JP2006267595A - マスクブランクスとその製造方法及び使用方法、並びにマスクとその製造方法及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 マスクブランクスに透明性導電膜の付与、若しくは金属イオンのドーピングにより導電層を形成することにより、十分な保持力を有する静電チャックの適用が可能であり、究極的な計測精度でマスクブランクスの表裏面形状の同時検査を可能とし、発塵が極めて少なく、帯電防止とパーティクル付着防止が可能なマスクブランクスとその製造方法及び使用方法、並びにこれを用いたマスクとその製造方法と使用方法を提供することができる。
【選択図】 図1
Description
静電チャックによる保持力不足/平面度矯正力不足によるパターン精度低下
2)裏面の導電膜(金属膜)の問題
・マスクブランクス検査精度不足/搬送時、チャック時の摩擦、着脱による発塵/裏面導電膜形成によるマスク変形
3)帯電の問題
絶縁体ガラス母材の帯電/集塵/放電破壊/表面電位不均一による描画パターン精度の低下/プロセス問題(エッチング、SEM検査、FIB修正)/露光時の光電効果
本発明の第1の実施形態に係わるマスクブランクスについて概略構成図を用いて説明する。図1(1)は、マスクブランクスの断面図であり、図1(2)、図1(3)はそれぞれ、表面と裏面の構成図である。本マスクブランクスは、所謂6025タイプの外形規格を有し、母材1は、溶融石英ガラスである。表面には、Cr膜が約700Å(オングストローム)、CrOx膜が300Å(オングストローム)程度の厚さで形成された遮光膜2が搭載されている。四隅の未成膜部分Aは、成膜時に基板を保持する際に使用される部分であり、通常、ガラス基板の識別のためのノッチ箇所として使用される。例えば、SEMI P1−92(フォトマスク用ガラス基板の一般必要項目が記載されている)においては、石英ガラスの場合には、対角線上に対面する2隅にノッチが設けられている。裏面には、透明性導電膜3として、ITO膜が約1000Å(オングストローム)の厚さで形成されている。透明性導電膜3の成膜エリアは約140mm□のサイズである。外周部分の未成膜部分Bは、マスクのハンドリングの接触部分として使用される領域であり、未成膜部分である。また、コーナー部分の形状や面取り等は通常の規格通りであり、図示していない。本例のITO膜はSnを5%wtドープしており、DCマグネトロンスパッタ法で成膜形成したものである。電気抵抗率(比抵抗)は約4×10−4オームcm、シート抵抗は40オーム/□であった。従って、この膜の膜厚方向の抵抗値は、4×10−9オームと極めて小さく十分な導電特性を有している。
通常、ITO膜の物理特性、特に比抵抗や光学特性は成膜方法や条件に大きく依存することが知られているが、本例では可視光透過率は平均で93%であった。また、膜の表面粗さは2.0nm(RMS)であり、十分な平滑面が形成されていた。表面粗さ計測は、AFMを使用し、ITO成膜エリア内の5箇所(各々10um□)を計測したものである。先の数値はその5箇所の粗さの平均値を示した数値である。
別の実施例として、図2(1)、図2(2)にマスクブランクスの概略構成図として、断面図と表面図を示す。この例では、透明性導電膜3がマスクブランクスの全方位の面に成膜されており、パターン形成面側に遮光膜2が搭載されているものである。裏面は全面に透明性導電膜が形成されている。
別の実施例として、図3(1)、図3(2)にマスクブランクスの概略構成図として、断面図と裏面図を示す。本例は、透明性導電膜3が、表面の全面と側面全面、裏面の一部に形成されたものである。
別の実施例として、図4(1)、図4(2)にマスクブランクスの概略構成図として、断面図と裏面図を示す。本例は、透明性導電膜3が、側面の一部と裏面の一部に形成されたものである。側面の一部に形成された透明性導電膜3は、表面の遮光膜2と接続している。また、図4(3)に示すように、側面と裏面に形成された透明性導電膜3が接続することも可能であり、この場合には、静電チャック用の導電膜部分と側面の導電部分が同一の接地点となる。
