JP2008016823A - ガラス基板表面の平滑化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】EUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法であって、ガラス基板上に薄膜を形成する工程と、前記ガラス基板上に存在する凹欠陥を検出する工程と、検出された凹欠陥直上の前記薄膜を局所的に加熱することにより若しくは該薄膜を局所的に陽極酸化することにより、前記薄膜を構成する材料に体積増加を伴う化学反応を生じさせる工程と、を含むことを特徴とするガラス基板表面を平滑化する方法。
【選択図】なし
Description
また、本発明は、該平滑化方法により基板表面が平滑化されたEUVマスクブランク用基板を用いたEUVマスクブランク、ならびに該EUVマスクブランクをパターニングしたEUVマスクに関する。
また、非特許文献3には、基板上のどの程度の大きさの欠陥が、転写される可能性があるか記載されている。非特許文献3には、位相欠陥がプリントされたイメージのライン幅を変える可能性があると記載されている。高さ2nm、FWHM(full width at half maximum)60nmの表面バンプを有する位相欠陥が、該欠陥が転写される可能性があるか否かの境目となるサイズであり、この大きさの位相欠陥は35nmのラインに対して20%という許容不可能なライン幅の変化(マスク上、140nm)を生じると記載されている。
しかしながら、ピットやスクラッチのような凹欠陥は、これらの方法では除去することができない。しかも、凸欠陥を除去するために、フッ酸やアンモニア水を用いた湿式洗浄方法を用いた場合、基板から凸欠陥をリフトオフして除去するために、基板表面をわずかにエッチングすることが必要であるため、基板表面に新たな凹欠陥が生じるおそれがある。凸欠陥を除去するために、ブラシ洗浄を用いた場合も、基板表面に新たな凹欠陥が生じるおそれがある。
また、本発明は、該基板表面を平滑化する方法により得られるEUVマスクブランク用のガラス基板を提供することを目的とする。
また、本発明は、該EUVマスクブランク用基板を用いたEUVマスクブランク用の反射層付基板およびEUVマスクブランクを提供することを目的とする。
ガラス基板上に薄膜を形成する工程と、
前記ガラス基板上に存在する凹欠陥を検出する工程と、
検出された凹欠陥直上の前記薄膜を局所的に加熱することにより、前記薄膜を構成する材料に体積増加を伴う化学反応を生じさせる工程と、を含むことを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法(以下、「本発明の基板平滑化方法(1)」という。)を提供する。
前記化学反応が、前記2層の膜を構成する材料同士の相互拡散に伴ってもよい。
前記局所的な加熱に使用するレーザー光源と、前記凹欠陥の検出に使用するレーザー光源と、が同一のレーザー光源であることが好ましい。
前記局所的な加熱を、前記凹欠陥直上の薄膜に接近または接触させた前記探針を加熱することにより行うことが好ましい。
ガラス基板上に薄膜を形成する工程と、
前記ガラス基板上に存在する凹欠陥を検出する工程と、
検出された凹欠陥直上の前記薄膜を局所的に陽極酸化することにより、前記薄膜を構成する材料に体積増加を伴う化学反応を生じさせる工程と、を含むことを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法(以下、「本発明の基板平滑化方法(2)」という。)を提供する。
前記局所的な加熱を、前記凹欠陥直上の薄膜に接近または接触させた前記探針と前記薄膜との間に電圧を印加することにより行うことが好ましい。
基板表面に存在する凸欠陥は、フッ酸やアンモニア水を用いた従来の湿式洗浄方法や、ブラシ洗浄または精密研磨によって除去することができる。しかし、凸欠陥を除去する目的でこれらの方法を実施した場合、基板表面に新たな凹欠陥が発生する場合もある。本発明の基板平滑化方法では、このような新たな凹欠陥が発生したガラス基板の成膜面を平滑化し、EUVマスクブランクとして問題がないレベルまで平滑性を高めることができる。
本発明の基板平滑化方法では、EUVマスクブランク用のガラス基板表面、より具体的には、EUVマスクブランクの製造時に反射層および吸収層が形成される側のガラス基板表面(以下、「成膜面」という。)を平滑化する目的で使用される。但し、EUVマスクブランクの製造時に静電チャック用の導電膜を形成する側のガラス基板表面を本発明の基板平滑化方法で平滑化してもよい。EUVマスクブランク用のガラス基板の成膜面を平滑化する場合を例に以下説明する。
