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JP7597305B1 - Reflective photomask blank, reflective photomask, and method for manufacturing reflective photomask - Google Patents

Reflective photomask blank, reflective photomask, and method for manufacturing reflective photomask Download PDF

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JP7597305B1 JP2024153115A JP2024153115A JP7597305B1 JP 7597305 B1 JP7597305 B1 JP 7597305B1 JP 2024153115 A JP2024153115 A JP 2024153115A JP 2024153115 A JP2024153115 A JP 2024153115A JP 7597305 B1 JP7597305 B1 JP 7597305B1
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Abstract

Figure 0007597305000001

【課題】本発明は、極端紫外領域の波長の光を光源として使用する反射型フォトマスクであって、良好なパターン加工性を有する吸収層を備えた反射型フォトマスク及びその反射型フォトマスクを製造するために用いる反射型フォトマスクブランク並びにその反射型フォトマスクブランクを用いた反射型フォトマスクの製造方法を提供する。
【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、基板1と反射層2と吸収層4とを有し、吸収層4は、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有する材料で形成され、吸収層4の膜厚は17nm以上50nm以下の範囲内であり、吸収層4のEUV光に対する消衰係数は0.049以上であり、吸収層4の表面粗さは0.4nm以下である。
【選択図】図1

Figure 0007597305000001

The present invention provides a reflective photomask that uses light with a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source and has an absorbing layer with good pattern processability, a reflective photomask blank used to manufacture the reflective photomask, and a method for manufacturing a reflective photomask using the reflective photomask blank.
[Solution] A reflective photomask blank 10 according to an embodiment of the present invention has a substrate 1, a reflective layer 2, and an absorbing layer 4, the absorbing layer 4 being formed from a material containing 50 atomic % or more of platinum (Pt) and 5 atomic % or more and less than 50 atomic % of tantalum (Ta), the film thickness of the absorbing layer 4 being in the range of 17 nm or more and 50 nm or less, the extinction coefficient of the absorbing layer 4 with respect to EUV light being 0.049 or more, and the surface roughness of the absorbing layer 4 being 0.4 nm or less.
[Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクの製造方法に関する。 The present invention relates to a reflective photomask blank, a reflective photomask, and a method for manufacturing a reflective photomask.

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。 In the manufacturing process of semiconductor devices, the demand for finer photolithography technology is increasing as semiconductor devices become finer. The minimum resolution dimension of the transfer pattern in photolithography depends heavily on the wavelength of the exposure light source, and the shorter the wavelength, the smaller the minimum resolution dimension can be. For this reason, exposure light sources are being replaced from the conventional 193 nm wavelength ArF excimer laser light to light in the EUV (Extreme Ultra Violet) range 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。 Light in the EUV region is absorbed at a high rate by most materials, so reflective photomasks are used as photomasks for EUV exposure (EUV masks) (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses an EUV photomask obtained by forming a reflective layer made of a multilayer film in which molybdenum (Mo) layers and silicon (Si) layers are alternately stacked on a glass substrate, forming a light absorbing layer mainly composed of tantalum (Ta) on top of that, and forming a pattern on this light absorbing layer.

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EUVマスクでの反射光と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。 As mentioned above, EUV lithography cannot use refractive optics that utilize the transmission of light, so the optical components of the exposure machine are reflective (mirrors) rather than lenses. This creates the problem that the light incident on a reflective photomask (EUV mask) and the light reflected by the EUV mask cannot be designed to be coaxial, so EUV lithography typically employs a method in which the optical axis is tilted 6 degrees from the vertical direction of the EUV mask, and the reflected light reflected at an angle of minus 6 degrees is guided to the semiconductor substrate.

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。
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。
As described above, in EUV lithography, the optical axis is tilted via a mirror, which can cause a problem known as the "projection effect," in which the EUV light incident on the EUV mask casts a shadow on the mask pattern (patterned light-absorbing layer) of the EUV mask.
In current EUV mask blanks, a film mainly composed of tantalum (Ta) with a thickness of 60 to 90 nm is used as the light absorbing layer. When an EUV mask manufactured using this mask blank is used for pattern transfer exposure, there is a risk of causing a decrease in contrast at the edge portion of the mask pattern that is in the shadow, depending on the relationship between the incident direction of the EUV light and the orientation of the mask pattern. This can lead to problems such as an increase in line edge roughness of the transfer pattern on the semiconductor substrate and an inability to form the line width to the targeted dimension, resulting in a deterioration in 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、Pt、Zn、Au、NiO、AgO、Ir、Fe、SnO、Coなどから選ばれた少なくとも2つの材料を含む合金で構成された反射型フォトマスクブランクが記載されている。 Therefore, reflective photomask blanks have been considered in which the light absorption layer is changed from tantalum (Ta) to a material with high absorptivity (extinction coefficient) for EUV light, or a material with high absorptivity is added to tantalum (Ta). For example, Patent Document 2 describes a reflective photomask blank in which the light absorption layer is made of an alloy containing at least two materials selected from Pt, Zn, Au, NiO, Ag 2 O, Ir, Fe, SnO 2 , Co, etc.

しかしながら、EUV光への吸収性の高い材料の中にはドライエッチングによる加工が難しい材料もあり、フォトマスクブランクを成膜(作製)しても、フォトマスクブランクに備わる光吸収層をパターニングができないという問題があった。 However, some materials that are highly absorptive of EUV light are difficult to process using dry etching, and even if a photomask blank is formed (produced), the light absorbing layer on the photomask blank cannot be patterned, which is a problem.

特許第5418293号Patent No. 5418293 特表2019-527382号公報Special table 2019-527382 publication

本開示は、以上のような事情の元になされ、極端紫外領域の波長の光を光源として使用するパターニング転写用の反射型フォトマスクであって、良好なパターン加工性を有する吸収層を備えた反射型フォトマスク及びその反射型フォトマスクを製造するために用いる反射型フォトマスクブランク並びにその反射型フォトマスクブランクを用いた反射型フォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in light of the above circumstances, and aims to provide a reflective photomask for patterning transfer that uses light with a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source, the reflective photomask having an absorbing layer with good pattern processability, a reflective photomask blank used to manufacture the reflective photomask, and a method for manufacturing a reflective photomask using the reflective photomask blank.

本開示は上記課題を解決するために成されたものであって、本開示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、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有する材料で形成され、前記吸収層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、前記吸収層のEUV光に対する消衰係数は、0.049以上であり、前記吸収層の表面粗さは、0.4nm以下であることを特徴とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and a reflective photomask blank according to one aspect of the present disclosure is a reflective photomask blank for producing a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source, and is characterized in that it has 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 being formed of a material containing 50 atomic % or more of platinum (Pt) and 5 atomic % or more and less than 50 atomic % of tantalum (Ta), the film thickness of the absorbing layer being in the range of 17 nm or more and 50 nm or less, the extinction coefficient of the absorbing layer for EUV light being 0.049 or more, and the surface roughness of the absorbing layer being 0.4 nm or less.

また、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクは、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、前記反射層上に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、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有する材料で形成され、前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、前記吸収層のEUV光に対する消衰係数は、0.049以上であり、前記吸収パターン層の表面粗さは、0.4nm以下であることを特徴とする。 In addition, a reflective photomask according to one aspect of the present disclosure is a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source, and includes a substrate, a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate, and an absorbing pattern layer formed on the reflective layer, the absorbing pattern layer being formed of a material containing 50 atomic % or more of platinum (Pt) and 5 atomic % or more and less than 50 atomic % of tantalum (Ta), the thickness of the absorbing pattern layer being in the range of 17 nm or more and 50 nm or less, the extinction coefficient of the absorbing layer for EUV light being 0.049 or more, and the surface roughness of the absorbing pattern layer being 0.4 nm or less.

また、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクの製造方法は、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の製造方法であって、基板上に多層膜を含む反射層を形成する工程と、前記反射層上に吸収パターン層を形成する工程と、を有し、前記吸収パターン層は、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有する材料で形成され、前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、前記吸収パターン層のEUV光に対する消衰係数は、0.049以上であり、前記吸収パターン層の表面粗さは、0.4nm以下であることを特徴とする。 In addition, a manufacturing method of a reflective photomask according to one aspect of the present disclosure is a manufacturing method of a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source, and includes a step of forming a reflective layer including a multilayer film on a substrate, and a step of forming an absorption pattern layer on the reflective layer, the absorption pattern layer being formed of a material containing 50 atomic % or more of platinum (Pt) and 5 atomic % or more and less than 50 atomic % of tantalum (Ta), the film thickness of the absorption pattern layer being in the range of 17 nm or more and 50 nm or less, the extinction coefficient of the absorption pattern layer for EUV light being 0.049 or more, and the surface roughness of the absorption pattern layer being 0.4 nm or less.

本開示の一態様に係る反射型フォトマスクブランクであれば、良好なパターン加工性を有する吸収層の作成が可能になる。つまり、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクブランクであれば、吸収層のパターン加工性に優れた反射型フォトマスクブランクを提供することができる。換言すると、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクブランクであれば、良好なパターン加工性を得ることができ、且つ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の向上が期待できる吸収層を備えた反射型フォトマスクブランクを提供することができる。 The reflective photomask blank according to one embodiment of the present disclosure makes it possible to create an absorption layer with good pattern processability. In other words, the reflective photomask blank according to one embodiment of the present disclosure can provide a reflective photomask blank with excellent pattern processability for the absorption layer. In other words, the reflective photomask blank according to one embodiment of the present disclosure can provide a reflective photomask blank with an absorption layer that can provide good pattern processability and is expected to improve transfer performance to a semiconductor substrate in patterning using light with a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source.

また、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクであれば、良好なパターン加工性を有する吸収層を備えた反射型フォトマスクを提供することができる。つまり、本開示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において半導体基板への転写性能の向上が期待できる。
また、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクの製造方法であれば、良好なパターン加工性を有する吸収層を備えた反射型フォトマスクを製造することができる。つまり、本開示の一態様に係る反射型フォトマスクの製造方法であれば、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターニングにおいて半導体基板への転写性能の向上が期待できる反射型フォトマスクを製造できる。
In addition, the reflective photomask according to one embodiment of the present disclosure can provide a reflective photomask having an absorption layer with good patterning processability, which is to say, the reflective photomask according to one embodiment of the present disclosure can be expected to improve the transfer performance onto a semiconductor substrate in patterning using light in the extreme ultraviolet region as a light source.
Furthermore, the method for producing a reflective photomask according to an embodiment of the present disclosure can produce a reflective photomask having an absorption layer with good pattern processability. In other words, the method for producing a reflective photomask according to an embodiment of the present disclosure can produce a reflective photomask that is expected to have improved transfer performance to a semiconductor substrate in patterning using light in the extreme ultraviolet region as a light source.

