JP7117445B1 - Reflective photomask blanks and reflective photomasks - Google Patents

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JP7117445B1 JP2021203514A JP2021203514A JP7117445B1 JP 7117445 B1 JP7117445 B1 JP 7117445B1 JP 2021203514 A JP2021203514 A JP 2021203514A JP 2021203514 A JP2021203514 A JP 2021203514A JP 7117445 B1 JP7117445 B1 JP 7117445B1
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【課題】本発明は、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニング転写用の反射型フォトマスクの射影効果を抑制または軽減し、且つ水素ラジカルへの耐性を有する反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクブランクを提供する。【解決手段】本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク10は、極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスク20を作製するための反射型フォトマスクブランクであって、基板1と、基板1上に形成された多層膜を含む反射層2と、反射層2の上に形成された吸収層4と、を有し、吸収層4は、錫(Sn)と酸素(〇)とを合計で70原子%以上含有する材料で形成され、錫(Sn)の価数が3.3以上であり、且つタンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合され、吸収層4の膜密度が4.0g/cm3以上であり、吸収層4の膜厚が17nm以上45nm以下の範囲内である。【選択図】図1Kind Code: A1 A reflective photomask and a reflective photomask that suppresses or reduces the projection effect of a reflective photomask for pattern transfer using light having a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source and has resistance to hydrogen radicals. Provide photomask blanks. A reflective photomask blank 10 according to an embodiment of the present invention is a reflective photomask blank for producing a reflective photomask 20 for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source. , a reflective layer 2 including a multilayer film formed on a substrate 1, and an absorbing layer 4 formed on the reflective layer 2, the absorbing layer 4 comprising tin (Sn) and oxygen (o) and a total of 70 atomic % or more, the valence of tin (Sn) is 3.3 or more, and 5 atomic % or more and 20 atomic % or less of tantalum (Ta) is mixed, and the absorption layer 4 has a film density of 4.0 g/cm 3 or more, and the film thickness of the absorption layer 4 is in the range of 17 nm or more and 45 nm or less. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本発明は、紫外領域の光を光源としたリソグラフィで使用する反射型フォトマスク及びこれを作製するための反射型フォトマスクブランクに関する。 The present invention relates to a reflective photomask used in lithography using light in the ultraviolet region as a light source and a reflective photomask blank for producing the same.

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっている。フォトリソグラフィにおける転写パターンの最小解像寸法は、露光光源の波長に大きく依存し、波長が短いほど最小解像寸法を小さくできる。このため、露光光源は、従来の波長193nmのArFエキシマレーザー光から、波長13.5nmのEUV(Extreme Ultra Violet:極端紫外線)領域の光に置き換わってきている。 2. Description of the Related Art In the process of manufacturing semiconductor devices, the demand for finer photolithography techniques is increasing as semiconductor devices become finer. The minimum resolution dimension of a transfer pattern in photolithography largely depends on the wavelength of the exposure light source, and the shorter the wavelength, the smaller the minimum resolution dimension can be. For this reason, the exposure light source is replacing conventional ArF excimer laser light with a wavelength of 193 nm with light in the EUV (Extreme Ultra Violet) region with a wavelength of 13.5 nm.

EUV領域の光は、ほとんどの物質で高い割合で吸収されるため、EUV露光用のフォトマスク(EUVマスク)としては、反射型のフォトマスクが使用される(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、ガラス基板上にモリブデン(Mo)層及びシリコン(Si)層を交互に積層した多層膜からなる反射層を形成し、その上にタンタル(Ta)を主成分とする光吸収層を形成し、この光吸収層にパターンを形成することで得られたEUVフォトマスクが開示されている。 Since most substances absorb light in the EUV region at a high rate, a reflective photomask is used as a photomask for EUV exposure (EUV mask) (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, a reflective layer composed of a multilayer film in which molybdenum (Mo) layers and silicon (Si) layers are alternately laminated on a glass substrate is formed, and a light absorbing layer containing tantalum (Ta) as a main component is formed thereon. An EUV photomask obtained by forming a layer and patterning the light absorbing layer is disclosed.

また、EUVリソグラフィは、前記のように、光の透過を利用する屈折光学系が使用できないことから、露光機の光学系部材もレンズではなく、反射型(ミラー)となる。このため、反射型フォトマスク(EUVマスク)への入射光と反射光が同軸上に設計できない問題があり、通常、EUVリソグラフィでは、光軸をEUVマスクの垂直方向から6度傾けて入射し、マイナス6度の角度で反射する反射光を半導体基板に導く手法が採用されている。 In addition, since EUV lithography cannot use a refractive optical system that utilizes light transmission as described above, the optical system members of the exposure machine are not lenses but reflective (mirrors). For this reason, there is a problem that the incident light and the reflected light to the reflective photomask (EUV mask) cannot be designed to be coaxial. A method of guiding the reflected light reflected at an angle of minus 6 degrees to the semiconductor substrate is adopted.

このように、EUVリソグラフィではミラーを介し光軸を傾斜することから、EUVマスクに入射するEUV光がEUVマスクのマスクパターン(パターン化された光吸収層)の影をつくる、いわゆる「射影効果」と呼ばれる問題が発生することがある。 In this way, in EUV lithography, the optical axis is tilted via a mirror, so the EUV light incident on the EUV mask casts a shadow on the mask pattern (patterned light absorption layer) of the EUV mask, the so-called "projection effect". A problem called

現在のEUVマスクブランクでは、光吸収層として膜厚60~90nmのタンタル(Ta)を主成分とした膜が用いられている。このマスクブランクを用いて作製したEUVマスクでパターン転写の露光を行った場合、EUV光の入射方向とマスクパターンの向きとの関係によっては、マスクパターンの影となるエッジ部分で、コントラストの低下を引き起こす恐れがある。これに伴い、半導体基板上の転写パターンのラインエッジラフネスの増加や、線幅が狙った寸法に形成できないなどの問題が生じ、転写性能が悪化することがある。 In current EUV mask blanks, a film mainly composed of tantalum (Ta) having a thickness of 60 to 90 nm is used as a light absorption layer. When pattern transfer exposure is performed with an EUV mask fabricated using this mask blank, the contrast may be reduced at the edge portion where the mask pattern is shadowed, depending on the relationship between the incident direction of the EUV light and the direction of the mask pattern. may cause it. Along with this, problems such as an increase in line edge roughness of a transfer pattern on a semiconductor substrate and an inability to form a line width with a target dimension may occur, resulting in deterioration of transfer performance.

そこで、光吸収層をタンタル(Ta)からEUV光に対する吸収性(消衰係数)が高い材料への変更や、タンタル(Ta)に吸収性の高い材料を加えた反射型フォトマスクブランクが検討されている。例えば、特許文献2では、光吸収層を、Taを主成分として50原子%(at%)以上含み、さらにTe、Sb、Pt、I、Bi、Ir、Os、W、Re、Sn、In、Po、Fe、Au、Hg、Ga及びAlから選ばれた少なくとも一種の元素を含む材料で構成した反射型フォトマスクブランクが記載されている。 Therefore, consideration has been given to changing the light absorption layer from tantalum (Ta) to a material having a high absorption (extinction coefficient) for EUV light, or to a reflective photomask blank in which a material having a high absorption is added to tantalum (Ta). ing. For example, in Patent Document 2, the light absorption layer contains Ta as a main component of 50 atomic % (at %) or more, and further Te, Sb, Pt, I, Bi, Ir, Os, W, Re, Sn, In, A reflective photomask blank composed of a material containing at least one element selected from Po, Fe, Au, Hg, Ga and Al is described.

さらに、ミラーは、EUV発生の副生成物(例えばSn)や炭素などによって汚染されることが知られている。汚染物質がミラーに蓄積することにより、ミラー表面の反射率が減少し、リソグラフィ装置のスループットを低下させることになる。この問題に対し、特許文献3では、装置内に水素ラジカルを生成することで、水素ラジカルと汚染物質とを反応させて、ミラーからこの汚染物質を除去する方法が開示されている。 In addition, mirrors are known to be contaminated by EUV generation by-products (eg, Sn), carbon, and the like. Accumulation of contaminants on the mirrors reduces the reflectivity of the mirror surfaces and reduces the throughput of the lithographic apparatus. In response to this problem, Patent Document 3 discloses a method of removing contaminants from a mirror by generating hydrogen radicals in an apparatus and reacting the hydrogen radicals with contaminants.

しかしながら、特許文献2に記載の反射型フォトマスクブランクでは、光吸収層が水素ラジカルに対する耐性(水素ラジカル耐性)を有することについては検討されていない。そのため、EUV露光装置への導入によって光吸収層に形成された転写パターン(マスクパターン)を安定的に維持できず、結果として転写性が悪化する可能性がある。 However, in the reflective photomask blank described in Patent Document 2, no consideration is given to the light absorption layer having resistance to hydrogen radicals (hydrogen radical resistance). Therefore, the transfer pattern (mask pattern) formed on the light absorption layer cannot be stably maintained by introduction into the EUV exposure apparatus, and as a result, transferability may deteriorate.

特開2011-176162号公報JP 2011-176162 A 特開2007-273678号公報JP 2007-273678 A 特開2011-530823号公報JP 2011-530823 A

そこで、本発明は、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニング転写用の反射型フォトマスクの射影効果を抑制または軽減し、且つ水素ラジカルへの耐性を有する反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、光吸収層に水素ラジカル耐性を付与することで、転写性が悪化する可能性を低減した反射型フォトマスク及びそれを作製するための反射型フォトマスクブランクを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention suppresses or reduces the projection effect of a reflective photomask for pattern transfer using light of a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source, and has resistance to hydrogen radicals, and a reflective photomask blank and a reflective mask blank. The purpose is to provide a photomask. More specifically, the present invention provides a reflective photomask and a reflective photomask blank for producing the same, in which the possibility of deterioration in transferability is reduced by imparting hydrogen radical resistance to the light absorption layer. intended to provide

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る反射型フォトマスクブランクは、極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクを作製するための反射型フォトマスクブランクであって、基板と、前記基板上に形成された多層膜を含む反射層と、前記反射層の上に形成された吸収層と、を有し、前記吸収層は、錫(Sn)と酸素(〇)とを合計で70原子%以上含有する材料で形成され、前記吸収層に含まれる前記錫(Sn)の価数は、3.3以上であり、前記吸収層に、タンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合され、前記吸収層の膜密度は、4.0g/cm以上であり、前記吸収層の膜厚は、17nm以上45nm以下の範囲内であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a reflective photomask blank according to one aspect of the present invention is a reflective photomask blank for producing a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source, a substrate, a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate, and an absorbing layer formed on the reflective layer, the absorbing layer containing tin (Sn) and oxygen (◯) The valence of the tin (Sn) contained in the absorption layer is 3.3 or more, and the absorption layer contains 5 atomic % of tantalum (Ta). 20 atomic % or less is mixed, the film density of the absorption layer is 4.0 g/cm 3 or more, and the film thickness of the absorption layer is in the range of 17 nm or more and 45 nm or less.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクブランクにおける前記吸収層の膜厚は、20nm以上30nm以下の範囲内であってもよい。 The film thickness of the absorption layer in the reflective photomask blank according to one aspect of the present invention may be in the range of 20 nm or more and 30 nm or less.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクブランクにおける前記吸収層は、Pt、Te、In、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Mo、B、Pd、Ni、P、F、N、C、及びHからなる群から選択された1種以上の元素をさらに含有する材料で形成されてもよい。 The absorption layer in the reflective photomask blank according to one aspect of the present invention includes Pt, Te, In, Zr, Hf, Ti, W, Si, Cr, Mo, B, Pd, Ni, P, F, N, It may be formed of a material further containing one or more elements selected from the group consisting of C and H.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクブランクは、前記吸収層の上に形成されたバリア層をさらに有してもよい。 A reflective photomask blank according to an aspect of the present invention may further have a barrier layer formed on the absorbing layer.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクブランクにおける前記バリア層は、タンタル(Ta)の酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物、又は、タンタル(Ta)と錫(Sn)とを含む酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する材料で形成されてもよい。 The barrier layer in the reflective photomask blank according to an aspect of the present invention is an oxide, nitride, boride, fluoride, oxynitride, oxyboride, and oxyfluoride of tantalum (Ta), or Contains one or more compounds selected from the group consisting of oxides containing tantalum (Ta) and tin (Sn), nitrides, borides, fluorides, oxynitrides, oxyborides, and oxyfluorides It may be made of a material that