別の実施例として、図5(1)、図5(2)にマスクブランクスの概略構成図として、断面図と表面図を示す。本例は、遮光膜2の周辺部が1mm程度エッジカットされている場合であり、透明性導電膜3が、側面の一部と裏面の一部に形成され、表面の遮光膜3の一部に透明性導電膜3が接続しているものである。図5(3)は、この接続部分が異なる場合である。遮光膜に接続する透明性導電膜3の形成箇所は、使用する各種装置のアースポイントに依存して最適な位置に形成されているのが望ましい。なお、遮光膜2の周辺部が1mm程度エッジカットされているために、この部分のマスクブランクス母材1に使用される絶縁体の石英ガラス部分は露呈していることになる。このようなマスクブランクスにおいては、プロセス工程中におけるハンドリングや保持などで接触したエッジ部分の遮光膜部分の膜剥がれや発塵が基本的に起きないメリットがある。絶縁体の石英ガラス部分の露呈量は、1mmと少ないので、電子線で描画を行う際の帯電による悪影響も軽度である。
次に、別の実施例として、図6(1)、図6(2)にマスクブランクスの概略構成図として、断面図と裏面図を示す。本例は、ITO膜からなる透明性導電膜3が、裏面の一部に形成されたものである。パターン形成された後の完成マスクを露光装置に保持する際に、この保持形状に相当した部分に透明性導電膜3が設けられている構造を特徴としている。従って、露光装置のマスクステージでは、透明性導電膜3が形成されたマスクの裏面部分を保持する。未成膜領域となるDの部分は、露光光が透過する部分であるので、露光光の減衰や位相変化は起きないので所定の露光特性を得ることが可能になる。本構造のマスクブランクスにおいては、通常の投影露光方式に使用されるマスクを製造する際に好適となる。
次に、別の実施例として、図7(1)、図7(2)、図7(3)にマスクブランクスの概略構成図として、断面図と表面図と裏面図を示す。この例では、マスクブランクス母材である石英ガラスに金属イオンの注入を行い、ガラス表層部にキャリアの導入を行った結果、導電性を持たせることが可能になったものである。導電層の電気抵抗率は約20オーム・cmであった。
次に、別の実施例として、図8(1)、図8(2)にマスクブランクスの概略構成図として、断面図と表面図を示す。本例は、イオン注入により全方位のガラス表層部にキャリアの導入を行ったものである。本マスクブランクスは、EUV露光用の反射型マスクに使用される構成であり、マスクブランクス母材1に超低膨張ガラスのULE(R)ガラスを使用し、遮光膜2には、EUV光に対して吸収能のあるTa合金を使用している。また、EUV光に対して高い反射率を示すMo/Siの積層から成る多層膜5が形成されている。遮光膜と多層膜の中間層には、エッチングストッパに使用するバッファー膜や表面酸化を防止するためのキャッピング膜が形成されている(不示図)。注入イオンは、Sbとし、加速電圧60keV、ドーズ量を1×1017ions/cm2とした。導電層の電気抵抗率は約20オームcmであった。
次に、別の実施例として、全方位のガラス表層部にキャリアの導入を行う際に、金属元素を熱拡散法により形成した例を示す。熱拡散法では、金属元素が濃度の高い領域から低い領域へ熱拡散により金属熱平衡状態になるまで移動することを利用するものであり、ここでは、公知の気相拡散法と固層拡散法について説明する。気相拡散法においては、Siウエハへの不純物ドープを行う手法と同様の方法を適用した。全ての反応は、拡散炉を使用し、反応ガスを生成して、マスクブランクスにドーピングを行っている。初めに、適当な蒸気圧にドーピングする金属元素を気化させ金属ガスを生成させる。本例では、金属元素としてボロン(B)を使用し、キャリアガスに不活性ガス(Cl2)を使用し、O2を加えて反応をさせている。金属ガスをマスクブランクス母材である石英と所定の温度で反応をさせ、金属元素がマスクブランクス母材内部に熱拡散するようにしている。4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2、B2O3+SiO2→B2O3・SiO2なる反応により、マスクブランクス母材上に、ガラス状の生成物B2O3・SiO2を形成し、これからBを供給している。