このように、本開示の一態様であれば、極端紫外領域の波長の光を光源として使用するパターニング転写用の反射型フォトマスクであって、良好なパターン加工性を有する吸収層を備えた反射型フォトマスク及びその反射型フォトマスクを製造するために用いる反射型フォトマスクブランク並びにその反射型フォトマスクブランクを用いた反射型フォトマスクの製造方法を提供することができる。 Thus, one aspect of the present disclosure can provide a reflective photomask for patterning transfer that uses light with a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source, the reflective photomask having an absorption layer with good pattern processability, a reflective photomask blank used to manufacture the reflective photomask, and a method for manufacturing a reflective photomask using the reflective photomask blank.

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 a structure of a reflective photomask blank according to an embodiment of the present invention. 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 a structure of a reflective photomask according to an embodiment of the present invention. 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。1 is a graph showing the optical constants of each metal material at the wavelength of EUV light. 本発明の他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。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a reflective photomask blank according to another embodiment of the present invention. 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。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a reflective photomask blank according to an embodiment 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 1C are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a reflective photomask according to an embodiment 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 1C are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a reflective photomask according to an embodiment 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 1C are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a reflective photomask according to an embodiment 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 a structure of a reflective photomask according to an embodiment of the present invention. 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。1 is a schematic plan view showing the shape of a design pattern of a reflective photomask according to an embodiment of the present invention.

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。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiment shown below. In the embodiment shown below, technically preferable limitations are imposed for implementing the present invention, but these limitations are not essential requirements for 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。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective photomask blank 10 according to an embodiment of the present invention. Also, Figure 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 Figure 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 Figure 1.

(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 comprises a substrate 1, a reflective layer 2 formed on the substrate 1, 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)
For example, a flat Si substrate, a synthetic quartz substrate, etc. can be used for the substrate 1 according to the embodiment of the present invention. In addition, low thermal expansion glass containing titanium can be used for the substrate 1, but the present invention is not limited to these 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 be any layer that reflects the EUV light (extreme ultraviolet light) that is the exposure light, and may be a multilayer reflective film made of a combination of materials that have significantly different refractive indices for EUV light. The reflective layer 2 including the multilayer reflective film may be formed by repeatedly stacking layers of a combination of Mo (molybdenum) and Si (silicon) or Mo (molybdenum) and Be (beryllium) for about 40 periods.

(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 functions as an etching stopper that prevents damage to the reflective layer 2 when etching the absorption layer 4. The capping layer 3 is made of, for example, Ru (ruthenium). Here, depending on the material of the reflective layer 2 and the etching conditions, the capping layer 3 may not be formed. In addition, 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 by utilizing the principle of an electrostatic chuck when the reflective photomask 20 is placed in an 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。
(Absorption layer)
As shown in Fig. 2, an absorption pattern (absorption pattern layer) 41 of the reflective photomask 20 is formed by removing a part of the absorption layer 4 of the reflective photomask blank 10, i.e., by patterning the absorption layer 4. In EUV lithography, EUV light is incident at an angle and reflected by the reflective layer 2, but due to a projection effect in which the absorption pattern 41 obstructs the optical path, the transfer performance onto the wafer (semiconductor substrate) may deteriorate. 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 is more absorbent for EUV light than conventional materials, that is, a material with 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。 Figure 3 is a graph showing the optical constants of each metal material for the 13.5 nm wavelength of EUV light. The horizontal axis of Figure 3 represents the refractive index n, and the vertical axis represents the extinction coefficient k. The extinction coefficient k of tantalum (Ta), the main material of the conventional absorption layer 4, is 0.041. If a compound material has a larger extinction coefficient k than this, 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、フォトマスクが使用される環境下で必要とされる洗浄耐性や水素ラジカル耐性が低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、その反射型フォトマスクブランクを用いて作製された反射型フォトマスクは露光環境下で使用することができない場合がある。 Materials that satisfy the above-mentioned extinction coefficient k include, for example, silver (Ag), platinum (Pt), indium (In), cobalt (Co), tin (Sn), nickel (Ni), and tellurium (Te), as shown in FIG. 3. However, some of these metal materials have the problem of low cleaning resistance and hydrogen radical resistance, which are required in the environment in which the photomask is used. For this reason, even if a reflective photomask blank with an absorption layer formed from these metal materials is produced, the reflective photomask produced using the reflective photomask blank may not be usable in an exposure environment.

また、水素ラジカルに対する耐性面では問題がない材料であっても、その材料の多くは
、ハロゲン化物の揮発性が低いためにドライエッチング性が悪いという問題を有している場合が多い。つまり、水素ラジカルに対しては耐性を有するがハロゲン化物の揮発性が低い材料で形成された吸収層は、吸収層のパターニングができず、その結果、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できないという問題が生じ得る。
Furthermore, even if a material has no problem in terms of resistance to hydrogen radicals, many of such materials often have a problem of poor dry etching properties due to low halide volatility. In other words, an absorbing layer formed of a material that is resistant to hydrogen radicals but has low halide volatility cannot be patterned, which can result in a problem that a reflective photomask blank cannot be processed into a 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10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、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とを含む材料(合金)で形成されたものとする。プラチナ(Pt)単体は、フォトマスクの洗浄に用いられる液体に高い耐性を持っており、且つ水素ラジカルに対する耐性も高いが、ドライエッチング性が悪いということが知られている。
本願の発明者らは、吸収層4や吸収パターン層41を形成する材料として、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とを特定の割合で含有する材料を用いることで高い水素ラジカル耐性を維持しつつ、ドライエッチングによる吸収層4の加工が可能となることを見出した。
In order to avoid the above-mentioned drawbacks, the absorption layer 4 of the reflective photomask blank 10 of this embodiment or the absorption pattern layer 41 of the reflective photomask 20 of this embodiment is formed of a material (alloy) containing platinum (Pt) and tantalum (Ta). Platinum (Pt) alone has high resistance to liquids used for cleaning photomasks and also has high resistance to hydrogen radicals, but is known to have poor dry etching properties.
The inventors of the present application have discovered that by using a material containing platinum (Pt) and tantalum (Ta) in a specific ratio as the material for forming the absorption layer 4 and the absorption pattern layer 41, it is possible to process the absorption layer 4 by dry etching while maintaining high hydrogen radical resistance.

なお、本実施形態において「ドライエッチング性が悪い」とは、吸収パターン層41を形成した際に、反射層2の表面またはキャッピング層3の表面と、パターン形成部における吸収パターン層41の側面とで形成される角度であって、反射層2の表面またはキャッピング層3の表面を基準にした仰角(いわゆる側壁角)が80°未満である状態をいう。
また、本実施形態において「水素ラジカル耐性が高い」とは、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、膜減り速さが0.01nm/s以下であることをいう。
In this embodiment, "poor dry etching properties" refers to a state in which, when the absorption pattern layer 41 is formed, the angle formed between the surface of the reflective layer 2 or the surface of the capping layer 3 and the side of the absorption pattern layer 41 in the pattern formation portion, that is, the elevation angle (so-called sidewall angle) based on the surface of the reflective layer 2 or the surface of the capping layer 3, is less than 80°.
In this embodiment, "high hydrogen radical resistance" means that the film reduction rate is 0.01 nm/s or less in a hydrogen radical environment where the hydrogen pressure is 0.36 millibars (mbar) or less and a power of 1 kW is used by using microwave plasma.

吸収層4を構成する材料は、吸収層4全体の構成原子数に対してプラチナ(Pt)を50原子%以上含有している。なお、吸収層4を構成する材料は、吸収層4全体の構成原子数に対してプラチナ(Pt)を50原子%以上95原子%以下の範囲内で含有していれば好ましく、55原子%以上90原子%以下の範囲内で含有していればより好ましく、60原子%以上80原子%以下の範囲内で含有していればさら好ましい。
また、吸収層4には、吸収層4全体の構成原子数に対してタンタル(Ta)が5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有されている。これは、吸収層4にプラチナ(Pt)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、プラチナ(Pt)以外の成分が50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。
The material constituting the absorbing layer 4 contains platinum (Pt) at 50 atomic % or more relative to the number of atoms constituting the entire absorbing layer 4. Note that the material constituting the absorbing layer 4 preferably contains platinum (Pt) in the range of 50 atomic % or more and 95 atomic % or less relative to the number of atoms constituting the entire absorbing layer 4, more preferably contains platinum (Pt) in the range of 55 atomic % or more and 90 atomic % or less, and even more preferably contains platinum (Pt) in the range of 60 atomic % or more and 80 atomic % or less.
The absorbing layer 4 contains tantalum (Ta) in a range of 5 atomic % or more and less than 50 atomic % with respect to the number of atoms constituting the entire absorbing layer 4. This is because, although there is a possibility that the EUV light absorption properties will decrease if the absorbing layer 4 contains components other than platinum (Pt), if the components other than platinum (Pt) are less than 50 atomic %, the decrease in EUV light absorption properties will be very slight, and there will be almost no decrease in performance as the absorbing layer 4 of the EUV mask.

更に、プラチナ(Pt)単体では、ドライエッチングによる加工が難しいものの、プラチナ(Pt)にタンタル(Ta)を添加することによってドライエッチングによる加工性が向上し、塩素系ガスまたはフッ素系ガスまたは混合ガスを用いたドライエッチングが可能となるため、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できる。具体的には、吸収層4に含まれるタンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の構成原子数に対して5原子%以上50原子%未満の範囲内であれば、水素ラジカル耐性を維持しつつ、ドライエッチングによる吸収層4の加工性を向上できる。 Furthermore, while platinum (Pt) alone is difficult to process by dry etching, adding tantalum (Ta) to platinum (Pt) improves processability by dry etching, and enables dry etching using a chlorine-based gas, a fluorine-based gas, or a mixed gas, so that a reflective photomask blank can be processed into a reflective photomask. Specifically, if the content of tantalum (Ta) contained in the absorption layer 4 is within a range of 5 atomic % or more and less than 50 atomic % of the number of atoms constituting the entire absorption layer 4, the processability of the absorption layer 4 by dry etching can be improved while maintaining hydrogen radical resistance.

なお、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の構成原子数に対して5原子%未満であるとドライエッチングによる吸収層4の加工性が向上し得ない場合がある。また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の構成原子数に対して50原子%以上となるとEUV光の吸収性が低下し、吸収層4の薄膜化が望めなくなる場合がある。更に、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の構成原子数に対して50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、検査性が悪くなる場合がある。
したがって、タンタル(Ta)の含有量は吸収層4全体の構成原子数に対して5原子%
以上50原子%未満の範囲内であることが好ましく、10原子%以上45原子%以下の範囲内であることがより好ましく、20原子%以上40原子%以下の範囲内であることがさらに好ましい。
If the content of tantalum (Ta) is less than 5 atomic % relative to the number of atoms constituting the entire absorber layer 4, the processability of the absorber layer 4 by dry etching may not be improved. If the content of tantalum (Ta) is 50 atomic % or more relative to the number of atoms constituting the entire absorber layer 4, the absorbency of EUV light may decrease, making it impossible to achieve a thin absorber layer 4. Furthermore, if the content of tantalum (Ta) exceeds 50 atomic % relative to the number of atoms constituting the entire absorber layer 4, the contrast in DUV (Deep Ultra Violet) light with a wavelength of 190 to 260 nm may decrease, resulting in poor inspectability.
Therefore, the content of tantalum (Ta) is 5 atomic % with respect to the number of atoms constituting the entire absorption layer 4.
The content is preferably in the range of 10 to 45 atomic %, more preferably 20 to 40 atomic %, and even more preferably 20 to 40 atomic %.