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクブランクにおける前記バリア層の膜厚は、5nm以下であってもよい。 The film thickness of the barrier layer in the reflective photomask blank according to one aspect of the present invention may be 5 nm or less.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクブランクは、前記反射層と前記吸収層との間に形成されたキャッピング層をさらに有してもよい。 A reflective photomask blank according to an aspect of the present invention may further include a capping layer formed between the reflective layer and the absorbing layer.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る反射型フォトマスクは、基板と、前記基板上に形成された多層膜を含む反射層と、前記反射層の上に被転写態に対する転写パターンとなる吸収パターンが形成された吸収パターン層と、を有し、前記吸収パターン層は、錫(Sn)と酸素(〇)とを合計で70原子%以上含有する材料で形成され、前記吸収パターン層に含まれる前記錫(Sn)の価数は、3.3以上であり、前記吸収パターン層に、タンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合され、前記吸収パターン層の膜密度は、4.0g/cm以上であり、前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上45nm以下の範囲内であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a reflective photomask according to an aspect of the present invention includes a substrate, a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate, and a transfer layer on the reflective layer. an absorption pattern layer in which an absorption pattern serving as a pattern is formed, wherein the absorption pattern layer is formed of a material containing a total of 70 atomic % or more of tin (Sn) and oxygen (◯), and the absorption The tin (Sn) contained in the pattern layer has a valence of 3.3 or more, and the absorption pattern layer contains 5 atomic % or more and 20 atomic % or less of tantalum (Ta). The density is 4.0 g/cm 3 or more, and the film thickness of the absorption pattern layer is in the range of 17 nm or more and 45 nm or less.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクにおける前記吸収パターン層の膜厚は、20nm以上30nm以下の範囲内であってもよい。 The film thickness of the absorption pattern layer in the reflective photomask according to one aspect of the present invention may be in the range of 20 nm or more and 30 nm or less.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクにおける前記吸収パターン層は、Pt、Te、In、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Mo、B、Pd、Ni、P、F、N、C、及びHからなる群から選択された1種以上の元素をさらに含有する材料で形成されてもよい。 The absorption pattern layer in the reflective photomask according to one aspect of the present invention includes Pt, Te, In, Zr, Hf, Ti, W, Si, Cr, Mo, B, Pd, Ni, P, F, N, It may be formed of a material further containing one or more elements selected from the group consisting of C and H.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクにおける前記吸収パターン層は、前記吸収パターン層の上面及び側面の少なくとも一方の面にバリア層をさらに有してもよい。 The absorption pattern layer in the reflective photomask according to one aspect of the present invention may further have a barrier layer on at least one of the upper surface and side surfaces of the absorption pattern layer.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクにおける前記バリア層は、タンタル(Ta)の酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物、又は、タンタル(Ta)と錫(Sn)とを含む酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する材料で形成されてもよい。 The barrier layer in the reflective photomask according to one aspect of the present invention includes oxide, nitride, boride, fluoride, oxynitride, oxyboride, and oxyfluoride of tantalum (Ta), or tantalum. Contains one or more compounds selected from the group consisting of oxides containing (Ta) and tin (Sn), nitrides, borides, fluorides, oxynitrides, oxyborides, and oxyfluorides It may be made of any material.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクにおける前記バリア層の膜厚は、5nm以下であってもよい。 The film thickness of the barrier layer in the reflective photomask according to one aspect of the present invention may be 5 nm or less.

本発明の一態様に係る反射型フォトマスクは、前記反射層と前記吸収層との間に形成されたキャッピング層をさらに有してもよい。 A reflective photomask according to an aspect of the present invention may further include a capping layer formed between the reflective layer and the absorbing layer.

本発明の一態様によれば、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニングにおいて半導体基板への転写性能が向上し、且つ水素ラジカル環境下でも使用可能な反射型フォトマスクが期待できる。つまり、本発明の一態様に係る反射型フォトマスクであれば、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニング転写用の反射型フォトマスクの射影効果を抑制または軽減し、且つ水素ラジカルへの耐性を有する。 According to one aspect of the present invention, a reflective photomask can be expected that has improved transfer performance to a semiconductor substrate in patterning using light having a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source and that can be used even in a hydrogen radical environment. That is, the reflective photomask according to one aspect of the present invention suppresses or reduces the projection effect of the reflective photomask for pattern transfer using light with a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source, and also suppresses or reduces the projection effect on hydrogen radicals. Tolerant.

本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランクの構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask blank according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask according to an embodiment of the present invention; FIG. EUV光の波長における各金属材料の光学定数を示すグラフである。4 is a graph showing the optical constants of each metal material at the wavelength of EUV light; 本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランクの構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask blank according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクブランクの構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask blank according to an example of the present invention; FIG. 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。1A to 1D are schematic cross-sectional views showing manufacturing steps of a reflective photomask according to an example of the present invention; 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。1A to 1D are schematic cross-sectional views showing manufacturing steps of a reflective photomask according to an example of the present invention; 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの製造工程を示す概略断面図である。1A to 1D are schematic cross-sectional views showing manufacturing steps of a reflective photomask according to an example of the present invention; 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask according to an example of the present invention; FIG. 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの設計パターンの形状を示す概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing the shape of the design pattern of the reflective photomask according to the example of the present invention; 本発明の実施例に係る反射型フォトマスクの構造を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask according to an example of the present invention; FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は本発明の必須要件ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown below. In the embodiments shown below, technically preferred limitations are made for implementing the present invention, but the limitations are not essential to the present invention.

図1は、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク10の構造を示す概略断面図である。また、図2は、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク20の構造を示す概略断面図である。ここで、図2に示す本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク20は、図1に示す本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク10の吸収層4をパターニングして形成したものである。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask blank 10 according to an embodiment of the invention. Also, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask 20 according to an embodiment of the present invention. Here, the reflective photomask 20 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is formed by patterning the absorption layer 4 of the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. be.

(全体構造)
図1に示すように、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク10は、基板1と、基板1上に形成された反射層2と、反射層2の上に形成されたキャッピング層3と、キャッピング層3の上に形成された吸収層4と、を備えている。
(overall structure)
As shown in FIG. 1, a reflective photomask blank 10 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 1, a reflective layer 2 formed on the substrate 1, and a capping layer 3 formed on the reflective layer 2. and an absorbing layer 4 formed on the capping layer 3 .

(基板)
本発明の実施形態に係る基板1には、例えば、平坦なSi基板や合成石英基板等を用いることができる。また、基板1には、チタンを添加した低熱膨張ガラスを用いることができるが、熱膨張率の小さい材料であれば、本発明はこれらに限定されるものではない。
(substrate)
A flat Si substrate, a synthetic quartz substrate, or the like, for example, can be used as the substrate 1 according to the embodiment of the present invention. Further, the substrate 1 can be made of low thermal expansion glass to which titanium is added, but the present invention is not limited to these materials as long as the material has a small thermal expansion coefficient.

(反射層)
本発明の実施形態に係る反射層2は、露光光であるEUV光(極端紫外光)を反射するものであればよく、EUV光に対する屈折率の大きく異なる材料の組み合わせによる多層反射膜であってもよい。多層反射膜を含む反射層2は、例えば、Mo(モリブデン)とSi(シリコン)、またはMo(モリブデン)とBe(ベリリウム)といった組み合わせの層を40周期程度繰り返し積層することにより形成したものであってもよい。
(reflective layer)
The reflective layer 2 according to the embodiment of the present invention may reflect EUV light (extreme ultraviolet light), which is exposure light, and is a multilayer reflective film made of a combination of materials having significantly different refractive indices for EUV light. good too. The reflective layer 2 including a multi-layer reflective film is formed by repeatedly stacking a combination of Mo (molybdenum) and Si (silicon) or Mo (molybdenum) and Be (beryllium) about 40 cycles. may

(キャッピング層)
本発明の実施形態に係るキャッピング層3は、吸収層4に転写パターン(マスクパターン)を形成する際に行われるドライエッチングに対して耐性を有する材質で形成されており、吸収層4をエッチングする際に、反射層2へのダメージを防ぐエッチングストッパとして機能するものである。キャッピング層3は、例えば、Ru(ルテニウム)で形成されている。ここで、反射層2の材質やエッチング条件により、キャッピング層3は形成されていなくてもかまわない。また、図示しないが、基板1の反射層2を形成していない面に裏面導電膜を形成することができる。裏面導電膜は、反射型フォトマスク20を露光機に設置するときに静電チャックの原理を利用して固定するための膜である。
(capping layer)
The capping layer 3 according to the embodiment of the present invention is made of a material that is resistant to dry etching performed when forming a transfer pattern (mask pattern) on the absorption layer 4, and the absorption layer 4 is etched. In this case, it functions as an etching stopper to prevent damage to the reflective layer 2 . The capping layer 3 is made of Ru (ruthenium), for example. Depending on the material of the reflective layer 2 and etching conditions, the capping layer 3 may not be formed. Moreover, although not shown, a back conductive film can be formed on the surface of the substrate 1 on which the reflective layer 2 is not formed. The back conductive film is a film for fixing the reflective photomask 20 using the principle of an electrostatic chuck when the reflective photomask 20 is installed in the exposure machine.

(吸収層)
図2に示すように、反射型フォトマスクブランク10の吸収層4の一部を除去することにより、即ち吸収層4をパターニングすることにより、反射型フォトマスク20の吸収パターン(吸収パターン層)41が形成される。EUVリソグラフィにおいて、EUV光は斜めに入射し、反射層2で反射されるが、吸収パターン41が光路の妨げとなる射影効果により、ウェハ(半導体基板)上への転写性能が悪化することがある。この転写性能の悪化は、EUV光を吸収する吸収層4の厚さを薄くすることで低減される。吸収層4の厚さを薄くするためには、従来の材料よりEUV光に対する吸収性の高い材料、つまり波長13.5nmに対する消衰係数kの高い材料を適用することが好ましい。
(absorbent layer)
As shown in FIG. 2, by removing part of the absorbing layer 4 of the reflective photomask blank 10, that is, by patterning the absorbing layer 4, an absorbing pattern (absorbing pattern layer) 41 of the reflective photomask 20 is formed. is formed. In EUV lithography, EUV light is obliquely incident and reflected by the reflective layer 2, but the absorption pattern 41 obstructs the optical path, resulting in a projection effect, which may deteriorate the transfer performance onto a wafer (semiconductor substrate). . This deterioration in transfer performance can be reduced by reducing the thickness of the absorption layer 4 that absorbs EUV light. In order to reduce the thickness of the absorption layer 4, it is preferable to use a material that absorbs EUV light more than conventional materials, that is, a material that has a high extinction coefficient k for a wavelength of 13.5 nm.

図3は、各金属材料のEUV光の波長13.5nmに対する光学定数を示すグラフである。図3の横軸は屈折率nを表し、縦軸は消衰係数kを示している。従来の吸収層4の主材料であるタンタル(Ta)の消衰係数kは0.041である。それより大きい消衰係数kを有する化合物材料であれば、従来に比べて吸収層4の厚さを薄くすることが可能である。 FIG. 3 is a graph showing the optical constants of each metal material with respect to an EUV light wavelength of 13.5 nm. The horizontal axis of FIG. 3 represents the refractive index n, and the vertical axis represents the extinction coefficient k. The extinction coefficient k of tantalum (Ta), which is the main material of the conventional absorption layer 4, is 0.041. If the compound material has a larger extinction coefficient k than that, it is possible to make the thickness of the absorption layer 4 thinner than before.

