JP2009105237A - 反射型マスク用基板及び反射型マスク用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再利用可能な反射型マスク基板を提供する。
【解決手段】本発明の反射型マスク基板は、低熱膨張材により形成された基板２と、基板２に設けられた基板の特性を示すマーク４とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低熱膨張材により形成された基板を備える反射型マスク用基板及び該反射型マスク用基板の製造方法に関するものである。

近年、半導体集積回路の微細化の進展に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えて、より短い波長の極端紫外線、すなわちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を使用したＥＵＶ投影露光装置が開発されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１４８９３号公報

ところで、ＥＵＶ投影露光装置を用いたＥＵＶリソグラフィにおいては、ＥＵＶ光が透過する光学材料が現時点では存在しない。そのため、照明光学系及び投影光学系は全て反射光学素子（ミラー）によって構成され、マスク（レチクル）もまた反射型マスク（反射型レチクル）が使用されている。さらに、ＥＵＶ露光装置においては、反射型マスクの基板を高い精度で加工する必要がある。即ち、基板上に形成される多層膜（反射層）表面において、高い反射率が要求されるため、基板の表面粗さや平面度について高い精度が要求されている。一方、ＥＵＶ光はエネルギーが大きく、ＥＵＶ光が照射された多層膜表面で化学反応が生じることによって多層膜表面に、炭素、炭素化合物、有機化合物が付着し反射型マスクの反射率が低下するため、所定期間が経過すると反射型マスクを交換する必要が有る。

このように、ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型マスクの基板は、表面粗さや平面度において高い精度が要求されるものであり、基板の作成には多大な時間と労力が必要とされると共に、その価格も極めて高価である。 そこで、所定期間経過後、交換された反射型マスクを再利用、すなわち、基板上に形成された多層膜を除去することによって、基板を再利用することが考えられる。しかしながら、多層膜を構成する物質毎に異なる溶液等を用いて、膜の剥離を行なわなければならず、煩雑な作業が必要であった。 本発明の目的は、再利用を可能とした反射型マスク用基板、該反射型マスク用基板を用いた反射型マスク及び反射型マスクの製造方法を提供することである。

以下に本発明の構成を実施形態の符号を付して説明するが、本発明は、本実施形態に限定されるものではない。

本発明の反射型マスク基板は、低熱膨張材により形成された基板（２）と、前記基板（２）に設けられ、前記基板の特性を示すマーク（４）とを備える。

また、本発明の反射型マスク用基板の製造方法は、低熱膨張材により形成された基板（２）の一方の面に形成された剥離層（６）と、該剥離層（６）上に形成された反射層（８）と、該反射層（８）上に形成されたパターニング層（１０）とを備える反射型マスク基板を用意する工程（Ｓ１０）と、前記反射型マスク基板（２）から、前記剥離層（６）と共に、前記反射層（８）及び前記パターニング層（１０）を剥離する工程（Ｓ１１）と、前記剥離層（６）、前記反射層（８）及び前記パターニング層（１０）が剥離された後、前記基板（２）に設けられ、かつ前記基板の特性を示すマーク（４）を検出する工程（Ｓ１２）と、検出された前記マーク（４）が示す特性に基づいて前記基板（２）をランク分けする工程（Ｓ１３）とを含む。

本発明の反射型マスク用基板によれば、基板の特性（例えば、基板の線膨張係数や平面度を含む）を示すマークを備えているため、基板の特性に応じた適切な再利用が可能である。

また、本発明の反射型マスク用基板の製造方法によれば、反射層及びパターニング層を剥離するための剥離層を基板と反射層との間に備えるため、反射層及びパターニング層の剥離を極めて容易に行なうことができる。また、基板に設けられたマークが示す特性に基づいて基板をランク分けし、特性に応じて基板をストックしているため、必要に応じた反射型マスク基板を用いて反射型マスクの製造を行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る反射型マスク用基板について説明する。図１は、実施形態に係る反射型マスク用基板の構成を示す図である。反射型マスク用基板は、プレート状の低熱膨張ガラス（低熱膨張材）により形成された基板２を備える。基板２の表面（一方の面）には、剥離層６が形成され、剥離層６上に多層膜（反射層）８が形成されている。また、多層膜８上にパターニング層（吸収層）１０が形成されている。そして、このパターニング層に、回路パターンが形成されることによって、反射型マスクが形成される。更に、基板２の裏面（他方の面）には、導電層１２が形成されている。この導電層１２は、マスクステージに反射型マスクを静電チャックするために利用される。

