a result of performing exposure transfer to the semiconductor substrate shown in FIG. 8 by the same method as in Example 1 using the reflective mask of this example, it was confirmed that the film had sufficient exposure characteristics. That is, it was confirmed that the accuracy of the EUV reflective mask of this example was 16 nm or less, which is the required accuracy of the 70 nm design rule.

以上の結果から、本実施例のマスクは、EUV光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られる。また、本実施例のマスクは、バッファー層としてCr膜を使用することによりバッファー層にEUV光の吸収層としての機能をも持たせているため、コントラストを劣化させずに上層のEUV光吸収層の厚さをより薄くすることが可能である。これに対し、従来のマスクは、EUV光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪い。   From the above results, the mask of this embodiment can obtain high contrast with respect to EUV light, and also can obtain high contrast with respect to the pattern inspection wavelength. In addition, since the mask of this embodiment uses a Cr film as the buffer layer, the buffer layer also has a function as an EUV light absorbing layer, so that the upper EUV light absorbing layer does not deteriorate the contrast. Can be made thinner. On the other hand, the conventional mask can obtain a high contrast for EUV light, but has a very poor contrast for the pattern inspection wavelength.

(実施例3)
実施例1と同様にして、基板11上にEUV光の反射層12を成膜した。
この反射層12上にバッファー層13として窒化クロム膜を50nmの厚さに成膜した。この窒化クロム膜はDCマグネトロンスパッタ法によって形成し、成膜にはCrターゲットを用い、スパッタガスとしてArに窒素を10%添加したガスを用いた。
成膜された窒化クロム膜は、Cr1−XにおいてXは0.1とした。また、この窒化クロム膜の膜応力は100nm換算で+40MPaであった。また、この窒化クロム膜の波長257nmの光に対する反射率は52%である。この窒化クロム膜表面の表面粗さは0.27nmRmsであった。
次に、窒化クロム膜により構成されるバッファー層13の上に、EUV光の吸収体層14としてタンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)膜を50nmの厚さに形成した。このTaBN膜は、Ta及びBを含むターゲットを用いて、Arに窒素を10%添加して、DCマグネトロンスパッタ法によって形成した。このTaBN膜の組成比は、Taは0.8、Bは0.1、Nは0.1とした。TaBN膜の結晶状態はアモルファスであった。
(Example 3)
In the same manner as in Example 1, an EUV light reflection layer 12 was formed on the substrate 11.
A chromium nitride film was formed as a buffer layer 13 on the reflective layer 12 to a thickness of 50 nm. This chromium nitride film was formed by a DC magnetron sputtering method, a Cr target was used for film formation, and a gas in which 10% of nitrogen was added to Ar was used as a sputtering gas.
In the formed chromium nitride film, X was 0.1 in Cr 1-X N X. The film stress of this chromium nitride film was +40 MPa in terms of 100 nm. The reflectance of this chromium nitride film with respect to light having a wavelength of 257 nm is 52%. The surface roughness of the chromium nitride film surface was 0.27 nmRms.
Next, a nitride (TaBN) film of tantalum boron alloy was formed to a thickness of 50 nm as the EUV light absorber layer 14 on the buffer layer 13 composed of a chromium nitride film. This TaBN film was formed by DC magnetron sputtering using a target containing Ta and B, adding 10% nitrogen to Ar. The composition ratio of this TaBN film was 0.8 for Ta, 0.1 for B, and 0.1 for N. The crystal state of the TaBN film was amorphous.

このTaBN吸収体層の上にさらに低反射層15として、タンタルホウ素合金の酸化物(TaBO)膜を12nmの厚さに形成した。このTaBO膜は、DCマグネトロンスパッタ法によって、Ta及びBを含むターゲットを用いて、Arに酸素を30%添加して成膜した。EUV光吸収体層の形成と低反射層の形成の間はDCパワーを一旦停止させ、成膜に使用するガスを切り変えた。ここで成膜された低反射層のTaBO膜の組成比は、Taは0.4、Bは0.1、Oは0.5とした。TaBO膜の結晶状態はアモルファスであった。なお、吸収体層の下層と上層の成膜は同一成膜室内で同一ターゲットを用い、ガスの種類を変えて連続的に行った。
このTaBO膜の波長257nmの光における屈折率は2.5、消衰係数は0.3である。また、波長13.4nmのEUV光に対する吸収係数は0.035である。このTaBO膜の表面粗さは0.25nmRmsであり、非常に平滑であった。
A tantalum boron alloy oxide (TaBO) film having a thickness of 12 nm was formed as a low reflection layer 15 on the TaBN absorber layer. This TaBO film was formed by adding 30% of oxygen to Ar using a target containing Ta and B by DC magnetron sputtering. During the formation of the EUV light absorber layer and the formation of the low reflection layer, the DC power was temporarily stopped and the gas used for film formation was switched. The composition ratio of the TaBO film of the low reflection layer formed here was 0.4 for Ta, 0.1 for B, and 0.5 for O. The crystal state of the TaBO film was amorphous. The lower layer and the upper layer of the absorber layer were continuously formed using the same target in the same film forming chamber and changing the type of gas.
The TaBO film has a refractive index of 2.5 and an extinction coefficient of 0.3 for light having a wavelength of 257 nm. Moreover, the absorption coefficient with respect to EUV light with a wavelength of 13.4 nm is 0.035. The surface roughness of this TaBO film was 0.25 nmRms and was very smooth.

このようにして得られた低反射層上での波長257nmの光に対する反射率は5%であった。また、EUV光吸収体層と低反射層の全応力は100nm換算で−50MPaであった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この作製したマスクブランクスを用いて実施例1と同様にデザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有するEUV反射型マスクを作製した。
まず実施例1と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長257nmの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は1:0.10であり、コントラスト値は82%であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。ドライエッチングには塩素と酸素の混合ガスを用いた。
The reflectance with respect to light having a wavelength of 257 nm on the low reflection layer thus obtained was 5%. Further, the total stress of the EUV light absorber layer and the low reflection layer was −50 MPa in terms of 100 nm.
The reflective mask blanks of this example were obtained as described above.
Next, an EUV reflective mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced in the same manner as in Example 1 using the produced mask blanks.
First, an absorber pattern was formed on the low reflection layer and the absorber layer in the same manner as in Example 1. Here, the absorber pattern was inspected using light having a wavelength of 257 nm as inspection light. The ratio of the reflectance of the buffer layer to the inspection light and the reflectance on the low reflection layer was 1: 0.10, and the contrast value was 82%, so that a sufficient contrast was obtained in the inspection.
Next, the buffer layer made of chromium nitride was removed by dry etching according to the absorber pattern. For dry etching, a mixed gas of chlorine and oxygen was used.

以上のようにして本実施例の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長257nmの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するEUV反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は1:0.08であり、コントラスト値は85%であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長13.4nm、入射角5度のEUV光により反射率を測定したところ、65%と良好な反射特性を有していた。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例1と同様の方法で図8に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のEUV反射型マスクの精度は70nmデザインルールの要求精度である16nm以下であることが確認できた。
A reflective mask of this example was obtained as described above. When the inspection of the absorber pattern was performed again using the inspection light having a wavelength of 257 nm on the obtained reflective mask, the ratio between the reflectance of the EUV reflection layer and the reflectance on the low reflection layer with respect to the inspection light is It was 1: 0.08, the contrast value was 85%, and a sufficient contrast was obtained even in the confirmation inspection. Further, when the reflectance of the obtained reflective mask was measured with EUV light having a wavelength of 13.4 nm and an incident angle of 5 degrees, it had a good reflection characteristic of 65%.
Furthermore, as a result of performing exposure transfer to the semiconductor substrate shown in FIG. 8 by the same method as in Example 1 using the reflective mask of this example, it was confirmed that the film had sufficient exposure characteristics. That is, it was confirmed that the accuracy of the EUV reflective mask of this example was 16 nm or less, which is the required accuracy of the 70 nm design rule.

