JP5009590B2 - Mask blank manufacturing method and mask manufacturing method - Google Patents

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本発明は、転写パターン用の薄膜表面に反射防止膜を有し、190〜300nm程度の短波長域(特に250nm近傍)に対する薄膜の表面反射率を低下させたマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法、並びに反射型マスクの製造方法に関する。   The present invention provides a mask blank manufacturing method and a photomask having an antireflection film on a thin film surface for a transfer pattern, and having a reduced surface reflectance of the thin film with respect to a short wavelength region of about 190 to 300 nm (particularly near 250 nm). The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing method of a reflective mask.

一般に、半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィー法を用いて微細パターンの形成が行われている。また、この微細パターンの形成には通常何枚ものフォトマスクと呼ばれている基板が使用される。このフォトマスクは、一般に透光性のガラス基板上に、金属薄膜等からなる遮光性の微細パターンを設けたものであり、このフォトマスクの製造においてもフォトリソグラフィー法が用いられている。   In general, in a manufacturing process of a semiconductor device, a fine pattern is formed using a photolithography method. In addition, a number of substrates called photomasks are usually used for forming this fine pattern. This photomask is generally provided with a light-shielding fine pattern made of a metal thin film or the like on a translucent glass substrate, and a photolithography method is also used in the production of this photomask.

フォトリソグラフィー法によるフォトマスクの製造には、ガラス基板等の透光性基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクが用いられる。このフォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造は、フォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光を施す露光工程と、所望のパターン露光に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する現像工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングするエッチング工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有して行われている。上記現像工程では、フォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し所望のパターン露光を施した後に現像液を供給して、現像液に可溶なレジスト膜の部位を溶解し、レジストパターンを形成する。また、上記エッチング工程では、このレジストパターンをマスクとして、たとえばウェットエッチングによって、レジストパターンの形成されていない遮光膜が露出した部位を溶解し、これにより所望のマスクパターンを透光性基板上に形成する。こうして、フォトマスクが出来上がる。   For manufacturing a photomask by photolithography, a photomask blank having a light-shielding film on a light-transmitting substrate such as a glass substrate is used. The production of a photomask using this photomask blank consists of an exposure process in which a desired pattern exposure is performed on a resist film formed on the photomask blank, and the resist film is developed in accordance with the desired pattern exposure to develop a resist pattern. A developing step for forming the light shielding film, an etching step for etching the light-shielding film along the resist pattern, and a step for peeling and removing the remaining resist pattern. In the above development process, the resist film formed on the photomask blank is subjected to a desired pattern exposure, and then a developer is supplied to dissolve a portion of the resist film soluble in the developer to form a resist pattern. To do. In the etching process, using this resist pattern as a mask, the exposed portion of the light-shielding film on which the resist pattern is not formed is dissolved by wet etching, for example, thereby forming a desired mask pattern on the translucent substrate. To do. Thus, a photomask is completed.

ところで、半導体装置のパターンを微細化するに当たっては、フォトマスクに形成されるマスクパターンの微細化に加え、フォトリソグラフィーで使用される露光光源波長の短波長化が必要となる。半導体装置製造の際の露光光源としては、近年ではKrFエキシマレーザー(波長248nm)から、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、更にはF2エキシマレーザー(波長157nm)へと短波長化が進んでいる。
また、マスクパターンを微細化しても、そのフォトマスクを用いてパターン転写を行なうとき、遮光膜パターン(マスクパターン)の表面で露光光の反射が起こると、迷光の発生によってパターンの転写精度が悪化してしまうので、このような迷光の発生を防止するため、フォトマスクブランクやフォトマスクにおいて遮光膜の表面に、例えばCrO、CrON、CrCO、CrCONといった材料からなる反射防止膜を設けることが行なわれている(例えば特許文献1参照)。
By the way, in order to miniaturize the pattern of a semiconductor device, in addition to miniaturization of a mask pattern formed on a photomask, it is necessary to shorten the wavelength of an exposure light source used in photolithography. As an exposure light source for manufacturing semiconductor devices, in recent years, the wavelength has been shortened from a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) to an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) and further to an F2 excimer laser (wavelength 157 nm).
Even if the mask pattern is miniaturized, if the exposure light is reflected on the surface of the light-shielding film pattern (mask pattern) when pattern transfer is performed using the photomask, the pattern transfer accuracy deteriorates due to the generation of stray light. Therefore, in order to prevent the occurrence of such stray light, an antireflection film made of a material such as CrO, CrON, CrCO, or CrCON is provided on the surface of the light shielding film in the photomask blank or photomask. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2001−305713号公報JP 2001-305713 A

従来のフォトマスクブランクにおける遮光膜や反射防止膜は、一般的には、膜厚の一定な均一な膜が形成できることから反応性スパッタ法により成膜されていた。スパッタ法の中でも、機構が簡単で、成膜速度が速くなることから、DC(直流)電源を用いたDCマグネトロンスパッタ法が通常は好ましく用いられている。   In general, a light shielding film and an antireflection film in a conventional photomask blank are formed by a reactive sputtering method because a uniform film having a constant film thickness can be formed. Among the sputtering methods, the DC magnetron sputtering method using a DC (direct current) power source is usually preferably used because the mechanism is simple and the film forming speed is increased.

このような反応性スパッタ法により、上記遮光膜及び反射防止膜を形成してフォトマスクブランクを作製する場合、まず基板上に遮光膜として例えばCr単体又はCrを主成分とするCr化合物の薄膜を成膜し、その後、同じ方法で、遮光膜上に反射防止膜としてCr酸化物(あるいはCr酸化窒化物、Cr酸化炭化物など)の薄膜を成膜していた。しかしながら、反応性スパッタ法によるCr酸化物等の薄膜の形成は、Cr酸化物等の薄膜のもつ特性(高抵抗、高応力)により、成膜の安定性が悪く、低欠陥の成膜を困難にしていた。フォトマスクブランクにおいて転写パターンとなる遮光膜、とりわけ遮光膜表面の反射防止膜に欠陥が多いと、フォトマスクブランクから作製されるフォトマスクのパターン検査時にパターン欠陥となってしまったり、フォトマスクブランクの欠陥検査においても欠陥と判断されるといった問題が発生する。特に、近年の露光光源の短波長化にしたがって、このような問題が顕著になってきている。また、本発明者の研究によると、従来の反応性スパッタ法により上述の反射防止膜を形成する場合、膜表面の膜密度が低下し、耐薬品性が悪化することが判明し、さらに膜表面や膜上層部の膜密度が低下することにより、エッチング(特にドライエッチング)によりパターニングする際のサイドエッチング量が大きくなり、CD精度が悪化することも判明した。   When a photomask blank is produced by forming the light shielding film and the antireflection film by such reactive sputtering, first, for example, a Cr thin film or a Cr compound thin film containing Cr as a main component as a light shielding film on the substrate. After that, a thin film of Cr oxide (or Cr oxynitride, Cr oxycarbide, etc.) was formed as an antireflection film on the light shielding film by the same method. However, the formation of thin films such as Cr oxides by reactive sputtering is not stable due to the properties (high resistance, high stress) of thin films such as Cr oxides, making it difficult to form low defects. I was doing. If there are many defects in the light-shielding film that becomes a transfer pattern in the photomask blank, especially the antireflection film on the surface of the light-shielding film, pattern defects may occur during pattern inspection of photomasks made from photomask blanks. A problem that a defect is determined to occur in the defect inspection also occurs. In particular, such problems have become more prominent with the recent shortening of the wavelength of exposure light sources. Further, according to the research of the present inventors, it has been found that when the above-described antireflection film is formed by the conventional reactive sputtering method, the film density on the film surface is lowered, and the chemical resistance is deteriorated. It has also been found that a decrease in the film density of the upper layer portion of the film causes an increase in the amount of side etching during patterning by etching (particularly dry etching), resulting in a deterioration in CD accuracy.

また、極端紫外(Extreme UltraViolet、以下、EUVと称す)光を用いたEUVリソグラフィーが有望視されている。ここで、EUV光とは、軟X線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が0.2〜100nm程度の光のことである。このEUVリソグラフィーにおいて用いられる反射型マスクは、基板上にEUV光を反射する多層反射膜及びEUV光を吸収する吸収体膜が順次形成され、吸収体膜には、所定の転写パターンが形成されている。このようなEUV露光用の反射型マスクは、基板上に、多層反射膜及び吸収体膜を順次形成し、吸収体膜に転写パターンを形成することで製造されるが、通常この吸収体膜にパターンを形成した後に、設計どおりにパターンが形成されているかどうかの検査が行われる。このパターンの検査は、一般に、波長190nm〜260nm程度の深紫外光を検査光として用いるため、検査時のコントラストを上げるためには、検査光に対する吸収体膜表面の反射率を低減させることが望ましい。そのためには、吸収体膜上に検査光に対する低反射膜を形成することが考えられるが、このような低反射膜を吸収体膜と同様に反応性スパッタリングにより形成した場合、前述のバイナリマスク用マスクブランクと同様、低欠陥の膜が形成されにくいこと、膜の耐薬品性が悪いこと、等の問題が生じる。   Further, EUV lithography using extreme ultraviolet (Extreme UltraViolet, hereinafter referred to as EUV) light is promising. Here, EUV light refers to light in the wavelength band of the soft X-ray region or the vacuum ultraviolet region, and specifically refers to light having a wavelength of about 0.2 to 100 nm. In the reflective mask used in this EUV lithography, a multilayer reflective film that reflects EUV light and an absorber film that absorbs EUV light are sequentially formed on a substrate, and a predetermined transfer pattern is formed on the absorber film. Yes. Such a reflective mask for EUV exposure is manufactured by sequentially forming a multilayer reflective film and an absorber film on a substrate and forming a transfer pattern on the absorber film. After the pattern is formed, it is inspected whether the pattern is formed as designed. Since this pattern inspection generally uses deep ultraviolet light having a wavelength of about 190 nm to 260 nm as inspection light, it is desirable to reduce the reflectance of the absorber film surface with respect to the inspection light in order to increase the contrast during the inspection. . For this purpose, it is conceivable to form a low reflection film for the inspection light on the absorber film. When such a low reflection film is formed by reactive sputtering in the same manner as the absorber film, the above-mentioned binary mask is used. Similar to the mask blank, problems such as difficulty in forming a low defect film and poor film chemical resistance occur.