上記のような消衰係数kを満たす材料としては、図3に示すように、例えば、銀(Ag)、プラチナ(Pt)、インジウム(In)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、テルル(Te)がある。しかしながら、これらの金属材料の一部は、元素のハロゲン化物の揮発性が低くドライエッチング性が悪いという問題を有している。このため、これらの金属材料で形成された吸収層を備える反射型フォトマスクブランクを作製したとしても、この吸収層に吸収パターン層をパターニングできず、その結果、この反射型フォトマスクブランクを反射型フォトマスクに加工が出来ないという問題が生じる。あるいは、これらの金属材料の融点が低いために反射型フォトマスク作製時やEUV露光時の熱に耐えられず、実用性に乏しい反射型フォトマスクとなってしまうという問題が生じる。 As shown in FIG. 3, materials satisfying the above extinction coefficient k include, for example, silver (Ag), platinum (Pt), indium (In), cobalt (Co), tin (Sn), nickel ( Ni) and tellurium (Te). However, some of these metal materials have the problem of low volatility of elemental halides and poor dry etching properties. Therefore, even if a reflective photomask blank having an absorbing layer made of these metal materials is manufactured, the absorbing pattern layer cannot be patterned on the absorbing layer. A problem arises that the photomask cannot be processed. Alternatively, since the melting points of these metal materials are low, they cannot withstand heat during the production of a reflective photomask or during EUV exposure, resulting in a poorly practical reflective photomask.

上述の欠点を回避するため、本実施形態の反射型フォトマスクブランクの吸収層4または本実施形態の反射型フォトマスク20の吸収パターン層41は、錫(Sn)及び酸素(O)を含む材料で形成されたものとする。Sn単体では、融点が230℃付近であり、反射型フォトマスク作製時やEUV露光時の熱の温度よりも低く、熱的安定性に問題があるが、酸化錫(SnO)にすることで、それぞれの融点を大幅に高くできる。実際に反応性スパッタリングにより酸化錫(SnO)膜を複数作製し、熱分析装置によりその融点を測定したところ、融点が1630℃と単体より高く、露光環境下で必要とされる熱耐性を有すると考えられる。 In order to avoid the above drawbacks, the absorbing layer 4 of the reflective photomask blank of this embodiment or the absorbing pattern layer 41 of the reflective photomask 20 of this embodiment is made of a material containing tin (Sn) and oxygen (O). It shall be formed by Sn alone has a melting point of around 230° C., which is lower than the temperature of the heat used during reflective photomask production and EUV exposure, and has a problem with thermal stability. , the respective melting points can be significantly increased. A plurality of tin oxide (SnO 2 ) films were actually produced by reactive sputtering, and the melting point was measured with a thermal analysis device. It is thought that

また、反射型フォトマスク20は、水素ラジカル環境下に曝されるため、水素ラジカル耐性の高い光吸収材料でなければ、反射型フォトマスク20は長期の使用に耐えられない。本実施形態においては、マイクロ波プラズマを使って、電力1kWで水素圧力が0.36ミリバール(mbar)以下の水素ラジカル環境下で、膜減り速さ0.01nm/s以下の材料を、水素ラジカル耐性の高い材料とする。
錫(Sn)は単体では水素ラジカルへの耐性が低いことが知られているが、酸素を追加することによって水素ラジカル耐性が高くなる。更にタンタル(Ta)を混合することで耐性が大幅に上昇し、上述した水素ラジカル耐性の基準を満たすことが可能となる。これは、水素ラジカルへの耐性を有するタンタル(Ta)を混ぜることによって強度が高まり、化合物としての安定性の向上に寄与するためと考えられる。
Moreover, since the reflective photomask 20 is exposed to a hydrogen radical environment, the reflective photomask 20 cannot withstand long-term use unless it is made of a light-absorbing material with high resistance to hydrogen radicals. In the present embodiment, a material having a film reduction rate of 0.01 nm/s or less is treated with hydrogen radicals in a hydrogen radical environment at a power of 1 kW and a hydrogen pressure of 0.36 mbar or less using microwave plasma. Use highly durable materials.
Tin (Sn) alone is known to have low resistance to hydrogen radicals, but the addition of oxygen increases the resistance to hydrogen radicals. Furthermore, by mixing tantalum (Ta), the resistance is greatly increased, and it becomes possible to satisfy the above-mentioned hydrogen radical resistance standard. This is probably because the addition of tantalum (Ta), which is resistant to hydrogen radicals, increases the strength and contributes to the improvement of the stability of the compound.

本実施形態における吸収層4は、錫(Sn)及び酸素(O)及びタンタル(Ta)を含む材料で形成され、吸収層4の膜密度は4.0g/cm以上であることが好ましい。吸収層4の膜密度が4.0g/cm未満の場合、結合性が不安定であり、膜内部にも微小な空洞が存在する状態であるため水素ラジカル耐性が十分に得られないという問題が生じる。また、EUV光に対する吸収性能も十分に得られいとい問題も生じる。一方、吸収層4の膜密度に上限は特に設けないが、膜密度が高くなるほど膜の平滑性が得られ難く、スパッタリング法による成膜やドライエッチングによる加工性が難しくなる傾向がある。そのため、吸収層4の膜密度は、4.0g/cm以上であることが好ましく、5.0g/cm~12.0g/cmの範囲内であることがより好ましく、6.0g/cm~10.0g/cmの範囲内であることが更に好ましい。
本実施形態における吸収層4の膜密度は、ラザフォード後方散乱分析法(RBS)の測定結果より算出した。
The absorption layer 4 in this embodiment is made of a material containing tin (Sn), oxygen (O) and tantalum (Ta), and preferably has a film density of 4.0 g/cm 3 or more. If the film density of the absorption layer 4 is less than 4.0 g/cm 3 , the bondability is unstable, and minute cavities are present inside the film, resulting in insufficient resistance to hydrogen radicals. occurs. There is also the problem that sufficient absorption performance for EUV light can not be obtained. On the other hand, although there is no particular upper limit to the film density of the absorption layer 4, the higher the film density, the more difficult it is to obtain smoothness of the film, and the more difficult it is to process the film by sputtering or by dry etching. Therefore, the film density of the absorption layer 4 is preferably 4.0 g/cm 3 or more, more preferably in the range of 5.0 g/cm 3 to 12.0 g/cm 3 , and 6.0 g/cm 3 or more. More preferably, it is within the range of cm 3 to 10.0 g/cm 3 .
The film density of the absorption layer 4 in this embodiment was calculated from the measurement results of Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS).

前述の通り、吸収層4の膜密度は、膜の平滑性や形成された吸収パターン層41のラインエッジラフネスに影響する。吸収層4の表面粗さが大きいとEUV光の反射効率に影響する可能性がある。従って吸収層4の表面粗さ(RMS)は0.6nm以下であること好ましく、0.4nm以下であることが更に好ましい。
本実施形態において、吸収層4の表面粗さ(RMS)の測定は、例えば、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した。
As described above, the film density of the absorption layer 4 affects the smoothness of the film and the line edge roughness of the formed absorption pattern layer 41 . If the surface roughness of the absorption layer 4 is large, it may affect the reflection efficiency of EUV light. Therefore, the surface roughness (RMS) of the absorption layer 4 is preferably 0.6 nm or less, more preferably 0.4 nm or less.
In this embodiment, the surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 was measured using an atomic force microscope (AFM), for example.

吸収層4を構成する材料は、錫(Sn)及び酸素(O)を合計で70原子%以上含有することが好ましい。更に、吸収層4にはタンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合されていることが好ましい。つまり、吸収層4は、錫(Sn)と酸素(O)とを合計で70原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上20原子%以下含有する材料で形成されていることが好ましい。これは、吸収層4に錫(Sn)と酸素(O)以外の成分が含まれていると、EUV光吸収性が低下する可能性があるものの、錫(Sn)と酸素(O)以外の成分が30原子%未満であれば、EUV光吸収性の低下はごく僅かであり、EUVマスクの吸収層4としての性能の低下はほとんどないためである。更に、酸化錫(SnO)は、塩素系ガスを用いたドライエッチングが可能であるため、反射型フォトマスクブランクを反射型フォトマスクに加工することが出来るものの、タンタル(Ta)を混合させることによって加工性が低下する。吸収層4に混合されるタンタル(Ta)が5原子%以上20原子%であれば、吸収層4の膜密度が4.0g/cm以上である場合、ドライエッチングによる加工性の低下はごく僅かであり、水素ラジカル耐性も向上する。
なお、タンタル(Ta)の含有量が5原子%未満であると水素ラジカル耐性の向上が得られない。また、タンタル(Ta)の含有量が20原子%を超えるとドライエッチングによる加工性が低下し、ラインエッジラフネス(LER)が大きくなることでウェハ転写性に悪影響を与えることが予想される。更に、タンタル(Ta)の含有量が20原子%を超えると波長190~260nmのDUV(Deep Ultra Violet)光におけるコントラストが低下するため、検査性が悪くなる。したがって、タンタル(Ta)の含有量は5原子%以上20原子%以下であることが好ましく、8原子%以上15原子%以下であることがより好ましい。
The material forming the absorption layer 4 preferably contains tin (Sn) and oxygen (O) in a total amount of 70 atomic % or more. Furthermore, the absorption layer 4 preferably contains tantalum (Ta) in an amount of 5 atomic % or more and 20 atomic % or less. That is, the absorption layer 4 is made of a material containing a total of 70 atomic % or more of tin (Sn) and oxygen (O) and containing 5 atomic % or more and 20 atomic % or less of tantalum (Ta). is preferred. This is because if the absorption layer 4 contains a component other than tin (Sn) and oxygen (O), the EUV light absorbability may decrease, but This is because if the content of the component is less than 30 atomic %, the deterioration of the EUV light absorptivity is very slight, and the performance as the absorption layer 4 of the EUV mask hardly deteriorates. Furthermore, since tin oxide (SnO 2 ) can be dry-etched using a chlorine-based gas, a reflective photomask blank can be processed into a reflective photomask, but tantalum (Ta) cannot be mixed. workability is reduced by If the content of tantalum (Ta) mixed in the absorption layer 4 is 5 atomic % or more and 20 atomic %, and if the film density of the absorption layer 4 is 4.0 g/cm 3 or more, the workability is hardly lowered by dry etching. It is small, and hydrogen radical resistance is also improved.
If the tantalum (Ta) content is less than 5 atomic percent, the hydrogen radical resistance cannot be improved. In addition, if the tantalum (Ta) content exceeds 20 atomic %, it is expected that the workability by dry etching will be lowered and the line edge roughness (LER) will increase, adversely affecting the wafer transferability. Furthermore, when the content of tantalum (Ta) exceeds 20 atomic %, the contrast in DUV (Deep Ultra Violet) light with a wavelength of 190 to 260 nm is lowered, resulting in poor testability. Therefore, the content of tantalum (Ta) is preferably 5 atomic % or more and 20 atomic % or less, more preferably 8 atomic % or more and 15 atomic % or less.

