JP2004246366A - フォトマスク・ブランク、フォトマスク、フォトマスク・ブランクを製造するための方法と装置 - Google Patents
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Abstract
微小構造を有するフォトマスクの作製に適した高品質と高安定性のフォトマスク・ブランクを作製する方法を提供することが本発明の目的である。
【解決手段】 真空チャンバ内に基板とターゲットが供給され、第1の粒子もしくはイオンのビームで照射することによって前記ターゲットがスパッタされ、前記ターゲットの前記スパッタリングによって前記基板上に第1の材料の少なくとも第1の層が蒸着される、フォトマスク・ブランクの製造方法を提案する。
【選択図】図1
Description
最も単純なタイプのフォトマスクは範例として以下で検討されるバイナリ・フォトマスクである。
本発明のさらなる目的は、高い再現性を備え、かつ高い収率を備えたフォトマスク・ブランクを製造する方法を提供することである。
本発明の目的は特許請求項の主題事項によって、驚くほど単純な方式で達成される。
−一次イオンの質量、
−秒当たりの一次イオンの数(すなわちイオン電流)、
−加速電圧によって規定される一次イオンビーム22のエネルギー、
−ターゲットの法線44に関する一次イオンビームの入射角度、
−ターゲットの密度と純度である。
第2のイオンビーム62は直立した3つの格子状抽出システム68によって加速される。
−酸素、窒素、炭素および/またはその他のイオンで膜をドープすること、
−蒸着の前にたとえば酸素プラズマで基板を洗浄すること、
−膜を平坦化することによって膜の界面の品質を向上させることに使用される。
特定の処理に応じて、基板50および/または基板50上に蒸着された膜を第2のイオンビーム62で照射する工程は基板50上の膜の蒸着の前、同時および/または後であることが可能である。図1に見られるように、基板50は第2のイオンビーム62の軸64に関して角度βで傾けられる。
図2はEUVフォトマスク・ブランク70の範例となる層もしくは膜の系の概略図を示している。
本発明による方法の極めて低い蒸着速度は層の厚さの極めて正確な制御を可能にする。特に多層積層ミラー71の層72、73は数nmの厚さしかないので、これは極めて好都合である。層72、73は、極めて制御されて再現性があり、したがって等しい厚さの各二重層で蒸着されることが可能である。発明人らは、以下に述べるような低下させた蒸着パラメータでもって精度がさらに上げられることを見出した。
均一性
図3aから3cはドイツのベルリンにあるPhysikalisch Technische Bundesanstalt(PTB)でシンクロトロン放射を使用して行った直角入射反射の測定結果を示している。2通りの走査が行われた。1つはフォトマスク・ブランク70のx軸に沿って、1つはy軸に沿って行われ、6インチ平方のプレートであった。各走査は10箇所の測定点から構成される。
図5はラスタ原子間力顕微鏡によって2層のMo/Si多層積層70、70’について為された表面測定を示している。左の縦列は10層の二重層のMo/Si多層積層70’に関する結果を示し、それに対して右の縦列は図2と4に示したような40層の二重層のMo/Si多層積層70に関する結果を示している。
図7はバイナリ・フォトマスク・ブランク80の概略の断面を示している。バイナリ・フォトマスク・ブランク80は基板50上に蒸着された少なくとも2層87、88の吸収層の積層86を含む。
バイナリ・フォトマスク・ブランク80は上述のEUVフォトマスク・ブランク70の二重層72、73ほど薄い層を含まない。したがって、以下のような比較的高い蒸着パラメータが使用されることが可能である。
一次原子:アルゴン10sccm
一次エネルギー:1300eV
一次電流:350mA
背圧:2e−8Torr
蒸着圧:1e−4Torr
図8はバイナリ・フォトマスク・ブランク80に関して測定した光学密度を波長の関数として示している。層の積層もしくは系86は、この実施例では365nmである設計波長の領域で少なくとも光学密度3を達成するように設計される。
位相シフト・フォトマスク・ブランク
図11aから11cは3つのタイプの位相シフト・フォトマスク・ブランク90、100、110の断面を示している。フォトマスク・ブランク90、100、110はそれぞれ180°の位相シフトを引き起こしてかつ約6%の透過率を有する位相シフト層構造91、101、111を含む。位相シフト層構造は一様もしくは複合の材料で作製された単層91、あるいは二重層101または多層111のいずれかである。後者の1つは増えた自由パラメータ数が理由となって改善された制御を可能にする。
層が比較的厚いので、以下のように高い蒸着パラメータが選択される。
一次原子:アルゴン10sccm