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、プラチナ(Pt)の含有量がラザフォード後方散乱分析法(RBS)で全金属元素中50原子%~99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、全金属元素中40原子%~75原子%となってもよく、エネルギー分散型X線分析法(EDX)を用いて分析した結果、全金属元素中45原子%~100原子%となってもよい。 The above composition ratio of the materials constituting the absorption layer 4 is calculated based on the analysis results by Rutherford backscattering spectrometry (RBS), and the content may vary depending on the analysis method. For example, a material with a platinum (Pt) content of 50 atomic % to 99 atomic % of all metal elements by Rutherford backscattering spectrometry (RBS) may be analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to find that it is 40 atomic % to 75 atomic % of all metal elements, or analyzed using energy dispersive X-ray spectrometry (EDX) to find that it is 45 atomic % to 100 atomic % of all metal elements.

吸収層4の加工性には、構成する材料の結晶性も影響する。さらに結晶性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も影響する。本実施形態における吸収層4は、上記の理由のため結晶性の少ないアモルファスな膜で形成されていることが望ましい。結晶性の高い材料は結晶粒界の形成により表面粗さも大きくなる。従って吸収層4の表面粗さ(RMS)は0.4nm以下であること好ましく、0.2nm以下であることが更に好ましい。ここで、「吸収層4の表面粗さ(RMS)」とは、吸収層4(吸収パターン層41)の反射層2側とは反対側の面(表面)における粗さ(RMS)を意味する。
なお、本実施形態における表面粗さ(RMS)の測定は、例えば、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定してもよい。
The processability of the absorbing layer 4 is also affected by the crystallinity of the constituent material. Furthermore, the crystallinity also affects the smoothness of the film and the line edge roughness of the formed absorbing pattern layer 41. For the above reasons, it is desirable that the absorbing layer 4 in this embodiment is formed of an amorphous film with low crystallinity. A material with high crystallinity also has a large surface roughness due to the formation of crystal grain boundaries. Therefore, the surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 is preferably 0.4 nm or less, and more preferably 0.2 nm or less. Here, the "surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4" means the roughness (RMS) of the surface (surface) of the absorbing layer 4 (absorbing pattern layer 41) opposite to the reflective layer 2 side.
In this embodiment, the surface roughness (RMS) may be measured using, for example, an atomic force microscope (AFM).

前述の通り、吸収層4を構成する材料は、吸収層4全体の構成原子数に対して、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有していることが好ましいが、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)以外の材料として、例えば、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、インジウム(In)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ヨウ素(I)、テルル(Te)、ハフニウム(Hf)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)、アルミニウム(Al)、窒素(N)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、及びホウ素(B)からなる群(以下、便宜的に「添加元素群」と称する)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。つまり、吸収層4は、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)以外に、上述した添加元素群から選択された1種以上の元素をさらに含有していてもよい。 As described above, the material constituting the absorption layer 4 preferably contains platinum (Pt) at 50 atomic % or more and tantalum (Ta) in the range of 5 atomic % or more and less than 50 atomic % relative to the number of atoms constituting the entire absorption layer 4, but may further contain one or more elements selected from the group consisting of ruthenium (Ru), iridium (Ir), titanium (Ti), chromium (Cr), indium (In), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), iodine (I), tellurium (Te), hafnium (Hf), tungsten (W), palladium (Pd), rhenium (Re), aluminum (Al), nitrogen (N), zinc (Zn), gallium (Ga), and boron (B) (hereinafter, for convenience, referred to as the "additive element group"). In other words, the absorption layer 4 may further contain, in addition to platinum (Pt) and tantalum (Ta), one or more elements selected from the above-mentioned group of additive elements.

例えば、上述した添加元素群に含まれる元素のうち、テルル(Te)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、インジウム(In)を吸収パターン層41に添加することで、EUV光に対する吸収性をさらに向上させ、さらに薄膜化が可能となる。
あるいは、上述した添加元素群に含まれる元素のうち、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、金(Au)、コバルト(Co)、イリジウム(Ir)を吸収パターン層41に添加することで、EUV光に対する高吸収性を確保しながら、吸収パターン層41に導電性を付与することが可能となる。このため、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。
For example, by adding tellurium (Te), silver (Ag), nickel (Ni), or indium (In) from the group of additive elements described above to the absorption pattern layer 41, the absorption of EUV light can be further improved and the film can be made thinner.
Alternatively, among the elements included in the above-mentioned group of additive elements, iron (Fe), palladium (Pd), gold (Au), cobalt (Co), or iridium (Ir) can be added to the absorption pattern layer 41 to provide electrical conductivity to the absorption pattern layer 41 while ensuring high absorption of EUV light. This makes it possible to improve the inspectability in mask pattern inspection.

あるいは、上述した添加元素群に含まれる元素のうち、窒素(N)やハフニウム(Hf)、またはタングステン(W)、ヨウ素(I)、クロム(Cr)、ホウ素(B)、ルテニウム(Ru)を吸収層4に添加した場合、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)41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。 Alternatively, among the elements included in the above-mentioned group of added elements, when nitrogen (N), hafnium (Hf), tungsten (W), iodine (I), chromium (Cr), boron (B), or ruthenium (Ru) is added to the absorption layer 4, it is possible to make the film more amorphous. This makes it possible to improve the roughness and in-plane dimensional uniformity of the absorption layer pattern (mask pattern) 41 after dry etching, or the in-plane uniformity of the transferred image.

なお、上述した添加元素群に含まれる元素の合計含有量は、タンタル(Ta)の含有量と同じであってもよい。つまり、吸収層4や吸収パターン層41は、プラチナ(Pt)と、タンタル(Ta)と、上述した添加元素群から選択された1種以上の元素とを含み、上述した添加元素群に含まれる元素の合計含有量は、タンタル(Ta)の含有量以下であればよい。より好ましくは、上述した添加元素群に含まれる元素の合計含有量は、タンタル(Ta)の含有量の0.9倍以下の範囲内であり、さらに好ましくは、上述した添加元素群に含まれる元素の合計含有量は、タンタル(Ta)の含有量の0.6倍以下の範囲内である。上記構成であれば、優れた転写性能を備えつつ、吸収層4に優れたパターン加工性を付与し、さらに上述した種々の機能を付与することができる。 The total content of the elements contained in the above-mentioned additive element group may be the same as the content of tantalum (Ta). That is, the absorption layer 4 and the absorption pattern layer 41 contain platinum (Pt), tantalum (Ta), and one or more elements selected from the above-mentioned additive element group, and the total content of the elements contained in the above-mentioned additive element group may be equal to or less than the content of tantalum (Ta). More preferably, the total content of the elements contained in the above-mentioned additive element group is within a range of 0.9 times or less of the content of tantalum (Ta), and even more preferably, the total content of the elements contained in the above-mentioned additive element group is within a range of 0.6 times or less of the content of tantalum (Ta). With the above-mentioned configuration, it is possible to provide the absorption layer 4 with excellent pattern processability while having excellent transfer performance, and further provide the various functions described above.

以下、吸収パターン層41におけるOD値について説明する。
吸収層4の一部が除去されて反射層2やキャッピング層3が露出した領域である反射部からの反射光の強度をRmとし、吸収層4が残存した領域である吸収部からの反射光の強度をRaとし、反射部と吸収部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:Optical Density)値は、(式1)で規定される。OD値は大きいほうがコントラストは良く高い転写性が得られ、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。パターン転写にはOD>1であることが好ましく、1.5以上であるとさらに好ましい。
よって、転写パターンが形成された吸収層4(吸収パターン層41)のOD値は、1.0以上であることが好ましく、1.5以上であるとさらに好ましい。
OD=-log(Ra/Rm) ・・・(式1)
The OD value in the absorbing pattern layer 41 will be described below.
The intensity of reflected light from the reflective portion, which is an area where the reflective layer 2 and the capping layer 3 are exposed by removing a part of the absorbing layer 4, is Rm, and the intensity of reflected light from the absorbing portion, which is an area where the absorbing layer 4 remains, is Ra. The optical density (OD) value, which is an index representing the contrast in light intensity between the reflective portion and the absorbing portion, is defined by (Formula 1). The larger the OD value, the better the contrast and the higher the transferability. If the OD value is less than 1, sufficient contrast cannot be obtained and the transferability tends to decrease. For pattern transfer, OD>1 is preferable, and 1.5 or more is even more preferable.
Therefore, the OD value of the absorbent layer 4 (absorbent pattern layer 41) on which the transfer pattern is formed is preferably 1.0 or more, and more preferably 1.5 or more.
OD=-log(Ra/Rm) (Formula 1)

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、上述のようにタンタル(Ta)を主成分とする化合物材料で形成されてきた。この場合、1以上のOD値を得るには、吸収層4の膜厚は40nm以上必要である。従来材料の消衰係数kは0.031だが、単体で消衰係数kが0.058のプラチナ(Pt)を主成分として含む化合物材料で吸収層4を形成することで、1以上のOD値であれば吸収層4の膜厚を17nmまで薄膜化することが可能である。ただし、吸収層4全体における消衰係数kは、プラチナ(Pt)に対するタンタル(Ta)の混合比率や、成膜された材料の結晶性によっても大きく変動し、吸収層4全体における消衰係数kが0.049未満であると十分な薄膜化効果が望めない場合が多い。そのため、従来よりも薄膜化を実現するため、吸収層4全体における消衰係数kは0.049以上が好ましく、0.051以上がさらに好ましい。 The absorption layer 4 (absorption pattern layer 41) of the conventional EUV reflective photomask has been formed of a compound material mainly composed of tantalum (Ta) as described above. In this case, the thickness of the absorption layer 4 needs to be 40 nm or more to obtain an OD value of 1 or more. The extinction coefficient k of the conventional material is 0.031, but by forming the absorption layer 4 from a compound material mainly composed of platinum (Pt) whose extinction coefficient k is 0.058 by itself, it is possible to thin the thickness of the absorption layer 4 to 17 nm if the OD value is 1 or more. However, the extinction coefficient k of the entire absorption layer 4 varies greatly depending on the mixture ratio of tantalum (Ta) to platinum (Pt) and the crystallinity of the formed material, and if the extinction coefficient k of the entire absorption layer 4 is less than 0.049, a sufficient thinning effect cannot be expected in many cases. Therefore, in order to achieve a thinner film than the conventional one, the extinction coefficient k of the entire absorption layer 4 is preferably 0.049 or more, and more preferably 0.051 or more.