本発明の基板平滑化方法は、上記の手順で表面研磨および洗浄を実施することにより、凸欠陥が除去された成膜面に対して好ましく使用される。
ガラス基板の成膜面にどの程度の大きさの凹欠陥が存在すると、EUVマスクブランクの欠陥となるかは、凹欠陥の直径と深さ、および形状に影響されるため一概には言えないが、例えば、ガラス基板の成膜面に直径30nm以上かつ深さ3nm以上の凹欠陥が存在すると、成膜面上に形成される反射層表面や吸収体層表面に凹欠陥が現れたり、反射層の多層構造に乱れが生じたりして、該ガラス基板を用いて製造されるEUVマスクブランクの欠陥となるおそれがある。
また、EUVマスクブランク用のガラス基板は、EUVマスクブランクまたはパターン形成後のフォトマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものであることが好ましい。
また、EUVマスクブランク用のガラス基板は、該ガラス基板上に形成される反射層および吸収体層の膜応力によって変形するのを防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、3×107m2/s2以上の高い比剛性を有しているものが好ましい。
EUVマスクブランク用のガラス基板の大きさや厚みなどは、マスクの設計値等により適宜決定されるものである。具体例を挙げると、例えば外形6インチ(152.4mm)角程度で、厚さ0.25インチ(6.3mm)程度のものがある。
なお、薄膜3は、後述するように体積増加をすることによって、凹欠陥4を軽減または解消する役割を果たす。この働き以外に、薄膜3は基板1の成膜面1a上に形成された非常に小さい凹欠陥2を検出しやすくするという効果も奏する。EUVマスクブランク用の基板のように非常に小さな欠陥までもが問題になるような用途においては、通常の光学検査装置では検出することが困難な欠陥までもが問題視される。しかし、本発明のように薄膜3を形成することで、基板1の成膜面1a上に形成された微小な凹欠陥2を検出することが可能となる。なお、薄膜3を形成することで、基板1の成膜面1a上に形成された微小な凹欠陥2を検出することが可能となる理由は、欠陥検出は基板の表面にレーザーを照射し、その反射像を解析することにより行われるが、基板にこのような薄膜を形成した場合、一般的なガラスの光線反射率の4%から10%以上へと大きくなり、より高い信号/ノイズ比で欠陥像を得ることが可能になるからである。
但し、薄膜3の構成材料は、加熱時に化学反応を生じやすいこと、および加熱により体積増加を伴う化学反応を生じさせた後の薄膜3表面の平滑性に優れる(以下、「加熱後の薄膜3表面の平滑性に優れる」という。)ことから、金属であることが好ましい。中でも、Al、B、Co、Cr、Ge、Hf、Mo、Nb、Ni、Ru、Si、Ta、Ti、ZnおよびZrからなる群(以下、「A群」という。)から選択される少なくとも1つを主たる構成材料とすることが、加熱時に化学反応を生じやすく、加熱後の薄膜3表面の平滑性に優れ、かつEUVマスクブランク製造時に該薄膜3上に形成される反射層や吸収体層に悪影響を与えないという点で優れている。中でも、Hf、Nb、Si、Ta、TiおよびZrを主たる構成材料とする薄膜3は、加熱後の結晶状態、特に加熱による酸化反応後の結晶状態、また加熱による窒化反応後の結晶状態がアモルファスとなりやすいことからさらに好ましい。
ΔV(%)=(V2−V1)/V1×100
ここで、V1は常温(20℃)における材料の体積であり、V2は加熱後における材料の体積である。加熱は、50〜500℃の範囲で行うことが好ましい。
以下、本明細書において、「加熱時の体積増加」と言った場合、加熱時に生じる化学反応による体積増加のことを指す。
なお、A群の材料は、いずれもΔVが50〜250%である。
薄膜3がA群以外の材料を含む場合、薄膜3の全構成材料中、80原子%以上がA群の材料であることがより好ましい。
なお、A群の材料の中でも、Si、TaおよびTiが酸化反応および窒化反応のどちらも容易に進行することから好ましい。さらに、Siであれば、反射多層膜を構成する膜の材料をそのまま使用できるため、生産性の点で好ましい。
なお、薄膜3が3層以上の膜が積層されたものである場合、互いに積層関係にある膜を構成する材料が互いに異なっていればよく、例えば、3層が積層された構成の場合、一番上の膜と一番下の膜とは同一の材料で構成されていてもよい。この場合、中間に位置する膜は、その上下に位置する膜とは異なる材料で構成される。
なお、ガラス基板1の成膜面1aに複数の凹欠陥2が存在する場合、深さが最も大きい凹欠陥の深さ(凹欠陥の最大深さ)の0.5〜10倍程度に薄膜3の厚さをする。また、積層体からなる薄膜3の場合、積層体全体の厚さが、凹欠陥2の深さの0.5〜10倍程度とする。薄膜3の厚さは凹欠陥2の深さの1〜5倍程度であることがより好ましい。