ここで、剥離層６には、銅、あるいは、銅合金等、酸により除去可能な物質により形成された薄膜が用いられ、多層膜８には、モリブデンとシリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）を多数積層した膜が用いられ、パターニング層１０には、タングステン等により形成された金属薄膜が用いられている。また、導電層１２には金属薄膜等が用いられている。なお、基板２には、通常、裏面に切欠が形成されており、切欠の有無により表面と裏面との判別を行なうことが可能である。

基板２は、基板２の特性、例えば、基板２の線膨張係数、基板２の表面の平面度、基板２の裏面の平面度及び基板の欠陥情報を示すマーク４が基板２の所定の位置、例えば、基板２の表面の周縁部（パターン形成領域の外側の領域）に設けられている。

ここで、線膨張係数、平面度及び基板の欠陥情報は、低熱膨張ガラスの母材から基板２を形成する際、あるいは基板２の形成後の検査により計測された値であり、これらの計測データを、例えば、２次元バーコード状にして、基板表面の所定の位置に刻印等により表示する。

例えば、基板の欠陥は、レーザビームを基板２上で走査し、欠陥で生じる散乱光に基づいて検出され、その後、光学顕微鏡等を用いて、基板における欠陥の位置，種類，形状等が確認される。なお、欠陥の種類は、低熱膨張ガラスの製造工程に伴って発生したピンホール、低熱膨張ガラスの製造段階で混入したダスト、低熱膨張ガラスから基板を形成した後に生じた基板表面上の傷等に分類される。

そして、本実施形態における基板の欠陥情報としては、基板２における欠陥箇所の位置、種類、形状、大きさ（長さや面積）の少なくとも一つが含まれる。

なお、本実施形態における線膨張係数及び平面度は、ＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）Ｐ３７−１１０２ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＥＵＶＬ Ｍａｓｋ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ（以下、ＳＥＭＩ規格という）に基づいて分類される。

ここで、ＳＥＭＩ規格では、線膨張係数について、１９−２５℃の温度範囲における単位温度当りの膨張率として、
クラスＡ：０±５ｐｐｂ／℃
クラスＢ：０±１０ｐｐｂ／℃
クラスＣ：０±２０ｐｐｂ／℃
クラスＤ：０±３０ｐｐｂ／℃
と、４つのクラスが規定されている。従って、基板２の線膨張係数を計測した結果に基づいて、形成された基板２がＳＥＭＩ規格における線膨張係数のクラスＡ〜Ｄの何れかのクラスに分類され、さらに、計測された線膨張係数の値と分類されたクラスを示す情報がマーク４に含められる。なお、本実施形態における低熱膨張ガラスの種類も本実施形態において、ＳＥＭＩ規格に基づいて、分類される。

また、ＳＥＭＩ規格では、平面度について、最も突出している部分と最も窪んでいる部分との差（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｙ：以下、Ｐ−Ｖと示す）を示す値として、
クラスＡ：１００ｎｍ（Ｐ−Ｖ）以下
クラスＢ：７５ｎｍ（Ｐ−Ｖ）以下
クラスＣ：５０ｎｍ（Ｐ−Ｖ）以下
クラスＤ：３０ｎｍ（Ｐ−Ｖ）以下
と、４つのクラスが規定されている。なお、平面度は、基板２の表面及び基板２の裏面についてそれぞれ規定されている。従って、基板２の平面度を計測した結果に基づいて、基板２がＳＥＭＩ規格における平面度のクラスＡ〜Ｄの何れかに分類され、さらに、計測された平面度の値と分類されたクラスを示す情報がマーク４に含められる。ここで、ＳＥＭＩ規格では、基板の表面及び裏面のそれぞれの平面度が規定されているため、基板２の表面及び基板２の裏面それぞれについての計測値及びクラスを示す情報がマーク４に含められる。

なお、平面度のクラスについては、基板２の表面のクラスと基板２の裏面のクラスとで異なる数値を設定し用いるようにしてもよい。即ち、多層膜が形成される表面と、導電層が形成される裏面とでは、要求される平面度が同一である必要がないことから、表面と裏面とで異なる数値を設定し、この数値を用いて、表面と裏面のクラスを定めるようにしてもよい。