そこで本発明は、従来の問題点を解決するべくなされたものであり、その目的とするところは、第一に、表面に反射率調整膜を有する転写パターン用の薄膜(遮光膜)を低欠陥で形成でき、パターン転写時の露光光源に用いられる190〜300nm程度の短波長域(特に250nm近傍)における前記薄膜の表面反射率を効果的に低減させるとともに欠陥が低減されるマスクブランク及びフォトマスクの製造方法を提供することである。第二に、表面に反射率調整膜を有する転写パターン用の薄膜(吸収体膜)を低欠陥で形成でき、パターン検査波長に用いられる190〜260nm程度の深紫外(Deep UV)光(特に250nm近傍)に対する前記薄膜の表面反射率を効果的に低減させるマスクブランク及び反射型マスクの製造方法を提供することである。第三に、前記薄膜の耐薬品性を向上させ、CD精度を向上させたマスクブランク及びフォトマスク並びに反射型マスクの製造方法を提供することである。   Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems, and the object of the present invention is to firstly transfer a thin film (light-shielding film) for a transfer pattern having a reflectance adjustment film on the surface to a low defect. A mask blank and a photomask that can effectively reduce the surface reflectivity of the thin film in a short wavelength range of about 190 to 300 nm (especially around 250 nm) used as an exposure light source during pattern transfer and reduce defects. It is to provide a manufacturing method. Secondly, a transfer pattern thin film (absorber film) having a reflectance adjustment film on the surface can be formed with low defects, and deep UV light (especially 250 nm) of about 190 to 260 nm used for pattern inspection wavelengths. It is to provide a mask blank and a reflective mask manufacturing method that effectively reduce the surface reflectance of the thin film with respect to the vicinity. Thirdly, it is to provide a method for manufacturing a mask blank, a photomask, and a reflective mask with improved chemical resistance of the thin film and improved CD accuracy.

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
(構成1)基板上に転写パターンを形成するための薄膜を有するマスクブランクの製造方法において、前記基板上に前記薄膜を成膜した後、該薄膜表面にオゾンガスを作用させて反射率調整膜を形成することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
(構成2)前記オゾンガスの濃度が80体積%以上であることを特徴とする構成1に記載のマスクブランクの製造方法。
(構成3)前記薄膜表面に形成した反射率調整膜の190〜300nmの波長域における表面反射率が20%以下であることを特徴とする構成1又は2に記載のマスクブランクの製造方法。
(構成4)前記薄膜は、クロムを含む材料からなる遮光膜であることを特徴とする構成1乃至3の何れか一に記載のマスクブランクの製造方法。
(構成5)基板上に、露光光を反射する多層反射膜を成膜し、該多層反射膜上に、構成1乃至3の何れか一に記載の製造方法により形成される前記薄膜であって、タンタルを含む材料からなる露光光を吸収する吸収体膜とした薄膜を成膜することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
(構成6)構成1乃至4の何れか一に記載の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングする工程を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(構成7)構成5に記載の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニング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。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Configuration 1) In a method of manufacturing a mask blank having a thin film for forming a transfer pattern on a substrate, after the thin film is formed on the substrate, ozone gas is allowed to act on the surface of the thin film to form a reflectance adjustment film. A method for manufacturing a mask blank, comprising: forming a mask blank.
(Structure 2) The mask blank manufacturing method according to Structure 1, wherein the concentration of the ozone gas is 80% by volume or more.
(Structure 3) The mask blank manufacturing method according to Structure 1 or 2, wherein a surface reflectance in a wavelength range of 190 to 300 nm of the reflectance adjusting film formed on the thin film surface is 20% or less.
(Structure 4) The method of manufacturing a mask blank according to any one of Structures 1 to 3, wherein the thin film is a light-shielding film made of a material containing chromium.
(Structure 5) The thin film formed on the multilayer reflective film by the manufacturing method according to any one of Structures 1 to 3, wherein a multilayer reflective film that reflects exposure light is formed on the substrate. A method of manufacturing a mask blank, comprising: forming a thin film as an absorber film that absorbs exposure light made of a material containing tantalum.
(Structure 6) A photomask manufacturing method comprising a step of patterning the thin film in a mask blank obtained by the manufacturing method according to any one of structures 1 to 4.
(Structure 7) A reflective mask manufacturing method comprising a step of patterning the thin film in a mask blank obtained by the manufacturing method according to Structure 5.

構成1にあるように、基板上に転写パターンを形成するための薄膜を有するマスクブランクの製造方法において、前記基板上に前記薄膜を成膜した後、該薄膜表面にオゾンガスを作用させて反射率調整膜を形成することにより、表面に反射率調整膜を有する転写パターン用の薄膜(例えば遮光膜)を低欠陥で形成できるため、パターン転写時の露光光源に用いられる190〜300nm程度の短波長域(特に250nm近傍)における前記薄膜の表面反射率を効果的に低減させるとともに欠陥が低減されるマスクブランクが得られる。このマスクブランクから作製されたマスクのパターン欠陥が無く、このマスクを用いて半導体基板上へのパターン転写を行なった時に良好なパターン精度が得られる。また、薄膜表面の膜密度が低下することなく反射率調整膜を形成することができるので、耐薬品性の良好な、CD精度の良好な薄膜が得られる。 In the manufacturing method of a mask blank having a thin film for forming a transfer pattern on a substrate as in Configuration 1, after the thin film is formed on the substrate, ozone gas is allowed to act on the surface of the thin film to reflect the reflectance. By forming an adjustment film, a transfer pattern thin film (for example, a light-shielding film) having a reflectance adjustment film on the surface can be formed with low defects, so a short wavelength of about 190 to 300 nm used for an exposure light source during pattern transfer. A mask blank in which the surface reflectance of the thin film in the region (particularly near 250 nm) is effectively reduced and defects are reduced is obtained. There is no pattern defect of a mask manufactured from this mask blank, and good pattern accuracy can be obtained when pattern transfer onto a semiconductor substrate is performed using this mask. In addition, since the reflectance adjusting film can be formed without reducing the film density on the surface of the thin film, a thin film having good chemical resistance and good CD accuracy can be obtained.

構成2にあるように、構成1における前記オゾンガスの濃度を80体積%以上の高濃度とすることにより、低欠陥で、しかも190〜300nm程度の短波長域(特に250nm近傍)における表面反射率を十分に低減させた(例えば20%以下)薄膜を形成することができる。 As in Configuration 2, by setting the concentration of the ozone gas in Configuration 1 to a high concentration of 80% by volume or more, the surface reflectance in a short wavelength region (especially near 250 nm) of about 190 to 300 nm is low. A sufficiently reduced thin film (for example, 20% or less) can be formed.

また、構成3のように、前記薄膜表面に形成した反射率調整膜の190〜300nmの波長域における表面反射率が20%以下であることにより、半導体装置のパターンの微細化の要求に伴い短波長化の傾向にある露光光源に対しても、マスクと光学系との間の多重反射を防止することで良好なパターンの転写精度が得られる。また、EUVリソグラフィーに使用される反射型マスクでは、パターン検査波長に用いられる190〜260nm程度の深紫外(Deep UV)光(特に250nm近傍)に対する薄膜(吸収体膜)の表面反射率を20%以下に低減させることにより、検査光に対する十分なコントラストが得られ、高精度のパターン検査が行える。 Further, as in the configuration 3, the reflectance of the reflectance adjusting film formed on the surface of the thin film is 20% or less in the wavelength range of 190 to 300 nm. Even for an exposure light source that tends to have a wavelength, good pattern transfer accuracy can be obtained by preventing multiple reflections between the mask and the optical system. Moreover, in the reflective mask used for EUV lithography, the surface reflectance of the thin film (absorber film) with respect to deep UV light (particularly around 250 nm) of about 190 to 260 nm used for the pattern inspection wavelength is 20%. By reducing to the following, sufficient contrast with the inspection light can be obtained, and highly accurate pattern inspection can be performed.

構成4にあるように、前記薄膜がクロムを含む材料からなる遮光膜であるバイナリマスク用のマスクブランクでは、本発明により、表面に反射率調整膜を有する遮光膜を低欠陥で形成することができる。
また、構成5にあるように、基板上に、露光光を反射する多層反射膜を成膜し、該多層反射膜上に、構成1乃至3の何れか一に記載の製造方法により形成される前記薄膜であって、タンタルを含む材料からなる露光光を吸収する吸収体膜とした薄膜を成膜することにより、表面に反射率調整膜を有する低欠陥の吸収体膜が形成されたEUV露光用の反射型マスクブランクが得られる。
In the mask blank for a binary mask in which the thin film is a light-shielding film made of a material containing chromium, the light-shielding film having a reflectance adjustment film on the surface can be formed with a low defect according to the present invention. it can.
Further, as in Configuration 5, a multilayer reflective film that reflects exposure light is formed on the substrate, and the multilayer reflective film is formed by the manufacturing method according to any one of Configurations 1 to 3. EUV exposure in which a low-defect absorber film having a reflectance adjustment film on the surface is formed by forming a thin film as an absorber film that absorbs exposure light made of a material containing tantalum. A reflective mask blank for use is obtained.

構成6にあるように、構成1乃至4の何れか一に記載の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングする工程を有するフォトマスクの製造方法により、パターン転写時の露光光源に用いられる190〜300nm程度の短波長域における前記薄膜の表面反射率を低減させ、パターンの微細化に対応した良好なパターン精度が得られ、さらに耐薬品性の良好な、CD精度を向上させたフォトマスクを得ることができる。 As in Configuration 6, the photomask manufacturing method includes a step of patterning the thin film in the mask blank obtained by the manufacturing method according to any one of Configurations 1 to 4, and is used as an exposure light source during pattern transfer. A photomask that reduces the surface reflectivity of the thin film in a short wavelength range of about 190 to 300 nm, has good pattern accuracy corresponding to pattern miniaturization, and has good chemical resistance and improved CD accuracy. Can be obtained.

また、構成7にあるように、構成5に記載の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングする工程を有する反射型マスクの製造方法により、パターン検査に用いる検査光に対する十分なコントラストが得られ高精度のパターン検査が行え、しかもEUV光を露光光源とするパターン転写により良好なパターン転写精度が得られ、さらに耐薬品性の良好な、CD精度を向上させた反射型マスクを得ることができる。 In addition, as in Configuration 7, a reflective mask manufacturing method including a step of patterning the thin film in the mask blank obtained by the manufacturing method described in Configuration 5 provides sufficient contrast for inspection light used for pattern inspection. Highly accurate pattern inspection can be performed, and pattern transfer using EUV light as an exposure light source can provide good pattern transfer accuracy, and a reflective mask with improved chemical accuracy and improved CD accuracy can be obtained. it can.