なお、上記したように、基板1の成膜面1a上に薄膜3を形成することにより、成膜面1a上に形成された非常に小さい凹欠陥2(実際には、薄膜3表面に現れた凹欠陥4)が検出しやすくなっている。
凹欠陥4の検出には、ガラス基板上に存在する凹欠陥を検出する際に通常使用される手法を用いることができる。具体的には、触針段差計、原子間力顕微鏡(AFM)、走査型トンネル顕微鏡(STM)、光切断法(三角測量法)、焦点ずれ検出方式、光触針追従式(合焦点法)、焦点走査法(走査型レーザ顕微鏡)、コンフォーカル(共焦点)レーザ欠陥検査法、ノマルスキー微分干渉法、縞走査法が挙げられる。これらの中でも、レーザ光照射による方法、すなわち、コンフォーカルレーザー欠陥検査法や、AFM、STM、触針段差計のような探針(プローブ)を薄膜3表面に接近もしくは接触させる方法が、次に実施する凹欠陥直上の薄膜を局所的に加熱する工程を行うのに好ましい。探針を使用する方法は、凹欠陥の直径および深さをより正確に測定できるという点で、より好ましい。
但し、レーザー光の径が凹欠陥4の直径よりも小さすぎると、凹欠陥4直下を薄膜3を加熱する際に要する時間が長くなったり、レーザー光の照射位置を移動させる必要が生じるので好ましくない。このため、レーザー光の径は凹欠陥4の直径の0.5倍以上であることが好ましい。
なお、凹欠陥4の検出と、凹欠陥4直下の薄膜3の局所的な加熱と、に同一のレーザー光照射装置を使用する場合、凹欠陥4検出時には、薄膜3が加熱されないように、薄膜3上でレーザー光を走査させればよく、凹欠陥4直下の薄膜3の局所的な加熱の際には、凹欠陥4にレーザー光を一定時間照射させればよい。
なお、薄膜3表面の平滑性という点では、加熱後の薄膜3全体の結晶状態がアモルファスになっていることが好ましい。この場合、薄膜3を形成した時点で、薄膜3全体の結晶状態がアモルファスになっている。そして、凹欠陥4直下の薄膜3を構成する材料が加熱により化学反応した後でも、薄膜3全体の結晶状態はアモルファスを維持している。
薄膜3´の構成材料は、陽極酸化時に化学反応を生じやすいこと、および陽極酸化により体積増加を伴う化学反応を生じさせた後の薄膜表面の平滑性に優れる(以下、「陽極酸化後の薄膜表面の平滑性に優れる」という。)ことから、金属であることが好ましい。中でも、上記したA群から選択される少なくとも1つを主たる構成材料とすることが、陽極酸化時に化学反応を生じやすく、陽極酸化後の薄膜3´表面の平滑性に優れ、かつEUVマスクブランク製造時に該薄膜3´上に形成される反射層や吸収体層に悪影響を与えないという点で優れている。中でも、Hf、Nb、Si、Ta、TiおよびZrを主たる構成材料とする薄膜3´は、陽極酸化後の結晶状態がアモルファスとなりやすいことからさらに好ましい。
ΔV´(%)=(V2´−V1)/V1×100
ここで、V1は常温(20℃)における材料の体積であり、V2´は陽極酸化後における材料の体積である。
以下、本明細書において、「陽極酸化時の体積増加」と言った場合、陽極酸化時に生じる化学反応による体積増加のことを指す。
なお、A群の材料は、いずれもΔV´が50〜250%である。
薄膜3´がA群以外の材料を含む場合、薄膜3´の全構成材料中、80原子%以上がA群の材料であることがより好ましい。
なお、A群の材料の中でも、Si、TaおよびTiが陽極酸化時に化学反応が容易に進行することから好ましい。さらに、Siであれば、反射多層膜を構成する膜の材料をそのまま使用できるため、生産性の点で好ましい。
なお、ガラス基板1の成膜面1aに複数の凹欠陥2が存在する場合、深さが最も大きい凹欠陥の深さ(凹欠陥の最大深さ)の0.5倍以上に薄膜3´の厚さをする。
薄膜3´の厚さは凹欠陥2の深さの1倍以上であることがより好ましい。
薄膜3´の陽極酸化された部分は、該薄膜3を構成する材料の化学反応により局所的に体積増加することにより、凹欠陥4であった部分が解消されて平滑化される部分である。この部分の結晶状態がアモルファスであれば、平滑化された薄膜表面がより平滑性に優れた状態になる。具体的には、平滑化された後の薄膜3´表面の表面粗さが0.5nm rms以下である。平滑化された後の薄膜3´表面の表面粗さが0.5nm rms以下であれば、薄膜3´表面が十分平滑であるため、該薄膜3上に形成される反射層の多層構造に乱れが生じるおそれがない。反射層の多層構造に乱れが生じると、製造されるEUVマスクブランクの欠陥となるおそれがある。また、製造されるEUVマスクブランクにおいて、パターンのエッジラフネスが大きくなることがなく、パターンの寸法精度が良好である。薄膜3´表面が表面粗さが大きいと、該薄膜3´上に形成される反射層の表面粗さが大きくなり、さらに、該反射層上に形成される吸収体層の表面粗さが大きくなる。この結果、該吸収体層に形成されるパターンのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪化する。薄膜3´表面の表面粗さは0.4nm rms以下であることがより好ましく、0.3nm rms以下であることがさらに好ましい。