また、本実施形態におけるマーク４には、線膨張係数及び平面度に加え、基板の欠陥情報が含まれている。そのため、線幅の狭いパターン等、欠陥の影響が問題となるパターンについては、パターンの形成位置に全体的なオフセットをかける等の処理を施すことで基板の欠陥の影響を回避することが可能となる。具体的には、基板２の表面におけるパターンの全体のずれは０．３ｍｍ程度許容されるため、線幅の狭い５０ｎｍのパターンが欠陥位置に来るような場合には０．１ｍｍずらすことにより、基板欠陥の影響を回避することが可能となる。従って、形成された基板２の検査を行なう際に、基板欠陥の位置及び大きさを確認し、それらを示す情報もマーク４に含める。

なお、図１においては、基板２の表面に剥離層６を形成し、剥離層６上に多層膜８を形成し、多層膜８上にパターニング層１０を形成した場合を示しているが、剥離層６と多層膜８との間に剥離層６の表面を平坦化させると共に剥離層６と多層膜８を密着させる下地層を形成してもよい。また、多層膜８とパターニング層１０との間に多層膜８の酸化防止のためのキャッピング層やエッチング停止層として機能するバッファ層等を形成するようにしてもよい。なお、図１においては、反射型マスク用基板として、基板２に剥離層６、多層膜８、パターニング層１０及び導電層１２を順次積層する反射型マスク基板について説明したが、本実施形態ではこの反射型マスク用基板に限定されない。例えば、剥離用６が形成される前であり、基板２にマーク４が表示された反射型マスク用基板、マーク４が表示された基板２に剥離層６と多層膜８が形成された反射型マスク用基板、マーク４が表示された基板２に剥離層６、多層膜８及びパターニング層１０が形成された反射型マスク用基板も含まれる。

次に、図２のフローチャートを参照して、本実施形態に係る反射型マスク用基板の製造方法について説明する。

まず、図３に示すような、低熱膨張ガラスにより形成された基板２の表面に剥離層６が形成され、剥離層６の上に多層膜８が形成され、多層膜８の上にパターニング層１０が形成され、基板２の裏面に導電層１２が形成された反射型マスク用基板を用意する（ステップＳ１０）。なお、反射型マスク用基板としては、パターンニング層１０に回路パターンが形成された反射型マスク用基板を含む。即ち、長時間の使用により反射率が許容範囲を超えて低下した段階で、ＥＵＶ投影露光装置から搬送された反射型マスクまたは、電子デバイスの製造終了により不要となった反射型マスクを用意する。

次に、基板２の表面及び裏面に形成されている膜を剥離する（ステップＳ１１）。例えば、剥離層６が銅薄膜により形成されている場合には、ステップＳ１０において用意された基板２を、硝酸が張られた容器に浸ける。銅薄膜により形成されている剥離層６は、硝酸に溶解し除去されるため、剥離層６が基板２から除去されることによって、剥離層６上に形成されている多層膜８及びパターニング層１０も剥離され、基板２の表面に形成されている膜を完全に除去することができる。また、基板２の裏面に形成されている導電層１２は、例えば、基板２を、希硫酸が張られた容器に浸け導電層１２を形成している導電性物質を溶解させることによって除去される。図４は、剥離層６が除去されることによって、多層膜８及びパターニング層１０が剥離され更に導電層１２が除去された状態を示す図である。なお、膜が剥離された後、基板２は洗浄される。ここで、低熱膨張ガラスは、硝酸や希硫酸等によって浸食されることがないため、ステップＳ１１の処理を施すことにより、基板２の表面及び裏面に形成されている膜を剥離した場合であっても、基板２の表面形状や平面度に対して殆ど影響を与えない。