さらに、吸収層4の膜厚が50nmを超えると、従来のタンタル(Ta)を主成分とした化合物材料で形成された膜厚60nmの吸収層と射影効果が同程度となってしまう。また、吸収層4の膜厚が50nmを超えると、吸収層4のパターン加工性が低下する場合がある。
そのため、本実施形態に係る吸収層4の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内である。つまり、吸収層4の膜厚が17nm以上50nm以下の範囲内であると、タンタル(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、吸収層4の膜厚は25nm以上40nm以下の範囲内であればより好ましい。吸収層4の膜厚が25nm以上40nm以下の範囲内であれば、従来の吸収層に比べて、射影効果をさらに低減することができ、転写性能がさらに向上する。
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。
Furthermore, if the thickness of the absorption layer 4 exceeds 50 nm, the projection effect will be about the same as that of a conventional absorption layer having a thickness of 60 nm and made of a compound material mainly composed of tantalum (Ta). Also, if the thickness of the absorption layer 4 exceeds 50 nm, the pattern processability of the absorption layer 4 may be degraded.
Therefore, the thickness of the absorption layer 4 according to the present embodiment is in the range of 17 nm to 50 nm. In other words, when the thickness of the absorption layer 4 is in the range of 17 nm to 50 nm, the projection effect can be sufficiently reduced and the transfer performance is improved, compared to a conventional absorption layer formed of a compound material mainly composed of tantalum (Ta).
The thickness of the absorbing layer 4 is more preferably in the range of 25 nm to 40 nm. If the thickness of the absorbing layer 4 is in the range of 25 nm to 40 nm, the projection effect can be further reduced compared to conventional absorbing layers, and the transfer performance can be further improved.
The above-mentioned "main component" refers to a component that is contained in an amount of 50 atomic % or more based on the number of atoms in the entire absorbing layer.

また、吸収層4の上面、または吸収パターン層41の上面および側面の少なくとも一方を酸化させて、酸化膜(図示せず)を形成してもよい。また、吸収層4の上面、または吸収パターン層41の上面および側面の少なくとも一方に、酸化膜(図示せず)を別途形成
してもよい。
この酸化膜の膜厚は、特に制限されるものではないが、例えば、1nm以上5nm以下の範囲内である、
なお、上述した酸化膜は、反射型フォトマスクブランク10または反射型フォトマスク20を保管する際に、または反射型フォトマスクブランク10または反射型フォトマスク20を洗浄する際に自然に形成された自然酸化膜であってもよい。
Also, an oxide film (not shown) may be formed by oxidizing at least one of the upper surface of the absorption layer 4 or the upper surface and side surface of the absorption pattern layer 41. Also, an oxide film (not shown) may be separately formed on at least one of the upper surface of the absorption layer 4 or the upper surface and side surface of the absorption pattern layer 41.
The thickness of this oxide film is not particularly limited, but is, for example, in the range of 1 nm to 5 nm.
In addition, the above-mentioned oxide film may be a natural oxide film that is formed naturally when the reflective photomask blank 10 or the reflective photomask 20 is stored or when the reflective photomask blank 10 or the reflective photomask 20 is cleaned.

(ハードマスク)
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の上にハードマスク5が形成されていてもよい。本実施形態に係るハードマスク5は吸収層4の上に形成することで、吸収層4の加工性をさらに高める機能を有する。
ハードマスク5を構成する材料は、吸収層4をドライエッチングする際に用いるガスと異なるガスによってドライエッチングできる材料であることが望ましい。つまり、吸収層4の形成材料であるプラチナ(Pt)とタンタル(Ta)と含む材料を、塩素系ガスでエッチングする場合には、ハードマスク5のエッチングガスとして塩素系ガス以外のガスを用いることが好ましい。また、吸収層4の形成材料であるプラチナ(Pt)とタンタル(Ta)と含む材料を、フッ素系ガスでエッチングする場合には、ハードマスク5のエッチングガスとしてフッ素系ガス以外のガスを用いることが好ましい。
(Hard Mask)
4, the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention may have a hard mask 5 formed on the absorbing layer 4. The hard mask 5 according to this embodiment, when formed on the absorbing layer 4, has the function of further enhancing the processability of the absorbing layer 4.
The material constituting the hard mask 5 is desirably a material that can be dry etched with a gas different from the gas used when dry etching the absorption layer 4. That is, when the material containing platinum (Pt) and tantalum (Ta) which is the material forming the absorption layer 4 is etched with a chlorine-based gas, it is preferable to use a gas other than a chlorine-based gas as the etching gas for the hard mask 5. Also, when the material containing platinum (Pt) and tantalum (Ta) which is the material forming the absorption layer 4 is etched with a fluorine-based gas, it is preferable to use a gas other than a fluorine-based gas as the etching gas for the hard mask 5.

そのため、ハードマスク5の構成材料は、例えば、ルテニウム(Ru)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、及びシリコン(Si)、並びにそれらの酸化物、窒化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸窒化ホウ化物の群から選択された1種以上を含んでいれば好ましい。つまり、吸収層4が、プラチナ(Pt)と、タンタル(Ta)と、上述した添加元素群から選択された1種以上の元素とを含み、且つハードマスク5が、ルテニウム(Ru)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、及びシリコン(Si)、並びにそれらの酸化物、窒化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸窒化ホウ化物からなる群から選択された1種以上の元素を含んでいてもよい。 Therefore, it is preferable that the material constituting the hard mask 5 contains one or more elements selected from the group consisting of ruthenium (Ru), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), hafnium (Hf), tantalum (Ta), aluminum (Al), and silicon (Si), as well as their oxides, nitrides, borides, oxynitrides, oxyborides, and oxynitride boride compounds. That is, the absorption layer 4 may contain platinum (Pt), tantalum (Ta), and one or more elements selected from the above-mentioned group of additive elements, and the hard mask 5 may contain one or more elements selected from the group consisting of ruthenium (Ru), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), hafnium (Hf), tantalum (Ta), aluminum (Al), and silicon (Si), as well as oxides, nitrides, borides, oxynitrides, oxyborides, and oxynitride boride thereof.

一般に、ドライエッチングは、プラズマ中で導入ガスが電子と衝突し、活性ラジカルや種々の形に解離した反応性イオンが発生してエッチングを引き起こす。そのため、エッチング表面に低沸点の揮発性生成物が形成されるほどエッチングされやすく、その指標となるのは、被エッチング材料と導入ガスによる反応生成物の沸点や蒸気圧である。すなわち、沸点が低い反応生成物ほど気化して蒸気圧は高くなり排気されやすい。 In general, dry etching occurs when the introduced gas collides with electrons in the plasma, generating active radicals and reactive ions dissociated into various forms, which then cause etching. Therefore, the more volatile products with a low boiling point are formed on the etching surface, the more easily the material is etched, and the boiling point and vapor pressure of the reaction products of the material to be etched and the introduced gas serve as indicators of this. In other words, the lower the boiling point of the reaction product, the more it vaporizes, the higher the vapor pressure, and the easier it is to exhaust.

反射型フォトマスク20を作製する際の吸収層4のエッチングにおいては、前記の「エッチングされやすい」、あるいは「エッチングされにくい」の定義は、塩素系ガスに対してエッチングされやすい場合、エッチングによって生成する少なくとも一種の塩素系化合物の沸点が250℃以下であり、塩素系ガスに対してエッチングされにくい場合、エッチングによって生成する化学量論的にとり得る形態の塩化物の沸点が300℃以上であることである。フッ素系ガスに対しても同様である。
そのため、ハードマスク5として使用する材料は、フッ素系ガスまたは塩素系ガスのエッチングされやすい材料、即ちフッ素系化合物または塩素系化合物の沸点が低い物質が望ましい。
In the etching of the absorbing layer 4 in producing the reflective photomask 20, the above definition of "easily etched" or "hardly etched" means that when it is easily etched by a chlorine-based gas, at least one chlorine-based compound produced by etching has a boiling point of 250° C. or lower, and when it is hard to etch by a chlorine-based gas, the boiling point of a chloride in a stoichiometric form produced by etching is 300° C. or higher. The same applies to fluorine-based gas.
Therefore, the material used for the hard mask 5 is preferably a material that is easily etched by a fluorine-based gas or a chlorine-based gas, that is, a substance having a low boiling point as a fluorine-based compound or a chlorine-based compound.

表1に、金属のハロゲン系化合物の沸点を示した。表1の数値は各種文献(CRC Handbook of Chemistry and Ohysics, 97th E
dition (2016)など)及びウェブサイトで見られる値をまとめたものである。表1に示すようにフッ素系ガスでエッチングされやすい混合材料としては、例えば、ルテニウム(Ru)、ビスマス(Bi)、タンタル(Ta)、シリコン(Si)がある。また、塩素系ガスでエッチングされやすい混合材料としては、例えば、チタン(Ti)、クロム(Cr)、金(Au)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、シリコン(Si)がある。またこれらの混合材料の酸化物、窒化物、酸窒化物、窒化ホウ素化物を用いても良い。
Table 1 shows the boiling points of metal halogen compounds. The values in Table 1 are taken from various documents (CRC Handbook of Chemistry and Ochemicals, 97th Edition, Vol. 13, No. 1, pp. 1171-1175).
This table summarizes the values found in the International Publication No. 2016 (2016) and other websites. As shown in Table 1, examples of mixed materials that are easily etched with fluorine-based gases include ruthenium (Ru), bismuth (Bi), tantalum (Ta), and silicon (Si). Examples of mixed materials that are easily etched with chlorine-based gases include titanium (Ti), chromium (Cr), gold (Au), tantalum (Ta), aluminum (Al), and silicon (Si). Oxides, nitrides, oxynitrides, and boron nitrides of these mixed materials may also be used.

Figure 0007597305000002
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ただし、上記事項は、エッチングガス及びその反応性の一例であり、本実施形態におけるエッチングガスは、フッ素系ガス及び塩素系ガスの2種類に限定するものではない。フッ素系ガス及び塩素系ガスに加え、これらの混合ガスを用いてもよく、反応促進のために酸素ガスや水素ガス等の非ハロゲン系などのガスを含んでいてもよい。上記混合ガスを使用することで、フッ素系化合物または塩素系化合物の沸点が250℃以下でない材料もエッチングすることが可能である。 However, the above is an example of the etching gas and its reactivity, and the etching gas in this embodiment is not limited to two types, fluorine-based gas and chlorine-based gas. In addition to fluorine-based gas and chlorine-based gas, a mixed gas of these may be used, and may contain non-halogen gas such as oxygen gas or hydrogen gas to promote the reaction. By using the above mixed gas, it is possible to etch materials in which the boiling point of the fluorine-based or chlorine-based compound is not 250°C or lower.