吸収層4を構成する材料の上記組成比は、ラザフォード後方散乱分析法(RBS)による分析結果に基づき算出しており、分析手法によっては含有量が変動する可能性がある。例えば、タンタル(Ta)の含有量がRBS分析で5原子%~20原子%の材料を、X線光電子分光法(XPS)を用いて分析した結果、4原子%~13原子%となってもよい。更に、例えば、タンタル(Ta)の含有量がRBS分析で5原子%~20原子%の材料を、エネルギー分散型X線分析法(EDX)を用いて分析した結果、8原子%~34原子%となってもよい。 The composition ratio of the material constituting the absorption layer 4 is calculated based on the analysis result by Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS), and the content may vary depending on the analysis method. For example, as a result of analyzing a material with a tantalum (Ta) content of 5 atomic % to 20 atomic % by RBS analysis using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), even if it is 4 atomic % to 13 atomic % good. Furthermore, for example, a material with a tantalum (Ta) content of 5 atomic % to 20 atomic % by RBS analysis was analyzed using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and the result was 8 atomic % to 34 atomic %. can be

前述の通り、吸収層4を形成するための錫(Sn)及び酸素(O)を含む材料は、化学量論的組成の酸化錫(SnO)に近いことが望ましい。また、混合するTaとも安定した構造を形成していることが望ましい。即ち、吸収層4を構成する材料中の錫(Sn)の価数は、3.3以上であることが好ましく、3.5以上であることが更に好ましい。
また、錫(Sn)の価数と、化学量論的組成の酸化錫(SnO)の組成比の測定結果とは必ずしも一致している必要はなく、例えば酸素(O)が過剰に存在し原子数比(O/Sn)が2.0を超えていても、錫(Sn)の価数が3.3以上であれば問題ない。つまり、錫(Sn)の価数が3.3以上であれば、酸素(O)と錫(Sn)との比率(O/Sn)は問わないが、その比率は2.0~3.2付近、例えば1.7以上3.5以下の範囲内であれば好ましく、1.8以上3.0以下の範囲内であればより好ましい。
本実施形態における錫(Sn)の価数は、XAFS(エックス線吸収微細構造)で測定した結果である。
なお、吸収層4に上述したタンタル(Ta)を混合する場合には、そのタンタル(Ta)は、錫(Sn)と同様に酸化されていてもよいし、酸化されていなくてもよい。
As described above, the material containing tin (Sn) and oxygen (O) for forming the absorption layer 4 preferably has a stoichiometric composition close to tin oxide (SnO 2 ). Moreover, it is desirable that the mixed Ta also forms a stable structure. That is, the valence of tin (Sn) in the material forming the absorption layer 4 is preferably 3.3 or more, more preferably 3.5 or more.
Further, the valence of tin (Sn) and the measurement result of the composition ratio of stoichiometric tin oxide (SnO 2 ) do not necessarily match. Even if the atomic ratio (O/Sn) exceeds 2.0, there is no problem if the valence of tin (Sn) is 3.3 or more. That is, as long as the valence of tin (Sn) is 3.3 or more, the ratio (O/Sn) between oxygen (O) and tin (Sn) does not matter, but the ratio is 2.0 to 3.2. It is preferably in the vicinity, for example, in the range of 1.7 to 3.5, more preferably in the range of 1.8 to 3.0.
The valence of tin (Sn) in this embodiment is the result of measurement by XAFS (X-ray absorption fine structure).
When the above-mentioned tantalum (Ta) is mixed in the absorption layer 4, the tantalum (Ta) may be oxidized like tin (Sn), or may not be oxidized.

前述の通り、吸収層4を構成する材料は、錫(Sn)及び酸素(O)を合計で70原子%以上、タンタル(Ta)を5原子%以上20原子%以下含有することが好ましいが、錫(Sn)と酸素(O)とタンタル(Ta)以外の材料として、例えば、Pt、Te、In、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Mo、B、Pd、Ni、P、F、N、C、Hが混合されていてもよい。つまり、吸収層4は、錫(Sn)と酸素(O)とタンタル(Ta)以外に、Pt、Te、In、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Mo、B、Pd、Ni、P、F、N、C、及びHからなる群から選択された1種以上の元素をさらに含有していてもよい。即ち、吸収層4は、錫(Sn)と酸素(O)とタンタル(Ta)以外に、Pt、Te、In、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Mo、B、Pd、Ni、P、F、N、C、及びHからなる群から選択された1種以上の元素を、吸収層4を構成する全原子数に対して25原子%未満であれば、さらに含有していてもよい。
例えば、吸収層4にPt、Te、In、Pd、Niを混合することで、EUV光に対する高吸収性を確保しながら、膜(吸収層4)に導電性を付与することが可能となる。このため、波長190~260nmのDUV(Deep Ultra Violet)光を用いたマスクパターン検査において、検査性を高くすることが可能となる。
また、吸収層4にNやHf、あるいはZr、Mo、Cr、B、Fを混合した場合、膜質をよりアモルファスにすることが可能となる。このため、ドライエッチング後の吸収層パターン(マスクパターン)のラフネスや面内寸法均一性、あるいは転写像の面内均一性を向上させることが可能となる。
また、吸収層4にTi、W、Siを混合した場合、吸収層4(吸収パターン層41)の洗浄に対する耐性を高めることが可能となる。
As described above, the material constituting the absorption layer 4 preferably contains a total of 70 atomic % or more of tin (Sn) and oxygen (O) and 5 atomic % or more and 20 atomic % or less of tantalum (Ta). Examples of materials other than tin (Sn), oxygen (O) and tantalum (Ta) include Pt, Te, In, Zr, Hf, Ti, W, Si, Cr, Mo, B, Pd, Ni, P, F , N, C, and H may be mixed. That is, the absorption layer 4 includes Pt, Te, In, Zr, Hf, Ti, W, Si, Cr, Mo, B, Pd, Ni, in addition to tin (Sn), oxygen (O), and tantalum (Ta). It may further contain one or more elements selected from the group consisting of P, F, N, C, and H. That is, the absorption layer 4 includes Pt, Te, In, Zr, Hf, Ti, W, Si, Cr, Mo, B, Pd, Ni, in addition to tin (Sn), oxygen (O), and tantalum (Ta). At least one element selected from the group consisting of P, F, N, C, and H may be further contained as long as it is less than 25 atomic % with respect to the total number of atoms constituting the absorption layer 4. good.
For example, by mixing Pt, Te, In, Pd, and Ni in the absorption layer 4, it is possible to impart conductivity to the film (absorption layer 4) while ensuring high absorption of EUV light. Therefore, it is possible to improve the inspectability in mask pattern inspection using DUV (Deep Ultra Violet) light with a wavelength of 190 to 260 nm.
Moreover, when N, Hf, or Zr, Mo, Cr, B, and F are mixed in the absorption layer 4, it becomes possible to make the film quality more amorphous. Therefore, it is possible to improve the roughness and in-plane dimensional uniformity of the absorption layer pattern (mask pattern) after dry etching, or the in-plane uniformity of the transferred image.
Also, when Ti, W, and Si are mixed in the absorption layer 4, it is possible to increase the resistance to cleaning of the absorption layer 4 (absorption pattern layer 41).

従来のEUV反射型フォトマスクの吸収層4(吸収パターン層41)には、上述のようにTaを主成分とする化合物材料が適用されてきた。この場合、吸収層4(吸収パターン層41)と反射層2との光強度のコントラストを表す指標である光学濃度OD(式1)で1以上を得るには、吸収層4の膜厚は40nm以上必要であり、ODで2以上を得るには、吸収層4の膜厚は70nm以上必要であった。Taの消衰係数kは0.041だが、消衰係数kが0.06以上の錫(Sn)と酸素(O)とを主成分として含む化合物材料を吸収層4に適用することで、ベールの法則より、少なくともODが1以上であれば吸収層4の膜厚を17nm以下まで薄膜化することが可能であり、ODが2以上であれば吸収層4の膜厚を45nm以下にすることが可能である。ただし、吸収層4(吸収パターン層41)の膜厚が45nmを超えると、従来のTaを主成分とした化合物材料で形成された膜厚60nmの吸収層4(吸収パターン層41)と射影効果が同程度となってしまう。
OD=-log(Ra/Rm) ・・・(式1)
そのため、本発明の実施形態に係る吸収層4の膜厚は、17nm以上45nm以下であることが好ましい。つまり、吸収層4の膜厚が17nm以上45nm以下の範囲内であると、Taを主成分とした化合物材料で形成された従来の吸収層4に比べて、射影効果を十分に低減することができ、転写性能が向上する。なお、光学濃度(OD:Optical Density)値は、吸収層4(吸収パターン層41)と反射層2のコントラストであり、OD値が1未満の場合には、十分なコントラストを得ることができず、転写性能が低下する傾向がある。なお、吸収層4の膜厚は17nm以上45nm以下の範囲であることが好ましく20nm以上30nm以下の範囲内であることがより好ましい。
また、上述した「主成分」とは、吸収層全体の原子数に対して50原子%以上含んでいる成分をいう。
As described above, a compound material containing Ta as a main component has been applied to the absorption layer 4 (absorption pattern layer 41) of a conventional EUV reflective photomask. In this case, the film thickness of the absorption layer 4 is 40 nm in order to obtain 1 or more in the optical density OD (formula 1), which is an index representing the contrast of the light intensity between the absorption layer 4 (absorption pattern layer 41) and the reflection layer 2. In order to obtain an OD of 2 or more, the film thickness of the absorption layer 4 must be 70 nm or more. The extinction coefficient k of Ta is 0.041. According to the law, if the OD is at least 1, the thickness of the absorption layer 4 can be reduced to 17 nm or less, and if the OD is 2 or more, the thickness of the absorption layer 4 should be 45 nm or less. is possible. However, when the thickness of the absorption layer 4 (absorption pattern layer 41) exceeds 45 nm, the absorption layer 4 (absorption pattern layer 41) with a thickness of 60 nm formed of a conventional compound material containing Ta as a main component and the projection effect becomes the same.
OD=−log(Ra/Rm) (Formula 1)
Therefore, the film thickness of the absorption layer 4 according to the embodiment of the present invention is preferably 17 nm or more and 45 nm or less. That is, when the thickness of the absorption layer 4 is within the range of 17 nm or more and 45 nm or less, the projection effect can be sufficiently reduced compared to the conventional absorption layer 4 formed of a compound material containing Ta as a main component. and the transfer performance is improved. The optical density (OD) value is the contrast between the absorption layer 4 (absorption pattern layer 41) and the reflection layer 2, and if the OD value is less than 1, sufficient contrast cannot be obtained. , the transfer performance tends to decrease. The film thickness of the absorption layer 4 is preferably in the range of 17 nm or more and 45 nm or less, and more preferably in the range of 20 nm or more and 30 nm or less.
Moreover, the above-mentioned "main component" refers to a component containing 50 atomic % or more of the total number of atoms in the absorption layer.

(バリア層)
図4に示すように、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスクブランク10は、吸収層4の上にバリア層5が形成されていてもよい。更に、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク20は、図5に示すように吸収パターン層41の上にバリア層51が形成られていてもよく、図6に示すように吸収パターン層41の上面と側面とにそれぞれバリア層51が形成されていてもよい。つまり、各吸収パターン層41は、その露出表面全体をバリア層51で覆っていてもよい。なお、吸収パターン層41は、吸収パターン層41の上面及び側面の少なくとも一方の面にバリア層51が形成されていればよい。
(barrier layer)
As shown in FIG. 4, the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention may have a barrier layer 5 formed on the absorption layer 4 . Furthermore, the reflective photomask 20 according to the embodiment of the present invention may have a barrier layer 51 formed on the absorbing pattern layer 41 as shown in FIG. A barrier layer 51 may be formed on each of the upper surface and the side surface of the . That is, each absorbing pattern layer 41 may be covered with a barrier layer 51 over its entire exposed surface. The absorption pattern layer 41 may have the barrier layer 51 formed on at least one of the upper surface and the side surface of the absorption pattern layer 41 .

本発明の実施形態に係るバリア層5及びバリア層51は、成膜されたものでも、大気と反応したことで生成された自然酸化膜や、洗浄工程などのマスク製造工程の過程で形成されたものでもよく、水素ラジカルへの耐性を更に高める機能を有するものである。 The barrier layer 5 and the barrier layer 51 according to the embodiment of the present invention may be a film, a natural oxide film generated by reaction with the atmosphere, or a mask manufacturing process such as a cleaning process. may be used, and have the function of further increasing the resistance to hydrogen radicals.

バリア層5及びバリア層51を構成する材料は、吸収層4及び吸収パターン層41を構成する錫(Sn)とタンタル(Ta)、又はタンタル(Ta)の酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物からなる。つまり、バリア層5及びバリア層51は、タンタル(Ta)の酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物、又は、タンタル(Ta)と錫(Sn)とを含む酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する材料で形成された層である。
なお、例えば、自然酸化膜やマスク製造過程で形成されたバリア層5及びバリア層51の場合、タンタル(Ta)の酸化物、あるいはタンタル(Ta)と錫(Sn)との酸化物を主体とした膜が形成される。
Materials constituting the barrier layer 5 and the barrier layer 51 are tin (Sn) and tantalum (Ta) constituting the absorption layer 4 and the absorption pattern layer 41, or oxides, nitrides, borides, fluorides of tantalum (Ta). one or more compounds selected from the group consisting of oxides, oxynitrides, oxyborides, and oxyfluorides. That is, the barrier layer 5 and the barrier layer 51 are made of oxides, nitrides, borides, fluorides, oxynitrides, oxyborides, and oxyfluorides of tantalum (Ta), or tantalum (Ta) and tin ( A layer made of a material containing one or more compounds selected from the group consisting of oxides, nitrides, borides, fluorides, oxynitrides, oxyborides, and oxyfluorides containing Sn) is.
For example, in the case of a natural oxide film or the barrier layers 5 and 51 formed in the mask manufacturing process, the oxide of tantalum (Ta) or the oxide of tantalum (Ta) and tin (Sn) is mainly used. A thin film is formed.

