JP5042121B2 - EUVL optical member and smoothing method thereof - Google Patents

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本発明は、EUVリソグラフィ(以下、「EUVL」と略する。)用光学部材の平滑化方法に関する。より具体的には、EUVL用光学部材のピットやスクラッチのような凹欠陥を有する光学面を平滑化する方法(以下、「本発明の平滑化方法」という。)に関する。   The present invention relates to a method for smoothing an optical member for EUV lithography (hereinafter abbreviated as “EUVL”). More specifically, the present invention relates to a method of smoothing an optical surface having concave defects such as pits and scratches of an optical member for EUVL (hereinafter referred to as “smoothing method of the present invention”).

また、本発明は、本発明の平滑化方法により得られるEUVL用光学部材に関する。   Moreover, this invention relates to the optical member for EUVL obtained by the smoothing method of this invention.

従来から、リソグラフィ技術においては、ウェハ上に微細な回路パターンを転写して集積回路を製造するための露光装置が広く利用されている。集積回路の高集積化、高速化および高機能化に伴い、集積回路の微細化が進み、露光装置には深い焦点深度で高解像度の回路パターンをウェハ面上に結像させることが求められ、露光光源の短波長化が進められている。露光光源は、従来のg線(波長436nm)、i線(波長365nm)やKrFエキシマレーザ(波長248nm)から更に進んでArFエキシマレーザ(波長193nm)が用いられ始めている。また、回路の線幅が70nm以下となる次世代の集積回路に対応するため、ArFエキシマレーザを用いた液浸露光技術や二重露光技術が有力視されているが、これも線幅が45nm世代までしかカバーできないとみられている。   Conventionally, in lithography technology, an exposure apparatus for manufacturing an integrated circuit by transferring a fine circuit pattern onto a wafer has been widely used. As integrated circuits become highly integrated, faster, and more functional, miniaturization of integrated circuits advances, and the exposure apparatus is required to image a high-resolution circuit pattern on the wafer surface with a deep focal depth. The wavelength of the exposure light source is being shortened. As an exposure light source, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) has started to be used further from the conventional g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), and KrF excimer laser (wavelength 248 nm). In order to cope with next-generation integrated circuits whose circuit line width is 70 nm or less, immersion exposure technology and double exposure technology using an ArF excimer laser are considered promising, but this also has a line width of 45 nm. It is thought that it can cover only generations.

このような技術動向にあって、次の世代の露光光源としてEUV光を使用したリソグラフィ(EUVL)技術が、32nm以降の世代にわたって適用可能と見られ注目されている。EUV光とは軟X線領域または真空紫外域の波長帯の光を指し、具体的には波長が0.2〜100nm程度の光のことである。現時点では、リソグラフィ光源として13.5nmの使用が検討されている。このEUVリソグラフィの露光原理は、投影光学系を用いてマスクパターンを転写する点では、従来のリソグラフィと同じであるが、EUV光のエネルギー領域では光を透過する材料がないために屈折光学系を用いることができず、反射光学系を用いることとなる。   In such a technical trend, lithography (EUVL) technology using EUV light as an exposure light source for the next generation is considered to be applicable over the generations of 32 nm and later, and has attracted attention. EUV light refers to light in the wavelength band of the soft X-ray region or the vacuum ultraviolet region, specifically, light having a wavelength of about 0.2 to 100 nm. At present, the use of 13.5 nm as a lithography light source is being studied. The exposure principle of EUV lithography is the same as that of conventional lithography in that the mask pattern is transferred using a projection optical system. However, since there is no material that transmits light in the energy region of EUV light, a refractive optical system is used. It cannot be used, and a reflection optical system is used.

EUVLに用いられる反射光学系としては、例えば、反射型マスク(以下、本明細書において、「EUVL用マスク」という。)や、集光光学系ミラー、照明光学系ミラー、投影光学系ミラー等のミラー(以下、本明細書において、「EUVL用ミラー」という。)が挙げられる。   Examples of the reflective optical system used for EUVL include a reflective mask (hereinafter referred to as “EUVL mask” in the present specification), a condensing optical system mirror, an illumination optical system mirror, a projection optical system mirror, and the like. Mirrors (hereinafter referred to as “EUVL mirrors” in this specification).