ハードマスク5は、吸収層4のエッチングが完了するまで吸収層4の上に残っている必要がある。ただし、ハードマスク5の膜厚が30nmを超えると微細なパターンの形成が困難となる場合がある。また、ハードマスク5の膜厚が2nm未満であると、ハードマスク5の膜厚が薄すぎて均一な膜厚を有するハードマスク5の成膜が困難となる場合がある。
したがって、ハードマスク5の膜厚は、2nm以上30nm以下の範囲内であれば好ましく、5nm以上10nm以下の範囲内であればさらに好ましい。
なお、本実施形態における吸収層4の加工は、ドライエッチングに限定するものではない。例えば原子層エッチング(ALE)を用いて吸収層4の加工を行うことも可能である。
The hard mask 5 must remain on the absorption layer 4 until etching of the absorption layer 4 is completed. However, if the thickness of the hard mask 5 exceeds 30 nm, it may be difficult to form a fine pattern. Also, if the thickness of the hard mask 5 is less than 2 nm, the hard mask 5 may be too thin and it may be difficult to form the hard mask 5 having a uniform thickness.
Therefore, the thickness of the hard mask 5 is preferably in the range of 2 nm to 30 nm, and more preferably in the range of 5 nm to 10 nm.
In this embodiment, the processing of the absorption layer 4 is not limited to dry etching. For example, the absorption layer 4 can be processed by atomic layer etching (ALE).

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。 Below, we will explain examples of the reflective photomask blank and reflective photomask according to the present invention.

[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5を用いて説明する。
まず、図5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2の膜厚は280nmとした。
次に、反射層2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、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とを含む吸収層4を膜厚が33nmになるように成膜した。成膜した吸収層4について、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、吸収層4全体におけるプラチナ(Pt)の含有量は55原子%、タンタル(Ta)の含有量が45原子%であった。
[Example 1]
First, a method for producing the reflective photomask blank 10 will be described with reference to FIG.
First, as shown in Fig. 5, a reflective layer 2 formed by stacking 40 layers of a laminate film, each of which is a pair of silicon (Si) and molybdenum (Mo), is formed on a synthetic quartz substrate 1 having low thermal expansion characteristics. The thickness of the reflective layer 2 is set to 280 nm.
Next, a capping layer 3 made of ruthenium (Ru) was formed as an intermediate film on the reflective layer 2 to a thickness of 3.5 nm.
Next, an absorbing layer 4 containing platinum (Pt) and tantalum (Ta) was formed to a thickness of 33 nm on the capping layer 3. When the formed absorbing layer 4 was subjected to composition analysis using Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), the platinum (Pt) content in the entire absorbing layer 4 was 55 atomic %, and the tantalum (Ta) content was 45 atomic %.

さらに、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.1nm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。
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。
Furthermore, the surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 was measured using an atomic force microscope (AFM) and found to be 0.1 nm.
Furthermore, when the crystallinity of the absorbing layer 4 was measured by XRD (X-ray diffraction), it was found to be amorphous although slight crystallinity was observed.
Next, a back conductive film 6 made of chromium nitride (CrN) was formed to a thickness of 100 nm on the surface of the substrate 1 on which the reflective layer 2 was not formed, thereby producing a reflective photomask blank 10 of Example 1.
A sputtering device was used to deposit each film (form each layer) on the substrate 1. The thickness of each film was controlled by the sputtering time.

次に、反射型フォトマスク20の作製方法について図6から図9を用いて説明する。
まず、図6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分間ベークし、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分間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7に示すように、レジストパターン71を形成した。
Next, a method for producing the reflective photomask 20 will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 6 , a positive chemically amplified resist (SEBP9012: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied by spin coating to a thickness of 120 nm on the absorption layer 4 of the reflective photomask blank 10, and baked at 110° 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 lithography machine (JBX3030: manufactured by JEOL Ltd.). Thereafter, a pre-baking process was performed at 110° C. for 10 minutes, and then a development process was performed by using a spray developer (SFG3000: manufactured by Sigma Meltec Co., Ltd.). As a result, 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8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9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10に示すように、x方向とy方向それぞれに設計した。
Next, the absorbing layer 4 was patterned by dry etching mainly using a chlorine-based gas, using the resist pattern 71 as an etching mask. As a result, an absorbing pattern (absorbing pattern layer) 41 was formed in the absorbing layer 4, as shown in FIG.
Next, the resist pattern 71 was peeled off in a cleaning process, and the reflective photomask 20 of this embodiment was fabricated as shown in Fig. 9. In this embodiment, the absorbing pattern 41 formed in the absorbing layer 4 includes a 64 nm line width LS (line and space) pattern, a 200 nm line width LS pattern for measuring the thickness of the absorbing layer using an AFM, and a 4 mm square absorbing layer removed portion for measuring the EUV reflectance on the reflective photomask 20 for transfer evaluation. In this embodiment, the 64 nm line width LS pattern was designed in each of the x and y directions as shown in Fig. 10 so that the influence of the projection effect due to EUV irradiation can be easily seen.

[実施例2-1]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の10原子%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28nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.3nm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2-1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。
[Example 2-1]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 90 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 10 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 28 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.3 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 2-1 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例2-2]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の10原子%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28nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.3nmであった。
次に、吸収層4の上に、二酸化ケイ素(SiO)で形成されたハードマスク(HD:図示せず)を膜厚が10nmになるように成膜した。
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を作製した。
[Example 2-2]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 90 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 10 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 28 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.3 nm.
Next, a hard mask (HD: not shown) made of silicon dioxide (SiO 2 ) was formed on the absorbing layer 4 to a thickness of 10 nm.
The reflective photomask blank 10 of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4 .

次に、実施例1と同様の方法で、レジストパターン71を形成した。その後、レジストパターン71をエッチングマスクとして、フッ素系ガスを主体としたドライエッチングにより、ハードマスクのパターニングを行った。
次に、パターニングされたハードマスク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、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った。
最後に、フッ素系ガスを主体としたドライエッチングにより、エッチングマスクとして使用したハードマスクを除去した。
それ以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2-2の反射型フォトマスク20を作製した。
Next, a resist pattern 71 was formed in the same manner as in Example 1. Thereafter, using the resist pattern 71 as an etching mask, a hard mask was patterned by dry etching mainly using a fluorine-based gas.
Next, using the patterned hard mask as an etching mask, the absorbing layer 4 was patterned by dry etching mainly using a chlorine-based gas. As a result, an absorbing pattern (absorbing pattern layer) 41 was formed in the absorbing layer 4.
Next, the resist pattern 71 was removed in a cleaning process.
Finally, the hard mask used as the etching mask was removed by dry etching mainly using a fluorine-based gas.
Except for the above, the reflective photomask 20 of Example 2-2 was produced in the same manner as in Example 1.

[実施例3]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の60原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の40原子%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。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.1nm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 absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 60 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 40 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 39 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.1 nm.
The reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of Example 3 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4 .

[実施例4]
キャッピング層3の上に、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とハフニウム(Hf)とを含む吸収層4を膜厚が40nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.1nmであった。また、成膜した吸収層4について、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、吸収層4全体におけるプラチナ(Pt)の含有量は60原子%、タンタル(Ta)の含有量が30原子%、ハフニウム(Hf)の含有量が10原子%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]
An absorbing layer 4 containing platinum (Pt), tantalum (Ta) and hafnium (Hf) was formed on the capping layer 3 to a thickness of 40 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.1 nm. In addition, a composition analysis was performed on the absorbing layer 4 formed using Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), and the content of platinum (Pt) in the entire absorbing layer 4 was 60 atomic %, the content of tantalum (Ta) was 30 atomic %, and the content of hafnium (Hf) was 10 atomic %.
The reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of Example 4 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例5]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の70原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の30原子%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19nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.2nm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 absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 70 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 30 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 19 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.2 nm.
The reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of Example 5 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4 .

[実施例6-1]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の70原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の30原子%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33nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.1nm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6-1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。
[Example 6-1]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 70 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 30 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 33 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.1 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 6-1 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例6-2]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の70原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の30原子%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33nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.1nmであった。
なお、吸収層4の成膜以外は、実施例2-2と同様の方法で、実施例6-2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 6-2]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 70 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 30 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 33 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.1 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 6-2 were produced in the same manner as in Example 2-2, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例7-1]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の70原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の30原子%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48nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.3nm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7-1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。
[Example 7-1]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 70 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 30 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 48 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.3 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 7-1 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例7-2]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の70原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の30原子%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48nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.3nmであった。
なお、吸収層4の成膜以外は、実施例2-2と同様の方法で、実施例7-2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 7-2]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 70 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 30 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 48 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.3 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 7-2 were produced in the same manner as in Example 2-2, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例8-1]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の10原子%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45nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.4nm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8-1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。
[Example 8-1]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 90 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 10 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 45 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.4 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 8-1 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例8-2]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の90原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の10原子%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45nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.4nmであった。
なお、吸収層4の成膜以外は、実施例2-2と同様の方法で、実施例8-2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 8-2]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 90 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 10 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 45 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.4 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Example 8-2 were produced in the same manner as in Example 2-2, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例9]
キャッピング層3の上に、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とヨウ素(I)とを含む吸収層4を膜厚が26nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗
さ(RMS)を測定したところ、0.1nmであった。また、成膜した吸収層4について、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、吸収層4全体におけるプラチナ(Pt)の含有量は70原子%、タンタル(Ta)の含有量が20原子%、ヨウ素(I)の含有量が10原子%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]
An absorbing layer 4 containing platinum (Pt), tantalum (Ta) and iodine (I) was formed on the capping layer 3 to a thickness of 26 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.1 nm. In addition, a composition analysis was performed on the absorbing layer 4 formed using Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), and the content of platinum (Pt) in the entire absorbing layer 4 was 70 atomic %, the content of tantalum (Ta) was 20 atomic %, and the content of iodine (I) was 10 atomic %.
The reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of Example 9 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4 .

[実施例10]
キャッピング層3の上に、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とコバルト(Co)とを含む吸収層4を膜厚が36nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.2nmであった。また、成膜した吸収層4について、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、吸収層4全体におけるプラチナ(Pt)の含有量は60原子%、タンタル(Ta)の含有量が20原子%、コバルト(Co)の含有量が20原子%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]
An absorbing layer 4 containing platinum (Pt), tantalum (Ta) and cobalt (Co) was formed on the capping layer 3 to a thickness of 36 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.2 nm. In addition, a composition analysis was performed on the absorbing layer 4 formed by Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), and the content of platinum (Pt) in the entire absorbing layer 4 was 60 atomic %, the content of tantalum (Ta) was 20 atomic %, and the content of cobalt (Co) was 20 atomic %.
The reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of Example 10 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4 .

[実施例11]
キャッピング層3の上に、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とテルル(Te)とを含む吸収層4を膜厚が24nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.3nmであった。また、成膜した吸収層4について、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、吸収層4全体におけるプラチナ(Pt)の含有量は70原子%、タンタル(Ta)の含有量が15原子%、テルル(Te)の含有量が15原子%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]
An absorbing layer 4 containing platinum (Pt), tantalum (Ta) and tellurium (Te) was formed on the capping layer 3 to a thickness of 24 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.3 nm. In addition, a composition analysis was performed on the absorbing layer 4 formed using Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), and the content of platinum (Pt) in the entire absorbing layer 4 was 70 atomic %, the content of tantalum (Ta) was 15 atomic %, and the content of tellurium (Te) was 15 atomic %.
The reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of Example 11 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4 .