バリア層5を成膜する場合、反射型フォトマスクブランク10の吸収層4にはスパッタリングや原子層堆積(ALD)を用いることが可能である。更に吸収層4がパターニングされた吸収パターン層41に、バリア層51を成膜する場合は、例えば、選択的ALD(Area-selective deposition)を用いることが可能である。 When the barrier layer 5 is deposited, the absorption layer 4 of the reflective photomask blank 10 can be formed by sputtering or atomic layer deposition (ALD). Further, when forming the barrier layer 51 on the absorption pattern layer 41 in which the absorption layer 4 is patterned, for example, selective ALD (Area-selective deposition) can be used.

バリア層5及びバリア層51の膜厚は、自然に形成された自然酸化膜も含まれるため、特に上限は規定しない。しかしながら、バリア層5及びバリア層51の膜厚が厚くなると図4に示す構造(反射型フォトマスクブランク10)の場合にはドライエッチングによる加工性が低下する可能性があり、図5及び図6に示す構造(反射型フォトマスク20)の場合にはパターン寸法の変動に影響する可能性がある。
したがって、バリア層5及びバリア層51の膜厚は、5nm以下であることが好ましく、4nm以下であることがより好ましく、3nm以下であることが更に好ましい。なお、バリア層5及びバリア層51の膜厚に下限は特に設けないが、バリア層5及びバリア層51の膜厚は、1nm以上であれば、その成膜が容易になるため好ましい。
また、バリア層5(バリア層51)と吸収層4(吸収パターン層41)との間には明確な境界が存在しても、連続的に組成比が変化していても(つまり、明確な境界が存在していなくても)、問題ない。
また、図6に示すように、吸収パターン層41の上面に形成されたバリア層51の膜厚を「DT」と定義し、吸収パターン層41の側面に形成されたバリア層51の膜厚を「DS」と定義した場合、膜厚DTと膜厚DSとは同じ値であってもよい。
また、膜厚DTは、膜厚DSよりも厚くてもよい。その場合には、膜厚DSは、膜厚DTの0.1倍以上1倍未満であってもよく、膜厚DTの0.5倍以上0.8倍以下であればより好ましい。
また、膜厚DTは、膜厚DSよりも薄くてもよい。その場合には、膜厚DTは、膜厚DSの0.1倍以上1倍未満であってもよく、膜厚DSの0.5倍以上0.8倍以下であればより好ましい。
The film thickness of the barrier layer 5 and the barrier layer 51 includes a natural oxide film formed naturally, so there is no particular upper limit. However, if the barrier layer 5 and the barrier layer 51 are thickened, the structure (reflection type photomask blank 10) shown in FIG. 4 may deteriorate the workability by dry etching. (reflection type photomask 20) shown in FIG.
Therefore, the film thicknesses of the barrier layers 5 and 51 are preferably 5 nm or less, more preferably 4 nm or less, and even more preferably 3 nm or less. Although there is no particular lower limit for the film thicknesses of the barrier layers 5 and 51, it is preferable that the film thicknesses of the barrier layers 5 and 51 are 1 nm or more because film formation is facilitated.
Moreover, even if there is a clear boundary between the barrier layer 5 (barrier layer 51) and the absorption layer 4 (absorption pattern layer 41), even if the composition ratio changes continuously (that is, a clear no boundaries exist), no problem.
Further, as shown in FIG. 6, the thickness of the barrier layer 51 formed on the upper surface of the absorption pattern layer 41 is defined as "DT", and the thickness of the barrier layer 51 formed on the side surface of the absorption pattern layer 41 is defined as "DT". When "DS" is defined, the film thickness DT and the film thickness DS may have the same value.
Also, the film thickness DT may be thicker than the film thickness DS. In that case, the film thickness DS may be 0.1 times or more and less than 1 time the film thickness DT, and more preferably 0.5 times or more and 0.8 times or less the film thickness DT.
Also, the film thickness DT may be thinner than the film thickness DS. In that case, the film thickness DT may be 0.1 times or more and less than 1 time the film thickness DS, and more preferably 0.5 times or more and 0.8 times or less the film thickness DS.

以下、本発明に係る反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの実施例について説明する。 Examples of a reflective photomask blank and a reflective photomask according to the present invention will be described below.

[実施例1]
最初に、反射型フォトマスクブランク10の作製方法について図7を用いて説明する。
まず、図7に示すように、低熱膨張特性を有する合成石英の基板1の上に、シリコン(Si)とモリブデン(Mo)とを一対とする積層膜が40枚積層されて形成された反射層2を形成する。反射層12の膜厚は280nmとした。
次に、反射層12上に、中間膜としてルテニウム(Ru)で形成されたキャッピング層3を、膜厚が3.5nmになるように成膜した。
次に、キャッピング層3の上に、錫(Sn)と酸素(O)とタンタル(Ta)を含む吸収層4を膜厚が26nmになるように成膜した。錫(Sn)の価数は、XAFS(エックス線吸収微細構造)で測定したところ、3.7であった。また、ラザフォード後方散乱分析法(RBS)を用いて組成分析を行ったところ、錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の90原子%、また、タンタル(Ta)が10原子%含有されていた。さらに、RBSの測定結果より密度を算出した結果、7.0g/cmであった。また、吸収層4の結晶性をXRD(X線回析装置)で測定したところ、僅かに結晶性が見られるものの、アモルファスであった。
次に、基板1の反射層2が形成されていない側の面に窒化クロム(CrN)で形成された裏面導電膜6を100nmの厚さで成膜し、実施例1の反射型フォトマスクブランク10を作成した。
[Example 1]
First, a method for manufacturing the reflective photomask blank 10 will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 7, on a synthetic quartz substrate 1 having low thermal expansion characteristics, a reflective layer is formed by laminating 40 pairs of laminated films of silicon (Si) and molybdenum (Mo). 2 is formed. The film thickness of the reflective layer 12 was set to 280 nm.
Next, a capping layer 3 made of ruthenium (Ru) was formed as an intermediate film on the reflective layer 12 so as to have a thickness of 3.5 nm.
Next, an absorption layer 4 containing tin (Sn), oxygen (O), and tantalum (Ta) was formed on the capping layer 3 to a thickness of 26 nm. The valence of tin (Sn) was 3.7 as determined by XAFS (X-ray absorption fine structure). Further, when composition analysis was performed using Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), the total content of tin (Sn) and oxygen (O) was 90 atomic % in the entire absorption layer 4, and tantalum (Ta) was It contained 10 atomic %. Furthermore, the density was calculated from the results of RBS measurement and was 7.0 g/cm 3 . Moreover, when the crystallinity of the absorption layer 4 was measured by XRD (X-ray diffraction device), it was amorphous although the crystallinity was slightly observed.
Next, a back conductive film 6 made of chromium nitride (CrN) was formed to a thickness of 100 nm on the side of the substrate 1 on which the reflective layer 2 was not formed. 10 was created.

基板1上へのそれぞれの膜の成膜(層の形成)は、スパッタリング装置を用いた。各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。吸収層4は、反応性スパッタリング法により、スパッタリング中にチャンバーに導入する酸素の量を制御することで、錫(Sn)の価数が3.7となるように成膜した。 A sputtering apparatus was used for film formation (layer formation) of each film on the substrate 1 . The film thickness of each film was controlled by the sputtering time. The absorption layer 4 was formed by a reactive sputtering method so that the valence of tin (Sn) was 3.7 by controlling the amount of oxygen introduced into the chamber during sputtering.

次に、反射型フォトマスク20の作製方法について図8から図11を用いて説明する。
まず、図8に示すように、反射型フォトマスクブランク10の吸収層4の上に、ポジ型化学増幅型レジスト(SEBP9012:信越化学社製)を120nmの膜厚にスピンコートで塗布し、110℃で10分ベークし、レジスト膜7を形成した。
次に、電子線描画機(JBX3030:日本電子社製)によってレジスト膜7に所定のパターンを描画した。その後、110℃、10分のプリベーク処理を行い、次いでスプレー現像機(SFG3000:シグマメルテック社製)を用いて現像処理をした。これにより、図9に示すように、レジストパターン71を形成した。
Next, a method for manufacturing the reflective photomask 20 will be described with reference to FIGS. 8 to 11. FIG.
First, as shown in FIG. 8, on the absorption layer 4 of the reflective photomask blank 10, a positive chemically amplified resist (SEBP9012: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied by spin coating to a thickness of 120 nm. ° C. for 10 minutes to form a resist film 7 .
Next, a predetermined pattern was drawn on the resist film 7 by an electron beam drawing machine (JBX3030: manufactured by JEOL Ltd.). After that, pre-bake treatment was performed at 110° C. for 10 minutes, and then development treatment was performed using a spray developing machine (SFG3000: manufactured by Sigma Meltec). Thereby, a resist pattern 71 was formed as shown in FIG.

次に、レジストパターン71をエッチングマスクとして、塩素系ガスを主体としたドライエッチングにより、吸収層4のパターニングを行った。これにより、図10に示すように、吸収層4に吸収パターン(吸収パターン層)41を形成した。
次に、レジストパターン71を洗浄工程にて剥離を行い、図11に示すように、本実施例の反射型フォトマスク20を作製した。本実施例において、吸収層4に形成した吸収パターン41は、転写評価用の反射型フォトマスク20上で、線幅64nmLS(ラインアンドスペース)パターン、AFMを用いた吸収層の膜厚測定用の線幅200nmLSパターン、EUV反射率測定用の4mm角の吸収層除去部を含んでいる。本実施例では、EUV照射による射影効果の影響が見えやすくなるように、線幅64nmLSパターンを、図12に示すように、x方向とy方向それぞれに設計した。
Next, using the resist pattern 71 as an etching mask, the absorption layer 4 was patterned by dry etching mainly using a chlorine-based gas. As a result, an absorption pattern (absorption pattern layer) 41 was formed in the absorption layer 4, as shown in FIG.
Next, the resist pattern 71 was removed in a cleaning process, and a reflective photomask 20 of this example was produced as shown in FIG. In this embodiment, the absorption pattern 41 formed in the absorption layer 4 is a LS (line and space) pattern with a line width of 64 nm on the reflective photomask 20 for transfer evaluation. It includes a LS pattern with a line width of 200 nm and a 4 mm square absorption layer removal part for EUV reflectance measurement. In this example, the line width 64 nm LS pattern was designed in both the x direction and the y direction, as shown in FIG. 12, so that the influence of the projection effect due to EUV irradiation can be easily seen.