EUVL用マスクの製造に用いられるEUVL用マスクブランクは、(1)EUVL用光学部材(例えば、ガラス基板)、(2)EUVL用光学部材の光学面に形成された反射多層膜、(3)反射多層膜上に形成された吸収体層、から基本的に構成される。一方、EUVL用ミラーは、(1)EUVL用光学部材(例えば、ガラス基板)、(2)EUVL用光学部材の光学面に形成された反射多層膜から基本的に構成される。   The EUVL mask blank used for manufacturing the EUVL mask includes (1) an EUVL optical member (for example, a glass substrate), (2) a reflective multilayer film formed on the optical surface of the EUVL optical member, and (3) reflection. It is basically composed of an absorber layer formed on a multilayer film. On the other hand, the EUVL mirror is basically composed of (1) an EUVL optical member (for example, a glass substrate) and (2) a reflective multilayer film formed on the optical surface of the EUVL optical member.

EUVL用光学部材としては、EUV光照射下においても歪みが生じないよう低熱膨張係数を有する材料が必要とされ、低熱膨張係数を有するガラスまたは低熱膨張係数を有する結晶化ガラスの使用が検討されている。以下、本明細書において、低熱膨張係数を有するガラスおよび低熱膨張係数を有する結晶化ガラスを総称して、「低膨張ガラス」または「超低膨張ガラス」という。   As an EUVL optical member, a material having a low thermal expansion coefficient is required so that distortion does not occur even under EUV light irradiation, and the use of glass having a low thermal expansion coefficient or crystallized glass having a low thermal expansion coefficient has been studied. Yes. Hereinafter, in the present specification, a glass having a low thermal expansion coefficient and a crystallized glass having a low thermal expansion coefficient are collectively referred to as “low expansion glass” or “ultra-low expansion glass”.

このような低膨張ガラスおよび超低膨張ガラスとしては、ガラスの熱膨張係数を下げるためにドーパントが添加された石英ガラスが最も広く使用されている。なお、ガラスの熱膨張係数を下げる目的で添加するドーパントは、代表的にはTiO2である。ドーパントとしてTiO2が添加された石英ガラスの具体例としては、例えば、ULE(登録商標)コード7972(コーニング社製)、旭硝子株式会社製品番AZ6025などが挙げられる。 As such low expansion glass and ultra low expansion glass, quartz glass to which a dopant is added in order to lower the thermal expansion coefficient of the glass is most widely used. The dopant added for the purpose of lowering the thermal expansion coefficient of glass is typically TiO 2 . Specific examples of quartz glass to which TiO 2 is added as a dopant include ULE (registered trademark) code 7972 (manufactured by Corning), Asahi Glass Co., Ltd. product number AZ6025, and the like.

反射多層膜としては、露光光であるEUV光の波長域における屈折率の異なる複数の材料がnmオーダーで周期的に積層された構造のものが用いられ、EUV光の波長域における屈折率が高い層(高屈折率層)であるモリブデン(Mo)層とEUV光の波長域における屈折率が低い層(低屈折率層)であるケイ素(Si)層とを交互に積層することで、EUV光を層表面に照射した際の光線反射率が高められた反射多層膜が最も一般的である。
吸収体層には、EUV光に対する吸収係数の高い材料、具体的には、たとえばCrやTaを主成分とする材料が用いられる。
The reflective multilayer film has a structure in which a plurality of materials having different refractive indexes in the wavelength region of EUV light that is exposure light are periodically stacked in the nm order, and has a high refractive index in the wavelength region of EUV light. By alternately laminating a molybdenum (Mo) layer that is a layer (high refractive index layer) and a silicon (Si) layer that is a layer having a low refractive index (low refractive index layer) in the wavelength region of EUV light, EUV light The most common is a reflective multilayer film having an improved light reflectivity when irradiating the surface of the layer.
For the absorber layer, a material having a high absorption coefficient for EUV light, specifically, a material mainly composed of, for example, Cr or Ta is used.

EUVL用光学部材の光学面に微少な凹凸が存在すると、該光学面上に形成される反射多層膜および吸収体層に悪影響を及ぼす。例えば、光学面に微小な凹凸が存在すると、該光学面上に形成される反射多層膜の周期構造が乱され、該EUVL用光学部材を用いて作製されたEUVL用マスクやEUVL用ミラーを用いてEUVLを実施した際に、所望のパターンの一部が欠損、あるいは所望のパターン以外に余分なパターンが形成される場合がある。光学面に存在する凹凸に起因する反射多層膜の周期構造の乱れは位相欠陥と呼ばれ重大な問題であり、光学面には所定のサイズ以上の凹凸が無いことが望ましい。   When minute irregularities exist on the optical surface of the EUVL optical member, the reflective multilayer film and the absorber layer formed on the optical surface are adversely affected. For example, if minute irregularities exist on the optical surface, the periodic structure of the reflective multilayer film formed on the optical surface is disturbed, and an EUVL mask or EUVL mirror manufactured using the EUVL optical member is used. When EUVL is performed, a part of a desired pattern may be lost or an extra pattern may be formed in addition to the desired pattern. Disturbances in the periodic structure of the reflective multilayer film caused by irregularities present on the optical surface are called phase defects and are a serious problem, and it is desirable that the optical surface has no irregularities of a predetermined size or more.