(実施例4)
実施例3と同様に、ガラス基板上に、Mo/Si反射多層膜及び、CrNバッファー層50nm及び、TaBN膜50nmからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、酸化クロム膜(CrO)を20nmの厚さに形成した。成膜方法は、DCマグネトロンスパッタ法により、Crを含むターゲットを用い、アルゴンと酸素を含むガスを使用した。得られたCrO膜の組成は、Cr:O=46:54であった。又、波長260nmの光における屈折率は2.37、消衰係数は0.72、波長190nmの光における屈折率は1.91、消衰係数は1.13である。
又、CrO膜表面における表面粗さは、0.3nmRmsであった。波長257nmの検査光に対するCrO膜表面の反射率は14%であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例1と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、塩素と酸素を用いたドライエッチングにより、CrO低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のTaBN膜の一部を露出させた。
次に、露出したTaBN膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、CrO膜と同一のパターン状に形成し、CrNバッファー層の一部を露出させた。
Example 4
In the same manner as in Example 3, an absorber lower layer composed of a Mo / Si reflective multilayer film, a CrN buffer layer 50 nm, and a TaBN film 50 nm was formed on a glass substrate.
Next, a chromium oxide film (CrO) was formed to a thickness of 20 nm as an upper low reflection layer. The film forming method was a DC magnetron sputtering method using a target containing Cr and a gas containing argon and oxygen. The composition of the obtained CrO film was Cr: O = 46: 54. Further, the refractive index in light having a wavelength of 260 nm is 2.37, the extinction coefficient is 0.72, the refractive index in light having a wavelength of 190 nm is 1.91, and the extinction coefficient is 1.13.
The surface roughness on the surface of the CrO film was 0.3 nmRms. The reflectivity of the CrO film surface with respect to the inspection light having a wavelength of 257 nm was 14%.
In this way, a reflective mask blank of this example was obtained.
Next, using this mask blank, a reflective mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced.
First, in the same manner as in Example 1, a resist pattern was formed on the low reflective layer. Subsequently, a CrO low reflection layer was formed in a pattern along the resist pattern by dry etching using chlorine and oxygen, and a part of the TaBN film under the absorber was exposed.
Next, the exposed TaBN film was formed into the same pattern as the CrO film by dry etching using chlorine gas, and a part of the CrN buffer layer was exposed.

ここで、実施例1と同様にして、波長257nmの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、1:3.7であり、コントラスト値は58%と、十分なコントラストが得られた。
実施例1と同様に、欠陥の修正をFIBを用いて行った後、露出したCrNバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長257nmの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、1:4.3であり、コントラスト値は62%と良好なコントラストが得られた。
又、実施例1と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板(シリコンウエハ)にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、70nmデザインルールの要求精度である16nm以下である事が確認できた。
Here, in the same manner as in Example 1, the absorber pattern was inspected using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectivity to the inspection light on the absorber layer surface and the buffer layer surface was 1: 3.7, and the contrast value was 58%, so that a sufficient contrast was obtained.
Similarly to Example 1, after the defect was corrected using FIB, the exposed CrN buffer layer was removed in the same pattern as the absorber by dry etching using chlorine and oxygen.
As described above, the reflective mask of this example was obtained.
The reflective mask was subjected to a final pattern inspection using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectivity to the inspection light on the absorber layer surface and the multilayer reflective film surface was 1: 4.3, and a good contrast of 62% was obtained.
Similarly to Example 1, when a pattern was transferred to a semiconductor substrate with a resist (silicon wafer) using the reflective mask of this example, the accuracy of the reflective mask of this example was 70 nm design rule. It was confirmed that the required accuracy was 16 nm or less.

(実施例5)
実施例3と同様にして、基板上にMo/Si周期積層膜からなるEUV光の反射層及び、窒化クロム膜からなるバッファー層を形成した。
次に、吸収体層の下層として、タンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)膜を形成した。このTaBN膜は、Ta及びBを含むターゲットを用いて、Arに窒素を10%添加したガスを用い、DCマグネトロンスパッタ法で形成した。TaBN膜を約50nm形成したところで、DCを印加したまま、Arと窒素ガスの供給を10秒の間に徐々に減らして停止すると同時に、排気を行わずに、この10秒間でArに酸素を30%まで添加して、同一成膜室内で、同一ターゲットによる成膜を続行した。酸素を導入後、約15nm成膜を行った。形成された吸収体層表面の粗さは、0.25nmRmsであり、非常に平滑であった。吸収体層の結晶構造はアモルファスであった。
又、X線光電子分光法(XPS)で、吸収体層の膜厚方向の窒素及び酸素組成を分析したところ、図11に示すようであり、上層と下層の間に、下層の組成から上層の組成に連続的に組成が変化する中間領域が形成されていることが分かった。この中間領域の厚さは、5nm程度であった。中間領域においては、下層側から上層側に向かい、徐々に窒素が減少すると共に、酸素の含有量が増大し、連続的に組成が変化していた。又、バッファー層側の下層の組成は、Ta:B:N=0.5:0.1:0.4のTaBN膜であり、吸収体層の表面近傍の上層は、Ta:B:O=0.4:0.1:0.5のTaBO膜であった。
(Example 5)
In the same manner as in Example 3, an EUV light reflecting layer made of a Mo / Si periodic laminated film and a buffer layer made of a chromium nitride film were formed on the substrate.
Next, a tantalum boron alloy nitride (TaBN) film was formed as a lower layer of the absorber layer. This TaBN film was formed by a DC magnetron sputtering method using a target containing Ta and B and using a gas in which 10% of nitrogen was added to Ar. When the TaBN film is formed to have a thickness of about 50 nm, the supply of Ar and nitrogen gas is gradually reduced and stopped during 10 seconds while DC is applied, and at the same time, oxygen is added to Ar in this 10 seconds without exhausting. %, And film formation with the same target was continued in the same film formation chamber. After introducing oxygen, a film was formed about 15 nm. The roughness of the formed absorber layer surface was 0.25 nmRms, which was very smooth. The crystal structure of the absorber layer was amorphous.
Further, when the nitrogen and oxygen composition in the film thickness direction of the absorber layer was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), it was as shown in FIG. 11, and the lower layer composition was changed from the lower layer to the upper layer. It was found that an intermediate region in which the composition continuously changes was formed. The thickness of this intermediate region was about 5 nm. In the intermediate region, nitrogen gradually decreased from the lower layer side to the upper layer side, the oxygen content increased, and the composition continuously changed. The composition of the lower layer on the buffer layer side is a TaBN film of Ta: B: N = 0.5: 0.1: 0.4, and the upper layer near the surface of the absorber layer is Ta: B: O = The TaBO film was 0.4: 0.1: 0.5.

波長257nmの検査光に対するこの吸収体層表面の反射率は5%であった。又、上層のTaBO膜の波長257nmに対する屈折率は2.5、消衰係数は0.3である。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この反射型マスクブランクスを用いて、デザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例1と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、塩素を含むガスを用いたドライエッチングにより、吸収体層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成した。吸収体層の上層、中間領域、及び下層を連続的にドライエッチングでパターニングし、CrNバッファー層の一部を露出させた。上層と下層の間に連続的な組成変化を有する中間領域を有していたため、吸収体層は、断面形状に段差の無い連続的な良好な矩形形状にパターン形成できた。
ここで、実施例1と同様にして、波長257nmの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、1:10.4であり、コントラスト値は82%と良好なコントラストが得られた。
The reflectance of the surface of the absorber layer with respect to inspection light having a wavelength of 257 nm was 5%. The upper layer TaBO film has a refractive index of 2.5 and an extinction coefficient of 0.3 for a wavelength of 257 nm.
As described above, a reflective mask blank of this example was obtained.
Next, using this reflective mask blank, a reflective mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced.
First, in the same manner as in Example 1, a resist pattern was formed on the low reflective layer. Subsequently, the absorber layer was formed in a pattern along the resist pattern by dry etching using a gas containing chlorine. The upper layer, middle region, and lower layer of the absorber layer were continuously patterned by dry etching to expose a part of the CrN buffer layer. Since the intermediate region having a continuous composition change was provided between the upper layer and the lower layer, the absorber layer could be patterned into a continuous good rectangular shape having no step in the cross-sectional shape.
Here, in the same manner as in Example 1, the absorber pattern was inspected using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectance to the inspection light on the absorber layer surface and the buffer layer surface was 1: 10.4, and a good contrast of 82% was obtained.

実施例1と同様に、欠陥の修正をFIBを用いて行った後、露出したCrNバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長257nmの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、1:12であり、コントラスト値は85%と良好なコントラストが得られた。
又、実施例1と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板(シリコンウエハ)にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、70nmデザインルールの要求精度である16nm以下である事が確認できた。
Similarly to Example 1, after the defect was corrected using FIB, the exposed CrN buffer layer was removed in the same pattern as the absorber by dry etching using chlorine and oxygen.
As described above, the reflective mask of this example was obtained.
The reflective mask was subjected to a final pattern inspection using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectance to the inspection light on the absorber layer surface and the multilayer reflective film surface was 1:12, and a good contrast value of 85% was obtained.
Similarly to Example 1, when a pattern was transferred to a semiconductor substrate with a resist (silicon wafer) using the reflective mask of this example, the accuracy of the reflective mask of this example was 70 nm design rule. It was confirmed that the required accuracy was 16 nm or less.