次に、上述のように作製したマスクブランクスの表面形状(平面度、厚さむら、平行度)に関する検査に関して、図12から図15を用いて説明をする。本例は、本発明の導電膜若しくは導電層が透明性を有していることにより、高精度な検査を実施できることの説明である。ここでは、図9のマスクブランクス製造工程を例として、ガラス母材の形状検査を行う検査1と、裏面導電膜を成膜した後のマスクブランクスの形状検査を行う検査2について説明を行う。はじめに、検査手法について説明する。
次に、マスクブランクスの表面形状の検査に関して、金属膜のような不透明膜が成膜された場合について説明する。ここでは、遮光膜が表面側に成膜された後に実施される検査を対象として説明する。
同様に、マスクブランクス8の裏面(BS)の透明導電膜3からの反射光(B)と母材1と遮光膜2の境界面からの反射光(C)による干渉縞から母材1と透明導電膜3の光学厚さムラが計測される。母材1の表面形状は、近似的ではあるが、マスクブランクス8の裏面形状から光学厚さムラから屈折率を加味して求めた物理的厚さムラを加算することにより求められる。計測された光学厚さムラは、物理的な厚さムラとガラス媒質(屈折率)の不均一性と計測器の光学系誤差との和から成るために、算出された母材1の表面形状は厳密には近似値にすぎない。
次に、マスクブランクスを使用してマスクを製造する際に、製造装置にマスクブランクスを保持する方法について、図19から図21を用いて説明をする。ここでは、パターンをエッチング形成するプロセス中の保持と、完成したマスクを露光装置に搬送する際の保持形態について説明する。
なお、本発明は上述した各実施形態で示した内容に限定されるものではない。透明導電性膜については、材料を複数を組み合わせて形成することも可能であり、マスクブランクスの形成する箇所ごとに異なった膜構成であっても構わない。導電性を所定の箇所に付与できれば構わない。ドーピングにより直接マスクブランクス母材に導電性を付与する箇所についても、図7や図8に限定されること無く、図1から6に示したような透明導電性膜の形成領域と同等のドーピング領域であっても構わない。
2・・・遮光膜
3・・・透明性導電膜
4・・・導電層
5・・・多層膜
6・・・参照ミラー
7・・・参照ミラー
8・・・マスクブランクス
9・・・レジストパターン
10・・・ステージ
11・・・アース端子
12・・・エンドエフェクタ
Claims (20)
- 非晶質若しくは結晶性材料を母材とするマスクブランクスにおいて、前記母材が透明且つ導電性を有していることを特徴とするマスクブランクス。
- 前記母材はバルク材料特性として透明であって、前記マスクブランクスの全方位を成す面の表層部分の少なくとも裏面の全面若しくは一部が導電性を有した導電層を具備していることを特徴とする請求項1に記載のマスクブランクス。
- 非晶質若しくは結晶性材料を母材とするマスクブランクスにおいて、前記マスクブランクスの表層部分の少なくとも裏面の全面若しくは一部に、透明且つ導電性を有した導電層が形成されていることを特徴とするマスクブランクス。
- 非晶質若しくは結晶性材料を母材とするマスクブランクスにおいて、前記マスクブランクスの全方位を成す面のうち、少なくともマスク裏面の全面若しくは一部と、少なくとも側面を部分的に含む表層部分の領域に、透明且つ導電性を有した導電層が形成されていることを特徴とするマスクブランクス。
- 前記導電層は、金属イオンがドーピング、拡散されて形成されていることを特徴とする請求項3乃至請求項4に記載のマスクブランクス。
- 前記金属イオンは、Sn、In、P、As、B、Zn、Ti、Cu、Pb、Agの金属元素の1つないし複数から成ることを特徴とする請求項3乃至請求項5に記載のマスクブランクス。
- 前記金属イオンがドーピング、拡散された表層部は、表面から約1ミクロンの範囲で深さ方向に金属イオンが分布、形成されていることを特徴とする請求項3乃至請求項6に記載のマスクブランクス。
- 非晶質若しくは結晶性材料を母材とするマスクブランクスにおいて、少なくとも裏面の全面、若しくは一部を含む領域に、透明性導電膜が成膜されていることを特徴とするマスクブランクス。