本発明によれば、表面に反射率調整膜を有する転写パターン用の薄膜(遮光膜)を低欠陥で形成でき、パターン転写時の露光光源に用いられる190〜300nm程度の短波長域(特に250nm近傍)における前記薄膜の表面反射率を効果的に低減させるとともに欠陥が低減されるマスクブランク及びフォトマスクの製造方法を提供することができる。
また本発明によれば、表面に反射率調整膜を有する転写パターン用の薄膜(吸収体膜)を低欠陥で形成でき、パターン検査波長に用いられる190〜260nm程度の深紫外(Deep UV)光(特に250nm近傍)に対する前記薄膜の表面反射率を効果的に低減させるマスクブランク及び反射型マスクの製造方法を提供することができる。
また本発明によれば、前記薄膜の耐薬品性を向上させ、またCD精度を向上させたマスクブランク及びフォトマスク並びに反射型マスクの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, a transfer pattern thin film (light-shielding film) having a reflectance adjustment film on the surface can be formed with low defects, and a short wavelength region of about 190 to 300 nm (especially 250 nm) used as an exposure light source during pattern transfer. It is possible to provide a method for manufacturing a mask blank and a photomask that can effectively reduce the surface reflectance of the thin film in the vicinity) and reduce defects.
Further, according to the present invention, a transfer pattern thin film (absorber film) having a reflectance adjustment film on the surface can be formed with low defects, and deep UV light of about 190 to 260 nm used for a pattern inspection wavelength. It is possible to provide a method for manufacturing a mask blank and a reflective mask that can effectively reduce the surface reflectance of the thin film (particularly near 250 nm).
Moreover, according to this invention, the chemical resistance of the said thin film can be improved, and the manufacturing method of the mask blank and photomask which improved CD precision, and a reflective mask can be provided.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述する。
(実施の形態1)
図1は本発明により得られるマスクブランクの第1の実施の形態を示す断面図である。
図1のフォトマスクブランク10は、透光性基板1上に遮光膜2を有するバイナリマスク用フォトマスクブランクの形態のものである。
上記フォトマスクブランク10は、前記遮光膜2上に形成されるレジストパターンをマスクにして例えばドライエッチング処理により、前記遮光膜2をパターニングするフォトマスクの作製方法に対応するマスクブランクである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a mask blank obtained by the present invention.
The photomask blank 10 in FIG. 1 is in the form of a binary mask photomask blank having a light-shielding film 2 on a translucent substrate 1.
The photomask blank 10 is a mask blank corresponding to a photomask manufacturing method for patterning the light shielding film 2 by, for example, dry etching using a resist pattern formed on the light shielding film 2 as a mask.

ここで、透光性基板1としては、ガラス基板が一般的である。ガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、フォトマスクを使用して半導体基板上へのパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。 Here, as the translucent substrate 1, a glass substrate is generally used. Since the glass substrate is excellent in flatness and smoothness, when pattern transfer onto a semiconductor substrate using a photomask is performed, highly accurate pattern transfer can be performed without causing distortion of the transfer pattern.

本発明において、上記遮光膜2の材料としては、クロム単体、クロムを主成分とする材料が代表例として挙げられる。クロムを主成分とする材料としては、クロムと、窒素、炭素等の少なくともいずれかの元素を含む材料が挙げられる。遮光膜2中に窒素を含む場合の窒素の含有量は特に制約されないが、例えばドライエッチング速度が速くなるという効果が得られるという観点からは、20〜80原子%の範囲が好適である。また、遮光膜2中に炭素を含む場合の炭素の含有量は特に制約されないが、例えば190〜300nm程度の短波長域での反射率を効果的に低減させるという観点からは、5〜30原子%の範囲が好適である。 In the present invention, examples of the material for the light shielding film 2 include chromium alone and a material mainly composed of chromium. Examples of the material mainly containing chromium include a material containing chromium and at least one element such as nitrogen and carbon. The nitrogen content in the case where nitrogen is contained in the light shielding film 2 is not particularly limited, but for example, from the viewpoint of obtaining the effect of increasing the dry etching rate, a range of 20 to 80 atomic% is preferable. Further, the carbon content in the case where carbon is contained in the light shielding film 2 is not particularly limited, but for example, from the viewpoint of effectively reducing the reflectance in a short wavelength region of about 190 to 300 nm, 5 to 30 atoms. % Range is preferred.

上記遮光膜2の形成方法は、特に制約する必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましく挙げられる。スパッタリング成膜法によると、均一で膜厚の一定な膜を形成することが出来るので、本発明には好適である。透光性基板1上に、スパッタリング成膜法によって上記遮光膜2を成膜する場合、スパッタターゲットとしてクロム(Cr)ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに窒素もしくは一酸化窒素、あるいはメタンガス等のガスを混合したものを用いる。アルゴンガス等の不活性ガスに窒素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素を含む遮光膜を形成することができ、またアルゴンガス等の不活性ガスに一酸化窒素ガス、或いは窒素ガスと酸素ガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに窒素と酸素を含む遮光膜を形成することができる。また、アルゴンガス等の不活性ガスにメタンガスを混合したスパッタガスを用いると、クロムに炭素を含む遮光膜を形成することができる。   The method for forming the light-shielding film 2 is not particularly limited, but a sputtering film forming method is particularly preferable. The sputtering film formation method is suitable for the present invention because it can form a uniform film with a constant film thickness. When the light shielding film 2 is formed on the translucent substrate 1 by a sputtering film forming method, a chromium (Cr) target is used as a sputtering target, and sputtering gas introduced into the chamber is argon gas or helium gas. A mixture of an inert gas and a gas such as nitrogen, nitric oxide, or methane gas is used. When a sputtering gas in which nitrogen gas is mixed with an inert gas such as argon gas is used, a light-shielding film containing nitrogen in chromium can be formed, and nitrogen monoxide gas or nitrogen gas can be used as an inert gas such as argon gas. When a sputtering gas in which oxygen gas and oxygen gas are mixed is used, a light shielding film containing nitrogen and oxygen in chromium can be formed. When a sputtering gas in which methane gas is mixed with an inert gas such as argon gas is used, a light shielding film containing carbon in chromium can be formed.

上記遮光膜2の膜厚は、所定の遮光性が得られるように、露光光に対して光学濃度が例えば2.5以上となるように設定される。具体的には、上記遮光膜2の膜厚は、70nm以下であることが好ましい。その理由は、近年におけるサブミクロンレベルのパターンサイズへのパターンの微細化に対応するためには、膜厚が70nmを超えると、遮光膜2をパターニングする際のマスク層となるレジスト膜厚を薄くすることができなくなり、微細パターンの形成が困難となる場合が考えられるためである。遮光膜2の膜厚の下限については、所望の光学濃度が得られる限りにおいては薄くすることができる。   The film thickness of the light shielding film 2 is set so that the optical density with respect to the exposure light is, for example, 2.5 or more so that a predetermined light shielding property can be obtained. Specifically, the thickness of the light shielding film 2 is preferably 70 nm or less. The reason is that, in order to cope with the miniaturization of the pattern size to the submicron level in recent years, when the film thickness exceeds 70 nm, the resist film thickness as a mask layer when patterning the light shielding film 2 is reduced. This is because it may be impossible to form a fine pattern because it cannot be performed. The lower limit of the thickness of the light shielding film 2 can be reduced as long as a desired optical density is obtained.

上記遮光膜2は、露光光に対する反射率を低減するため、その表面に反射率調整膜を形成する。本発明においては、遮光膜2の表面にオゾンガスを照射する、あるいは遮光膜2を成膜した基板をオゾンガス中に曝すなどの方法で遮光膜2表面にオゾンガスを作用させることにより、遮光膜の表面に遮光膜を構成する材料の酸化物膜からなる反射率調整膜を形成する。この場合、オゾンガスの濃度を80体積%以上の高濃度とすることが好ましい。このような高濃度のオゾンガスを用いることにより、低欠陥で、しかも190〜300nm程度の短波長域(特に250nm近傍)における表面反射率を十分に低減させた(例えば20%以下)薄膜を形成することができる。 In order to reduce the reflectance with respect to the exposure light, the light shielding film 2 forms a reflectance adjusting film on the surface thereof. In the present invention, ozone gas is allowed to act on the surface of the light-shielding film 2 by irradiating the surface of the light-shielding film 2 with ozone gas or exposing the substrate on which the light-shielding film 2 is formed to ozone gas. Then, a reflectance adjusting film made of an oxide film of a material constituting the light shielding film is formed. In this case, the concentration of ozone gas is preferably set to a high concentration of 80% by volume or more. By using such high-concentration ozone gas, a thin film with low defects and sufficiently reduced surface reflectance in a short wavelength region of about 190 to 300 nm (especially in the vicinity of 250 nm) (for example, 20% or less) is formed. be able to.

なお、オゾンガスを作用させる時間(処理時間)、雰囲気温度等については特に制約する必要は無いが、例えば雰囲気温度が高いとオゾンガスによる酸化速度が速まるため、生産性を上げる観点からは、処理時間については、例えば5〜60分程度の範囲、雰囲気温度については、例えば室温〜300℃程度の範囲とすることが好適である。   In addition, there is no need to particularly limit the time (treatment time) for which ozone gas is applied, the ambient temperature, etc. However, for example, if the ambient temperature is high, the oxidation rate by ozone gas increases, so from the viewpoint of increasing productivity, the treatment time Is preferably in the range of, for example, about 5 to 60 minutes, and the ambient temperature is in the range of, for example, room temperature to about 300 ° C.

本発明によれば、以上のように基板上に成膜した遮光膜の表面にオゾンガスを作用させて反射率調整膜を形成することにより、表面に反射率調整膜を有する転写パターン用の遮光膜を低欠陥で形成することができる。そのため、パターン転写時の露光光源に用いられる190〜300nm程度の短波長域(特に250nm近傍)における遮光膜の表面反射率を例えば20%以下に効果的に低減させることができ、マスクパターンを被転写体に転写するときに、投影露光面との間での多重反射を抑制し、結像特性の低下を抑制することができる。さらに、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査に用いる波長(例えば257nm等)に対する反射率を低減できることは、欠陥を高精度で検出する上で望ましい。また、低欠陥の遮光膜を形成できることから、本発明によるマスクブランクから作製されたフォトマスクはパターン欠陥がなく、このようなフォトマスクを用いて被転写基板上へのパターン転写を行なった時に良好なパターン精度が得られる。また、本発明によると、遮光膜表面の膜密度が低下することなく反射率調整膜を形成することができるので、耐薬品性の良好な、またCD精度を向上させた遮光膜が得られる。 According to the present invention, the light shielding film for a transfer pattern having a reflectance adjusting film on the surface by forming ozone on the surface of the light shielding film formed on the substrate as described above to form the reflectance adjusting film. Can be formed with low defects. Therefore, the surface reflectance of the light shielding film in a short wavelength range of about 190 to 300 nm (especially around 250 nm) used as an exposure light source during pattern transfer can be effectively reduced to, for example, 20% or less, and the mask pattern is covered. When transferring to a transfer body, multiple reflections with the projection exposure surface can be suppressed, and deterioration in imaging characteristics can be suppressed. Furthermore, it is desirable to be able to reduce the reflectance with respect to a wavelength (for example, 257 nm) used for defect inspection of a photomask blank or photomask in order to detect defects with high accuracy. In addition, since a low-defective light-shielding film can be formed, the photomask produced from the mask blank according to the present invention has no pattern defect, and is good when pattern transfer onto a transfer substrate is performed using such a photomask. Pattern accuracy can be obtained. In addition, according to the present invention, since the reflectance adjusting film can be formed without reducing the film density on the surface of the light shielding film, a light shielding film with good chemical resistance and improved CD accuracy can be obtained.