一次エネルギー:1300eV
一次電流:350mA
背圧:2e−8Torr
蒸着圧:1e−4Torr
SiN層102は22sccmの流量を使用して窒素でドープされ、SiO2層103は15sccmの流量を使用して酸素でドープされる。窒素は補助の供給源60内でイオン化され、100Vの加速電圧を使用して基板50に向けて加速される。クロム層は図7に示したバイナリの実施例と同じである。
図14aと14bはSiNおよびSiO2の層102、103の光学定数の測定した分散を示している。測定のためにN&K分光光度計が使用された。
図14aはSiO2層103の屈折率131と減衰率132のプロットを示し、図14bはSiN層102の屈折率133と減衰率134のプロットを示し、各々が光の波長の関数である。
193nmに関する光学定数は次のように認められる。
SiNの厚さ:27nm
SiO2の厚さ:92nm
相対透過率:6.2%
位相シフト:180°
各SiN層の厚さ:1.6nm
各SiO2層の厚さ:12.7nm
二重層の数:10
相対透過率:6.1%
位相シフト:180°
この実施例のバックグラウンドは、EUVフォトマスク・ブランク又はフォトマスクのEUV光学特性に対する、アルゴンとキセノンのそれぞれのスパッタリングガスの違いを示すことに有る。
Claims (41)
- フォトマスク・ブランク、特にバイナリ・フォトマスク・ブランク、位相シフト・フォトマスク・ブランクまたは極紫外フォトマスク・ブランクを製造するための方法であって、
真空チャンバ内に基板とターゲットを供給する工程、
第1の粒子ビームを供給する工程、
前記第1の粒子ビームで照射することによって前記ターゲットをスパッタリングする工程、
前記ターゲットの前記スパッタリングによって前記基板上に第1の材料の少なくとも第1の層を蒸着する工程を含む方法。 - 前記第1の粒子ビームが前記ターゲット上に向けられ、スパッタされた粒子が前記ターゲットから前記基板への方向に現れる、請求項1に記載の方法。
- 第2の材料の少なくとも第2の層が前記ターゲットのスパッタリングによって前記フォトマスク・ブランク上に蒸着される、請求項1に記載の方法。
- 前記ターゲットがターゲットの法線を規定し、前記第1の粒子ビームが前記ターゲットの法線に対して或る角度で前記ターゲットを叩く、請求項1に記載の方法。
- 前記基板が基板の法線を規定し、前記ターゲットからスパッタされた粒子が前記基板の法線に対して或る角度で前記フォトマスク・ブランクを叩く、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の層の蒸着の速度が0.01と5nm/secの間にある、請求項1に記載の方法。
- 前記フォトマスク・ブランクが第2の粒子ビームによって照射される、請求項1に記載の方法。
- 前記基板が基板の法線を規定し、前記第2の粒子ビームが前記基板の法線に対して或る角度で前記フォトマスク・ブランクを叩く、請求項7に記載の方法。
- 前記第1と第2の粒子ビームのうちの少なくとも一方がイオンビームを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記第1と第2の粒子ビームのうちの少なくとも一方がイオンビームを含み、それが電磁場によって加速および焦点集束される、請求項7に記載の方法。
- 前記第1と第2の粒子ビームが、前記第1の粒子ビームによって独立して層を蒸着し、かつ前記第2の粒子ビームによって前記基板と前記層のうちの少なくとも一方を処理するために別個に制御される、請求項7に記載の方法。
- 前記第1と第2の粒子ビームが異なる粒子を有する、請求項7に記載の方法。
- 前記第1と第2の粒子ビームが異なる粒子エネルギーを有する請求項7に記載の方法。
- 前記基板の表面が、前記第2の粒子ビームで照射することによって状態調整される、請求項7に記載の方法。
- 前記基板の表面が、前記第1の層の前記蒸着の前に前記第2の粒子ビームで照射することによって不純物から清浄化される、請求項7に記載の方法。
- 少なくとも1種類の反応性ガスが所定の圧力で前記真空チャンバ内に供給され、前記少なくとも1種類の反応性ガスによって前記清浄化が促進される、請求項15に記載の方法。
- 前記少なくとも1種類の反応性ガスが酸素を含む、請求項16に記載の方法。
- 複数層のうちの少なくとも1層が、前記第2の粒子ビームで照射することによってドープされる、請求項7に記載の方法。
- 複数の層が前記フォトマスク・ブランクの上に蒸着され、異なる層が異なるドープをされる、請求項18に記載の方法。
- 複数層のうちの少なくとも1層の以下のパラメータ、すなわち
−光学密度、
−エッチング時間、
−接着性および
−反射率