- 非晶質若しくは結晶性材料を母材とするマスクブランクスにおいて、少なくとも裏面の全面若しくは一部、並びに少なくとも側面を部分的に含む領域に、透明性導電膜が成膜されていることを特徴とするマスクブランクス。
- 前記透明性導電膜は、酸化錫膜、酸化インジウム膜、ITO膜、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛膜、のいずれかであることを特徴とする請求項8乃至請求項9に記載のマスクブランクス。
- 前記透明性導電膜は貴金属薄膜で構成されており、該薄膜の膜厚は5nm〜100nmの範囲であることを特徴とする請求項8乃至請求項9に記載のマスクブランクス。
- エキシマレーザー波長可視光帯域を含む電磁波のうち、いずれかの狭帯域の波長に対して、基板厚さ方向に対する光の透過率が50%以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項4または請求項8または請求項9に記載のマスクブランクス。
- 表面側には少なくとも回路パターン形成用の露光光を所定の範囲で遮光する遮光膜、若しくは所定の範囲で露光光を吸収する吸収体膜を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4または請求項8または請求項9または請求項12に記載のマスクブランクス。
- 導電層或いは導電膜はマスクブランクスの側面を含んで形成されており、且つ、表面側の遮光膜若しくは吸収体膜は、前記側面の導電層或いは導電膜に接続して形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4または請求項8または請求項9または請求項12に記載のマスクブランクス。
- 導電層或いは導電膜はマスクブランクスの側面及び表面を含んで形成されており、且つ、表面側の遮光膜若しくは吸収体膜は、前記側面の導電層或いは導電膜の上に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4または請求項8または請求項9または請求項12に記載のマスクブランクス。
- 前記遮光膜若しくは吸収体膜は、フッ素ダイマーレーザーから発生する電磁波から軟X線領域を含む波長帯域のレーザー光のいずれかの帯域の波長を有するレーザー光の少なくとも一部を遮光若しくは吸収して、レーザー光の振幅強度を減じる阻止機能を有していることを特徴とする請求項13乃至請求項15に記載のマスクブランクス。
- 前記遮光膜若しくは吸収体膜の下層側に、少なくとも、MoとSiが交互に積層された多層膜が形成されていることを特徴とする請求項13乃至請求項15に記載のマスクブランクス。
- 非晶質若しくは結晶性材料からなる母材が透明性と導電性を有するマスクブランクスに対して、遮光膜若しくは吸収体膜が形成されていないマスクブランクスの製造段階における形状、加工精度、平面度、厚さ等を光学手段により検査を行う工程において、前記マスクブランクスの表面、若しくは裏面の一方向から、検査光を、概略垂直或いは斜め、若しくは広い角度範囲で入射して、その回折光、反射光、干渉光のいずれか若しくは複数の組み合わせにより、検査を行うことを含むことを特徴とするマスクブランクスの製造方法。
- 非晶質若しくは結晶性材料からなる母材が透明性と導電性を有するマスクブランクスに対して、遮光膜若しくは吸収体膜が形成されたマスクブランクスの製造段階における形状、加工精度、平面度、厚さ等を光学手段により検査を行う工程において、前記マスクブランクスの遮光膜若しくは吸収体膜が形成されていない面に対して一方向から、検査光を入射して、その回折光、反射光、干渉光のいずれか若しくは複数の組み合わせにより、形状検査を行うことを含むことを特徴とする請求項13乃至請求項17に記載のマスクブランクスの製造方法。
- 請求項1から19記載のマスクブランクスを使用して、回路原版パターンが形成され、軟X線を用いた縮小反射型投影露光用マスクが作製されていることを特徴とするマスク。
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