また、上記遮光膜2は、クロム以外に、窒素、炭素等の元素が含まれる場合、それらの含有量が深さ方向で異なり、段階的、又は連続的に組成傾斜した組成傾斜膜としても良い。このような遮光膜を組成傾斜膜とするためには、例えば前述のスパッタリング成膜時のスパッタガスの種類(組成)を成膜中に適宜切替える方法が好適である。 Further, when the light shielding film 2 contains elements such as nitrogen and carbon in addition to chromium, the content thereof may be different in the depth direction, and may be a composition gradient film having a composition gradient stepwise or continuously. . In order to use such a light-shielding film as a composition gradient film, for example, a method of appropriately switching the type (composition) of the sputtering gas during the above-described sputtering film formation during film formation is suitable.

また、フォトマスクブランクとしては、後述する図2(a)にあるように、上記反射率調整膜が表面に形成された遮光膜2の上に、レジスト膜3を形成した形態であっても構わない。レジスト膜3の膜厚は、遮光膜のパターン精度(CD精度)を良好にするためには、できるだけ薄い方が好ましい。本実施の形態のような所謂バイナリマスク用フォトマスクブランクの場合、具体的には、レジスト膜3の膜厚は、300nm以下が好ましい。レジスト膜の膜厚の下限は、レジストパターンをマスクにして遮光膜をドライエッチングしたときに、レジスト膜が残存するように設定される。また、高い解像度を得るために、レジスト膜3の材料はレジスト感度の高い化学増幅型レジストが好ましい。   Further, as shown in FIG. 2A, which will be described later, the photomask blank may have a form in which a resist film 3 is formed on the light shielding film 2 on which the reflectance adjustment film is formed. Absent. The film thickness of the resist film 3 is preferably as thin as possible in order to improve the pattern accuracy (CD accuracy) of the light shielding film. In the case of a so-called binary mask photomask blank as in this embodiment, specifically, the thickness of the resist film 3 is preferably 300 nm or less. The lower limit of the thickness of the resist film is set so that the resist film remains when the light shielding film is dry etched using the resist pattern as a mask. In order to obtain high resolution, the resist film 3 is preferably a chemically amplified resist having high resist sensitivity.

次に、図1に示すフォトマスクブランク10を用いたフォトマスクの製造方法を説明する。
このフォトマスクブランク10を用いたフォトマスクの製造方法は、フォトマスクブランク10の遮光膜2をパターニングする工程を有し、具体的には、フォトマスクブランク10上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン露光(パターン描画)を施す工程と、所望のパターン露光に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンに沿って前記遮光膜をエッチングする工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有する。
Next, a method for manufacturing a photomask using the photomask blank 10 shown in FIG. 1 will be described.
The photomask manufacturing method using the photomask blank 10 includes a step of patterning the light-shielding film 2 of the photomask blank 10. Specifically, for the resist film formed on the photomask blank 10, A step of performing desired pattern exposure (pattern drawing), a step of developing the resist film in accordance with the desired pattern exposure to form a resist pattern, a step of etching the light shielding film along the resist pattern, and a remaining resist And removing the pattern.

図2は、フォトマスクブランク10を用いたフォトマスクの製造工程を順に示す断面図である。
図2(a)は、図1のフォトマスクブランク10の遮光膜2上にレジスト膜3を形成した状態を示している。
次に、図2(b)は、フォトマスクブランク10上に形成されたレジスト膜3に対し、所望のパターン露光(パターン描画)を施す工程を示す。パターン露光は、電子線描画装置などを用いて行われる。
次に、図2(c)は、所望のパターン露光に従ってレジスト膜3を現像してレジストパターン3aを形成する工程を示す。
FIG. 2 is a cross-sectional view sequentially illustrating a photomask manufacturing process using the photomask blank 10.
FIG. 2A shows a state in which a resist film 3 is formed on the light shielding film 2 of the photomask blank 10 of FIG.
Next, FIG. 2B shows a step of performing desired pattern exposure (pattern drawing) on the resist film 3 formed on the photomask blank 10. Pattern exposure is performed using an electron beam drawing apparatus or the like.
Next, FIG. 2C shows a process of developing the resist film 3 in accordance with desired pattern exposure to form a resist pattern 3a.

次いで、図2(d)は、上記レジストパターン3aに沿って遮光膜2をエッチングする工程を示す。該エッチング工程では、上記レジストパターン3aをマスクとして、例えばドライエッチングによって、レジストパターン3aの形成されていない遮光膜2が露出した部位を除去し、これにより所望の遮光膜パターン2a(マスクパターン)を透光性基板1上に形成する。
図2(e)は、残存したレジストパターン3aを剥離除去することにより得られたフォトマスク20を示す。
以上のようにして、本発明によるマスクブランクから作製されたフォトマスクが出来上がる。
Next, FIG. 2D shows a step of etching the light shielding film 2 along the resist pattern 3a. In the etching step, using the resist pattern 3a as a mask, the exposed portion of the light shielding film 2 where the resist pattern 3a is not formed is removed by dry etching, for example, and thereby a desired light shielding film pattern 2a (mask pattern) is formed. It is formed on the translucent substrate 1.
FIG. 2E shows a photomask 20 obtained by peeling off and removing the remaining resist pattern 3a.
As described above, a photomask manufactured from the mask blank according to the present invention is completed.

(実施の形態2)
以下に、本発明の第2の実施の形態として反射型マスクブランク及び反射型マスクの実施の形態について説明する。
図3は本発明に係るマスクブランク(反射型マスクブランク)及びこれを用いて反射型マスクを製造する工程を示す概略断面図である。
本実施の形態の反射型マスクブランク30は、図3(a)に示すように、基板11上に順次、多層反射膜12、バッファ膜13、及び吸収体膜14の各層が形成された構造をしている。
まず、反射型マスクブランク30を形成する各層について説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an embodiment of a reflective mask blank and a reflective mask will be described as a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a mask blank (reflection mask blank) according to the present invention and a process for manufacturing a reflection mask using the mask blank.
As shown in FIG. 3A, the reflective mask blank 30 of the present embodiment has a structure in which the multilayer reflective film 12, the buffer film 13, and the absorber film 14 are sequentially formed on the substrate 11. is doing.
First, each layer that forms the reflective mask blank 30 will be described.

反射型マスクブランクの基板11としては、低熱膨張係数(0±1.0×10−7/℃の範囲内、より好ましくは0±0.3×10−7/℃の範囲内)を有し、平滑性及び平坦性並びにマスク洗浄液に対する耐性に優れたものが好ましく、低熱膨張性を有するガラス、例えばSiO−TiO系ガラス等が用いられる。その他には、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや、石英ガラス、シリコンや金属などの基板を用いることもできる。金属基板の例としては、インバー合金(Fe−Ni系合金)などが挙げられる。基板11は、0.2nmRms以下の平滑な表面と、100nm以下の平坦度を有することが、高反射率及び高転写精度を得るために好ましい。また、基板11は、その上に形成される膜の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、65GPa以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。 The substrate 11 of the reflective mask blank has a low thermal expansion coefficient (in the range of 0 ± 1.0 × 10 −7 / ° C., more preferably in the range of 0 ± 0.3 × 10 −7 / ° C.). Those having excellent smoothness and flatness and resistance to the mask cleaning liquid are preferred, and glass having low thermal expansion, such as SiO 2 —TiO 2 glass, is used. In addition, crystallized glass on which β quartz solid solution is deposited, quartz glass, a substrate made of silicon, metal, or the like can also be used. Examples of metal substrates include Invar alloys (Fe—Ni alloys). The substrate 11 preferably has a smooth surface of 0.2 nmRms or less and a flatness of 100 nm or less in order to obtain high reflectivity and high transfer accuracy. The substrate 11 preferably has high rigidity in order to prevent deformation of the film formed thereon due to film stress. In particular, those having a high Young's modulus of 65 GPa or more are preferable.

反射型マスクブランクにおける多層反射膜12は、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜が用いられる。一般的には、重元素又はその化合物の薄膜と、軽元素又はその化合物の薄膜とが交互に40〜60周期程度積層された多層膜が用いられる。例えば、波長13〜14nmのEUV光に対する多層反射膜としては、MoとSiを交互に40周期程度積層したMo/Si周期積層膜が好ましく用いられる。その他に、EUV光の領域で使用される多層反射膜として、Ru/Si周期多層膜、Mo/Be周期多層膜、Mo化合物/Si化合物周期多層膜、Si/Nb周期多層膜、Si/Mo/Ru周期多層膜、Si/Mo/Ru/Mo周期多層膜、Si/Ru/Mo/Ru周期多層膜などがある。露光波長により、材質を適宜選択すればよい。   As the multilayer reflective film 12 in the reflective mask blank, a multilayer film in which elements having different refractive indexes are periodically stacked is used. In general, a multilayer film in which thin films of heavy elements or their compounds and thin films of light elements or their compounds are alternately stacked for about 40 to 60 cycles is used. For example, as a multilayer reflective film for EUV light having a wavelength of 13 to 14 nm, a Mo / Si periodic laminated film in which Mo and Si are alternately laminated for about 40 periods is preferably used. In addition, as a multilayer reflective film used in the EUV light region, Ru / Si periodic multilayer film, Mo / Be periodic multilayer film, Mo compound / Si compound periodic multilayer film, Si / Nb periodic multilayer film, Si / Mo / Examples include Ru periodic multilayer films, Si / Mo / Ru / Mo periodic multilayer films, and Si / Ru / Mo / Ru periodic multilayer films. The material may be appropriately selected depending on the exposure wavelength.