同様に、本発明の基板平滑化方法(2)において、凹欠点4直下の薄膜3´の局所的な陽極酸化に通電可能な探針6を用いる場合、探針6の材料として薄膜3´の材料よりも硬度の高いものを選択することにより、陽極酸化後の薄膜3´表面に存在する凸欠陥を除去することもできる。凹欠陥4直下の薄膜3´を局所的に陽極酸化した際、過度の体積増加によって薄膜3´表面に凸欠陥が生じる場合がある。また、凹欠陥4直下の薄膜3´を局所的に陽極酸化した際の体積増加による欠陥の形状変化を制御して一度の処理で平坦にすることが困難な場合もあるが、そのような場合は後述のような加工で平坦とするために、敢えて過度の体積増加によって薄膜3´表面に凸欠陥を生じさせる場合もある。
上記の場合、薄膜3,3´表面に新たに生じた凸欠陥は、図6に示すように、探針5,6を用いて除去することができる。図6において、7は探針5,6を用いて除去された凸欠陥を示している。これにより薄膜3,3´表面の平滑性をより高めることができる。なお、凹欠陥4直下の薄膜3の局所的な加熱をレーザー光照射により行う場合においても、加熱後の薄膜3表面に新たな凸欠陥が生じた場合、針状の部材を用いて除去することができる。
スパッタリング法を用いて、吸収層を成膜する際、均一な成膜を得るために、回転体を用いて基板を回転させながら成膜を行うことが好ましい。
1a:成膜面
2:凹欠陥(基板の成膜面上に存在する凹欠陥)
3,3´:薄膜
4:凹欠陥(薄膜表面に現れた凹欠陥)
5:加熱可能な探針
6:通電可能な探針
7:探針5,6を用いて除去された凸欠陥
Claims (26)
- EUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法であって、
ガラス基板上に薄膜を形成する工程と、
前記ガラス基板上に存在する凹欠陥を検出する工程と、
検出された凹欠陥直上の前記薄膜を局所的に加熱することにより、前記薄膜を構成する材料に体積増加を伴う化学反応を生じさせる工程と、を含むことを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。 - 前記化学反応が、酸化反応であることを特徴とする請求項1に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記化学反応が、窒化反応であることを特徴とする請求項1に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記薄膜が、Al、B、Co、Cr、Ge、Hf、Mo、Nb、Ni、Ru、Si、Ta、Ti、ZnおよびZrからなる群から選択される少なくとも1つを主たる構成材料とする請求項1ないし3のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記薄膜が、互いに構成材料が異なる少なくとも2層の膜を含み、
前記化学反応が、前記2層の膜を構成する材料同士の相互拡散に伴うことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。 - 前記少なくとも2層の膜のうち1層の膜が、Al、B、Co、Cr、Ge、Hf、Mo、Nb、Ni、Ru、Si、Ta、Ti、ZnおよびZrからなる群から選択される少なくとも1つを主たる構成材料とすることを特徴とする請求項5に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記薄膜の厚さが、前記ガラス基板に存在する凹欠陥の最大深さの0.5〜10倍であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記薄膜の局所的に加熱された部位の結晶状態が、前記化学反応によってアモルファスとなることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記局所的な加熱後の前記薄膜の結晶状態がアモルファスであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記局所的な加熱を、前記ガラス基板の凹欠陥直上の薄膜にレーザー光を照射することにより行うことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記レーザー光の径が、前記ガラス基板に存在する凹欠陥の直径の2倍以下であることを特徴とする請求項10に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記凹欠陥の検出をレーザー光照射により行い、