(参考例1)
基板11上に各層を成膜してマスクブランクスを作製した。ここでは、基板11として外形6インチ角、厚さが6.3mmの低膨張のSiO−TiO系のガラス基板を用いた。このガラス基板は、機械研磨により0.12nmRms(Rms:二乗平均平方根粗さ)の平滑な表面と100nm以下の平坦度とした。
先ず、この基板11の上に、EUV光の反射層12としてモリブデン(Mo)とシリコン(Si)の積層膜Mo/SiをDCマグネトロンスパッタ法により積層した。まずSiターゲットを用いて、Arガス圧0.1PaでSi膜を4.2nm成膜し、次いでMoターゲットを用いて、Arガス圧0.1PaでMo膜を2.8nm成膜し、これを1周期として40周期積層した後、最後にSi膜を7nm成膜した。合計膜厚は287nmである。この多層反射膜の波長257nmの光に対する反射率は60%である。
その上に、バッファー層13としてSiO薄膜を膜厚50nmに成膜した。これは、Siターゲットを用い、アルゴン(Ar)および酸素(O)の混合ガスによるDCマグネトロンスパッタ法により成膜した。SiOバッファー層上の表面粗さは0.4nmRmsであった。
(Reference Example 1)
Each layer was formed on the substrate 11 to produce mask blanks. Here, a low expansion SiO 2 —TiO 2 glass substrate having an outer shape of 6 inches square and a thickness of 6.3 mm was used as the substrate 11. This glass substrate had a smooth surface of 0.12 nmRms (Rms: root mean square roughness) and a flatness of 100 nm or less by mechanical polishing.
First, a laminated film Mo / Si of molybdenum (Mo) and silicon (Si) was laminated on the substrate 11 as a EUV light reflecting layer 12 by a DC magnetron sputtering method. First, using a Si target, a Si film having a thickness of 4.2 nm was formed at an Ar gas pressure of 0.1 Pa. Next, using a Mo target, a Mo film having a thickness of 2.8 nm was formed at a Ar gas pressure of 0.1 Pa. After 40 cycles were stacked as one cycle, a 7 nm Si film was finally formed. The total film thickness is 287 nm. The reflectance of this multilayer reflective film with respect to light having a wavelength of 257 nm is 60%.
On top of this, a SiO 2 thin film having a thickness of 50 nm was formed as a buffer layer 13. This was formed by a DC magnetron sputtering method using a Si target and a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O 2 ). The surface roughness on the SiO 2 buffer layer was 0.4 nm Rms.

さらにその上に、EUV光の吸収体層14として、窒化タンタル(TaN)薄膜を膜厚50nmに形成した。これはTaターゲットを用い、アルゴンおよび窒素(N)の混合ガスによるDCマグネトロンスパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ta6139であった。
最後に、その上に、波長257nmの検査光の低反射層15として、TaSiON薄膜を膜厚20nmに成膜した。これは、TaSi合金ターゲットを用い、アルゴン、酸素及び窒素の混合ガスによるDCマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ta21Si174715であった。このTaSiON膜の波長260nmの光における屈折率は2.09、消衰係数は0.24であり、また波長190nmの光における屈折率は2.00、消衰係数は0.59である。又、TaSiON膜はアモルファス構造であった。TaSiON膜表面の表面粗さは0.45nmRmsであった。
Further, a tantalum nitride (TaN) thin film having a thickness of 50 nm was formed thereon as an EUV light absorber layer 14. This was formed by a DC magnetron sputtering method using a Ta target and a mixed gas of argon and nitrogen (N 2 ). The film composition was Ta 61 N 39 .
Finally, a TaSiON thin film having a thickness of 20 nm was formed thereon as a low reflection layer 15 for inspection light having a wavelength of 257 nm. This was formed by a DC magnetron reactive sputtering method using a TaSi alloy target and a mixed gas of argon, oxygen and nitrogen. The film composition was Ta 21 Si 17 O 47 N 15 . This TaSiON film has a refractive index of 2.09 for light with a wavelength of 260 nm and an extinction coefficient of 0.24, and has a refractive index of 2.00 for light with a wavelength of 190 nm and an extinction coefficient of 0.59. The TaSiON film has an amorphous structure. The surface roughness of the TaSiON film surface was 0.45 nmRms.

次に、以上の様にして作製したマスクブランクスを用い、これに所定のマスクパターンを形成した。ここではデザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有するEUVマスクを作製した。マスクパターンの形成は次のようにして行った。まずマスクブランクスの表面に電子線レジスト材料をスピンナー等で一様に塗布し、プリベーク後、電子線描画及び現像を行って、レジストパターンを形成した。次いで、塩素ガスを用いたドライエッチングを行い、エッチング終了後にレジストパターンを取り除いた。こうして、バッファー層13より上の吸収体層14及び低反射層15にマスクパターンが形成された。
その形成されたマスクパターンを波長257nmの光を使用するマスク検査機によって検査した結果、ピンホール欠陥(白欠陥)とエッチング不足欠陥(黒欠陥)が確認された。
次に、この検査結果に基づいてパターン欠陥を修復した。すなわち、上記の白欠陥については集束イオンビーム(Focused Ion Beam, FIB)アシストデポジション法により炭素膜をピンホールに堆積させ、また黒欠陥についてはFIB励起のガスアシストエッチングにより残留部分を除去したが、このときの照射によるエネルギーによってバッファー層13の表面には膜構造の変化による光学特性の変化したダメージ部分が存在した(前述の図7の(b)、(c)参照)。
Next, the mask blank produced as described above was used, and a predetermined mask pattern was formed thereon. Here, an EUV mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced. The mask pattern was formed as follows. First, an electron beam resist material was uniformly applied to the surface of the mask blank with a spinner or the like, and after prebaking, electron beam drawing and development were performed to form a resist pattern. Next, dry etching using chlorine gas was performed, and the resist pattern was removed after the etching was completed. Thus, a mask pattern was formed on the absorber layer 14 and the low reflection layer 15 above the buffer layer 13.
As a result of inspecting the formed mask pattern by a mask inspection machine using light having a wavelength of 257 nm, pinhole defects (white defects) and etching deficiencies (black defects) were confirmed.
Next, the pattern defect was repaired based on the inspection result. That is, for the white defect, a carbon film was deposited on the pinhole by the focused ion beam (FIB) assisted deposition method, and for the black defect, the remaining part was removed by FIB-excited gas-assisted etching. In the surface of the buffer layer 13 due to the energy by irradiation at this time, there was a damaged portion whose optical characteristics were changed due to the change in the film structure (see FIGS. 7B and 7C).

次に、吸収体層14及び低反射層15のパターンのない部分に露出したバッファー層13をエッチングにより除去した(前述の図7の(d)参照)。この際、吸収体のパターンには損傷を与えずに該パターンがエッチングマスクとなるように、フッ素系ガスでSiOバッファー層のみをドライエッチングした。こうして本実施例の反射型マスクを作製した。
このマスクにEUV光を照射すると、反射層12表面のパターン部分でのみEUV光が反射されることにより反射型マスクとしての機能を果たしている。
なお、これと比較のために、図13に示した従来プロセスにより、本参考例1の最上層の低反射層15を設けていないEUV光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のEUV光吸収層の膜厚は、本参考例によるEUV光吸収体層と検査光の低反射層の二層の合計膜厚と同じ値である70nmとして成膜した。
Next, the buffer layer 13 exposed in the patternless portions of the absorber layer 14 and the low reflection layer 15 was removed by etching (see (d) of FIG. 7 described above). At this time, only the SiO 2 buffer layer was dry-etched with a fluorine-based gas so that the absorber pattern was not damaged and the pattern became an etching mask. Thus, the reflective mask of this example was produced.
When this mask is irradiated with EUV light, the EUV light is reflected only at the pattern portion on the surface of the reflective layer 12, thereby fulfilling a function as a reflective mask.
For comparison, a sample of a single EUV light absorption layer in which the uppermost low reflection layer 15 of Reference Example 1 was not provided was manufactured by the conventional process shown in FIG. The film thickness of the single EUV light absorption layer at this time was set to 70 nm, which is the same value as the total film thickness of the two layers of the EUV light absorber layer according to this reference example and the low reflection layer for inspection light.

このときの190nmから690nmまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図12に示した。図中、二層は本参考例マスクの二層吸収層表面の反射率、単層は従来マスクの単層吸収層表面の反射率である。また図中のMLはEUV光の反射層である。本参考例マスクの場合、反射率の低い波長領域が比較的広いことがわかる。
この結果より、パターン検査光波長257nmとした場合、この波長における本参考例マスクの低反射層表面の反射率は5.2%であり、同じくこの波長におけるバッファー層(SiO)の反射率が42.1%であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、1:8.1であり、前記の定義式であらわすコントラスト値は78%であった。又、低反射層と多層反射膜との反射率の比は、1:11.5であり、コントラストは84%であった。
これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は43.4%であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、1:0.97であり、コントラスト値は1.5%であった。又、吸収層と多層反射膜との反射率の比は、1:1.4であり、コントラストは16%と低かった。
FIG. 12 shows the reflectance values on the absorber pattern surface of the mask with respect to light having a wavelength of 190 nm to 690 nm. In the figure, the two layers are the reflectance of the surface of the two-layer absorption layer of this reference example mask, and the single layer is the reflectance of the surface of the single-layer absorption layer of the conventional mask. Further, ML in the figure is a reflection layer of EUV light. In the case of this reference example mask, it can be seen that the wavelength region having a low reflectance is relatively wide.
From this result, when the pattern inspection light wavelength is 257 nm, the reflectance of the low reflective layer surface of this reference example mask at this wavelength is 5.2%, and the reflectance of the buffer layer (SiO 2 ) at this wavelength is also the same. Since it was 42.1%, the contrast between the low reflection layer surface and the buffer layer surface at this wavelength is 1: 8.1 in terms of the ratio of these reflectances, and the contrast value represented by the above definition formula Was 78%. Further, the reflectance ratio between the low reflective layer and the multilayer reflective film was 1: 11.5, and the contrast was 84%.
On the other hand, the reflectance of the absorption layer surface of the conventional mask at the above wavelength is 43.4%, and the contrast between the absorption layer surface and the buffer layer surface at this wavelength is expressed by the ratio of these reflectances. : 0.97, and the contrast value was 1.5%. Further, the reflectance ratio between the absorbing layer and the multilayer reflective film was 1: 1.4, and the contrast was as low as 16%.