多層反射膜12は、DCマグネトロンスパッタ法や、イオンビームデポジション法などにより、各層を成膜することにより形成できる。上述したMo/Si周期多層膜の場合、DCマグネトロンスパッタ法により、まずSiターゲットを用いてArガス雰囲気で厚さ数nm程度のSi膜を成膜し、その後Moターゲットを用いてArガス雰囲気で厚さ数nm程度のMo膜を成膜し、これを一周期として、40〜60周期積層した後、最後にSi膜を形成すればよい。   The multilayer reflective film 12 can be formed by depositing each layer by a DC magnetron sputtering method, an ion beam deposition method, or the like. In the case of the Mo / Si periodic multilayer film described above, a Si film having a thickness of several nanometers is first formed in an Ar gas atmosphere using a Si target by a DC magnetron sputtering method, and then an Ar gas atmosphere is used using a Mo target. A Mo film having a thickness of several nanometers is formed, and this is taken as one cycle. After 40 to 60 cycles are stacked, a Si film is finally formed.

反射型マスクブランク30のバッファ膜13は、吸収体膜14にパターンを形成及びパターンを修正する際に、多層反射膜12を保護する機能を有する。吸収体膜14が例えばタンタル(Ta)を主成分とする材料からなる場合、バッファ膜13の材料としては、特にクロム(Cr)を含む材料が好ましく用いられる。Crを含む材料からなるバッファ膜13は、Taを含む吸収体膜14とのエッチング選択比が20以上と、大きく取れる。また、Crを含む材料は、バッファ膜13の除去時に多層反射膜12へのダメージをほとんど与えずに除去できる。 The buffer film 13 of the reflective mask blank 30 has a function of protecting the multilayer reflective film 12 when forming a pattern on the absorber film 14 and modifying the pattern. In the case where the absorber film 14 is made of a material mainly composed of tantalum (Ta), for example, a material containing chromium (Cr) is preferably used as the material of the buffer film 13. The buffer film 13 made of a material containing Cr has a large etching selection ratio of 20 or more with respect to the absorber film 14 containing Ta. Further, the material containing Cr can be removed with little damage to the multilayer reflective film 12 when the buffer film 13 is removed.

バッファ膜13として用いられるCr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。   As a material containing Cr used as the buffer film 13, 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).

このようなCrを含む材料からなるバッファ膜13は、マグネトロンスパッタ法などのスパッタ法で形成することができる。例えば、上述した窒化クロム膜の場合、Crターゲットを用い、アルゴンに窒素を5〜40%程度添加したガス雰囲気で成膜を行えばよい。バッファ膜13の膜厚は、集束イオンビーム(Focused Ion Beam,以下FIBと称す)を用いた吸収体パターンの修正を行う場合にはバッファ膜にダメージが生ずるので、そのダメージによって下層の多層反射膜12に影響を与えないように30〜50nmとするのが好ましいが、FIBを用いない場合には、4〜10nmと薄くすることができる。なお、バッファ膜13は必要に応じて設ければよく、吸収体膜へのパターン形成・修正の方法、条件等によっては、多層反射膜上に直接吸収体膜を設けることも出来る。   The buffer film 13 made of such a material containing Cr can be formed by a sputtering method such as a magnetron sputtering method. For example, in the case of the chromium nitride film described above, the film formation may be performed in a gas atmosphere using a Cr target and adding about 5 to 40% of nitrogen to argon. The thickness of the buffer film 13 is such that when the absorber pattern is corrected using a focused ion beam (hereinafter referred to as FIB), the buffer film is damaged. The thickness is preferably 30 to 50 nm so as not to affect the thickness 12, but when FIB is not used, the thickness can be reduced to 4 to 10 nm. The buffer film 13 may be provided as necessary, and the absorber film may be provided directly on the multilayer reflective film depending on the pattern formation / correction method, conditions, etc. of the absorber film.

反射型マスクブランク30における吸収体膜14は、露光光である例えばEUV光を吸収する機能を有する。
このような吸収体膜14の材料としては、タンタルを主成分とする材料、タンタルとホウ素とを含む材料、これらの材料にさらに酸素及び窒素のうち少なくとも1つを含む材料等が挙げられる。このような材料として、具体的には例えばタンタルの窒化物(TaN)、タンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)、タンタルホウ素合金の酸化物(TaBO)、タンタルホウ素合金の酸窒化物(TaBNO)等が挙げられる。
The absorber film 14 in the reflective mask blank 30 has a function of absorbing, for example, EUV light that is exposure light.
Examples of the material of the absorber film 14 include materials containing tantalum as a main component, materials containing tantalum and boron, and materials containing at least one of oxygen and nitrogen in addition to these materials. Specifically, for example, tantalum nitride (TaN), tantalum boron alloy nitride (TaBN), tantalum boron alloy oxide (TaBO), tantalum boron alloy oxynitride (TaBNO), etc. Is mentioned.

タンタルは、EUV光の吸収係数が大きく、また塩素で容易にドライエッチングが可能であり加工性に優れた吸収体層材料である。なかでも、タンタルホウ素合金(TaB)は、アモルファス化が容易であり、平滑性に優れた膜が得られるという利点を有する。また、膜応力の制御性にも優れているため、マスクパターンの寸法精度を高精度に形成できる吸収体層材料である。 Tantalum is an absorber layer material that has a large EUV light absorption coefficient, can be easily dry-etched with chlorine, and has excellent workability. Among these, tantalum boron alloy (TaB) has an advantage that it can be easily amorphized and a film excellent in smoothness can be obtained. Moreover, since it is excellent also in the controllability of the film stress, it is an absorber layer material that can be formed with high dimensional accuracy of the mask pattern.

吸収体膜14の膜構造は、アモルファスであることが好ましい。結晶質の膜は、経時的な応力変化が生じやすい。吸収体膜14の膜厚は、露光光であるEUV光が十分に吸収できる厚みであれば良いが、通常30〜100nm程度である。
また、吸収体膜14は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成することが出来る。例えば、タンタルとホウ素を含むターゲットを用い、酸素或いは窒素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で成膜することができる。
The film structure of the absorber film 14 is preferably amorphous. A crystalline film is likely to undergo a change in stress over time. The thickness of the absorber film 14 may be any thickness that can sufficiently absorb EUV light as exposure light, but is usually about 30 to 100 nm.
The absorber film 14 can be formed by a sputtering method such as magnetron sputtering. For example, deposition can be performed by a sputtering method using a target containing tantalum and boron and using an argon gas to which oxygen or nitrogen is added.

本発明において、吸収体膜14の表面には反射率調整膜が形成される。すなわち、吸収体膜14の表面にオゾンガスを照射する、あるいは基板上に吸収体膜までを成膜したマスクブランクをオゾンガス中に曝すなどの方法で吸収体膜14表面にオゾンガスを作用させることにより、吸収体膜14の表面に吸収体膜を構成する材料の酸化物膜からなる反射率調整膜を形成する。本実施の形態においても、この場合オゾンガスの濃度を80体積%以上の高濃度とすることが好ましい。このような高濃度のオゾンガスを用いることにより、低欠陥で、しかも190〜300nm程度の短波長域(特に250nm近傍)における表面反射率を十分に低減させた(例えば20%以下)薄膜を形成することができる。 In the present invention, a reflectance adjusting film is formed on the surface of the absorber film 14. That is, by causing ozone gas to act on the surface of the absorber film 14 by irradiating the surface of the absorber film 14 with ozone gas or exposing the mask blank in which the absorber film is formed on the substrate to ozone gas, A reflectance adjusting film made of an oxide film of a material constituting the absorber film is formed on the surface of the absorber film 14. Also in the present embodiment, in this case, the concentration of ozone gas is preferably set to a high concentration of 80% by volume or more. By using such high-concentration ozone gas, a thin film with low defects and sufficiently reduced surface reflectance in a short wavelength region of about 190 to 300 nm (especially in the vicinity of 250 nm) (for example, 20% or less) is formed. be able to.

なお、本実施の形態においても、オゾンガスを作用させる時間(処理時間)、雰囲気温度等については特に制約する必要は無いが、例えば雰囲気温度が高いとオゾンガスによる酸化速度が速まるため、生産性を上げる観点からは、処理時間については、例えば5〜60分程度の範囲、雰囲気温度については、例えば室温〜300℃程度の範囲とすることが好適である。   In the present embodiment also, there is no need to particularly limit the time (treatment time) during which ozone gas is applied, the atmospheric temperature, and the like. However, for example, if the atmospheric temperature is high, the oxidation rate by ozone gas increases, so the productivity is increased. From the viewpoint, it is preferable that the processing time is in the range of, for example, about 5 to 60 minutes, and the atmospheric temperature is in the range of, for example, room temperature to about 300 ° C.

本発明によれば、以上のように吸収体膜の表面にオゾンガスを作用させて反射率調整膜を形成することにより、反射率調整膜を表面に有する転写パターン用の吸収体膜を低欠陥で形成することができる。そのため、パターン検査波長に用いられる190〜260nm程度の深紫外(Deep UV)光(特に250nm近傍)に対する吸収体膜の表面反射率を例えば20%以下に低減させることができ、検査光に対する十分なコントラストが得られ、欠陥を高精度で検出する上で望ましい。また、低欠陥の吸収体膜を形成できることから、本発明によるマスクブランクから作製された反射型マスクはパターン欠陥がなく、この反射型マスクを用いてEUV光による被転写基板上へのパターン転写を行なった時に良好なパターンの転写精度が得られる。また、本発明によると、吸収体膜表面の膜密度が低下することなく反射率調整膜を形成することができるので、耐薬品性の良好な、またCD精度を向上させた吸収体膜が得られる。 According to the present invention, as described above, ozone gas is allowed to act on the surface of the absorber film to form the reflectance adjustment film, so that the absorber film for transfer patterns having the reflectance adjustment film on the surface can be reduced in defects. Can be formed. Therefore, the surface reflectance of the absorber film for deep UV light (especially around 250 nm) of about 190 to 260 nm used for the pattern inspection wavelength can be reduced to, for example, 20% or less, which is sufficient for inspection light. Contrast is obtained, which is desirable for detecting defects with high accuracy. In addition, since a low-defect absorber film can be formed, the reflective mask manufactured from the mask blank according to the present invention has no pattern defect, and pattern transfer onto the substrate to be transferred by EUV light can be performed using this reflective mask. When done, good pattern transfer accuracy is obtained. In addition, according to the present invention, since the reflectance adjustment film can be formed without reducing the film density on the surface of the absorber film, an absorber film with good chemical resistance and improved CD accuracy can be obtained. It is done.