非特許文献1および2には、EUVL用マスクおよびEUVL用マスクブランクの欠陥に関する要求が記載されており、これら欠陥に関する要求は非常に厳しいものである。非特許文献1には、基板上に50nmを超える欠陥が存在すると、反射多層膜の構造に乱れを生じさせ、Siウェハ上のレジストに投影されるパターンに予期せぬ形状を生じさせることから許容できないと記載されている。また、非特許文献1には、Siウェハ上のレジストに投影されるパターンで、ラインエッジの粗さが増加するのを防止するために、基板の表面粗さはRMS(二乗平均平方根粗さ)で0.15nm未満であることが必要であると記載されている。非特許文献2には、EUVリソグラフィに使用される、反射多層膜でコートされたマスクブランクに25nmを超える欠陥が存在することは許容できないと記載されている。   Non-Patent Documents 1 and 2 describe requirements regarding defects in EUVL masks and EUVL mask blanks, and the requirements regarding these defects are very severe. Non-Patent Document 1 is acceptable because if a defect exceeding 50 nm exists on the substrate, the structure of the reflective multilayer film is disturbed and an unexpected shape is generated in the pattern projected onto the resist on the Si wafer. It is stated that it is not possible. Further, Non-Patent Document 1 discloses that the surface roughness of the substrate is RMS (root mean square roughness) in order to prevent the line edge roughness from increasing in the pattern projected onto the resist on the Si wafer. It is described that it is necessary to be less than 0.15 nm. Non-Patent Document 2 describes that a mask blank coated with a reflective multilayer film used in EUV lithography cannot have a defect exceeding 25 nm.

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。   Non-Patent Document 3 describes how large a defect on a substrate can be transferred. Non-Patent Document 3 describes that there is a possibility of changing the line width of an image printed with phase defects. A phase defect having a surface bump having a height of 2 nm and a FWHM (full width at half maximum) of 60 nm is a boundary that determines whether or not the defect may be transferred. It is described as causing an unacceptable line width change of 20% (140 nm on the mask) for a 35 nm line.

また、特許文献1には、EUVL用マスク基板の凹凸部の表面または裏面近傍にレーザ光を集光することにより凹凸部を修正する方法が記載されている。   Patent Document 1 describes a method of correcting a concavo-convex portion by condensing a laser beam on the front or back surface of the concavo-convex portion of the EUVL mask substrate.

特開2008−027992号公報JP 2008-027992 A SEMI、 P37-1102 (2002)、 “極端紫外リソグラフィマスクブランクに関する指定”(Specification for extreme ultraviolet lithography mask substrate)SEMI, P37-1102 (2002), “Specification for extreme ultraviolet lithography mask substrate” SEMI、 P38-1102 (2002)、 “極端紫外リソグラフィマスクブランクの吸収膜スタックおよび多層膜に関する指定”(Specification for absorbing film stacks and multilayers on extreme ultraviolet lithography mask blanks)SEMI, P38-1102 (2002), “Specification for absorbing film stacks and multilayers on extreme ultraviolet lithography mask blanks” SPIE、 vol. 4889、 Alan Stivers.、 et. al.、 p.408-417 (2002)、 “EUVマスクブランクの検査用のマルチビーム共焦点評価システムの評価能力”(Evaluation of the Capability of a Multibeam Confocal Inspection System for Inspection of EUVL Mask Blanks)SPIE, vol. 4889, Alan Stivers., Et. Al., P.408-417 (2002), “Evaluation of the Capability of a Multibeam”. Confocal Inspection System for Inspection of EUVL Mask Blanks)

光学面に存在する微小な凹凸のうち、異物やファイバのようなパーティクルや基板自体のバンプなどの凸欠陥は、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、または精密研磨等によって除去することができる。   Convex defects such as foreign particles and fibers, and bumps on the substrate itself, among the minute irregularities present on the optical surface, can be removed by conventional wet cleaning methods using hydrofluoric acid or aqueous ammonia, brush cleaning, or precision polishing. Etc. can be removed.