また、本参考例マスクでは、吸収体層16上層の低反射層表面及びEUV光の反射層表面における波長13.4nmのEUV光に対する反射率は、それぞれ0.6%及び62.4%であったため、EUV光に対する吸収体層16表面と反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、1:104であり、コントラスト値は98%であった。同様にして従来マスクのEUV光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは1:105であり、コントラスト値は98%であった。
次に、本参考例の反射型マスクを用いて図8の装置により半導体基板上へのパターン転写を行った結果、本参考例の反射型マスクの精度は70nmデザインルールの要求精度である16nm以下であることが確認できた。
以上の結果から、本参考例のマスクは、EUV光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られるので、パターン検査が正確且つ迅速に行える。これに対し、従来のマスクは、EUV光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪く、正確なパターン検査が困難である。
なお、本参考例における検査光の低反射層15としてMoSiON薄膜を成膜した以外は本参考例とまったく同様にしてマスクを作製した場合にも、本参考例と同様に検査波長およびEUV光のいずれに対しても高いコントラストが得られた。
Further, in this reference example mask, the reflectivity of the EUV light with respect to the EUV light having a wavelength of 13.4 nm on the surface of the low reflective layer on the absorber layer 16 and the surface of the reflective layer was 0.6% and 62.4%, respectively. Therefore, the contrast between the surface of the absorber layer 16 and the surface of the reflective layer with respect to EUV light is represented as 1: 104, and the contrast value is 98%. Similarly, the contrast between the surface of the single-layer absorption layer and the surface of the reflective layer with respect to EUV light of the conventional mask was 1: 105, and the contrast value was 98%.
Next, as a result of pattern transfer onto the semiconductor substrate using the apparatus of FIG. 8 using the reflective mask of this reference example, the accuracy of the reflective mask of this reference example is 16 nm or less, which is the required precision of the 70 nm design rule. It was confirmed that.
From the above results, the mask of this reference example can obtain a high contrast with respect to EUV light and also a high contrast with respect to the pattern inspection wavelength, so that the pattern inspection can be performed accurately and rapidly. On the other hand, the conventional mask can obtain a high contrast with respect to EUV light, but has a very poor contrast with respect to the pattern inspection wavelength, so that an accurate pattern inspection is difficult.
It should be noted that when a mask was fabricated in exactly the same manner as in this reference example except that a MoSiON thin film was formed as the low reflection layer 15 for the inspection light in this reference example, the inspection wavelength and EUV light were also the same as in this reference example. High contrast was obtained for both.

(参考例2)
参考例1と同様にして、基板11上にEUV光の反射層12を成膜した。
この反射層12上にバッファー層13として窒化クロム膜を50nmの厚さに成膜した。この窒化クロム膜はDCマグネトロンスパッタ法によって形成し、成膜にはCrターゲットを用い、スパッタガスとしてArに窒素を10%添加したガスを用いた。
成膜された窒化クロム膜は、Cr1−XにおいてXは0.1とした。また、この窒化クロム膜の膜応力は100nm換算で+40MPaであった。また、この窒化クロム膜の波長257nmの光に対する反射率は52%である。この窒化クロム膜表面の表面粗さは0.27nmRmsであった。
次に、窒化クロム膜により構成されるバッファー層13の上に、EUV光の吸収体層14としてタンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)膜を50nmの厚さに形成した。このTaBN膜は、Ta及びBを含むターゲットを用いて、Arに窒素を10%添加して、DCマグネトロンスパッタ法によって形成した。このTaBN膜の組成比は、Taは0.8、Bは0.1、Nは0.1とした。TaBN膜の結晶状態はアモルファスであった。
(Reference Example 2)
In the same manner as in Reference Example 1, a reflective layer 12 for EUV light was formed on the substrate 11.
A chromium nitride film was formed as a buffer layer 13 on the reflective layer 12 to a thickness of 50 nm. This chromium nitride film was formed by a DC magnetron sputtering method, a Cr target was used for film formation, and a gas in which 10% of nitrogen was added to Ar was used as a sputtering gas.
In the formed chromium nitride film, X was 0.1 in Cr 1-X N X. The film stress of this chromium nitride film was +40 MPa in terms of 100 nm. The reflectance of this chromium nitride film with respect to light having a wavelength of 257 nm is 52%. The surface roughness of the chromium nitride film surface was 0.27 nmRms.
Next, a nitride (TaBN) film of tantalum boron alloy was formed to a thickness of 50 nm as the EUV light absorber layer 14 on the buffer layer 13 composed of a chromium nitride film. This TaBN film was formed by DC magnetron sputtering using a target containing Ta and B, adding 10% nitrogen to Ar. The composition ratio of this TaBN film was 0.8 for Ta, 0.1 for B, and 0.1 for N. The crystal state of the TaBN film was amorphous.

このTaBN吸収体層の上にさらに低反射層15として、タンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)膜を15nmの厚さに形成した。低反射層としてのTaBN膜は、DCマグネトロンスパッタ法によって、Ta及びBを含むターゲットを用いて、Arに窒素を40%添加して成膜した。この時、下層のTaBN膜と同一の成膜室内で同一のターゲットを用い、下層の形成と上層の形成を窒素ガスの量を変えて連続的に行った。ここで成膜された低反射層としてのTaBN膜の組成比は、上記EUV光吸収体層のTaBN膜と比較して窒素の割合を多くし、Taは0.5、Bは0.1、Nは0.4とした。この上層のTaBN膜もアモルファスであった。
このTaBN膜の波長257nmの光における屈折率は2.3、消衰係数は1.0である。また、波長13.4nmのEUV光に対する吸収係数は0.036である。又、表面粗さは0.25nmRmsであり、非常に平滑であった。
このようにして得られた低反射層上での波長257nmの光に対する反射率は18%であった。また、EUV光吸収体層と低反射層の全応力は100nm換算で−50MPaであった。
以上のようにして本参考例2の反射型マスクブランクスを得た。
A tantalum boron alloy nitride (TaBN) film having a thickness of 15 nm was further formed as a low reflection layer 15 on the TaBN absorber layer. The TaBN film as the low reflective layer was formed by adding 40% nitrogen to Ar using a target containing Ta and B by DC magnetron sputtering. At this time, the same target was used in the same deposition chamber as the lower TaBN film, and the lower layer and the upper layer were continuously formed by changing the amount of nitrogen gas. The composition ratio of the TaBN film as the low-reflection layer formed here is such that the proportion of nitrogen is larger than that of the TaBN film of the EUV light absorber layer, Ta is 0.5, B is 0.1, N was set to 0.4. This upper TaBN film was also amorphous.
This TaBN film has a refractive index of 2.3 and a extinction coefficient of 1.0 in light with a wavelength of 257 nm. Moreover, the absorption coefficient with respect to EUV light with a wavelength of 13.4 nm is 0.036. Further, the surface roughness was 0.25 nmRms, and it was very smooth.
The reflectance with respect to light having a wavelength of 257 nm on the low reflection layer thus obtained was 18%. Further, the total stress of the EUV light absorber layer and the low reflection layer was −50 MPa in terms of 100 nm.
The reflective mask blanks of Reference Example 2 were obtained as described above.