[実施例2]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の95原子%となるように、また、残りの5原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が26nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.5であり、膜密度は6.5g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 2]
The total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 95 atomic percent of the entire absorption layer 4, and the remaining 5 atomic percent is tantalum (Ta). 4 was deposited. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 26 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.5 and the film density was 6.5 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 2 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[実施例3]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の80原子%となるように、また、残りの20原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が26nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.9であり、膜密度は7.1g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例3の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 3]
The total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 80 atomic % of the entire absorption layer 4, and the remaining 20 atomic % is tantalum (Ta). 4 was deposited. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 26 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.9 and the film density was 7.1 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 3 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[実施例4]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の95原子%となるように、また、残りの5原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が18nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.6であり、膜密度は8.5g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例4の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 4]
The total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 95 atomic percent of the entire absorption layer 4, and the remaining 5 atomic percent is tantalum (Ta). 4 was deposited. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 18 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.6 and the film density was 8.5 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 4 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[実施例5]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、残りの10原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が39nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.4であり、膜密度は4.4g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例5の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 5]
The absorption layer 4 is formed so that the total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 90 atomic percent of the entire absorption layer 4, and the remaining 10 atomic percent is tantalum (Ta). 4 was deposited. In addition, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 39 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.4 and the film density was 4.4 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 5 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[実施例6]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の80原子%となるように、また、残りの15原子%がタンタル(Ta)、5原子%がチタン(Ti)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が35nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.7であり、膜密度は7.2g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例6の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 6]
The total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 80 atomic % of the entire absorption layer 4 , and the remaining 15 atomic % is tantalum (Ta) and 5 atomic % is titanium ( Ti), the absorption layer 4 was formed. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 35 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.7 and the film density was 7.2 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 6 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[実施例7]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の80原子%となるように、また、残りの15原子%がタンタル(Ta)、5原子%がタングステン(W)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が26nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.8であり、膜密度は7.1g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例7の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 7]
The total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 80 atomic % of the entire absorption layer 4 , and the remaining 15 atomic % is tantalum (Ta) and 5 atomic % is tungsten ( W), the absorption layer 4 was formed. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 26 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.8 and the film density was 7.1 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 7 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[実施例8]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の72原子%となるように、また、残りの20原子%がタンタル(Ta)、8原子%がテルル(Te)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が26nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.8であり、膜密度は7.4g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例8の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 8]
The total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 72 atomic % of the entire absorption layer 4 , and the remaining 20 atomic % is tantalum (Ta) and 8 atomic % is tellurium ( Te), the absorption layer 4 was formed. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 26 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.8 and the film density was 7.4 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 8 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[実施例9]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、残りの10原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が26nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.7であり、膜密度は7.0g/cmであった。更に図13に示すように、パターニングされた吸収パターン層41の上面及び側面にそれぞれバリア層51の酸化タンタル(Ta)を選択的ALD(Area-selective deposition)により6nmの膜厚で成膜した。なお、吸収層4及びバリア層51の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例9の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 9]
The absorption layer 4 is formed so that the total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 90 atomic percent of the entire absorption layer 4, and the remaining 10 atomic percent is tantalum (Ta). 4 was deposited. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 26 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.7 and the film density was 7.0 g/cm 3 . Further, as shown in FIG. 13, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) of the barrier layer 51 is deposited to a thickness of 6 nm on the top and side surfaces of the patterned absorption pattern layer 41 by selective ALD (Area-selective deposition). filmed. A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 9 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 and the barrier layer 51 .

[実施例10]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、残りの10原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が26nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.7であり、膜密度は7.0g/cmであった。更に図13に示すように、パターニングされた吸収パターン層41の上面及び側面にそれぞれバリア層51の酸化タンタル(Ta)を選択的ALD(Area-selective deposition)により3nmの膜厚で成膜した。なお、吸収層4及びバリア層51の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例10の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 10]
The absorption layer 4 is formed so that the total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 90 atomic percent of the entire absorption layer 4, and the remaining 10 atomic percent is tantalum (Ta). 4 was deposited. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 26 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.7 and the film density was 7.0 g/cm 3 . Further, as shown in FIG. 13, tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) of the barrier layer 51 is deposited to a thickness of 3 nm on the top and side surfaces of the patterned absorption pattern layer 41 by selective ALD (Area-selective deposition). filmed. A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 10 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 and the barrier layer 51 .

[実施例11]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、残りの10原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が27nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.9であり、膜密度は7.1g/cmであった。更に図13に示すように、パターニングされた吸収パターン層41の上面及び側面にそれぞれバリア層51が4nmの膜厚で自然酸化により形成されていた。バリア層51の組成は錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が94原子%、残りの6原子%がタンタル(Ta)となっていた。なお、吸収層4及びバリア層51の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、実施例11の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Example 11]
The absorption layer 4 is formed so that the total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 90 atomic percent of the entire absorption layer 4, and the remaining 10 atomic percent is tantalum (Ta). 4 was deposited. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 27 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.9 and the film density was 7.1 g/cm 3 . Further, as shown in FIG. 13, a barrier layer 51 was formed by natural oxidation to a thickness of 4 nm on the top and side surfaces of the patterned absorption pattern layer 41 . As for the composition of the barrier layer 51, the total content of tin (Sn) and oxygen (O) was 94 atomic %, and the remaining 6 atomic % was tantalum (Ta). A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 11 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 and the barrier layer 51 .

[比較例1]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、残りの10原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が26nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.6であり、膜密度は3.5g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、比較例1の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Comparative Example 1]
The absorption layer 4 is formed so that the total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 90 atomic percent of the entire absorption layer 4, and the remaining 10 atomic percent is tantalum (Ta). 4 was deposited. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 26 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.6 and the film density was 3.5 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Comparative Example 1 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[比較例2]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)のみで形成されている吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が26nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.9であり、膜密度は7.1g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Comparative Example 2]
An absorption layer 4 made of only tin (Sn) and oxygen (O) was formed. Also, the absorption layer 4 was formed so as to have a film thickness of 26 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.9 and the film density was 7.1 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Comparative Example 2 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

[比較例3]
吸収層4の錫(Sn)と酸素(O)の合計含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、残りの10原子%がタンタル(Ta)となるように、吸収層4を成膜した。また、吸収層4の膜厚が47nmになるように成膜した。吸収層4を分析した結果、錫(Sn)の価数は3.7であり、膜密度は7.0g/cmであった。なお、吸収層4の成膜以外は、実施例1と同様の方法で、比較例3の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20を作製した。
[Comparative Example 3]
The absorption layer 4 is formed so that the total content of tin (Sn) and oxygen (O) in the absorption layer 4 is 90 atomic percent of the entire absorption layer 4, and the remaining 10 atomic percent is tantalum (Ta). 4 was deposited. Also, the absorption layer 4 was formed to have a film thickness of 47 nm. Analysis of the absorption layer 4 revealed that the valence of tin (Sn) was 3.7 and the film density was 7.0 g/cm 3 . A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Comparative Example 3 were produced in the same manner as in Example 1 except for forming the absorption layer 4 .

前述の実施例及び比較例とは別に、従来のタンタル(Ta)系吸収パターン層を有する反射型フォトマスクも参考例として比較した。反射型フォトマスクブランクは、前述の実施例及び比較例と同様に、低熱膨張特性を有する合成石英の基板上に、シリコン(Si)とモリブデン(Mo)とを一対とする積層膜が40枚積層されて形成された反射層と、膜厚3.5nmのルテニウム(Ru)キャッピング層3とを有し、キャッピング層3上に形成された吸収層4は、膜厚58nmのTaN上に膜厚2nmのTaOを成膜したものである。また、前述の実施例及び比較例と同様に、吸収層4がパターニングされたものを評価に用いた。 Apart from the above-described examples and comparative examples, a reflective photomask having a conventional tantalum (Ta)-based absorption pattern layer was also compared as a reference example. For the reflective photomask blank, 40 sheets of a laminated film of a pair of silicon (Si) and molybdenum (Mo) are laminated on a synthetic quartz substrate having low thermal expansion characteristics in the same manner as in the above-described Examples and Comparative Examples. and a ruthenium (Ru) capping layer 3 with a thickness of 3.5 nm. The absorption layer 4 formed on the capping layer 3 is formed with a thickness of 2 nm on TaN with a thickness of 58 nm. is a film of TaO. In addition, in the same manner as in the above-described Examples and Comparative Examples, those having the absorption layer 4 patterned were used for the evaluation.

前述の実施例及び比較例において、吸収層4及びバリア層51の膜厚は、透過電子顕微鏡によって測定した。 In the above examples and comparative examples, the film thicknesses of the absorption layer 4 and the barrier layer 51 were measured with a transmission electron microscope.

以下、本実施例で評価した評価項目について説明する。
(反射率)
前述の実施例及び比較例において、作製した反射型フォトマスク20の吸収パターン層41領域(図12を参照)の反射率RaをEUV光による反射率測定装置で測定した。また吸収パターン層41が形成されていない反射部8(図12を参照)における反射率RmをEUV光による反射率測定装置で測定した。こうして、実施例及び比較例に係る反射型フォトマスク20のOD値を前述した式1を用いて算出した。
The evaluation items evaluated in this example will be described below.
(Reflectance)
In the examples and comparative examples described above, the reflectance Ra of the absorption pattern layer 41 region (see FIG. 12) of the manufactured reflective photomask 20 was measured with a reflectance measuring device using EUV light. In addition, the reflectance Rm of the reflecting portion 8 (see FIG. 12) where the absorption pattern layer 41 is not formed was measured with an EUV light reflectance measuring device. Thus, the OD values of the reflective photomasks 20 according to the example and the comparative example were calculated using Equation 1 described above.

(ウェハ露光評価)
EUV露光装置(NXE3300B:ASML社製)を用いて、EUVポジ型化学増幅型レジストを塗布した半導体ウェハ上に、実施例及び比較例で作製した反射型フォトマスク20の吸収パターン41を転写露光した。このとき、露光量は、図12に示すx方向のLSパターンが設計通りに転写するように調節した。具体的には、本露光試験では、図12に示すx方向のLSパターン(線幅64nm)が、半導体ウェハ上で16nmの線幅となるように露光した。電子線寸法測定機により転写されたレジストパターンの観察及び線幅測定を実施し、HVバイアス値がどのように変化するかをシミュレーションにより比較した。
HVバイアス値は、マスクパターンの向きに依存した転写パターンの線幅差、つまり、水平(Horizontal:H)方向の線幅と垂直(Vertical:V)方向の線幅との差のことである。H方向の線幅は、入射光と反射光が作る面(以下、「入射面」と称する場合がある)に直交する線状パターンの線幅を示し、V方向の線幅は、入射面に平行な線状パターンの線幅を示している。つまり、H方向の線幅は、入射面に平行な方向の長さであり、V方向の線幅は、入射面に直交する方向の長さである。
(Wafer exposure evaluation)
An EUV exposure apparatus (NXE3300B: manufactured by ASML) was used to transfer and expose the absorption pattern 41 of the reflective photomask 20 produced in Examples and Comparative Examples onto a semiconductor wafer coated with an EUV positive chemically amplified resist. . At this time, the exposure amount was adjusted so that the LS pattern in the x direction shown in FIG. 12 was transferred as designed. Specifically, in this exposure test, the x-direction LS pattern (64 nm line width) shown in FIG. 12 was exposed on the semiconductor wafer so as to have a line width of 16 nm. Observation and line width measurement of the transferred resist pattern were carried out by an electron beam dimension measuring machine, and simulations were performed to compare how the HV bias value changes.
The HV bias value is the line width difference of the transfer pattern depending on the orientation of the mask pattern, that is, the difference between the line width in the horizontal (H) direction and the line width in the vertical (V) direction. The line width in the H direction indicates the line width of a linear pattern perpendicular to the surface formed by incident light and reflected light (hereinafter sometimes referred to as the “incident surface”), and the line width in the V direction indicates the line width on the incident surface. Line widths of parallel linear patterns are shown. That is, the line width in the H direction is the length in the direction parallel to the plane of incidence, and the line width in the V direction is the length in the direction orthogonal to the plane of incidence.

(水素ラジカル耐性)
2.45GHzのMWP(Micro Wave Plasma:マイクロ波プラズマ)を使って、電力1kWで水素圧力が0.36ミリバール(mbar)以下の水素ラジカル環境下に、実施例及び比較例で作製した反射型フォトマスク20及び反射型フォトマスクを設置した。水素ラジカル処理後での吸収パターン層41の膜厚変化を、透過電子顕微鏡を用いて確認した。測定は線幅200nmLSパターンで行った。
これらの評価結果を、表1に示した。なお、表1には、上記評価結果に加えて、屈折率n及び消衰係数kも示す。
(hydrogen radical resistance)
Using 2.45 GHz MWP (Micro Wave Plasma: microwave plasma), in a hydrogen radical environment with a power of 1 kW and a hydrogen pressure of 0.36 mbar or less, the reflection type photo produced in Examples and Comparative Examples A mask 20 and a reflective photomask were installed. A change in film thickness of the absorption pattern layer 41 after the hydrogen radical treatment was confirmed using a transmission electron microscope. The measurement was performed with an LS pattern with a line width of 200 nm.
These evaluation results are shown in Table 1. In addition to the above evaluation results, Table 1 also shows the refractive index n and the extinction coefficient k.