前記局所的な加熱に使用するレーザー光源と、前記凹欠陥の検出に使用するレーザー光源と、が同一のレーザー光源であることを特徴とする請求項10または11に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。 - 前記凹欠陥の検出に、加熱可能な探針を有する原子間力顕微鏡(AFM)、走査型トンネル顕微鏡(STM)または触針式段差計を使用し、
前記局所的な加熱を、前記凹欠陥直上の薄膜に接近または接触させた前記探針を加熱することにより行うことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。 - 前記局所的な加熱後の前記薄膜表面を針状の部材を用いて研削することを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記局所的な加熱後の前記薄膜表面を前記探針を用いて研削することを特徴とする請求項13に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- EUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法であって、
ガラス基板上に薄膜を形成する工程と、
前記ガラス基板上に存在する凹欠陥を検出する工程と、
検出された凹欠陥直上の前記薄膜を局所的に陽極酸化することにより、前記薄膜を構成する材料に体積増加を伴う化学反応を生じさせる工程と、を含むことを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。 - 前記薄膜が、Al、B、Co、Cr、Ge、Hf、Mo、Nb、Ni、Ru、Si、Ta、Ti、ZnおよびZrからなる群から選択される少なくとも1つを主たる構成材料とする請求項16に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記薄膜の厚さが、前記ガラス基板に存在する凹欠陥の最大深さの0.5倍以上であることを特徴とする請求項16または17に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記薄膜の局所的に陽極酸化された部位の結晶状態が、前記化学反応によってアモルファスとなることを特徴とする請求項16ないし18のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記局所的な陽極酸化後の前記薄膜の結晶状態がアモルファスであることを特徴とする請求項16ないし18のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記凹欠陥の検出に、通電可能な探針を有する原子間力顕微鏡(AFM)、走査型トンネル顕微鏡(STM)または触針式段差計を使用し、
前記局所的な陽極酸化を、前記凹欠陥直上の薄膜に接近または接触させた前記探針と、前記薄膜と、の間に電圧を印加することにより行うことを特徴とする請求項16ないし20のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。 - 前記局所的な陽極酸化後の前記薄膜表面を針状の部材を用いて研削することを特徴とする請求項16ないし20のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 前記局所的な陽極酸化後の前記薄膜表面を前記探針を用いて研削することを特徴とする請求項21に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板表面を平滑化する方法。
- 請求項1ないし23のいずれかに記載の方法により基板表面が平滑化されたEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク用ガラス基板上にEUV光を反射する反射層を形成してなるEUVリソグラフィ用反射層付基板。
- 請求項24に記載のEUVリソグラフィ用反射層付基板の反射層上にEUV光を吸収する吸収体層を形成してなるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 請求項25に記載のEUVリソグラフィ用マスクブランクをパターニングしたEUVリソグラフィ用反射型マスク。
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