本発明により得られる反射型マスクブランク30は以上の如く構成されている。
次に、この反射型マスクブランク30を用いた反射型マスクの製造工程について説明する。
本発明により得られる反射型マスクブランク30(図3(a)参照)は、基板11上に順次、多層反射膜12、バッファ膜13及び吸収体膜14の各層を形成することで得られ、各層の材料及び形成方法については上述した通りである。
The reflective mask blank 30 obtained by the present invention is configured as described above.
Next, a manufacturing process of the reflective mask using the reflective mask blank 30 will be described.
The reflective mask blank 30 (see FIG. 3A) obtained by the present invention is obtained by sequentially forming each layer of the multilayer reflective film 12, the buffer film 13, and the absorber film 14 on the substrate 11. The material and the forming method are as described above.

次に、この反射型マスクブランク30の吸収体膜14に吸収体パターンを形成する。まず、吸収体膜14上に電子線用レジストを塗布し、ベーキングを行う。次に、電子線描画機を用いて描画し、これを現像して、レジストパターン15aを形成する。
形成されたレジストパターン15aをマスクとして、吸収体膜14を例えばドライエッチングを行い、吸収体パターン14aを形成する(図3(b)参照)。吸収体パターン14a上に残ったレジストパターン15aは除去する(同図(c)参照)。
Next, an absorber pattern is formed on the absorber film 14 of the reflective mask blank 30. First, an electron beam resist is applied on the absorber film 14 and baked. Next, drawing is performed using an electron beam drawing machine, and this is developed to form a resist pattern 15a.
Using the formed resist pattern 15a as a mask, the absorber film 14 is subjected to, for example, dry etching to form the absorber pattern 14a (see FIG. 3B). The resist pattern 15a remaining on the absorber pattern 14a is removed (see FIG. 5C).

ここで、吸収体パターン14aが設計通りに形成されているかどうかの検査を行う。検査には、前述したように通常は波長190nm〜260nm程度のDUV光が用いられるが、吸収体パターン14aの表面には検査光に対する反射率を低減させる反射率調整膜が形成されているため、十分なコントラストが得られる。   Here, it is inspected whether the absorber pattern 14a is formed as designed. As described above, DUV light having a wavelength of about 190 nm to 260 nm is usually used for inspection, but a reflectance adjustment film that reduces the reflectance with respect to inspection light is formed on the surface of the absorber pattern 14a. Sufficient contrast can be obtained.

こうしてパターン検査及び必要な修正が終えた後、露出したバッファ膜13を吸収体パターン14aに従って除去し、反射型マスク40を作製する(図3(d)参照)。
最後に、形成されたパターンの最終確認検査を行う。この最終確認検査の場合も、前述の波長190nm〜260nm程度のDUV光が用いられ、本発明では十分なコントラストが得られ、高精度の検査を行える。
After the pattern inspection and the necessary correction are thus completed, the exposed buffer film 13 is removed according to the absorber pattern 14a, and the reflective mask 40 is manufactured (see FIG. 3D).
Finally, final confirmation inspection of the formed pattern is performed. Also in the case of this final confirmation inspection, the above-mentioned DUV light having a wavelength of about 190 nm to 260 nm is used. In the present invention, sufficient contrast can be obtained and high-precision inspection can be performed.

以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。併せて、実施例に対する比較例についても説明する。
(実施例1)
主表面及び端面が精密研磨された合成石英ガラスからなる透光性基板上に、以下のようにして遮光膜を形成し、バイナリマスク用のフォトマスクブランクを作製した。
上記基板上に、インライン型スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンと窒素の混合ガス(Ar:50体積%、N:50体積%)雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、遮光膜を形成した。
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, a comparative example for the embodiment will be described.
Example 1
A light-shielding film was formed on a translucent substrate made of synthetic quartz glass whose main surface and end face were precisely polished, and a photomask blank for a binary mask was produced.
Reactive sputtering is performed on the substrate using an in-line sputtering apparatus, using a chromium target as a sputtering target, and in an atmosphere of a mixed gas of argon and nitrogen (Ar: 50% by volume, N 2 : 50% by volume). Thus, a light shielding film was formed.

次に、上記のように形成した遮光膜表面にオゾンガスを照射した。この場合のオゾンガス濃度は80体積%であり、雰囲気温度は200℃とし、オゾンガスの照射時間は30分間とした。   Next, ozone gas was irradiated to the surface of the light shielding film formed as described above. The ozone gas concentration in this case was 80% by volume, the ambient temperature was 200 ° C., and the ozone gas irradiation time was 30 minutes.

形成された遮光膜をオージェ電子分光分析法により分析した結果、遮光膜のごく表面には、クロムと窒素の他に酸素が検出され、遮光膜の表面には酸化物膜が形成されていることを確認した。また、形成された遮光膜は、光学濃度が3.0であった。また、この遮光膜のKrFエキシマレーザー(波長248nm)に対する表面反射率は19%と非常に低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である257nm又は364nmに対しては、それぞれ18%、15%となり、検査する上でも問題とならない反射率となった。   As a result of analyzing the formed light shielding film by Auger electron spectroscopy, oxygen is detected in addition to chromium and nitrogen on the very surface of the light shielding film, and an oxide film is formed on the surface of the light shielding film. It was confirmed. Further, the formed light shielding film had an optical density of 3.0. Further, the surface reflectance of this light-shielding film with respect to a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) was as low as 19%. Furthermore, for the photomask defect inspection wavelength of 257 nm or 364 nm, the reflectances were 18% and 15%, respectively, and the reflectance was not a problem in the inspection.

さらに、この遮光膜の欠陥をマスクブランクス欠陥検査装置(M1320:レーザーテック社製)により10枚測定した結果、検出欠陥の個数は、1プレート当り平均3個以下であり、非常に低欠陥の遮光膜が形成されていることがわかった。
このようにして、総膜厚が70nmの遮光膜が形成されたフォトマスクブランクを得た。
Furthermore, as a result of measuring 10 defects of the light shielding film with a mask blank defect inspection apparatus (M1320: manufactured by Lasertec), the number of detected defects is an average of 3 or less per plate, and the light shielding film has a very low defect. Was found to be formed.
Thus, the photomask blank in which the light shielding film with a total film thickness of 70 nm was formed was obtained.

次に、得られたフォトマスクブランクを用いて前述の図2の工程に従い、フォトマスクを作製した。即ち、フォトマスクブランク10上に、化学増幅型レジストである電子線レジスト(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製CAR-FEP171)を回転塗布し、所定の加熱乾燥処理を行った。
次にフォトマスクブランク10上に形成されたレジスト膜に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン3aを形成した。
Next, using the obtained photomask blank, a photomask was produced according to the above-described process of FIG. That is, an electron beam resist (CAR-FEP171 manufactured by Fuji Film Electronics Materials), which is a chemically amplified resist, was spin-coated on the photomask blank 10 and subjected to a predetermined heat drying treatment.
Next, a desired pattern was drawn on the resist film formed on the photomask blank 10 using an electron beam drawing apparatus, and then developed with a predetermined developer to form a resist pattern 3a.

次に、上記レジストパターン3aに沿って、遮光膜2のドライエッチングを行って遮光膜パターン2aを形成した。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
残存するレジストパターンを剥離して、フォトマスク20を得た。得られたフォトマスク20は、例えば露光波長248nmにおける遮光膜パターンの表面反射率が19%と非常に低反射率を維持していた。また、低欠陥の遮光膜が形成されるため、得られたフォトマスクのマスクパターンは、検査の結果、問題となるような欠陥はなかった。また、上述のマスクブランク及びフォトマスクの製造工程において、薬品洗浄による遮光膜の膜剥れや反射率の増加はなく、遮光膜の耐薬性は問題なかった。
Next, the light shielding film 2 was dry-etched along the resist pattern 3a to form the light shielding film pattern 2a. As a dry etching gas, a mixed gas of Cl 2 and O 2 (Cl 2 : O 2 = 4: 1) was used.
The remaining resist pattern was peeled off to obtain a photomask 20. The obtained photomask 20 maintained a very low reflectance of, for example, 19% of the surface reflectance of the light shielding film pattern at an exposure wavelength of 248 nm. Further, since a light-shielding film having a low defect is formed, the mask pattern of the obtained photomask has no defect that causes a problem as a result of inspection. Further, in the above-described mask blank and photomask manufacturing processes, there was no film peeling of the light-shielding film or an increase in reflectance due to chemical cleaning, and there was no problem with the chemical resistance of the light-shielding film.

(実施例2)
実施例1と同じ透光性基板上に、以下のようにして遮光膜を形成し、バイナリマスク用のフォトマスクブランクを作製した。
上記基板上に、インライン型スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンとメタンガスの混合ガス(Ar:90体積%、CH:10体積%)雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、遮光膜を形成した。
(Example 2)
On the same translucent substrate as in Example 1, a light-shielding film was formed as follows, and a photomask blank for a binary mask was produced.
Reactive sputtering is performed on the substrate using an in-line sputtering apparatus, using a chromium target as a sputtering target, and in a mixed gas atmosphere of argon and methane gas (Ar: 90% by volume, CH 4 : 10% by volume). Thus, a light shielding film was formed.

次に、上記のように形成した遮光膜表面にオゾンガスを照射した。この場合のオゾンガスの照射条件は実施例1と同様であり、オゾンガス濃度は80体積%であり、雰囲気温度は200℃とし、オゾンガスの照射時間は30分間とした。   Next, ozone gas was irradiated to the surface of the light shielding film formed as described above. The ozone gas irradiation conditions in this case were the same as in Example 1, the ozone gas concentration was 80% by volume, the ambient temperature was 200 ° C., and the ozone gas irradiation time was 30 minutes.

形成された遮光膜をオージェ電子分光分析法により分析した結果、遮光膜のごく表面には、クロムと炭素の他に酸素が検出され、遮光膜の表面には酸化物膜が形成されていることを確認した。また、形成された遮光膜は、光学濃度が3.0であった。また、この遮光膜のKrFエキシマレーザー(波長248nm)に対する表面反射率は15%と非常に低く抑えることができた。さらに、フォトマスクの欠陥検査波長である257nm又は364nmに対しては、それぞれ15%、16%となり、検査する上でも問題とならない反射率となった。   As a result of analyzing the formed light shielding film by Auger electron spectroscopy, oxygen is detected in addition to chromium and carbon on the very surface of the light shielding film, and an oxide film is formed on the surface of the light shielding film. It was confirmed. Further, the formed light shielding film had an optical density of 3.0. Further, the surface reflectance of this light-shielding film with respect to a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) could be suppressed to a very low 15%. Further, for the photomask defect inspection wavelength of 257 nm or 364 nm, the reflectivity was 15% and 16%, respectively, and the reflectance was not problematic even in the inspection.