Figure 0007117445000002
Figure 0007117445000002

表1において、各実施例及び各比較例のOD値の比較を示す。前述の通り、OD値が1.0未満の場合には、十分なコントラストを得ることができず、転写性能が低下する。したがって、OD値が1.0以上であれば転写性能に問題はないとして、「合格」とした。
従来の膜厚60nmのタンタル(Ta)系吸収パターン層を備えた反射型フォトマスク(参考例の反射型フォトマスク)のOD値は1.68であるのに対し、実施例1の反射型フォトマスク20のOD値は1.79であり、実施例2の反射型フォトマスク20のOD値は1.55であり、実施例3の反射型フォトマスク20のOD値は1.69であり、実施例4の反射型フォトマスク20のOD値は1.53であり、実施例5の反射型フォトマスク20のOD値は1.60であり、実施例6の反射型フォトマスク20のOD値は1.64であり、実施例7の反射型フォトマスク20のOD値は1.69であり、実施例8の反射型フォトマスク20のOD値は1.66であり、実施例9の反射型フォトマスク20のOD値は1.91であり、実施例10の反射型フォトマスク20のOD値は1.49であり、実施例11の反射型フォトマスク20のOD値は1.67であった。また、比較例においては、比較例1の反射型フォトマスク20のOD値は0.76であり、比較例2の反射型フォトマスク20のOD値は1.90であり、比較例3の反射型フォトマスク20のOD値は3.12であった。すなわち、比較例1はOD値が1.0未満であり、「合格」の基準を満たさなかった。
Table 1 shows a comparison of OD values for each example and each comparative example. As described above, when the OD value is less than 1.0, sufficient contrast cannot be obtained, resulting in poor transfer performance. Therefore, if the OD value is 1.0 or more, it is determined that there is no problem with the transfer performance, and it is judged as "acceptable".
The OD value of a conventional reflective photomask having a tantalum (Ta)-based absorption pattern layer with a thickness of 60 nm (reflective photomask of the reference example) is 1.68, whereas the reflective photomask of Example 1 has an OD value of 1.68. The OD value of the mask 20 is 1.79, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 2 is 1.55, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 3 is 1.69, The OD value of the reflective photomask 20 of Example 4 is 1.53, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 5 is 1.60, and the OD value of the reflective photomask 20 of Example 6 is is 1.64, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 7 is 1.69, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 8 is 1.66, and the reflective photomask of Example 9 is The OD value of the photomask 20 is 1.91, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 10 is 1.49, and the OD value of the reflective photomask 20 of Example 11 is 1.67. there were. In the comparative examples, the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 1 is 0.76, the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 2 is 1.90, and the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 3 is 0.76. The OD value of the type photomask 20 was 3.12. That is, Comparative Example 1 had an OD value of less than 1.0 and did not meet the criteria for "acceptance".

表1において、各実施例及び各比較例のHVバイアスの比較を示す。評価方法としては、既存のタンタル(Ta)マスクを用いた場合と比較したときのHVバイアスの大小で評価した。つまり、x方向のLSパターンが設計通りに転写するように調節した状態で、y方向のLSパターンが設計通りに転写され、HVバイアスが既存のタンタル(Ta)マスクを用いた場合よりも小さい場合を「合格」とした。そして、x方向のLSパターンが設計通りに転写するように調節した状態で、設計通りに転写されない場合(y方向のLSパターンが解像しない場合)、あるいはHVバイアスが既存のタンタル(Ta)マスクを用いた場合よりも大きい場合を「不合格」とした。
従来の膜厚60nmのタンタル(Ta)系吸収パターン層を備えた反射型フォトマスクを用いたEUV光によるパターニングの結果、HVバイアスは5.20nmであった。これに対し実施例1のHVバイアスは2.35nmであり、実施例2のHVバイアスは2.10nmであり、実施例3のHVバイアスは2.25nmであり、実施例4のHVバイアスは1.58nmであり、実施例5のHVバイアスは2.59nmであり、実施例6のHVバイアスは3.71nmであり、実施例7のHVバイアスは2.25nmであり、実施例8のHVバイアスは2.22nmであり、実施例9のHVバイアスは3.02nmであり、実施例10のHVバイアスは2.99nmであり、実施例11のHVバイアスは3.24nmであった。また比較例においても、比較例1のHVバイアスは1.07nm、比較例2のHVバイアスは2.44nmと「合格」の基準を満たした。
これに対し、比較例3のHVバイアスは5.74nmと、EUV光によるパターニングの結果、従来のTa系フォトマスクと比較して転写性が悪化した。
Table 1 shows a comparison of HV bias between each example and each comparative example. As an evaluation method, the magnitude of the HV bias was evaluated as compared with the case of using an existing tantalum (Ta) mask. That is, when the LS pattern in the y direction is transferred as designed in a state in which the LS pattern in the x direction is adjusted to be transferred as designed, and the HV bias is smaller than in the case of using the existing tantalum (Ta) mask. was defined as "passed". Then, when the LS pattern in the x direction is adjusted to be transferred as designed, but the LS pattern in the y direction is not transferred as designed (when the LS pattern in the y direction is not resolved), or the HV bias is applied to the existing tantalum (Ta) mask was set as "failed".
The HV bias was 5.20 nm as a result of patterning with EUV light using a conventional reflective photomask having a tantalum (Ta)-based absorption pattern layer with a film thickness of 60 nm. In contrast, the HV bias of Example 1 is 2.35 nm, the HV bias of Example 2 is 2.10 nm, the HV bias of Example 3 is 2.25 nm, and the HV bias of Example 4 is 1 nm. .58 nm, the HV bias of Example 5 was 2.59 nm, the HV bias of Example 6 was 3.71 nm, the HV bias of Example 7 was 2.25 nm, and the HV bias of Example 8 was 2.25 nm. was 2.22 nm, the HV bias for Example 9 was 3.02 nm, the HV bias for Example 10 was 2.99 nm, and the HV bias for Example 11 was 3.24 nm. Also in the comparative examples, the HV bias of Comparative Example 1 was 1.07 nm, and the HV bias of Comparative Example 2 was 2.44 nm, both of which satisfied the "acceptance" criteria.
On the other hand, the HV bias of Comparative Example 3 was 5.74 nm, and as a result of patterning with EUV light, transferability deteriorated as compared with the conventional Ta-based photomask.

表1において、各実施例及び各比較例の水素ラジカル耐性の結果を示す。吸収パターン層41の膜減り速さが0.01nm/s以下であった場合を「〇」と評価し、膜減りが確認されなかった場合を「◎」と評価し、膜減り速さが0.01nm/s超~0.1nm/s未満であった場合を「△」と評価し、膜減り速さが0.1nm/s以上であった場合を「×」として評価した。なお、「◎」と「〇」が「合格」であり、「△」「×」が不合格である。
その結果、比較例1及び比較例2以外の実施例及び比較例、即ち実施例1~11及び比較例3の反射型フォトマスク20については、「合格」の基準を満たし、比較例1及び比較例2は「不合格」であった。
Table 1 shows the hydrogen radical resistance results of each example and each comparative example. When the film reduction rate of the absorption pattern layer 41 was 0.01 nm/s or less, it was evaluated as "◯", and when the film reduction was not confirmed, it was evaluated as "⊚", and the film reduction speed was 0. 01 nm/s to less than 0.1 nm/s was evaluated as "Δ", and the case where the film reduction rate was 0.1 nm/s or more was evaluated as "x". "◎" and "◯" are "passed", and "△" and "×" are unsuccessful.
As a result, the reflective photomasks 20 of Examples and Comparative Examples other than Comparative Examples 1 and 2, that is, Examples 1 to 11 and Comparative Example 3 satisfied the criteria of “acceptance” and Example 2 was a "Fail".

表1において、OD値とHVバイアスと水素ラジカル耐性の総合的評価を示す。射影効果を抑制または軽減でき、且つ水素ラジカル耐性を有する反射型フォトマスク20については、「判定」の欄に「○」と記し、射影効果を十分に抑制または軽減できなかった、又は水素ラジカル耐性を有さない反射型フォトマスク20については、「判定」の欄に「×」と記した。従来のTa系フォトマスクは比較対象であるため、「判定」の欄に「△」と記した。 Table 1 shows the overall evaluation of OD value, HV bias and hydrogen radical resistance. For the reflective photomask 20 that can suppress or reduce the projection effect and has hydrogen radical resistance, "○" is written in the "judgment" column, and the projection effect could not be sufficiently suppressed or reduced, or hydrogen radical resistance The reflective photomask 20 not having the . Since the conventional Ta-based photomask is to be compared, it is marked with "Δ" in the column of "judgment".

更に、実施例1~11及び比較例1~3の表面粗さ(RMS)も補足として確認している。測定には原子間力顕微鏡(AFM)を用いた。EUV光の反射率の影響抑えるため、RMSが0.6nm以下を「合格」とした場合、比較例1以外の実施例及び比較例、即ち実施例1~11及び比較例2と3の反射型フォトマスク20については、「合格」の基準を満たし、比較例1は「不合格」であった。 Furthermore, the surface roughness (RMS) of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3 are also confirmed as a supplement. An atomic force microscope (AFM) was used for the measurement. In order to suppress the influence of the reflectance of EUV light, when the RMS is 0.6 nm or less as "pass", Examples and Comparative Examples other than Comparative Example 1, that is, Examples 1 to 11 and Comparative Examples 2 and 3 Reflective type The photomask 20 met the criteria of "acceptance", and Comparative Example 1 was "failed".

これにより、吸収パターン層41が、錫(Sn)と酸素(〇)とを合計で70原子%以上含有する材料で形成され、錫(Sn)の価数が3.3以上であり、且つタンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合され、吸収パターン層41の膜密度が4.0g/cm以上であり、吸収パターン層41の膜厚が17nm以上45nm以下の範囲内で成された反射型フォトマスクであれば、光学濃度(OD値)、HVバイアス、水素ラジカル耐性が共に良好であることから、射影効果を低減でき、長寿命であり、且つ転写性能が高くなるという結果となった。 As a result, the absorption pattern layer 41 is formed of a material containing a total of 70 atomic % or more of tin (Sn) and oxygen (◯), the valence of tin (Sn) is 3.3 or more, and tantalum (Ta) is mixed at 5 atomic % or more and 20 atomic % or less, the film density of the absorption pattern layer 41 is 4.0 g/cm 3 or more, and the thickness of the absorption pattern layer 41 is within the range of 17 nm or more and 45 nm or less. If the reflective photomask is a reflective photomask, the optical density (OD value), HV bias, and hydrogen radical resistance are all good, so the projection effect can be reduced, the service life is long, and the transfer performance is high. became.

本発明にかかる反射型フォトマスクは、半導体集積回路などの製造工程において、EUV露光によって微細なパターンを形成するために好適に用いることができる。 The reflective photomask according to the present invention can be suitably used for forming fine patterns by EUV exposure in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits and the like.