基板２から剥離層６が除去されることによって、基板２の表面には、マーク４が現れる。

次に、ステップＳ１１において、基板２の表面に形成されたマーク４を検出し（ステップＳ１２）、検出されたマーク４により示される基板２の特性に基づいて、基板２をランク分けする（ステップＳ１３）。即ち、基板２の表面に形成された２次元バーコード状のマーク４をバーコードリーダにより読み取り、読み取ったマーク４が示す情報、すなわち、基板２の線膨張係数、平面度及び基板の欠陥情報等の基板２の特性を示す情報を表示装置に表示する。表示装置に表示された情報に基づいて、線膨張係数のクラス、平面度のクラス、及び基板の欠陥報に応じて、基板２をランク分けする。そして、ランク分けされた基板２を、ランクに応じてストックする（ステップＳ１４）。なお、基板２をストックする場合においては、反射型マスク用基板から表面及び裏面に形成された膜を剥離し、再利用する基板２（反射型マスク用基板）のみをランク分けしてストックするだけでなく、新品の反射型マスク用基板も一緒にランク分けしてストックするようにしてもよい。

図５は、ランク分けされた反射型マスク用基板の一例を示す図である、図５においては、反射型マスク用基板がランクＩ〜ランクＶに分類される場合を示している。ここで、ランクＩ〜ランクＶは、例えば、
ランクＩ ：線膨張係数＝ランクＡ、平面度＝ランクＤ、基板欠陥無し
ランクＩＩ ：線膨張係数＝ランクＢ、平面度＝ランクＣ、基板欠陥無し
ランクＩＩＩ：線膨張係数＝ランクＣ、平面度＝ランクＢ、基板欠陥無し
ランクＩＶ ：線膨張係数＝ランクＤ、平面度＝ランクＡ、基板欠陥無し
ランクＶ ：基板欠陥有り
であり、ランクＩには最も線膨張係数が小さく、最も高精度に平面加工された反射型マスク用基板が分類され、ランクＩＶには、最も線膨張係数が大きく、最も平面度が低い反射型マスク用基板が分類される。また、ランクＶには基板欠陥を有する反射型マスク用基板が分類される。なお、ランクの数は、反射型マスク用基板の仕様に応じて任意に設定することができる。また、例えば、線膨張係数に基づきランク分けし、そのランク内で平面度に基づくサブランクを設ける等、ランクを階層的に設けるようにしてもよい。

次に、ストックされている反射型マスク用基板の中から、製造される反射型マスクの仕様に合致したものを選択する（ステップＳ１５）。即ち、製造される反射型マスクにより要求される仕様、例えば、線膨張係数や平面度の許容範囲が異なる場合があるため、要求される仕様を満たすランクに分類されている反射型マスク用基板を選択する。例えば、図５に示すランクＩ〜ランクＶの中で、仕様に合致するランクがランクＩＩである場合には、ランクＩＩに分類されているものの中から任意の反射型マスク用基板を選択する。

次に、選択された反射型マスク用基板の表面に複数の膜を成膜する（ステップＳ１６）。即ち、図６に示すように、基板２の表面に銅薄膜等の剥離層６を形成し、剥離層６上にＭｏ／Ｓｉの多層膜８を形成し、多層膜８上にタングステン等のパターニング層１０を形成する。次に、図７に示すようにパターニング層１０の表面にレジスト１４を塗布すると共に、基板２の裏面に、導電性材料により形成される導電層１２を形成する。なお、基板２に剥離層６、多層膜８、パターニング層１０及び導電層１２を成膜する処理は、イオンビームスパッタ等の公知の技術を用いて行なうことができる。 次に、反射型マスクを作製する（ステップＳ１７）。即ち、マスクのパターンを描画して現像を行い、パターニング層１０をエッチングし、レジスト１４を除去することによって、パターニング層１０にパターンを形成し、図３に示すような反射型マスクを製造する。

本実施の形態に係る反射型マスク基板によれば、基板の特性を示すマークが基板に設けられている。従って、基板の表面及び裏面に形成されている膜を除去した後においても、容易に基板の仕様を確認して基板を所定ランクに分類し、分類されたランク毎にストックすることができ、容易かつ適切に基板の再利用を行なうことができる。

また、本実施の形態に係る反射型マスク用基板の製造方法によれば、剥離層を溶解・除去することによって、基板の平面度等の特性に影響を与えることなく基板上に形成された多層膜及びパターニング層を除去することができる。すなわち、剥離層のみを除去することによって、剥離層上に成膜された反射層及びパターニング層を一度に除去することができる。