さらに、この遮光膜の欠陥をマスクブランクス欠陥検査装置(M1320:レーザーテック社製)により10枚測定した結果、検出欠陥の個数は、1プレート当たり平均3個以下であり、非常に低欠陥の遮光膜が形成されていることがわかった。
このようにして、総膜厚が65nmの遮光膜が形成されたフォトマスクブランクを得た。
Furthermore, as a result of measuring 10 defects of the light shielding film with a mask blank defect inspection apparatus (M1320: manufactured by Lasertec Corporation), the number of detected defects is an average of 3 or less per plate, and the light shielding film has a very low defect. Was found to be formed.
Thus, a photomask blank having a light shielding film with a total film thickness of 65 nm was obtained.

次に、得られたフォトマスクブランクを用いて実施例1と同様にフォトマスクを作製した。得られたフォトマスクは、例えば露光波長248nmにおける遮光膜パターンの表面反射率が15%と非常に低反射率を維持していた。また、低欠陥の遮光膜が形成されるため、得られたフォトマスクのマスクパターンは、検査の結果、問題となるような欠陥はなかった。また、上述のマスクブランク及びフォトマスクの製造工程において、薬品洗浄による遮光膜の膜剥れや反射率の増加はなく、遮光膜の耐薬性についても問題はなかった。   Next, a photomask was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained photomask blank. The obtained photomask maintained a very low reflectance of, for example, 15% of the surface reflectance of the light shielding film pattern at an exposure wavelength of 248 nm. Further, since a light-shielding film having a low defect is formed, the mask pattern of the obtained photomask has no defect that causes a problem as a result of inspection. Further, in the above-described mask blank and photomask manufacturing processes, there was no peeling of the light-shielding film due to chemical cleaning and an increase in reflectance, and there was no problem with respect to the chemical resistance of the light-shielding film.

(実施例3)
まず、図3(a)に示すような反射型マスクブランク30を作製した。使用する基板11は、SiO−TiO系のガラス基板(外形6インチ角、厚さが6.3mm)である。この基板11の熱膨張率は0.2×10−7/℃、ヤング率は67GPaである。そして、このガラス基板は機械研磨により、0.2nmRms以下の平滑な表面と100nm以下の平坦度に形成した。
(Example 3)
First, a reflective mask blank 30 as shown in FIG. The substrate 11 to be used is a SiO 2 —TiO 2 glass substrate (outer shape 6 inch square, thickness 6.3 mm). The substrate 11 has a thermal expansion coefficient of 0.2 × 10 −7 / ° C. and a Young's modulus of 67 GPa. This glass substrate was formed by mechanical polishing to have a smooth surface of 0.2 nmRms or less and a flatness of 100 nm or less.

基板11上に形成される多層反射膜12は、13〜14nmの露光光波長帯域に適した多層反射膜を形成するために、本実施例では、Mo/Si周期多層反射膜を採用した。すなわち、多層反射膜12は、MoとSiをDCマグネトロンスパッタ法により基板11上に交互に積層して形成した。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、その後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、これを一周期として、40周期積層した後、最後にSi膜を4nm成膜した。合計膜厚は284nmである。この多層反射膜12に対し、13.5nmの光の入射角6度での反射率は65%であった。又、この多層反射膜12表面の表面粗さは0.12nmRmsであった。波長257nmの検査光に対する多層反射膜12表面の反射率は60%であった。   In this embodiment, the multilayer reflective film 12 formed on the substrate 11 is a Mo / Si periodic multilayer reflective film in order to form a multilayer reflective film suitable for an exposure light wavelength band of 13 to 14 nm. That is, the multilayer reflective film 12 was formed by alternately laminating Mo and Si on the substrate 11 by DC magnetron sputtering. 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. Thereafter, 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. As a cycle, 40 cycles were stacked, and finally a Si film was formed to 4 nm. The total film thickness is 284 nm. With respect to this multilayer reflective film 12, the reflectivity at an incident angle of 6 degrees of light of 13.5 nm was 65%. The surface roughness of the surface of the multilayer reflective film 12 was 0.12 nmRms. The reflectance of the surface of the multilayer reflective film 12 with respect to the inspection light having a wavelength of 257 nm was 60%.

多層反射膜12上に形成されたバッファ膜13は、窒化クロムとした。膜厚は50nmである。この窒化クロムは、Cr1−Xで表した場合、X=0.1である。このバッファ膜13はCrターゲットを用いて、スパッタガスとして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により形成した。
このバッファ膜13表面の257nmの光に対する反射率は52%である。またバッファ膜13表面の表面粗さは0.27nmRmsであった。
The buffer film 13 formed on the multilayer reflective film 12 was made of chromium nitride. The film thickness is 50 nm. When this chromium nitride is expressed by Cr 1-X N X , X = 0.1. This buffer film 13 was formed by a DC magnetron sputtering method using a Cr target and using a gas obtained by adding 10% of nitrogen to Ar as a sputtering gas.
The reflectance of the buffer film 13 surface with respect to light of 257 nm is 52%. The surface roughness of the buffer film 13 surface was 0.27 nmRms.

バッファ膜13上に形成される吸収体膜14は、タンタルホウ素合金の窒化物(TaBN)を膜厚50nmに形成した。この吸収体膜14は、DCマグネトロンスパッタ法により、TaとBを含む焼結体ターゲットを用い、Arに窒素を40%添加したガスを用いて成膜した。このような成膜条件によって成膜した吸収体膜14の結晶状態はアモルファスであった。
次に、上記のように形成した吸収体膜表面にオゾンガスを照射した。この場合のオゾンガス濃度は80体積%であり、雰囲気温度は200℃とし、オゾンガスの照射時間は30分間とした。
The absorber film 14 formed on the buffer film 13 is made of nitride of tantalum boron alloy (TaBN) with a film thickness of 50 nm. The absorber film 14 was formed by a DC magnetron sputtering method using a sintered body target containing Ta and B and using a gas obtained by adding 40% of nitrogen to Ar. The absorber film 14 deposited under such deposition conditions was amorphous.
Next, ozone gas was irradiated to the surface of the absorber film formed as described above. The ozone gas concentration in this case was 80% by volume, the ambient temperature was 200 ° C., and the ozone gas irradiation time was 30 minutes.

形成された吸収体膜をオージェ電子分光分析法により分析した結果、吸収体膜のごく表面には、TaとBと窒素の他に酸素が検出され、吸収体膜の表面には酸化物膜が形成されていることを確認した。また、欠陥検査波長である257nmの光に対する吸収体膜表面の反射率は10%であり、非常に低く抑えることができた。
さらに、この吸収体膜の欠陥をEUVLマスクブランクス欠陥検査装置(M1350:レーザーテック社製)により10枚測定した結果、検出欠陥の個数は、1プレート当たり平均5個以下であり、非常に低欠陥の吸収体膜が形成されていることがわかった。また吸収体膜表面の表面粗さは0.25nmRmsであった。
As a result of analyzing the formed absorber film by Auger electron spectroscopy, oxygen was detected on the very surface of the absorber film in addition to Ta, B and nitrogen, and an oxide film was formed on the surface of the absorber film. It was confirmed that it was formed. Further, the reflectivity of the absorber film surface with respect to light having a defect inspection wavelength of 257 nm was 10%, and could be kept very low.
Furthermore, as a result of measuring 10 defects of this absorber film with an EUVL mask blank defect inspection apparatus (M1350: manufactured by Lasertec Corporation), the number of detected defects is an average of 5 or less per plate, which is very low defect. It was found that an absorber film was formed. The surface roughness of the absorber film surface was 0.25 nmRms.

以上のようにして、図3(a)に示すような本実施例の反射型マスクブランク30を得た。
次に、上述した反射型マスクブランク30から、前述の同図(d)に示す反射型マスク40を以下のようにして作製した。まず、上記反射型マスクブランク30の吸収体膜14上に電子線照射用レジストを塗布し、電子線によりデザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターン描画を行ってから現像し、レジストパターン15aを形成した。
このレジストパターン15aをマスクとして、塩素を用いて吸収体膜14をドライエッチングし、吸収体パターン14aを形成した。吸収体パターン14a上に残ったレジストパターン15aを100℃の熱硫酸で除去した。
この状態で、波長257nmの検査光を用いて、吸収体パターン14aの検査を行った。検査において十分なコントラストが得られた。
As described above, a reflective mask blank 30 of this example as shown in FIG.
Next, the above-described reflective mask 40 shown in FIG. 4D was produced from the reflective mask blank 30 described above. First, a resist for electron beam irradiation is applied on the absorber film 14 of the reflective mask blank 30, a pattern drawing for a 16 Gbit DRAM having a design rule of 0.07 μm is performed with an electron beam, and development is performed. 15a was formed.
Using this resist pattern 15a as a mask, the absorber film 14 was dry-etched using chlorine to form the absorber pattern 14a. The resist pattern 15a remaining on the absorber pattern 14a was removed with hot sulfuric acid at 100 ° C.
In this state, the absorber pattern 14a was inspected using inspection light having a wavelength of 257 nm. Sufficient contrast was obtained in the inspection.

次に、反射領域上(吸収体パターン14aのない部分)に残存しているバッファ膜13を吸収体パターン14aに従って除去した。このバッファ膜13の除去には、塩素と酸素の混合ガスによるドライエッチングを用いた。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクを得た。
こうして得られた反射型マスクの最終確認検査を行った。検査光には、波長257nmの光を用い、最終確認検査においても十分なコントラストが得られた。こうして本実施例の反射型マスクは、デザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを設計通り形成できている事が検査により確認できた。また、上述のマスクブランク及びマスクの製造工程において、薬品洗浄による吸収体膜の膜剥れや反射率の増加はなく、吸収体膜の耐薬性は問題なかった。
Next, the buffer film 13 remaining on the reflective region (the portion without the absorber pattern 14a) was removed according to the absorber pattern 14a. The buffer film 13 was removed by dry etching using a mixed gas of chlorine and oxygen.
As described above, a reflective mask of this example was obtained.
The final confirmation inspection of the reflective mask thus obtained was performed. As the inspection light, light having a wavelength of 257 nm was used, and sufficient contrast was obtained even in the final confirmation inspection. Thus, it was confirmed by inspection that the reflective mask of this example was able to form a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm as designed. Moreover, in the manufacturing process of the above-mentioned mask blank and mask, there was no film peeling of the absorber film and an increase in reflectance due to chemical cleaning, and there was no problem with the chemical resistance of the absorber film.