[実施例12]
キャッピング層3の上に、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とホウ素(B)とを含む吸収層4を膜厚が41nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.1nmであった。また、成膜した吸収層4について、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、吸収層4全体におけるプラチナ(Pt)の含有量は70原子%、タンタル(Ta)の含有量が25原子%、ホウ素(B)の含有量が5原子%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12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 12]
An absorber layer 4 containing platinum (Pt), tantalum (Ta) and boron (B) was formed on the capping layer 3 to a thickness of 41 nm. The surface roughness (RMS) of the absorber layer 4 thus formed was measured and found to be 0.1 nm. In addition, a composition analysis was performed on the absorber layer 4 formed using Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), and the content of platinum (Pt) in the entire absorber layer 4 was 70 atomic %, the content of tantalum (Ta) was 25 atomic %, and the content of boron (B) was 5 atomic %.
The reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of Example 12 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4.

[実施例13]
キャッピング層3の上に、プラチナ(Pt)とタンタル(Ta)とレニウム(Re)とを含む吸収層4を膜厚が33nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.2nmであった。また、成膜した吸収層4について、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、吸収層4全体におけるプラチナ(Pt)の含有量は75原子%、タンタル(Ta)の含有量が15原子%、レニウム(Re)の含有量が10原子%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13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 13]
An absorber layer 4 containing platinum (Pt), tantalum (Ta) and rhenium (Re) was formed on the capping layer 3 to a thickness of 33 nm. The surface roughness (RMS) of the absorber layer 4 thus formed was measured and found to be 0.2 nm. In addition, a composition analysis was performed on the absorber layer 4 formed using Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), and the content of platinum (Pt) in the entire absorber layer 4 was 75 atomic %, the content of tantalum (Ta) was 15 atomic %, and the content of rhenium (Re) was 10 atomic %.
The reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of Example 13 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4.

[比較例1]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の45原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の55原子%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29nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.2nm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 absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 45 atomic % and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 55 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 29 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.2 nm.
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 the formation of the absorbing layer 4 .

[比較例2]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の30原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の70原子%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28nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.3nm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]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 30 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 70 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 28 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.3 nm.
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 the formation of the absorbing layer 4 .

[比較例3]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の70原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の30原子%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15nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.2nm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 absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 70 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 30 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 15 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.2 nm.
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 the formation of the absorbing layer 4 .

[比較例4]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の70原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の30原子%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55nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.4nm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。
[Comparative Example 4]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 70 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 30 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 55 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.4 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Comparative Example 4 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4.

[比較例5]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の55原子%となるように、また、タンタル(Ta)の含有量が吸収層4全体の45原子%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33nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.5nm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。
[Comparative Example 5]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 55 atomic % of the entire absorbing layer 4, and the tantalum (Ta) content of the absorbing layer 4 was 45 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed to a thickness of 33 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.5 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Comparative Example 5 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing layer 4 .

[比較例6]
吸収層4のプラチナ(Pt)の含有量が吸収層4全体の100原子%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33nmになるように成膜した。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.6nm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。
[Comparative Example 6]
The absorbing layer 4 was formed so that the platinum (Pt) content of the absorbing layer 4 was 100 atomic % of the entire absorbing layer 4. The absorbing layer 4 was formed so that the film thickness of the absorbing layer 4 was 33 nm. The surface roughness (RMS) of the absorbing layer 4 thus formed was measured and found to be 0.6 nm.
A reflective photomask blank 10 and a reflective photomask 20 of Comparative Example 6 were produced in the same manner as in Example 1, except for the formation of the absorbing 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)系吸収パターン層であるTaBO/TaBNで構成された吸収パターン層を有する反射型フォトマスク(既存マスク)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TaBN上に膜厚2nmのTaBOを成膜したものである。こうして成膜した吸収層4の表面粗さ(RMS)を測定したところ、0.1nmであった。
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。
前述の実施例及び比較例において、吸収層4の膜厚は、透過電子顕微鏡によって測定した。
In addition to the above-mentioned examples and comparative examples, a reflective photomask (existing mask) having an absorption pattern layer composed of TaBO/TaBN, which is a conventional tantalum (Ta)-based absorption pattern layer, was also compared as a reference example. The reflective photomask blank, like the above-mentioned examples and comparative examples, has a reflective layer formed by stacking 40 laminated films each consisting of a pair of silicon (Si) and molybdenum (Mo) on a synthetic quartz substrate having low thermal expansion characteristics, a ruthenium (Ru) capping layer 3 having a thickness of 3.5 nm, and an absorption layer 4 formed on the capping layer 3.
The absorber layer 4 thus formed had a surface roughness (RMS) of 0.1 nm.
As in the above-mentioned Examples and Comparative Examples, the absorber layer 4 was patterned and used for the evaluation.
In the above-mentioned examples and comparative examples, the film thickness of the absorbing layer 4 was measured by 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。
(加工性)
前述の実施例及び比較例において、SEMによる解析を行い、吸収パターン層41におけるパターンに断線や抜け不良(いわゆるパターン欠陥)がないか確認を行った。また、吸収パターン層41におけるパターンの断面形状の確認も行った。
形成したパターンに異常がなければ、加工適正(転写性能)に問題はないとして、本評価では「合格(△)」とした。また、形成したパターンに異常がなく、且つ断面画像から確認できる側壁角(キャッピング層3の表面を基準にした仰角)が80°以上である場合には、加工適正(転写性能)に何ら問題はないとして、本評価では「合格(〇)」とした。
つまり、実施例2-1、実施例6-1、実施例7-1、実施例8-1の各形態においては、ハードマスク(HD)を設けることにより、加工適正(転写性能)が向上することが示唆される。
The evaluation items evaluated in this example will be described below.
(Processability)
In the above-mentioned examples and comparative examples, analysis was performed using a SEM to check whether there were any breaks or missing defects (so-called pattern defects) in the pattern in the absorbing pattern layer 41. In addition, the cross-sectional shape of the pattern in the absorbing pattern layer 41 was also confirmed.
If the formed pattern had no abnormalities, it was deemed that there was no problem with the processing suitability (transfer performance) and was rated as "pass (△)" in this evaluation. If the formed pattern had no abnormalities and the sidewall angle (the elevation angle based on the surface of the capping layer 3) confirmed from the cross-sectional image was 80° or more, it was deemed that there was no problem with the processing suitability (transfer performance) and was rated as "pass (◯)" in this evaluation.
That is, in each of the embodiments of Example 2-1, Example 6-1, Example 7-1, and Example 8-1, it is suggested that the processing suitability (transfer performance) is improved by providing a hard mask (HD).

(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10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10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。
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、本評価では「合格」とした。
(Reflectance)
In the above-mentioned examples and comparative examples, the reflectance Ra of the absorption pattern layer 41 region (see FIG. 10) of the fabricated reflective photomask 20 was measured by a reflectance measuring device using EUV light. Also, the reflectance Rm of the reflective portion 8 (see FIG. 10) where the absorption pattern layer 41 was not formed was measured by the reflectance measuring device using EUV light. In this way, the OD values of the reflective photomasks 20 according to the examples and comparative examples were calculated using the above-mentioned formula 1.
As described above, when the OD value is less than 1.0, sufficient contrast cannot be obtained and the transfer performance is deteriorated. Therefore, when the OD value is 1.0 or more, there is no problem with the transfer performance, and the evaluation was made "pass" in this evaluation.

(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10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10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。
(Wafer exposure evaluation)
Using an EUV exposure device (NXE3300B: manufactured by ASML), the absorption pattern 41 of the reflective photomask 20 produced in the examples and comparative examples was transferred and exposed 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. 10 was transferred as designed. Specifically, in this exposure test, the LS pattern in the x direction shown in FIG. 10 (line width 64 nm) was exposed so that the line width on the semiconductor wafer was 16 nm. The transferred resist pattern was observed and line width was measured using an electron beam dimension measuring device, and the changes in the HV bias value were compared by simulation.

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。 The HV bias value is the line width difference of the transferred pattern that depends 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 the linear pattern perpendicular to the plane formed by the incident light and the reflected light (hereinafter sometimes referred to as the "incident plane"), and the line width in the V direction indicates the line width of the linear pattern parallel to the incident plane. In other words, the line width in the H direction is the length in the direction parallel to the incident plane, and the line width in the V direction is the length in the direction perpendicular to the incident plane.

評価方法としては、表2に「既存マスク」として示した、既存のタンタル(Ta)系フォトマスクのHVバイアス値を基準とし、HVバイアス値の大小で評価した。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)系フォトマスクを用いた場合よりも小さい場合を本評価では「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)系フォトマスクを用いた場合よりも大きい場合を本評価では「不合格」とした。
これらの評価結果を、表に示した。なお、表には、上記評価結果に加えて、屈折率n及び消衰係数kも示す。
The evaluation method was based on the HV bias value of the existing tantalum (Ta) photomask shown in Table 2 as "existing mask" and the HV bias value was used as a standard.
In this evaluation, a case in which the LS pattern in the y direction is transferred as designed and the HV bias is smaller than that in the case of using an existing tantalum (Ta)-based photomask is judged as "passed." In addition, a case in which the LS pattern in the x direction is transferred as designed and the HV bias is not transferred as designed (the LS pattern in the y direction is not resolved) or the HV bias is larger than that in the case of using an existing tantalum (Ta)-based photomask is judged as "failed."
The evaluation results are shown in Table 1. In addition to the evaluation results, the table also shows the refractive index n and the extinction coefficient k.