1…基板
2…反射層
3…キャッピング層
4…吸収層
41…吸収パターン(吸収パターン層)
5…バリア層
51…バリア層
10…反射型フォトマスクブランク
20…反射型フォトマスク
6…裏面導電膜
7…レジスト膜
71…レジストパターン
8…反射部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate 2... Reflective layer 3... Capping layer 4... Absorption layer 41... Absorption pattern (absorption pattern layer)
5 Barrier layer 51 Barrier layer 10 Reflective photomask blank 20 Reflective photomask 6 Rear conductive film 7 Resist film 71 Resist pattern 8 Reflective part

Claims (20)

極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクを作製するための反射型フォトマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成された多層膜を含む反射層と、
前記反射層の上に形成された吸収層と、を有し、
前記吸収層は、錫(Sn)と酸素(〇)とを合計で70原子%以上含有し、且つ前記酸素(O)と前記錫(Sn)との比率(O/Sn)が1.7以上3.5以下の範囲内である材料で形成され、
前記吸収層に含まれる前記錫(Sn)の価数は、3.3以上であり、
前記吸収層に、タンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合され、
前記吸収層の膜密度は、4.0g/cm以上であり、
前記吸収層の膜厚は、17nm以上45nm以下の範囲内である反射型フォトマスクブランク。
A reflective photomask blank for producing a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source,
a substrate;
a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate;
an absorbing layer formed on the reflective layer;
The absorption layer contains a total of 70 atomic % or more of tin (Sn) and oxygen (◯) , and the ratio (O/Sn) of the oxygen (O) and the tin (Sn) is 1.7 or more. formed of a material that is within the range of 3.5 or less ,
The tin (Sn) contained in the absorption layer has a valence of 3.3 or more,
5 atomic % or more and 20 atomic % or less of tantalum (Ta) is mixed in the absorption layer;
The absorption layer has a film density of 4.0 g/cm 3 or more,
The reflective photomask blank, wherein the film thickness of the absorption layer is in the range of 17 nm or more and 45 nm or less.
前記吸収層の膜厚は、20nm以上30nm以下の範囲内である請求項1に記載の反射型フォトマスクブランク。 2. The reflective photomask blank according to claim 1, wherein the thickness of said absorption layer is in the range of 20 nm or more and 30 nm or less. 前記吸収層は、Pt、Te、In、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Mo、B、Pd、Ni、P、F、N、C、及びHからなる群から選択された1種以上の元素をさらに含有する請求項1又は2に記載の反射型フォトマスクブランク。 The absorption layer is one selected from the group consisting of Pt, Te, In, Zr, Hf, Ti, W, Si, Cr, Mo, B, Pd, Ni, P, F, N, C, and H. 3. The reflective photomask blank according to claim 1, further comprising the above elements. 前記吸収層の上に形成されたバリア層をさらに有する請求項1~3のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to any one of claims 1 to 3, further comprising a barrier layer formed on said absorbing layer. 前記吸収層の上にのみ形成されたバリア層をさらに有する請求項1~3のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。The reflective photomask blank according to any one of claims 1 to 3, further comprising a barrier layer formed only on said absorption layer. 前記バリア層は、タンタル(Ta)の酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物、又は、タンタル(Ta)と錫(Sn)とを含む酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する請求項4又は5に記載の反射型フォトマスクブランク。 The barrier layer is an oxide, nitride, boride, fluoride, oxynitride, oxyboride, and oxyfluoride of tantalum (Ta), or an oxide containing tantalum (Ta) and tin (Sn). 6. The reflective photomask according to claim 4 or 5 , containing at least one compound selected from the group consisting of a compound, a nitride, a boride, a fluoride, an oxynitride, an oxyboride, and an oxyfluoride. blank. 前記バリア層は、タンタル(Ta)の窒化物、ホウ化物、及びフッ化物、又は、タンタル(Ta)と錫(Sn)とを含む窒化物、ホウ化物、及びフッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する請求項4又は5に記載の反射型フォトマスクブランク。 The barrier layer is a group consisting of nitrides, borides, and fluorides of tantalum (Ta) , or nitrides, borides, and fluorides containing tantalum ( Ta) and tin (Sn). 6. The reflective photomask blank of claim 4 or 5 , containing one or more compounds selected from 前記バリア層の膜厚は、5nm以下である請求項4~7のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to any one of claims 4 to 7, wherein the barrier layer has a thickness of 5 nm or less. 前記反射層と前記吸収層との間に形成されたキャッピング層をさらに有する請求項1~のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to any one of claims 1 to 8 , further comprising a capping layer formed between said reflective layer and said absorbing layer. 極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクを作製するための反射型フォトマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成された多層膜を含む反射層と、
前記反射層の上に形成された吸収層と、
前記吸収層の上に形成されたバリア層と、を有し、
前記吸収層は、錫(Sn)と酸素(〇)とを合計で70原子%以上含有する材料で形成され、
前記吸収層に含まれる前記錫(Sn)の価数は、3.3以上であり、
前記吸収層に、タンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合され、
前記吸収層の膜密度は、4.0g/cm以上であり、
前記吸収層の膜厚は、17nm以上45nm以下の範囲内であり、
前記バリア層は、タンタル(Ta)の酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物、又は、タンタル(Ta)と錫(Sn)とを含む酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する反射型フォトマスクブランク。
A reflective photomask blank for producing a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source,
a substrate;
a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate;
an absorbing layer formed on the reflective layer;
a barrier layer formed on the absorbing layer ;
The absorption layer is formed of a material containing a total of 70 atomic % or more of tin (Sn) and oxygen (◯),
The tin (Sn) contained in the absorption layer has a valence of 3.3 or more,
5 atomic % or more and 20 atomic % or less of tantalum (Ta) is mixed in the absorption layer;
The absorption layer has a film density of 4.0 g/cm 3 or more,
The film thickness of the absorption layer is in the range of 17 nm or more and 45 nm or less ,
The barrier layer is an oxide, nitride, boride, fluoride, oxynitride, oxyboride, and oxyfluoride of tantalum (Ta), or an oxide containing tantalum (Ta) and tin (Sn). a reflective photomask blank containing one or more compounds selected from the group consisting of phosphates, nitrides, borides, fluorides, oxynitrides, oxyborides, and oxyfluorides .
極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクであって、
基板と、
前記基板上に形成された多層膜を含む反射層と、
前記反射層の上に被転写態に対する転写パターンとなる吸収パターンが形成された吸収パターン層と、を有し、
前記吸収パターン層は、錫(Sn)と酸素(〇)とを合計で70原子%以上含有し、且つ前記酸素(O)と前記錫(Sn)との比率(O/Sn)が1.7以上3.5以下の範囲内である材料で形成され、
前記吸収パターン層に含まれる前記錫(Sn)の価数は、3.3以上であり、
前記吸収パターン層に、タンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合され、
前記吸収パターン層の膜密度は、4.0g/cm以上であり、
前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上45nm以下の範囲内である反射型フォトマスク。
A reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source,
a substrate;
a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate;
an absorption pattern layer formed with an absorption pattern that serves as a transfer pattern for a transferred state on the reflective layer;
The absorption pattern layer contains a total of 70 atomic % or more of tin (Sn) and oxygen (◯) , and the ratio (O/Sn) of the oxygen (O) and the tin (Sn) is 1.7. formed of a material that is within the range of 3.5 or more ,
The tin (Sn) contained in the absorption pattern layer has a valence of 3.3 or more,
5 atomic % or more and 20 atomic % or less of tantalum (Ta) is mixed in the absorption pattern layer,
The absorption pattern layer has a film density of 4.0 g/cm 3 or more,
A reflective photomask, wherein the film thickness of the absorption pattern layer is in the range of 17 nm or more and 45 nm or less.
前記吸収パターン層の膜厚は、20nm以上30nm以下の範囲内である請求項11に記載の反射型フォトマスク。 12. The reflective photomask according to claim 11 , wherein the film thickness of said absorption pattern layer is in the range of 20 nm or more and 30 nm or less. 前記吸収パターン層は、Pt、Te、In、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Mo、B、Pd、Ni、P、F、N、C、及びHからなる群から選択された1種以上の元素をさらに含有する請求項11又は12に記載の反射型フォトマスク。 The absorbing pattern layer is selected from the group consisting of Pt, Te, In, Zr, Hf, Ti, W, Si, Cr, Mo, B, Pd, Ni, P, F, N, C, and H. 13. The reflective photomask according to claim 11 , further comprising at least one element. 前記吸収パターン層の上面及び側面の少なくとも一方の面に形成されたバリア層をさらに有する請求項11~1のいずれか1項に記載の反射型フォトマスク。 14. The reflective photomask according to any one of claims 11 to 13 , further comprising a barrier layer formed on at least one of a top surface and a side surface of said absorption pattern layer. 前記吸収パターン層の上面及び側面に形成されたバリア層をさらに有し、further comprising barrier layers formed on top and side surfaces of the absorbing pattern layer;
前記吸収パターン層の上面に形成された前記バリア層の膜厚をDTと定義し、前記吸収パターン層の側面に形成された前記バリア層の膜厚をDSと定義した場合、前記DSは前記DTの0.5倍以上0.8倍以下の範囲内であり、または、前記DTは前記DSの0.5倍以上0.8倍以下の範囲内である請求項11~13のいずれか1項に記載の反射型フォトマスク。When the thickness of the barrier layer formed on the upper surface of the absorption pattern layer is defined as DT, and the thickness of the barrier layer formed on the side surface of the absorption pattern layer is defined as DS, the DS is the DT. Any one of claims 11 to 13, wherein the DT is in the range of 0.5 to 0.8 times the DS, or the DT is in the range of 0.5 to 0.8 times the DS The reflective photomask described in .
前記バリア層は、Taの酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物、又は、TaとSnとを含む酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する請求項14又は15に記載の反射型フォトマスク。 The barrier layer is an oxide, nitride, boride, fluoride, oxynitride, oxyboride, and oxyfluoride of Ta, or an oxide, nitride, boride, fluoride containing Ta and Sn. 16. The reflective photomask according to claim 14 or 15 , containing at least one compound selected from the group consisting of oxides, oxynitrides, oxyborides, and oxyfluorides. 前記バリア層は、Taの窒化物、ホウ化物、及びフッ化物、又は、TaとSnとを含む窒化物、ホウ化物、及びフッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する請求項14又は15に記載の反射型フォトマスク。 The barrier layer is at least one compound selected from the group consisting of nitrides , borides, and fluorides of Ta , or nitrides, borides, and fluorides containing Ta and Sn. The reflective photomask according to claim 14 or 15 , containing 前記バリア層の膜厚は、5nm以下である請求項14~17のいずれか1項に記載の反射型フォトマスク。 18. The reflective photomask according to any one of claims 14 to 17, wherein the thickness of the barrier layer is 5 nm or less. 前記反射層と前記吸収パターン層との間に形成されたキャッピング層をさらに有する請求項11~1のいずれか1項に記載の反射型フォトマスク。 The reflective photomask according to any one of claims 11 to 18 , further comprising a capping layer formed between said reflective layer and said absorbing pattern layer. 極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクであって、
基板と、
前記基板上に形成された多層膜を含む反射層と、
前記反射層の上に被転写態に対する転写パターンとなる吸収パターンが形成された吸収パターン層と、
前記吸収パターン層の上面及び側面の少なくとも一方の面に形成されたバリア層と、を有し、
前記吸収パターン層は、錫(Sn)と酸素(〇)とを合計で70原子%以上含有する材料で形成され、
前記吸収パターン層に含まれる前記錫(Sn)の価数は、3.3以上であり、
前記吸収パターン層に、タンタル(Ta)が5原子%以上20原子%以下混合され、
前記吸収パターン層の膜密度は、4.0g/cm以上であり、
前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上45nm以下の範囲内であり、
前記バリア層は、Taの酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物、又は、TaとSnとを含む酸化物、窒化物、ホウ化物、フッ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸フッ化物からなる群から選択された1種以上の化合物を含有する反射型フォトマスク。
A reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source,
a substrate;
a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate;
an absorption pattern layer in which an absorption pattern that serves as a transfer pattern for a transferred state is formed on the reflective layer;
a barrier layer formed on at least one of a top surface and a side surface of the absorption pattern layer ;
The absorption pattern layer is formed of a material containing a total of 70 atomic % or more of tin (Sn) and oxygen (◯),
The tin (Sn) contained in the absorption pattern layer has a valence of 3.3 or more,
5 atomic % or more and 20 atomic % or less of tantalum (Ta) is mixed in the absorption pattern layer,
The absorption pattern layer has a film density of 4.0 g/cm 3 or more,
The film thickness of the absorption pattern layer is in the range of 17 nm or more and 45 nm or less ,
The barrier layer is an oxide, nitride, boride, fluoride, oxynitride, oxyboride, and oxyfluoride of Ta, or an oxide, nitride, boride, fluoride containing Ta and Sn. A reflective photomask containing at least one compound selected from the group consisting of oxides, oxynitrides, oxyborides, and oxyfluorides .
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