(実施例4)
実施例3と同様にして、基板11上に、多層反射膜12とバッファ膜13を形成した。
次に、バッファ膜13上に吸収体膜14として、タンタルの窒化物(TaN)を膜厚50nmに形成した。この吸収体膜14は、DCマグネトロンスパッタ法により、Taターゲットを用い、Arに窒素を40%添加したガスを用いて成膜した。
次に、上記のように形成した吸収体膜表面にオゾンガスを照射した。この場合のオゾンガスの照射条件は実施例3と同様であり、オゾンガス濃度は80体積%、雰囲気温度は200℃とし、オゾンガスの照射時間は30分間とした。
Example 4
In the same manner as in Example 3, a multilayer reflective film 12 and a buffer film 13 were formed on the substrate 11.
Next, tantalum nitride (TaN) was formed to a thickness of 50 nm as the absorber film 14 on the buffer film 13. The absorber film 14 was formed by a DC magnetron sputtering method using a Ta target and using a gas obtained by adding 40% nitrogen to Ar.
Next, ozone gas was irradiated to the surface of the absorber film formed as described above. The ozone gas irradiation conditions in this case were the same as in Example 3. The ozone gas concentration was 80% by volume, the ambient temperature was 200 ° C., and the ozone gas irradiation time was 30 minutes.

形成された吸収体膜をオージェ電子分光分析法により分析した結果、吸収体膜のごく表面には、Taと窒素の他に酸素が検出され、吸収体膜の表面には酸化物膜が形成されていることを確認した。また、欠陥検査波長である257nmの光に対する吸収体膜表面の反射率は18%と非常に低く抑えることができた。
さらに、この吸収体膜の欠陥をEUVLマスクブランクス欠陥検査装置(M1350:レーザーテック社製)により10枚測定した結果、検出欠陥の個数は、1プレート当たり平均5個以下であり、非常に低欠陥の吸収体膜が形成されていることがわかった。また吸収体膜表面の表面粗さは0.25nmRmsであった。
As a result of analyzing the formed absorber film by Auger electron spectroscopy, oxygen is detected in addition to Ta and nitrogen on the very surface of the absorber film, and an oxide film is formed on the surface of the absorber film. Confirmed that. Further, the reflectivity of the absorber film surface with respect to light having a defect inspection wavelength of 257 nm could be suppressed to a very low value of 18%.
Furthermore, as a result of measuring 10 defects of this absorber film with an EUVL mask blank defect inspection apparatus (M1350: manufactured by Lasertec Corporation), the number of detected defects is an average of 5 or less per plate, which is very low defect. It was found that an absorber film was formed. The surface roughness of the absorber film surface was 0.25 nmRms.

以上のようにして、本実施例の反射型マスクブランクを得た。
次に、実施例3と同様に、得られた反射型マスクブランクから反射型マスクを作製した。
作製した反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、本実施例の反射型マスクは、デザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを設計通り形成できている事が確認できた。また、上述のマスクブランク及びマスクの製造工程において、薬品洗浄による吸収体膜の膜剥れや反射率の増加はなく、吸収体膜の耐薬性は問題なかった。
As described above, a reflective mask blank of this example was obtained.
Next, as in Example 3, a reflective mask was produced from the obtained reflective mask blank.
When the final confirmation inspection of the produced reflective mask was performed, it was confirmed that the reflective mask of this example was able to form a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm as designed. Moreover, in the manufacturing process of the above-mentioned mask blank and mask, there was no film peeling of the absorber film and an increase in reflectance due to chemical cleaning, and there was no problem with the chemical resistance of the absorber film.

(比較例)
実施例1と同じ合成石英ガラスからなる透光性基板上に、インライン型スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンと二酸化炭素の混合ガス(Ar:90体積%、CO:10体積%、ガス圧:0.3パスカル)雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、遮光層を形成した。引続き、アルゴンと二酸化炭素と窒素の混合ガス(Ar:70体積%、CO:12体積%、N:18体積%、ガス圧:0.3パスカル)雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、反射防止層を形成した。このようにして、総膜厚が100nmの遮光層及び反射防止層からなる遮光膜が形成されたフォトマスクブランクを得た。
本比較例の遮光膜は、光学濃度が3.0であった。また、この遮光膜の露光波長248nmにおける表面反射率は20%であった。さらに、この遮光膜の欠陥をマスクブランクス欠陥検査装置(M1320:レーザーテック社製)により10枚測定した結果、検出欠陥の個数は、1プレート当たり平均20個以上であり、非常に遮光膜の欠陥が多いことがわかった。
(Comparative example)
On the translucent substrate made of the same synthetic quartz glass as in Example 1, an in-line sputtering apparatus was used, a chromium target was used as the sputtering target, and a mixed gas of argon and carbon dioxide (Ar: 90% by volume, CO 2 : 10% by volume, gas pressure: 0.3 Pascal) A light shielding layer was formed by performing reactive sputtering in an atmosphere. Subsequently, reactive sputtering is performed in an atmosphere of a mixed gas of argon, carbon dioxide, and nitrogen (Ar: 70% by volume, CO 2 : 12% by volume, N 2 : 18% by volume, gas pressure: 0.3 Pascal). An antireflection layer was formed. In this way, a photomask blank was obtained in which a light shielding film composed of a light shielding layer and an antireflection layer having a total film thickness of 100 nm was formed.
The light shielding film of this comparative example had an optical density of 3.0. Further, the surface reflectance of this light-shielding film at an exposure wavelength of 248 nm was 20%. Furthermore, as a result of measuring 10 defects of the light shielding film with a mask blank defect inspection apparatus (M1320: manufactured by Lasertec Corporation), the number of detected defects is 20 or more on average per plate, and the defects of the light shielding film are extremely high. I found many.

次に、得られたフォトマスクブランクを用いて、前述の実施例1と同様にして、フォトマスクを作製した。得られたフォトマスクのマスクパターンは、検査の結果、上述の遮光膜の欠陥に起因すると考えられる欠陥が多く検出され、半導体装置の動作不良を引き起こす問題となるような欠陥も含まれていた。また、上述のマスクブランク及びフォトマスクの製造工程において、薬品洗浄による反射率が増加する場合があり、遮光膜の耐薬性にやや問題があった。また、本比較例の遮光膜の露光波長248nmにおける表面反射率は30%となり、前述の実施例と比べると高いため、フォトマスクを使用してマスクパターンを転写するときに、投影露光面との間で多重反射が発生し、所望なパターン転写が行えないという問題を生じることも考えられる。   Next, using the obtained photomask blank, a photomask was produced in the same manner as in Example 1 described above. As a result of the inspection, the obtained mask pattern of the photomask has many defects that are thought to be caused by the above-described defects of the light shielding film, and also includes defects that cause a malfunction of the semiconductor device. Further, in the above-described mask blank and photomask manufacturing processes, the reflectance due to chemical cleaning may increase, and there is a slight problem with the chemical resistance of the light shielding film. In addition, since the surface reflectance at the exposure wavelength of 248 nm of the light shielding film of this comparative example is 30%, which is higher than that of the above-described embodiment, when the mask pattern is transferred using a photomask, It is also conceivable that multiple reflections occur between them, and a desired pattern transfer cannot be performed.

実施例1,2における遮光膜パターン、実施例3,4における吸収体膜パターン、比較例における遮光膜パターンを200nmの孤立ラインパターンを形成したとき、CD−SEM(CriticalDimension−Scanning Electron Microscope:測長走査型電子顕微鏡)にて、パターンを測長して得られたCD精度は、実施例1〜4については5nmであったが、比較例は15nmであった。本発明のオゾンガスを作用させて反射率調整したマスクは、CD精度が格段に向上することがわかる。   When an isolated line pattern of 200 nm was formed from the light-shielding film pattern in Examples 1 and 2, the absorber film pattern in Examples 3 and 4, and the light-shielding film pattern in the comparative example, a CD-SEM (Critical Dimension-Scanning Electron Microscope: length measurement) The CD accuracy obtained by measuring the pattern with a scanning electron microscope was 5 nm for Examples 1 to 4, but 15 nm for the comparative example. It can be seen that the CD accuracy of the mask in which the reflectance is adjusted by applying the ozone gas of the present invention is remarkably improved.

本発明により得られるフォトマスクブランクの一実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the photomask blank obtained by this invention. フォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the photomask using a photomask blank. 本発明の第2の実施の形態に係る反射型マスクブランク及びこのマスクブランクを用いた反射型マスクの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the reflective mask blank which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and a reflective mask using this mask blank.

符号の説明Explanation of symbols

1 透光性基板
2 遮光膜
3 レジスト膜
2a 遮光膜のパターン
3a レジストパターン
10、30 マスクブランク
11 基板
12 多層反射膜
13 バッファ膜
14 吸収体膜
20 フォトマスク
40 反射型マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Translucent substrate 2 Light-shielding film 3 Resist film 2a Light-shielding film pattern 3a Resist pattern 10, 30 Mask blank 11 Substrate 12 Multilayer reflective film 13 Buffer film 14 Absorber film 20 Photomask 40 Reflective mask

Claims (4)

基板上に転写パターンを形成するための薄膜を有するマスクブランクの製造方法において、
前記基板上に前記薄膜を成膜した後、該薄膜表面にオゾンガスを照射して酸化物膜を形成し、
前記オゾンガスの濃度が80体積%以上であり、
前記オゾンガスを照射するときの雰囲気温度が室温〜300℃であり、
前記薄膜は、クロムを含む材料からなる遮光膜であり、該遮光膜の膜厚は露光光に対して光学濃度が2.5以上であり、70nm以下であることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
In a method for manufacturing a mask blank having a thin film for forming a transfer pattern on a substrate,
After forming the thin film on the substrate, the surface of the thin film is irradiated with ozone gas to form an oxide film,
The concentration of the ozone gas is 80% by volume or more;
The atmospheric temperature when irradiating the ozone gas is from room temperature to 300 ° C.,
The thin film is a light-shielding film made of a material containing chromium , and the film thickness of the light-shielding film has an optical density of 2.5 or more and 70 nm or less with respect to exposure light. Method.
前記薄膜表面に形成した酸化物膜の190〜300nmの波長域における表面反射率が20%以下であることを特徴とする請求項1に記載のマスクブランクの製造方法。   2. The method of manufacturing a mask blank according to claim 1, wherein the oxide film formed on the surface of the thin film has a surface reflectance of 20% or less in a wavelength range of 190 to 300 nm. 前記薄膜上にレジスト膜が形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のマスクブランクの製造方法。 Method for producing a mask blank according to claim 1 or 2, characterized in that the resist film is formed on the thin film. 請求項1乃至の何れか一に記載の製造方法により得られるマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングする工程を有することを特徴とするマスクの製造方法。 Method of manufacturing a mask comprising a step of patterning the thin film in the mask blank obtained by the method according to any one of claims 1 to 3.
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