次に、この作製したマスクブランクスを用いて参考例1と同様にデザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有するEUV反射型マスクを作製した。
まず参考例1と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長257nmの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は1:0.35であり、コントラスト値は48%であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。ドライエッチングには塩素と酸素の混合ガスを用いた。
以上のようにして本参考例2の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長257nmの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するEUV反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は1:0.3であり、コントラスト値は50%であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長13.4nm、入射角5度のEUV光により反射率を測定したところ、65%と良好な反射特性を有していた。
さらに、本参考例の反射型マスクを用い、図8に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本参考例のEUV反射型マスクの精度は70nmデザインルールの要求精度である16nm以下であることが確認できた。
Next, an EUV reflective mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced using the produced mask blanks as in Reference Example 1.
First, an absorber pattern was formed on the low reflection layer and the absorber layer in the same manner as in Reference Example 1. Here, the absorber pattern was inspected using light having a wavelength of 257 nm as inspection light. The ratio between the reflectance of the buffer layer and the reflectance on the low-reflection layer with respect to the inspection light was 1: 0.35, and the contrast value was 48%. Thus, sufficient contrast was obtained in the inspection.
Next, the buffer layer made of chromium nitride was removed by dry etching according to the absorber pattern. For dry etching, a mixed gas of chlorine and oxygen was used.
As described above, the reflective mask of Reference Example 2 was obtained. When the inspection of the absorber pattern was performed again using the inspection light having a wavelength of 257 nm on the obtained reflective mask, the ratio between the reflectance of the EUV reflection layer and the reflectance on the low reflection layer with respect to the inspection light is It was 1: 0.3, the contrast value was 50%, and a sufficient contrast was obtained even in the confirmation inspection. Further, when the reflectance of the obtained reflective mask was measured with EUV light having a wavelength of 13.4 nm and an incident angle of 5 degrees, it had a good reflection characteristic of 65%.
Furthermore, as a result of performing exposure transfer to the semiconductor substrate shown in FIG. 8 using the reflective mask of this reference example, it was confirmed that the film had sufficient exposure characteristics. That is, it was confirmed that the accuracy of the EUV reflective mask of this reference example was 16 nm or less, which is the required accuracy of the 70 nm design rule.

(参考例3)
本参考例は、低反射層としてタンタルホウ素合金の酸窒化物(TaBNO)膜を使用した点が参考例2との相違点である。
参考例2と同様にして、基板11上にEUV光の反射層12、バッファー層13及びEUV光の吸収体層14を成膜した。
次に、EUV光吸収体層14の上に低反射層15として、タンタルホウ素合金の酸窒化物(TaBNO)膜を15nmの厚さに形成した。このTaBNO膜は、DCマグネトロンスパッタ法によって、Ta及びBを含むターゲットを用いて、Arに窒素を10%と酸素を20%添加して成膜した。ここで成膜された低反射層のTaBNO膜の組成比は、Taは0.4、Bは0.1、Nは0.1、Oは0.4とした。TaBNO低反射層の表面粗さは0.25nmRmsであり、非常に平滑であった。このTaBNO膜の結晶状態はアモルファスであった。なお、下層のTaBN膜と上層のTaBNO膜の形成は、同一成膜室内でガスの種類を変え、同一ターゲットを用いて連続的に行った。
(Reference Example 3)
This reference example is different from the reference example 2 in that a tantalum boron alloy oxynitride (TaBNO) film is used as the low reflection layer.
In the same manner as in Reference Example 2, an EUV light reflection layer 12, a buffer layer 13, and an EUV light absorber layer 14 were formed on a substrate 11.
Next, a tantalum boron alloy oxynitride (TaBNO) film having a thickness of 15 nm was formed as a low reflection layer 15 on the EUV light absorber layer 14. This TaBNO film was formed by adding 10% nitrogen and 20% oxygen to Ar using a target containing Ta and B by DC magnetron sputtering. The composition ratio of the TaBNO film of the low reflection layer formed here was 0.4 for Ta, 0.1 for B, 0.1 for N, and 0.4 for O. The surface roughness of the TaBNO low reflection layer was 0.25 nmRms and was very smooth. The crystalline state of this TaBNO film was amorphous. The lower TaBN film and the upper TaBNO film were continuously formed using the same target while changing the type of gas in the same film formation chamber.

このTaBNO膜の波長257nmの光における屈折率は2.4、消衰係数は0.5である。また、波長13.4nmのEUV光に対する吸収係数は0.036である。
このようにして得られた低反射層上での波長257nmの光に対する反射率は10%であった。また、EUV光吸収体層と低反射層の全応力は100nm換算で−50MPaであった。
以上のようにして本参考例3の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この作製したマスクブランクスを用いて参考例1と同様にデザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有するEUV反射型マスクを作製した。
まず参考例1と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長257nmの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は1:0.19であり、コントラスト値は68%であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、参考例2と同様に、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。
This TaBNO film has a refractive index of 2.4 and an extinction coefficient of 0.5 for light having a wavelength of 257 nm. Moreover, the absorption coefficient with respect to EUV light with a wavelength of 13.4 nm is 0.036.
The reflectance with respect to light having a wavelength of 257 nm on the low reflection layer thus obtained was 10%. Further, the total stress of the EUV light absorber layer and the low reflection layer was −50 MPa in terms of 100 nm.
As described above, a reflective mask blank of Reference Example 3 was obtained.
Next, an EUV reflective mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced using the produced mask blanks as in Reference Example 1.
First, an absorber pattern was formed on the low reflection layer and the absorber layer in the same manner as in Reference Example 1. Here, the absorber pattern was inspected using light having a wavelength of 257 nm as inspection light. The ratio between the reflectance of the buffer layer and the reflectance on the low reflection layer with respect to the inspection light was 1: 0.19, and the contrast value was 68%. Thus, sufficient contrast was obtained in the inspection.
Next, as in Reference Example 2, the buffer layer made of chromium nitride was removed by dry etching according to the absorber pattern.

以上のようにして本参考例3の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長257nmの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するEUV反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は1:0.17であり、コントラスト値は71%であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長13.4nm、入射角5度のEUV光により反射率を測定したところ、65%と良好な反射特性を有していた。
さらに、本参考例の反射型マスクを用い、図8に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本参考例のEUV反射型マスクの精度は70nmデザインルールの要求精度である16nm以下であることが確認できた。
As described above, a reflective mask of this reference example 3 was obtained. When the inspection of the absorber pattern was performed again on the obtained reflective mask using inspection light having a wavelength of 257 nm, the ratio between the reflectance of the EUV reflection layer and the reflectance on the low reflection layer with respect to the inspection light was It was 1: 0.17, the contrast value was 71%, and sufficient contrast was obtained even in the confirmation inspection. Further, when the reflectance of the obtained reflective mask was measured with EUV light having a wavelength of 13.4 nm and an incident angle of 5 degrees, it had a good reflection characteristic of 65%.
Furthermore, as a result of performing exposure transfer to the semiconductor substrate shown in FIG. 8 using the reflective mask of this reference example, it was confirmed that the film had sufficient exposure characteristics. That is, it was confirmed that the accuracy of the EUV reflective mask of this reference example was 16 nm or less, which is the required accuracy of the 70 nm design rule.

(参考例4)
参考例2と同様に、ガラス基板上に、Mo/Si反射多層膜及び、CrNバッファー層50nm及び、TaBN膜50nmからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、MoとSiとNからなる膜(MoSiN)を10nmの厚さに形成した。成膜方法は、DCマグネトロンスパッタ法により、SiとMoを含むターゲットを用い、アルゴンと窒素を含むガスを使用した。得られたMoSiN膜の組成は、Mo:Si:N=23:27:50であり、結晶状態はアモルファスであった。
又、波長260nmの光における屈折率は2.56、消衰係数は0.97、波長190nmの光における屈折率は2.39、消衰係数は1.05である。又、MoSiN膜表面における表面粗さは、0.25nmRmsと非常に平滑であった。又、波長257nmの検査光に対するMoSiN膜表面の反射率は、17%であった。
このようにして、本参考例4の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、参考例1と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ素ガスを用いたドライエッチングにより、MoSiN低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のTaBN膜の一部を露出させた。
(Reference Example 4)
Similarly to Reference Example 2, an absorber lower layer composed of a Mo / Si reflective multilayer film, a CrN buffer layer of 50 nm, and a TaBN film of 50 nm was formed on a glass substrate.
Next, a film made of Mo, Si, and N (MoSiN) was formed to a thickness of 10 nm as an upper low reflection layer. The film formation method was a DC magnetron sputtering method using a target containing Si and Mo and a gas containing argon and nitrogen. The composition of the obtained MoSiN film was Mo: Si: N = 23: 27: 50, and the crystal state was amorphous.
Further, the refractive index in light having a wavelength of 260 nm is 2.56, the extinction coefficient is 0.97, the refractive index in light having a wavelength of 190 nm is 2.39, and the extinction coefficient is 1.05. Further, the surface roughness on the surface of the MoSiN film was very smooth at 0.25 nmRms. The reflectance of the MoSiN film surface with respect to the inspection light having a wavelength of 257 nm was 17%.
In this way, a reflective mask blank of Reference Example 4 was obtained.
Next, using this mask blank, a reflective mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced.
First, in the same manner as in Reference Example 1, a resist pattern was formed on the low reflective layer. Subsequently, the MoSiN low reflection layer was formed in a pattern along the resist pattern by dry etching using fluorine gas, and a part of the TaBN film under the absorber was exposed.