Figure 0007597305000003
Figure 0007597305000003

表2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。
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(既存の反射型フォトマスク)のOD値は1.69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1.67であり、実施例2-1及び実施例2-2の反射型フォ
トマスク20のOD値はそれぞれ1.39であり、実施例3の反射型フォトマスク20のOD値は1.57であり、実施例4の反射型フォトマスク20のOD値は1.95であり、実施例5の反射型フォトマスク20のOD値は1.02であり、実施例6-1及び実施例6-2の反射型フォトマスク20のOD値はそれぞれ1.74であり、実施例7-1及び実施例7-2の反射型フォトマスク20のOD値はそれぞれ2.67であり、実施例8-1及び実施例8-2の反射型フォトマスク20のOD値はそれぞれ1.58であり、実施例9の反射型フォトマスク20のOD値は1.46であり、実施例10の反射型フォトマスク20のOD値は1.45であり、実施例11の反射型フォトマスク20のOD値は1.13であり、実施例12の反射型フォトマスク20のOD値は2.46であり、実施例13の反射型フォトマスク20のOD値は1.71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1.00であり、比較例2の反射型フォトマスク20のOD値は0.98であり、比較例3の反射型フォトマスク20のOD値は0.57であり、比較例4の反射型フォトマスク20のOD値は2.45であり、比較例5の反射型フォトマスク20のOD値は1.67であり、比較例6の反射型フォトマスク20のOD値は1.74であった。すなわち、比較例2、3はOD値がそれぞれ1.0未満であり、本評価における「合格」の基準を満たさなかった。
A comparison of the OD values of each of the Examples and Comparative Examples is shown in Table 2. As described above, when the OD value is less than 1.0, sufficient contrast cannot be obtained, and the transfer performance is reduced.
The OD value of a conventional reflective photomask (existing reflective photomask) having a tantalum (Ta)-based absorption pattern layer with a thickness of 60 nm is 1.69, whereas the OD value of the reflective photomask 20 of Example 1 is 1.67, the OD values of the reflective photomasks 20 of Examples 2-1 and 2-2 are 1.39, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 3 is 1.57, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 4 is 1.95, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 5 is 1.02, and the OD value of the reflective photomask 20 of Examples 6-1 and 6-2 is 1.02. The OD value of the reflective photomask 20 of Example 0 was 1.74, the OD values of the reflective photomasks 20 of Examples 7-1 and 7-2 were 2.67, the OD values of the reflective photomasks 20 of Examples 8-1 and 8-2 were 1.58, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 9 was 1.46, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 10 was 1.45, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 11 was 1.13, the OD value of the reflective photomask 20 of Example 12 was 2.46, and the OD value of the reflective photomask 20 of Example 13 was 1.71. In the comparative examples, the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 1 was 1.00, the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 2 was 0.98, the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 3 was 0.57, the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 4 was 2.45, the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 5 was 1.67, and the OD value of the reflective photomask 20 of Comparative Example 6 was 1.74. That is, the OD values of Comparative Examples 2 and 3 were each less than 1.0, and did not satisfy the criteria for "pass" in this evaluation.

表2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。
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1.80nmであった。これに対し実施例1のHVバイアスは1.47nmであり、実施例2-1のHVバイアスは1.78nmであり、実施例3のHVバイアスは1.23nmであり、実施例4のHVバイアスは1.18nmであり、実施例5のHVバイアスは1.46nmであり、実施例6-1のHVバイアスは1.38nmであり、実施例7-1のHVバイアスは0.85nmであり、実施例8-1のHVバイアスは0.77nmであり、実施例9のHVバイアスは1.43nmであり、実施例10のHVバイアスは1.62nmであり、実施例11のHVバイアスは1.44nmであり、実施例12のHVバイアスは1.15nmであり、実施例13のHVバイアスは1.32nmであった。また、比較例においては、比較例4のHVバイアスは0.81nmであり、比較例5のHVバイアスは1.47nmであり、比較例6のHVバイアスは0.98nmであり、本評価における「合格」の基準を満たした。
Table 2 shows a comparison of the HV bias for each of the examples and comparative examples.
As a result of patterning by EUV light using a reflective photomask having a conventional tantalum (Ta)-based absorption pattern layer with a thickness of 60 nm, the HV bias was 1.80 nm. In contrast, the HV bias of Example 1 was 1.47 nm, the HV bias of Example 2-1 was 1.78 nm, the HV bias of Example 3 was 1.23 nm, the HV bias of Example 4 was 1.18 nm, the HV bias of Example 5 was 1.46 nm, the HV bias of Example 6-1 was 1.38 nm, the HV bias of Example 7-1 was 0.85 nm, the HV bias of Example 8-1 was 0.77 nm, the HV bias of Example 9 was 1.43 nm, the HV bias of Example 10 was 1.62 nm, the HV bias of Example 11 was 1.44 nm, the HV bias of Example 12 was 1.15 nm, and the HV bias of Example 13 was 1.32 nm. In the comparative examples, the HV bias was 0.81 nm in Comparative Example 4, 1.47 nm in Comparative Example 5, and 0.98 nm in Comparative Example 6, which met the criteria for "pass" in this evaluation.

これに対し、比較例1のHVバイアスは1.85nmと、EUV光によるパターニングの結果、従来のタンタル(Ta)系フォトマスクと比較して転写性が悪化した。
なお、比較例2、3については、各OD値が小さく、吸収層4のパターン加工ができず、HVバイアスを測定することができなかった。
In contrast, the HV bias in Comparative Example 1 was 1.85 nm, and as a result of patterning using EUV light, the transferability was deteriorated compared to the conventional tantalum (Ta)-based photomask.
In addition, in Comparative Examples 2 and 3, the OD values were small, the absorbing layer 4 could not be patterned, and the HV bias could not be measured.

ここで、本実施例では、実施例2-2、実施例6-2、実施例7-2、実施例8-2の各形態(つまり、ハードマスクを備えた形態)に対してはHVバイアスの評価を行わなかった。その理由は、優れた加工特性を備えており、HVバイアスの評価も「合格」の基準を満たしている、実施例2-1、実施例6-1、実施例7-1、実施例8-1の各形態(つまり、ハードマスクを備えない形態)であれば、ハードマスクをさらに備えた各形態であってもHVバイアス値が低下することはなく、HVバイアスの評価が「不合格」となることはないからである。
つまり、ハードマスクを備えた各形態(実施例2-2、実施例6-2、実施例7-2、実施例8-2)のHVバイアス値は、ハードマスクを備えない各形態(実施例2-1、実施例6-1、実施例7-1、実施例8-1)のHVバイアス値と同等であるため、表2ではその表記を省略している。
Here, in this embodiment, the HV bias was not evaluated for each of the configurations of Example 2-2, Example 6-2, Example 7-2, and Example 8-2 (i.e., configurations with a hard mask). The reason is that, in the configurations of Example 2-1, Example 6-1, Example 7-1, and Example 8-1 (i.e., configurations without a hard mask), which have excellent processing characteristics and satisfy the criteria for the HV bias evaluation of "pass", the HV bias value does not decrease even in the configurations further including a hard mask, and the HV bias evaluation does not result in a "fail" result.
In other words, the HV bias values of the embodiments having a hard mask (Example 2-2, Example 6-2, Example 7-2, Example 8-2) are equivalent to the HV bias values of the embodiments not having a hard mask (Example 2-1, Example 6-1, Example 7-1, Example 8-1), and therefore are omitted in Table 2.

表2において、加工性とOD値とHVバイアスの総合的評価を示す。射影効果を抑制ま
たは軽減でき、且つ吸収層の加工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、又は吸収層の加工性が低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。従来のタンタル(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 2 shows the overall evaluation of the processability, OD value, and HV bias. Reflective photomasks 20 that can suppress or reduce the projection effect and have the processability of the absorbing layer are marked with "○" in the "Judgment" column, and reflective photomasks 20 that cannot sufficiently suppress or reduce the projection effect or have low processability of the absorbing layer are marked with "×" in the "Judgment" column. Conventional tantalum (Ta)-based photomasks are used for comparison, so they are marked with "△" in the "Judgment" column.

更に、実施例1~13及び比較例1~6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光の反射率の影響を抑えるため、RMSが0.4nm以下を「合格」とした場合、実施例1~13及び比較例1~4の反射型フォトマスク20については、本評価における「合格」の基準を満たし、比較例5~6は「不合格」であった。 Furthermore, the surface roughness (RMS) of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 6 was also confirmed as a supplementary measure. An atomic force microscope (AFM) was used for the measurements. If an RMS of 0.4 nm or less is considered a "pass" in order to reduce the influence of the reflectance of EUV light, the reflective photomasks 20 of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 4 met the criteria for a "pass" in this evaluation, while Comparative Examples 5 and 6 were "failed."

これにより、吸収パターン層41が、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有する材料で形成され、吸収パターン層41の膜厚が17nm以上50nm以下の範囲内であり、吸収パターン層41のEUV光に対する消衰係数が0.049以上であり、吸収パターン層41の表面粗さが0.4nm以下である反射型フォトマスクであれば、吸収層4の加工性(パターン加工性)、光学濃度(OD値)、HVバイアスが共に良好であることから、反射型フォトマスクブランクに転写パターンを確実に形成することができ、射影効果を低減でき、且つ転写性能が高くなるという結果となった。 As a result, if the absorption pattern layer 41 is formed of a material containing 50 atomic % or more of platinum (Pt) and 5 atomic % or more but less than 50 atomic % of tantalum (Ta), the film thickness of the absorption pattern layer 41 is in the range of 17 nm to 50 nm, the extinction coefficient of the absorption pattern layer 41 for EUV light is 0.049 or more, and the surface roughness of the absorption pattern layer 41 is 0.4 nm or less, then the processability (pattern processability), optical density (OD value), and HV bias of the absorption layer 4 are all good, so that a transfer pattern can be reliably formed on the reflective photomask blank, the projection effect can be reduced, and transfer performance is improved.