従って、高精度に加工された極めて高価な基板を、煩雑な処理を経ることなく容易、かつ、適切に再利用することができる。また、基板に、基板の特性を示すマークが設けられているため、再利用に際して基板の線膨張係数や平面度等の特性を再度計測する必要がなく、マークにより示される特性を確認することによって、容易に要求された仕様に合致した基板を選択し適切な反射型マスクを製造することができる。

なお、上述の実施の形態に係る反射型マスク基板においては、基板表面に基板の特性を示すマークが基板表面に設けられているが、マークを設ける位置は基板表面に限定されるものではない。例えば、基板の側面等、反射型マスクとしての性能に影響を及ぼさない位置であって、検出可能な位置であれば、どのような位置に設けられていてもよい。

また、本実施の形態では、基板に設けたマークが、基板の線膨張係数、基板の表面及び裏面の平坦度、基板の欠陥の情報を示していた、これ以外に、基板の製造メーカや、基板の材料等の情報を示すことも可能である。そして、基板の製造メーカや基板の材料等を考慮してランク分けしてもよい。

また、所定の情報を記録可能なコードであれば、２次元バーコード以外のコードを用いてマークを形成するようにしてもよい。更に、マークは基板に刻印されているものである必要はなく、硝酸等によって溶解・除去されなければ、プリント等によりマークを表示するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、低熱膨張材として、低熱膨張ガラスを用いているが、高精度に平面加工を行なうことができ、かつ、線膨張係数が所定値よりも小さい材料であれば反射型マスク基板の基板として用いることができる。

本発明の実施形態に係る反射型マスク用基板の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る反射型マスク用基板の製造方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る反射型マスク用基板の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る反射型マスク用基板の製造過程を説明する図である。 本発明の実施形態に係る反射型マスク用基板のランク分けについて説明する図である。 本発明の実施形態に係る反射型マスク用基板の製造過程を説明する図である。 本発明の実施形態に係る反射型マスク用基板の製造過程を説明する図である。

符号の説明

２・・・基板、４・・・マーク、６・・・剥離層、８・・・多層膜（反射層）、１０・・・パターニング層（吸収膜）、１２・・・導電層、１４・・・レジスト。

Claims (11)

1. 低熱膨張材により形成された基板と、
   前記基板に設けられ、前記基板の特性を示すマークと
   を備える反射型マスク用基板。
2. 前記特性は、前記基板の線膨張係数と、前記基板の一方の面の平面度と、前記基板の他方の面の平面度とのうち、少なくとも一つを含む請求項１記載の反射型マスク用基板。
3. 前記特性は、前記基板の欠陥情報を含む請求項１記載の反射型マスク用基板。
4. 前記基板の前記一方の面に形成される剥離層と、
   前記剥離層上に形成される反射層と
   を備える請求項１乃至請求項3の何れか一項に記載の反射型マスク用基板。
5. 前記反射層上に形成されるパターニング層を備える請求項４記載の反射型マスク用基板。
6. 前記基板の前記他方の面に形成される導電層を備える請求項４又は請求項５に記載の反射型マスク用基板。
7. 低熱膨張材により形成された基板の一方の面に形成された剥離層と、該剥離層上に形成された反射層と、該反射層上に形成されたパターニング層とを備える反射型マスク用基板を用意する工程と、
   前記反射型マスク用基板から、前記剥離層と共に前記反射層及び前記パターニング層を剥離する工程と、
   前記剥離層、前記反射層及び前記パターニング層が剥離された後、前記基板に設けられ、かつ前記基板の特性を示すマークを検出する工程と、
   検出された前記マークが示す特性に基づいて前記基板をランク分けする工程と、
   を含む反射型マスク用基板の製造方法。
8. 低熱膨張材により形成された基板に設けられた前記基板の特性を示すマークを検出する工程と、
   検出された前記マークが示す特性に基づいて前記基板をランク分けする工程と、
   を含む反射型マスク用基板の製造方法。
9. 前記特性は、前記基板の線膨張係数と、前記基板の一方の面の平面度と、前記基板の他方の面の平面度とのうち、少なくとも一つを含む請求項７または請求項８に記載の反射型マスク用基板の製造方法。
10. 前記特性は、少なくとも前記基板の欠陥情報を含む請求項７または請求項８に記載の反射型マスク用基板の製造方法。
11. 前記基板をランクごとにストックする工程を含む請求項７乃至請求項１０の何れか一項に記載の反射型マスク用基板の製造方法。

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