次に、露出したTaBN膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、MoSiN膜と同一のパターン状に形成し、CrNバッファー層の一部を露出させた。
ここで、波長257nmの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、1:3であり、コントラスト値は50%と十分なコントラストが得られた。
参考例1と同様に、欠陥の修正をFIBを用いて行った後、露出したCrNバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本参考例4の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長257nmの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、1:3.5であり、コントラスト値は56%と十分なコントラストが得られた。
本参考例4の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板(シリコンウエハ)にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、70nmデザインルールの要求精度である16nm以下である事が確認できた。
Next, the exposed TaBN film was formed in the same pattern as the MoSiN film by dry etching using chlorine gas, and a part of the CrN buffer layer was exposed.
Here, the absorber pattern was inspected using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectivity to the inspection light on the absorber layer surface and the buffer layer surface was 1: 3, and a contrast value of 50% was sufficient.
Similarly to Reference Example 1, after the defect was corrected using FIB, the exposed CrN buffer layer was removed in the same pattern as the absorber by dry etching using chlorine and oxygen.
As described above, the reflective mask of Reference Example 4 was obtained.
The reflective mask was subjected to a final pattern inspection using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectance to the inspection light on the surface of the absorber layer and the surface of the multilayer reflective film was 1: 3.5, and a contrast value of 56% was sufficient.
When the pattern was transferred to the resist-coated semiconductor substrate (silicon wafer) using the reflective mask of Reference Example 4, the accuracy of the reflective mask of this example was 16 nm or less, which is the required accuracy of the 70 nm design rule. I was able to confirm that there was.

(参考例5)
参考例2と同様に、ガラス基板上に、Mo/Si反射多層膜及び、CrNバッファー層50nm及び、TaBN膜50nmからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、MoとSiとOとNからなる膜(MoSiON)を20nmの厚さに形成した。成膜方法は、DCマグネトロンスパッタ法により、SiとMoを含むターゲットを用い、アルゴンと窒素と酸素を含むガスを使用した。得られたMoSiON膜の組成は、Mo:Si:O:N=19:19:19:43であり、アモルファス構造であった。又、波長260nmの光における屈折率は2.01、消衰係数は0.46、波長190nmの光における屈折率は1.91、消衰係数は0.52である。
又、MoSiON膜表面における表面粗さは、0.25nmRmsと非常に平滑であった。波長257nmの検査光に対するMoSiON膜表面の反射率は4.4%であった。
このようにして、本参考例5の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、参考例1と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ素ガスを用いたドライエッチングにより、MoSiON低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のTaBN膜の一部を露出させた。
次に、露出したTaBN膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、MoSiON膜と同一のパターン状に形成し、CrNバッファー層の一部を露出させた。
(Reference Example 5)
Similarly to Reference Example 2, an absorber lower layer composed of a Mo / Si reflective multilayer film, a CrN buffer layer of 50 nm, and a TaBN film of 50 nm was formed on a glass substrate.
Next, a film (MoSiON) made of Mo, Si, O, and N was formed to a thickness of 20 nm as an upper low reflection layer. The film forming method was a DC magnetron sputtering method using a target containing Si and Mo and a gas containing argon, nitrogen and oxygen. The composition of the obtained MoSiON film was Mo: Si: O: N = 19: 19: 19: 43 and had an amorphous structure. Further, the refractive index in light having a wavelength of 260 nm is 2.01, the extinction coefficient is 0.46, the refractive index in light having a wavelength of 190 nm is 1.91, and the extinction coefficient is 0.52.
Further, the surface roughness on the surface of the MoSiON film was very smooth at 0.25 nmRms. The reflectance of the MoSiON film surface with respect to the inspection light having a wavelength of 257 nm was 4.4%.
In this way, a reflective mask blank of Reference Example 5 was obtained.
Next, using this mask blank, a reflective mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced.
First, in the same manner as in Reference Example 1, a resist pattern was formed on the low reflective layer. Subsequently, the MoSiON low reflection layer was formed in a pattern along the resist pattern by dry etching using fluorine gas, and a part of the TaBN film under the absorber was exposed.
Next, the exposed TaBN film was formed in the same pattern as the MoSiON film by dry etching using chlorine gas, and a part of the CrN buffer layer was exposed.

ここで、波長257nmの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、1:12であり、コントラスト値は84%と、良好なコントラストが得られた。
参考例1と同様に、欠陥の修正をFIBを用いて行った後、露出したCrNバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本参考例5の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長257nmの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、1:14であり、コントラスト値は86%と良好なコントラストが得られた。
又、本参考例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板(シリコンウエハ)にパターンの転写を行った所、本参考例5の反射型マスクの精度は、70nmデザインルールの要求精度である16nm以下である事が確認できた。
Here, the absorber pattern was inspected using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectance to the inspection light on the surface of the absorber layer and the surface of the buffer layer was 1:12, and the contrast value was 84%, and a good contrast was obtained.
Similarly to Reference Example 1, after the defect was corrected using FIB, the exposed CrN buffer layer was removed in the same pattern as the absorber by dry etching using chlorine and oxygen.
As described above, the reflective mask of Reference Example 5 was obtained.
The reflective mask was subjected to a final pattern inspection using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectance to the inspection light on the absorber layer surface and the multilayer reflective film surface was 1:14, and a good contrast of 86% was obtained.
Further, when the pattern was transferred to the resist-coated semiconductor substrate (silicon wafer) using the reflective mask of this reference example, the accuracy of the reflective mask of this reference example 5 was 16 nm, which is the required accuracy of the 70 nm design rule. It was confirmed that the following.

(参考例6)
参考例2と同様に、ガラス基板上に、Mo/Si反射多層膜及び、CrNバッファー層50nm及び、TaBN膜50nmからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、SiとOとNからなる膜(SiON)を22nmの厚さに形成した。成膜方法は、DCマグネトロンスパッタ法により、Siターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素を含むガスを使用した。得られたSiON膜の組成は、Si:O:N=28:62:10であった。又、波長260nmの光における屈折率は1.74、消衰係数は0.0018、波長190nmの光における屈折率は1.86、消衰係数は0.0465である。
又、SiON膜表面における表面粗さは、0.3nmRmsであった。波長257nmの検査光に対するSiON膜表面の反射率は、5%であった。
このようにして、本参考例6の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、参考例1と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ化物を含むガスを用いたドライエッチングにより、SiON低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のTaBN膜の一部を露出させた。
次に、露出したTaBN膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、SiON膜と同一のパターン状に形成し、CrNバッファー層の一部を露出させた。
(Reference Example 6)
Similarly to Reference Example 2, an absorber lower layer composed of a Mo / Si reflective multilayer film, a CrN buffer layer of 50 nm, and a TaBN film of 50 nm was formed on a glass substrate.
Next, a film made of Si, O, and N (SiON) was formed to a thickness of 22 nm as an upper low reflection layer. The film forming method was a DC magnetron sputtering method using a Si target and using a gas containing argon, oxygen and nitrogen. The composition of the obtained SiON film was Si: O: N = 28: 62: 10. Further, the refractive index in light having a wavelength of 260 nm is 1.74, the extinction coefficient is 0.0018, the refractive index in light having a wavelength of 190 nm is 1.86, and the extinction coefficient is 0.0465.
The surface roughness on the SiON film surface was 0.3 nmRms. The reflectance of the SiON film surface with respect to the inspection light having a wavelength of 257 nm was 5%.
In this way, a reflective mask blank of Reference Example 6 was obtained.
Next, using this mask blank, a reflective mask having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced.
First, in the same manner as in Reference Example 1, a resist pattern was formed on the low reflective layer. Subsequently, the SiON low reflection layer was formed in a pattern along the resist pattern by dry etching using a gas containing fluoride, and a part of the TaBN film under the absorber was exposed.
Next, the exposed TaBN film was formed in the same pattern as the SiON film by dry etching using chlorine gas, and a part of the CrN buffer layer was exposed.

ここで、波長257nmの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、1:10.4であり、コントラスト値は82%と、良好なコントラストが得られた。
参考例1と同様に、欠陥の修正をFIBを用いて行った後、露出したCrNバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本参考例6の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長257nmの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、1:12であり、コントラスト値は85%と良好なコントラストが得られた。
又、本参考例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板(シリコンウエハ)にパターンの転写を行った所、本参考例6の反射型マスクの精度は、70nmデザインルールの要求精度である16nm以下である事が確認できた。
Here, the absorber pattern was inspected using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectance to the inspection light on the absorber layer surface and the buffer layer surface was 1: 10.4, and the contrast value was 82%, which was a good contrast.
Similarly to Reference Example 1, after the defect was corrected using FIB, the exposed CrN buffer layer was removed in the same pattern as the absorber by dry etching using chlorine and oxygen.
As described above, the reflective mask of Reference Example 6 was obtained.
The reflective mask was subjected to a final pattern inspection using inspection light having a wavelength of 257 nm. The ratio of the reflectance to the inspection light on the absorber layer surface and the multilayer reflective film surface was 1:12, and a good contrast value of 85% was obtained.
Further, when the pattern was transferred to the semiconductor substrate with a resist (silicon wafer) using the reflective mask of this reference example, the accuracy of the reflective mask of this reference example 6 was 16 nm, which is the required accuracy of the 70 nm design rule. It was confirmed that the following.