また、例えば、本開示に係る反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクの製造方法は、以下のような構成を取ることができる。
(1)
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、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有する材料で形成され、
前記吸収層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、
前記吸収層のEUV光に対する消衰係数は、0.049以上であり、
前記吸収層の表面粗さは、0.4nm以下である反射型フォトマスクブランク。
(2)
前記吸収層は、前記タンタル(Ta)を20原子%以上40原子%以下の範囲内で含有する材料で形成されている上記(1)に記載の反射型フォトマスクブランク。
(3)
前記吸収層は、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、インジウム(In)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ヨウ素(I)、テルル(Te)、ハフニウム(Hf)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)、アルミニウム(Al)、窒素(N)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、及びホウ素(B)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上記(1)または(2)に記載の反射型フォトマスクブランク。
(4)
前記吸収層の上にハードマスクを有し、
前記ハードマスクの膜厚は、2nm以上30nm以下の範囲内である上記(1)から(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。
(5)
前記ハードマスクは、ルテニウム(Ru)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、及びシリコン(Si)、並びにそれらの酸化物、窒化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸窒化ホウ化物の群から選択された1種以上からなる上記(1)から(4)のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。
(6)
前記吸収層の上に酸化膜を有する上記(1)から(5)のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。
(7)
前記反射層と前記吸収層との間にキャッピング層が形成されている上記(1)から(6)のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。
(8)
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、
前記反射層上に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、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有する材料で形成され、
前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、
前記吸収層のEUV光に対する消衰係数は、0.049以上であり、
前記吸収パターン層の表面粗さは、0.4nm以下である反射型フォトマスク。
(9)
前記吸収パターン層は、タンタル(Ta)を20原子%以上40原子%以下の範囲内で含有する材料で形成されている上記(8)に記載の反射型フォトマスク。
(10)
前記吸収パターン層は、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、インジウム(In)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ヨウ素(I)、テルル(Te)、ハフニウム(Hf)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)、アルミニウム(Al)、窒素(N)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、及びホウ素(B)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上記(8)または(9)に記載の反射型フォトマスク。
(11)
前記吸収パターン層の上と前記吸収パターン層の側面の少なくとも一方に酸化膜を有する上記(8)から(10)のいずれか1項に記載の反射型フォトマスク。
(12)
前記反射層と前記吸収パターン層との間にキャッピング層が形成されている上記(8)から(11)のいずれか1項に記載の反射型フォトマスク。
(13)
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の製造方法であって、
基板上に多層膜を含む反射層を形成する工程と、
前記反射層上に吸収パターン層を形成する工程と、を有し、
前記吸収パターン層は、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上50原子%未満の範囲内で含有する材料で形成され、
前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、
前記吸収パターン層のEUV光に対する消衰係数は、0.049以上であり、
前記吸収パターン層の表面粗さは、0.4nm以下である反射型フォトマスクの製造方法。
Furthermore, for example, the reflective photomask blank, the reflective photomask, and the method for manufacturing a reflective photomask according to the present disclosure can have the following configurations.
(1)
A reflective photomask blank for producing a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source, comprising:
A substrate;
a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate;
an absorbing layer formed on the reflective layer,
The absorption layer is formed of a material containing platinum (Pt) at 50 atomic % or more and tantalum (Ta) in a range of 5 atomic % or more and less than 50 atomic %;
The thickness of the absorption layer is in the range of 17 nm to 50 nm,
The extinction coefficient of the absorption layer for EUV light is 0.049 or more,
A reflective photomask blank, wherein the surface roughness of the absorber layer is 0.4 nm or less.
(2)
The reflective photomask blank according to (1) above, wherein the absorption layer is formed of a material containing tantalum (Ta) in a range of 20 atomic % to 40 atomic %.
(3)
The reflective photomask blank according to (1) or (2) above, wherein the absorption layer further contains one or more elements selected from the group consisting of ruthenium (Ru), iridium (Ir), titanium (Ti), chromium (Cr), indium (In), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), iodine (I), tellurium (Te), hafnium (Hf), tungsten (W), palladium (Pd), rhenium (Re), aluminum (Al), nitrogen (N), zinc (Zn), gallium (Ga), and boron (B).
(4)
a hard mask over the absorbing layer;
The reflective photomask blank according to any one of (1) to (3) above, wherein the hard mask has a thickness in the range of 2 nm to 30 nm.
(5)
The reflective photomask blank according to any one of (1) to (4), wherein the hard mask is composed of one or more elements selected from the group consisting of ruthenium (Ru), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), hafnium (Hf), tantalum (Ta), aluminum (Al), and silicon (Si), as well as oxides, nitrides, borides, oxynitrides, oxyborides, and boron oxynitrides thereof.
(6)
The reflective photomask blank according to any one of (1) to (5) above, which has an oxide film on the absorption layer.
(7)
The reflective photomask blank according to any one of the above (1) to (6), wherein a capping layer is formed between the reflective layer and the absorbing layer.
(8)
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 pattern layer formed on the reflective layer;
The absorption pattern layer is formed of a material containing platinum (Pt) at 50 atomic % or more and tantalum (Ta) in the range of 5 atomic % or more and less than 50 atomic %;
The thickness of the absorption pattern layer is in the range of 17 nm to 50 nm,
The extinction coefficient of the absorption layer for EUV light is 0.049 or more,
A reflective photomask, wherein the surface roughness of the absorption pattern layer is 0.4 nm or less.
(9)
The reflective photomask according to (8) above, wherein the absorption pattern layer is formed of a material containing tantalum (Ta) in the range of 20 atomic % to 40 atomic %.
(10)
The reflective photomask according to (8) or (9) above, wherein the absorption pattern layer further contains one or more elements selected from the group consisting of ruthenium (Ru), iridium (Ir), titanium (Ti), chromium (Cr), indium (In), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), iodine (I), tellurium (Te), hafnium (Hf), tungsten (W), palladium (Pd), rhenium (Re), aluminum (Al), nitrogen (N), zinc (Zn), gallium (Ga), and boron (B).
(11)
The reflective photomask according to any one of (8) to (10) above, which has an oxide film on at least one of the top surface of the absorbing pattern layer and the side surface of the absorbing pattern layer.
(12)
The reflective photomask according to any one of the above (8) to (11), further comprising a capping layer formed between the reflective layer and the absorbing pattern layer.
(13)
A method for manufacturing a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source, comprising the steps of:
forming a reflective layer including a multilayer film on a substrate;
forming an absorbing pattern layer on the reflective layer;
The absorption pattern layer is formed of a material containing platinum (Pt) at 50 atomic % or more and tantalum (Ta) in the range of 5 atomic % or more and less than 50 atomic %;
The thickness of the absorption pattern layer is in the range of 17 nm to 50 nm,
The extinction coefficient of the absorption pattern layer for EUV light is 0.049 or more;
A method for manufacturing a reflective photomask, wherein the surface roughness of the absorption pattern layer is 0.4 nm or less.

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 of the present invention can be suitably used to form 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…ハードマスク
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
1... Substrate 2... Reflective layer 3... Capping layer 4... Absorbing layer 41... Absorbing pattern (absorbent pattern layer)
5...Hard mask 10...Reflective photomask blank 20...Reflective photomask 6...Back surface conductive film 7...Resist film 71...Resist pattern 8...Reflective portion

Claims (14)

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、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上45原子%以下の範囲内で含有する材料で形成され、
前記吸収層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、
前記吸収層の表面粗さは、0.4nm以下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, comprising:
A substrate;
a reflective layer including a multilayer film formed on the substrate;
an absorbing layer formed on the reflective layer,
The absorption layer is formed of a material containing platinum (Pt) at 50 atomic % or more and tantalum (Ta) in the range of 5 atomic % to 45 atomic % or less,
The thickness of the absorption layer is in the range of 17 nm to 50 nm,
A reflective photomask blank, wherein the surface roughness of the absorber layer is 0.4 nm or less.
前記吸収層は、前記タンタル(Ta)を20原子%以上40原子%以下の範囲内で含有する材料で形成されている請求項1に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to claim 1, wherein the absorption layer is formed from a material containing tantalum (Ta) in the range of 20 atomic % to 40 atomic %. 前記吸収層は、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、インジウム(In)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ヨウ素(I)、テルル(Te)、ハフニウム(Hf)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)、アルミニウム(Al)、窒素(N)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、及びホウ素(B)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に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to claim 1, wherein the absorption layer further contains one or more elements selected from the group consisting of ruthenium (Ru), iridium (Ir), titanium (Ti), chromium (Cr), indium (In), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), iodine (I), tellurium (Te), hafnium (Hf), tungsten (W), palladium (Pd), rhenium (Re), aluminum (Al), nitrogen (N), zinc (Zn), gallium (Ga), and boron (B). 前記吸収層の上にハードマスクを有し、
前記ハードマスクの膜厚は、2nm以上30nm以下の範囲内である請求項3に記載の反射型フォトマスクブランク。
a hard mask over the absorbing layer;
4. The reflective photomask blank according to claim 3, wherein the hard mask has a thickness in the range of 2 nm to 30 nm.
前記ハードマスクは、ルテニウム(Ru)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、及びシリコン(Si)、並びにそれらの酸化物、窒化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、及び酸窒化ホウ化物の群から選択された1種以上からなる請求項4に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to claim 4, wherein the hard mask is made of one or more selected from the group consisting of ruthenium (Ru), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), hafnium (Hf), tantalum (Ta), aluminum (Al), and silicon (Si), as well as their oxides, nitrides, borides, oxynitrides, oxyborides, and oxynitride boride compounds. 前記吸収層の上に酸化膜を有する請求項3に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to claim 3, which has an oxide film on the absorbing layer. 前記反射層と前記吸収層との間にキャッピング層が形成されている請求項1~6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 6, wherein a capping layer is formed between the reflective layer and the 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、
前記反射層上に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、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上45原子%以下の範囲内で含有する材料で形成され、
前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、
前記吸収パターン層の表面粗さは、0.4nm以下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 absorbing pattern layer formed on the reflective layer;
The absorption pattern layer is formed of a material containing platinum (Pt) at 50 atomic % or more and tantalum (Ta) in the range of 5 atomic % to 45 atomic % or less,
The thickness of the absorption pattern layer is in the range of 17 nm to 50 nm,
A reflective photomask, wherein the surface roughness of the absorption pattern layer is 0.4 nm or less.
前記吸収パターン層は、タンタル(Ta)を20原子%以上40原子%以下の範囲内で含有する材料で形成されている請求項8に記載の反射型フォトマスク。 The reflective photomask according to claim 8, wherein the absorption pattern layer is formed from a material containing tantalum (Ta) in the range of 20 atomic % to 40 atomic %. 前記吸収パターン層は、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、インジウム(In)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ビスマス(Bi)、鉄(Fe)、金(Au)、銀(Ag)、ヨウ素(I)、テルル(Te)、ハフニウム(Hf)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)、アルミニウム(Al)、窒素(N)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、及びホウ素(B)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9に記載の反射型フォトマスク。 The reflective photomask of claim 9, wherein the absorption pattern layer further contains one or more elements selected from the group consisting of ruthenium (Ru), iridium (Ir), titanium (Ti), chromium (Cr), indium (In), nickel (Ni), cobalt (Co), bismuth (Bi), iron (Fe), gold (Au), silver (Ag), iodine (I), tellurium (Te), hafnium (Hf), tungsten (W), palladium (Pd), rhenium (Re), aluminum (Al), nitrogen (N), zinc (Zn), gallium (Ga), and boron (B). 前記吸収パターン層の上と前記吸収パターン層の側面の少なくとも一方に酸化膜を有する請求項10に記載の反射型フォトマスク。 The reflective photomask according to claim 10, which has an oxide film on at least one of the absorbing pattern layer and the side surface of the absorbing pattern layer. 前記反射層と前記吸収パターン層との間にキャッピング層が形成されている請求項8~11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 8 to 11, wherein a capping layer is formed between the reflective layer and the 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の製造方法であって、
基板上に多層膜を含む反射層を形成する工程と、
前記反射層上に吸収パターン層を形成する工程と、を有し、
前記吸収パターン層は、プラチナ(Pt)を50原子%以上含有し、且つタンタル(Ta)を5原子%以上45原子%以下の範囲内で含有する材料で形成され、
前記吸収パターン層の膜厚は、17nm以上50nm以下の範囲内であり、
前記吸収パターン層の表面粗さは、0.4nm以下である反射型フォトマスクの製造方法。
A method for manufacturing a reflective photomask for pattern transfer using extreme ultraviolet light as a light source, comprising the steps of:
forming a reflective layer including a multilayer film on a substrate;
forming an absorbing pattern layer on the reflective layer;
The absorption pattern layer is formed of a material containing platinum (Pt) at 50 atomic % or more and tantalum (Ta) in the range of 5 atomic % to 45 atomic % or less,
The thickness of the absorption pattern layer is in the range of 17 nm to 50 nm,
A method for manufacturing a reflective photomask, wherein the surface roughness of the absorption pattern layer is 0.4 nm or less.
前記吸収パターン層は、タンタル(Ta)を20原子%以上40原子%以下の範囲内で含有する材料で形成されている請求項13に記載の反射型フォトマスクの製造方法。 The method for manufacturing a reflective photomask according to claim 13, wherein the absorption pattern layer is formed from a material containing tantalum (Ta) in the range of 20 atomic % to 40 atomic %.
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