のうちの少なくとも1つが前記ドーピングによって制御される、請求項18に記載の方法。 - 複数層のうちの少なくとも1層の表面が、前記少なくとも1層の蒸着の後に前記第2の粒子ビームで照射することによって平坦化される、請求項7に記載の方法。
- 前記フォトマスク・ブランクの上にさらなる複数層が蒸着され、前記複数層間の界面粗さが、前記第2の粒子ビームで照射することによって小さくされる、請求項7に記載の方法。
- 反射層の表面の反射率が、前記第2の粒子ビームで照射することによって上げられる、請求項7に記載の方法。
- 前記第1の粒子ビームがイオンビームからなる、請求項1に記載の方法。
- 前記イオンビームがキセノンイオンビームである、請求項24に記載の方法。
- 反射層の表面の反射率は、前記キセノンイオンビームを伴う照射によってターゲットをスパッタリングすることによって増加する、請求項25に記載の方法。
- フォトマスク・ブランク、特にバイナリ・フォトマスク・ブランク、位相シフト・フォトマスク・ブランクまたは極紫外フォトマスク・ブランクを製造するための方法であって、
真空チャンバ内に基板とスパッタ・ターゲットを供給する工程、
蒸着粒子源および補助の粒子源を供給する工程、
前記蒸着および補助の粒子源によって第1および第2の粒子ビームをそれぞれ供給する工程、
前記第1の粒子ビームで照射することによって前記ターゲットをスパッタリングし、そこでは前記第1の粒子ビームが前記蒸着粒子源から前記ターゲット上へと向けられ、スパッタされた粒子が前記ターゲットから前記基板に対する方向へ現れる工程、
前記ターゲットの前記スパッタリングによって前記基板上に第1の材料の少なくとも第1の層を蒸着する(成長させる)工程、
前記ターゲットのスパッタリングによって前記第1の層の上に第2の材料の少なくとも第2の層を蒸着する(成長させる)工程、
前記基板または前記層のうちの少なくとも1層を処理するために前記第2の粒子ビームで前記フォトマスク・ブランクを照射する工程を含む方法。 - フォトマスク・ブランク、特にバイナリ・フォトマスク・ブランク、位相シフト・フォトマスク・ブランクまたは極紫外フォトマスク・ブランクを製造するための方法であって、
真空チャンバ内に基板を供給する工程、
前記基板上に第1の材料の層を成長させる工程を含み、
前記層を成長させる前記工程がイオンビーム蒸着(IBD)によって実行される方法。 - 請求項1、27または28のいずれか1項に記載の方法によって得ることが可能なフォトマスク・ブランクであって、特にバイナリ・フォトマスク・ブランク、極紫外フォトマスク・ブランクまたは位相シフト・フォトマスク・ブランク。
- マスク・ブランク、特にバイナリ・フォトマスク・ブランク、位相シフト・フォトマスク・ブランクまたは極紫外フォトマスク・ブランクであって、
基板および
イオンビーム蒸着によって前記基板の上に蒸着された1層または複数層を含むマスク・ブランク。 - 前記マスク・ブランクが第2の粒子ビームで照射することによって処理されることを特徴とする、請求項30に記載のマスク・ブランク。
- 前記複数層のうちの少なくとも1層が0nmから10nmの粒塊サイズを有する請求項30に記載のマスク・ブランク。
- 前記複数層のうちの少なくとも1層が5nm rmsよりも低い表面粗さを有する請求項30に記載のマスク・ブランク。
- 光減衰(もしくは吸収)層をさらに含む、請求項30に記載のマスク・ブランク。
- 抗反射層をさらに含む、請求項30に記載のマスク・ブランク。
- 請求項30に記載のマスク・ブランクの(リソグラフィ法によって)作製されるフォトマスク。
- フォトマスク・ブランク、特にバイナリ・フォトマスク・ブランク、位相シフト・フォトマスク・ブランクまたは極紫外フォトマスク・ブランクを製造するための装置であって、
基板とターゲットが処理可能で排気に適した真空チャンバ、
前記ターゲットをスパッタリングし、前記基板上に少なくとも第1の層を蒸着するために前記ターゲットに向けられることが可能な第1の粒子ビームを供給するための蒸着粒子源、および
前記基板を処理するために前記基板に向けられることが可能な第2の粒子ビームを供給するための補助の粒子源を含む装置。 - 前記蒸着粒子源と前記補助の粒子源のうちの少なくとも一方がイオンビームを供給する、請求項34に記載の装置。
- 前記蒸着粒子源が第1のイオンビームを供給し、前記装置が、前記第1のイオンビームを前記ターゲットに向かうその経路上で加速および焦点集束させるために電磁場を供給するための手段を含む、請求項37に記載の装置。
- 前記蒸着および補助の粒子源が別個に制御可能である、請求項37に記載の装置。
- 前記蒸着粒子源と前記補助の粒子源が、
−異なる方向性、
−異なる粒子、および
−異なる粒子エネルギー
のうちの少なくとも1つのビームを供給するのに適している、請求項37に記載の装置。
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