(発明の効果)
以上詳細に説明したように、本発明によれば、基板上に、EUV領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、及びこの露光光を吸収する吸収体層を有し、この吸収体層は、EUV領域を含む短波長域の露光光吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の低反射層を上層とした少なくとも二層構造とし、且つ、上層の低反射層として特定の材料を選択することにより、形成される反射型マスク表面の吸収体層を、露光光を吸収する層とマスクパターン検査光波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離することができ、これによって十分な露光光吸収機能を有し、かつ吸収体パターン表面での検査光波長に対する反射率を著しく低下させ、その結果、この最上層の吸収体パターン表面とこのパターンのない部分の反射層表面との検査光波長に対する反射率の差が大きくなり、パターン検査時のコントラストが十分得られるようになるため、従来の深紫外領域の光を検査光とするマスク検査機を使用してマスクパターンの正確かつ迅速な検査が可能になる。
(The invention's effect)
As described above in detail, according to the present invention, the substrate has a reflection layer that reflects exposure light in a short wavelength region including the EUV region, and an absorber layer that absorbs the exposure light, and this absorption. The body layer has at least a two-layer structure in which the exposure light absorber layer in the short wavelength region including the EUV region is the lower layer, the inspection light low reflection layer used for the mask pattern inspection is the upper layer, and the upper layer has a low reflection property. By selecting a specific material as a layer, the function of the absorber layer on the surface of the reflective mask to be formed is separated into a layer that absorbs exposure light and a layer that has a low reflectance with respect to the mask pattern inspection light wavelength. As a result, it has a sufficient exposure light absorption function and remarkably reduces the reflectance with respect to the inspection light wavelength on the surface of the absorber pattern. Since the difference in reflectance with respect to the inspection light wavelength from the surface of the reflective layer becomes large and sufficient contrast is obtained during pattern inspection, a conventional mask inspection machine that uses light in the deep ultraviolet region as inspection light is used. Thus, the mask pattern can be accurately and quickly inspected.

また、上記吸収体層における下層の露光光吸収体層として、上層の低反射層の材料を考慮して特定の物質を選択することにより、本発明の効果がより一層発揮される。
また、吸収体層の下層と上層の間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有することにより、吸収体層にパターンを形成する際に、上層と下層との間に境界を生じず、滑らかな断面構造を有するパターンが得られやすく、また上層と下層の密着性が向上する。
また、露光光の反射層と吸収体層との間にバッファー層を設けることにより、吸収体層へのパターン形成時に反射層を保護することが出来る。本発明では、このようなバッファー層を有する場合においても、吸収体パターン表面での検査光波長に対する反射率を著しく低下させるため、この最上層の吸収体パターン表面とこのパターンのない部分に露出したバッファー層表面との検査光波長に対する反射率の差を大きく取れ、パターン検査時に十分なコントラストが得られる。
In addition, the effect of the present invention is further exhibited by selecting a specific substance as the lower exposure light absorber layer in the absorber layer in consideration of the material of the upper low reflection layer.
In addition, by having an intermediate region in which the composition continuously changes from the lower layer composition to the upper layer composition between the lower layer and the upper layer of the absorber layer, the upper layer and the lower layer are formed when the pattern is formed on the absorber layer. Therefore, a pattern having a smooth cross-sectional structure is easily obtained, and the adhesion between the upper layer and the lower layer is improved.
Further, by providing a buffer layer between the exposure light reflection layer and the absorber layer, the reflection layer can be protected during pattern formation on the absorber layer. In the present invention, even in the case of having such a buffer layer, in order to significantly reduce the reflectance with respect to the inspection light wavelength on the surface of the absorber pattern, it is exposed on the absorber pattern surface of the uppermost layer and a portion without this pattern. The difference in reflectance with respect to the inspection light wavelength with respect to the buffer layer surface can be made large, and sufficient contrast can be obtained during pattern inspection.

また、本発明の反射型マスクブランクスは、基板上に、露光光を反射する反射層と、露光光吸収体層と、その上に検査光の低反射層を形成することにより製造されるので、周知の成膜方法を適用でき、製造が容易で、安価なマスクブランクスを提供できる。そして、上層の低反射層と下層の吸収体層の形成を同一成膜室内で連続的に行うことにより、基板を成膜室外に取り出したり、放置したりしないため、界面への不純物の吸着や、変質が起こらず良好な界面が得られ、再現性・制御性良く吸収体層が形成でき、又、成膜工程が複雑にならないという利点も得られる。
また、露光光吸収体層を形成した後、その吸収体層の表面を処理することにより検査光の低反射層を形成することで、成膜条件の変更等に要する時間を短縮でき、作業の簡略化と作業時間の短縮を図れる。
また、本発明の反射型マスクは、マスクブランクスにおける少なくとも吸収体層をパターン状に形成することにより製造されるが、周知のパターニング手段を適用して容易に製造でき、安価な反射型マスクを提供できる。
また、本発明の反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを転写することにより、高精度のパターンが形成された半導体が得られる。
In addition, the reflective mask blank of the present invention is manufactured by forming a reflective layer that reflects exposure light on the substrate, an exposure light absorber layer, and a low-reflection layer for inspection light thereon. A well-known film forming method can be applied, and manufacturing is easy and inexpensive mask blanks can be provided. By continuously forming the upper low-reflection layer and the lower absorber layer in the same film formation chamber, the substrate is not taken out of the film formation chamber or left unattended. In addition, a good interface can be obtained without alteration, an absorber layer can be formed with good reproducibility and controllability, and the advantage that the film forming process is not complicated is also obtained.
In addition, after forming the exposure light absorber layer, by processing the surface of the absorber layer to form a low reflection layer for inspection light, it is possible to shorten the time required for changing the film formation conditions, etc. Simplify and reduce work time.
In addition, the reflective mask of the present invention is manufactured by forming at least the absorber layer in a mask blank in a pattern. However, the reflective mask can be easily manufactured by applying a known patterning means, and an inexpensive reflective mask is provided. it can.
Further, by transferring a pattern onto a semiconductor substrate using the reflective mask of the present invention, a semiconductor having a highly accurate pattern can be obtained.

本発明に係るマスクブランクスの一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the mask blank which concerns on this invention. 本発明に係る反射型マスクの一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the reflective mask which concerns on this invention. 低反射層として様々な屈折率n及び消衰係数kを有する材料を10nmで形成した場合における190nmの検査波長での反射率Rをnとkを軸としてプロットした図である。It is the figure which plotted the reflectance R in the inspection wavelength of 190 nm on the axis of n and k when the material which has various refractive index n and extinction coefficient k as a low reflection layer was formed at 10 nm. 低反射層として様々な屈折率n及び消衰係数kを有する材料を10nmで形成した場合における260nmの検査波長での反射率Rをnとkを軸としてプロットした図である。It is the figure which plotted the reflectance R in the inspection wavelength of 260 nm on the axis of n and k at the time of forming the material which has various refractive index n and extinction coefficient k as a low reflection layer at 10 nm. 低反射層として様々な屈折率n及び消衰係数kを有する材料を20nmで形成した場合における190nmの検査波長での反射率Rをnとkを軸としてプロットした図である。It is the figure which plotted the reflectivity R in the test | inspection wavelength of 190 nm on the axis of n and k when the material which has various refractive index n and extinction coefficient k was formed at 20 nm as a low reflection layer. 低反射層として様々な屈折率n及び消衰係数kを有する材料を20nmで形成した場合における260nmの検査波長での反射率Rをnとkを軸としてプロットした図である。It is the figure which plotted the reflectance R in the inspection wavelength of 260 nm on the axis of n and k at the time of forming the material which has various refractive index n and extinction coefficient k as 20 nm as a low reflection layer. 本発明の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the reflective mask of this invention. 反射型マスクを用いたパターン転写装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the pattern transfer apparatus using a reflective mask. 本発明の実施例1及び従来の反射型マスクにおける190nmから690nmまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。It is a figure which shows the value of the reflectance with respect to the light of the wavelength of 190 nm to 690 nm in Example 1 of this invention and the conventional reflective mask. 本発明の実施例2及び従来の反射型マスクにおける190nmから690nmまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。It is a figure which shows the value of the reflectance with respect to the light of the wavelength from 190 nm to 690 nm in Example 2 of this invention and the conventional reflective mask. 実施例5における吸収体層の膜厚方向の窒素及び酸素組成図である。6 is a nitrogen and oxygen composition diagram in the film thickness direction of the absorber layer in Example 5. FIG. 参考例1及び従来の反射型マスクにおける190nmから690nmまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。It is a figure which shows the value of the reflectance with respect to the light of the wavelength of 190 nm to 690 nm in the reference example 1 and the conventional reflective mask. 従来の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the manufacturing process of the conventional reflective mask.

符号の説明Explanation of symbols

1 マスクブランクス
2 反射型マスク
11 基板
12 反射層
13 バッファー層
14 露光光吸収体層
15 低反射層
16 吸収体層
21 ピンホール欠陥
22 エッチング不足欠陥
26 反射層パターン
31 EUV光
50 パターン転写装置
1 Mask Blanks 2 Reflective Mask 11 Substrate 12 Reflective Layer 13 Buffer Layer 14 Exposure Light Absorber Layer 15 Low Reflective Layer 16 Absorber Layer 21 Pinhole Defect 22 Insufficient Etching 26 Reflective Layer Pattern 31 EUV Light 50 Pattern Transfer Device

Claims (16)

基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル(Ta)とホウ素(B)と酸素(O)とを含む材料からなり、前記バッファー層がCr又はCrを主成分とする物質で形成されており、
前記検査光に対する反射率が、多層反射膜表面、バッファー層表面、吸収体層表面の順に低下し、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記吸収体層表面の反射率が20%以下であることを特徴とする反射型マスクブランクス。
On the substrate, a reflective layer that reflects exposure light in a short wavelength range including the extreme ultraviolet region in order, a buffer layer for protecting the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer, and an absorber layer that absorbs the exposure light The mask blank has an absorber layer composed of an absorber of exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region as a lower layer, and an inspection light used for inspection of a mask pattern. It has at least a two-layer structure with a low reflection layer made of an absorber as an upper layer, the upper layer is made of a material containing tantalum (Ta), boron (B), and oxygen (O), and the buffer layer is made of Cr or It is made of a material mainly composed of Cr ,
The reflectance for the inspection light decreases in the order of the multilayer reflective film surface, the buffer layer surface, and the absorber layer surface, and the surface of the absorber layer with respect to the wavelength of the light used for the inspection of the pattern formed on the absorber layer. A reflective mask blank characterized by having a reflectance of 20% or less .
基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル(Ta)とホウ素(B)と酸素(O)とを含む材料からなり、酸素(O)を30at%〜70at%の範囲で含み、
前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備え、該バッファー層が、Cr又はCrを主成分とする物質で形成されており、
前記検査光に対する反射率が、多層反射膜表面、バッファー層表面、吸収体層表面の順に低下し、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記吸収体層表面の反射率が20%以下であることを特徴とする反射型マスクブランクス。
A mask blank comprising a reflective layer that reflects exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region and an absorber layer that absorbs exposure light on a substrate in order, wherein the absorber layer has an extreme ultraviolet region It is an at least two-layer structure in which an absorber layer composed of an absorber of exposure light in a short wavelength region including a lower layer and a low reflection layer composed of an absorber of inspection light used for mask pattern inspection as an upper layer, the upper layer is made of a material containing tantalum (Ta) and boron (B) and oxygen (O), see containing oxygen (O) in the range of 30at% ~70at%,
A buffer layer is provided between the reflective layer and the absorber layer to protect the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer, and the buffer layer is formed of Cr or a substance containing Cr as a main component. Has been
The reflectance for the inspection light decreases in the order of the multilayer reflective film surface, the buffer layer surface, and the absorber layer surface, and the surface of the absorber layer with respect to the wavelength of the light used for the inspection of the pattern formed on the absorber layer. A reflective mask blank characterized by having a reflectance of 20% or less .
基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、Ta及び、Si又はGeの少なくとも一方、及び、酸素を含む材料からなり、前記バッファー層が、Cr又はCrを主成分とする物質で形成されており、
前記検査光に対する反射率が、多層反射膜表面、バッファー層表面、吸収体層表面の順に低下し、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記吸収体層表面の反射率が20%以下であることを特徴とする反射型マスクブランクス。
On the substrate, a reflective layer that reflects exposure light in a short wavelength region including the extreme ultraviolet region in order, a buffer layer for protecting the reflective layer when forming a pattern on the absorber layer, and an absorber layer that absorbs the exposure light The mask blank has an absorber layer composed of an absorber of exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region as a lower layer, and an inspection light used for inspection of a mask pattern. It has at least a two-layer structure with a low reflection layer made of an absorber as an upper layer, the upper layer is made of a material containing at least one of Ta and Si or Ge, and oxygen, and the buffer layer is Cr or Cr are formed of a material mainly composed of,
The reflectance for the inspection light decreases in the order of the multilayer reflective film surface, the buffer layer surface, and the absorber layer surface, and the surface of the absorber layer with respect to the wavelength of the light used for the inspection of the pattern formed on the absorber layer. A reflective mask blank characterized by having a reflectance of 20% or less .
前記吸収体層の下層が、Taを含む材料である事を特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の反射型マスクブランクス。 The reflective mask blank according to any one of claims 1 to 3 , wherein the lower layer of the absorber layer is made of a material containing Ta. 前記吸収体層の下層が、Taと少なくともBを含む材料であることを特徴とする請求項記載の反射型マスクブランクス。 5. The reflective mask blank according to claim 4, wherein the lower layer of the absorber layer is made of a material containing Ta and at least B. 前記吸収体層の下層と上層との間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有することを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の反射型マスクブランクス。 The reflection according to any one of claims 1 to 5 , wherein an intermediate region whose composition continuously changes from a lower layer composition to an upper layer composition is provided between the lower layer and the upper layer of the absorber layer. Type mask blanks. 前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記反射層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、40%以上であることを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の反射型マスクブランクス。 The contrast between the reflected light on the surface of the reflective layer and the reflected light on the surface of the absorber layer with respect to the wavelength of light used for inspection of the pattern formed on the absorber layer is 40% or more, The reflective mask blank according to any one of claims 1 to 6 . 前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備えており、吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記バッファー層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、40%以上であることを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の反射型マスクブランクス。 A buffer layer is provided between the reflective layer and the absorber layer to protect the reflective layer during pattern formation on the absorber layer, and is used for inspection of the pattern formed on the absorber layer. the reflective mask according to any one of claims 1 to 7 and reflected light, the contrast of the reflected light at the surface of the absorber layer, characterized in that at least 40% in the buffer layer surface to the wavelength of Blanks. 前記吸収体層表面の表面粗さが、0.5nmRms以下であることを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の反射型マスクブランクス。 The reflective mask blank according to any one of claims 1 to 8 wherein the surface roughness of the absorber layer surface to equal to or less than 0.5 nm RMS. 前記吸収体層の上層を形成する物質の、検査光の波長における屈折率nと消衰係数kが、nが1.5〜3.5で且つkが0.7以下の条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の反射型マスクブランクス。 The material forming the upper layer of the absorber layer has a refractive index n and an extinction coefficient k at the wavelength of the inspection light satisfying the condition that n is 1.5 to 3.5 and k is 0.7 or less. the reflective mask blank according to any one of claims 1 to 9, wherein. 前記上層である低反射層の膜厚が、検査光の波長に対する吸収体層表面の反射率と低反射層の膜厚との関係に基づいて、検査光波長に対する吸収体表面の反射率が極小になるように選択されていることを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の反射型マスクブランクス。 Based on the relationship between the reflectance of the absorber layer surface with respect to the wavelength of the inspection light and the thickness of the low reflection layer, the reflectance of the absorber surface with respect to the inspection light wavelength is minimal. the reflective mask blank according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is chosen to be. 前記上層である低反射層の膜厚が5〜30nmであることを特徴とする請求項11記載の反射型マスクブランクス。 The reflective mask blank according to claim 11, wherein the thickness of the upper low reflection layer is 5 to 30 nm. 請求項1乃至12の何れかに記載の反射型マスクブランクスの吸収体層がパターン状に形成されたことを特徴とする反射型マスク。 A reflection type mask blank according to any one of claims 1 to 12 , wherein the absorber layer is formed in a pattern. 請求項1乃至12の何れかに記載の反射型マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成する工程を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法。 Method for producing a reflective mask characterized by having a step of forming at least low reflection layer and the exposure light absorbing layer in pattern in the reflective mask blank according to any one of claims 1 to 12. 請求項1乃至12の何れかに記載の反射型マスクブランクスの製造方法であって、基板上に、極端紫外線領域を含む短波長領域の露光光を反射する反射層を形成する工程と、該反射層上に、前記露光光を吸収する吸収体層を形成する工程と、該吸収体層の表面を処理することにより、吸収体層の表面近傍に、マスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成することを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法。 A method for producing a reflective mask blank according to any one of claims 1 to 12 , wherein a reflective layer for reflecting exposure light in a short wavelength region including an extreme ultraviolet region is formed on a substrate, and the reflection is performed. By forming an absorber layer that absorbs the exposure light on the layer, and by treating the surface of the absorber layer, the surface near the surface of the absorber layer has a low resistance to inspection light used for mask pattern inspection. A method for producing a reflective mask blank, comprising forming a reflective layer. 請求項13に記載の反射型マスクを用いて、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor, comprising: transferring a pattern onto a semiconductor substrate using the reflective mask according to claim 13 .
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