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、凸欠陥をリフトオフして除去するために、光学面をわずかにエッチングすることが必要であるため、光学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、光学面に新たな凹欠陥が生じるおそれがある。   However, concave defects such as pits and scratches cannot be removed by these methods. In addition, when a wet cleaning method using hydrofluoric acid or ammonia water is used to remove the convex defects, it is necessary to slightly etch the optical surface in order to lift off the convex defects. There is a possibility that a new concave defect is generated on the optical surface. Even when brush cleaning is used to remove the convex defect, there is a possibility that a new concave defect is generated on the optical surface.

また、特許文献1に記載の方法では、凹凸の位置を特定し、凹部であるか凸部であるかによって、レーザ光を集光される位置を基板表面近傍または基板裏面近傍に変更する必要があり、微細な凹凸欠点については対応が困難であるという問題がある。   Further, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to specify the position of the unevenness and change the position where the laser light is focused to the vicinity of the substrate surface or the vicinity of the back surface of the substrate depending on whether it is a concave portion or a convex portion. In addition, there is a problem that it is difficult to cope with a fine uneven defect.

本発明は、上記した従来技術における問題点を解決するために、EUVL用光学部材のピットやスクラッチのような凹欠陥を有する光学面を平滑化する方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for smoothing an optical surface having concave defects such as pits and scratches of an optical member for EUVL in order to solve the above-described problems in the prior art.

上記の目的を達成するため、本願発明者らは鋭意検討した結果、特定の波長域で、かつ、特定のピーク強度の炭酸ガスレーザを光学面に照射することにより、平坦度の悪化、表面粗さの悪化といった炭酸ガスレーザの照射による悪影響を軽微に抑えつつ、凹欠点を有する光学面を平滑化できることを見出した。   In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied. As a result, by irradiating the optical surface with a carbon dioxide gas laser having a specific wavelength range and a specific peak intensity, the flatness is deteriorated and the surface roughness is reduced. The present inventors have found that an optical surface having a concave defect can be smoothed while suppressing adverse effects caused by the irradiation of the carbon dioxide laser such as deterioration of the above.

本発明は、上記した本願発明者らによる知見に基づいてなされたものであり、TiO2を含有し、SiO2を主成分とする石英ガラス材料製のEUVL用光学部材の凹欠陥を有する光学面に対して、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することにより、EUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法(本発明の平滑化方法)を提供する。 The present invention has been made based on the finding by the present inventors as described above, containing TiO 2, optical surface having a concave defect of the quartz glass material made of an optical component for EUVL composed mainly of SiO 2 In contrast, a method of smoothing the optical surface of the optical member for EUVL by irradiating a carbon dioxide laser with a wavelength of 10.6 μm at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 (smoothing method of the present invention) I will provide a.

本発明の平滑化方法において、前記EUVL用光学部材の凹欠陥を有する光学面に対して、前記波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することにより、下記式で定義されるEUVL用光学部材の光学面の凹欠点深さ修復率を50%以上とすることが好ましい。
凹欠点深さ修復率(%)=((炭酸ガスレーザ照射前の凹欠点の深さ(PV値))−(炭酸ガスレーザ照射後の凹欠点の深さ(PV値))/(炭酸ガスレーザ照射前の凹欠点の深さ(PV値))×100。
In the smoothing method of the present invention, the optical surface having the concave defect of the EUVL optical member is irradiated with a carbon dioxide gas laser having a wavelength of 10.6 μm at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2. The concave defect depth repair rate of the optical surface of the optical member for EUVL defined by the following formula is preferably 50% or more.
Concave defect depth repair rate (%) = ((depth of concave defect before carbon dioxide laser irradiation (PV value)) − (depth of concave defect after carbon dioxide laser irradiation (PV value)) / (before carbon dioxide laser irradiation) Depth of concave defects (PV value)) × 100.

本発明の平滑化方法において、深さ2nm超10nm以下の凹欠陥を有するEUVL用光学部材の光学面に対して、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射して、(1)〜(3)を満たす光学部材とすることが好ましい。
(1)炭酸ガスレーザ照射後の光学面に深さ2nm超の凹欠陥が存在しない。
(2)炭酸ガスレーザ照射後の光学部材の平坦度が50nm以下。
(3)炭酸ガスレーザ照射後の光学面の表面粗さ(RMS)が0.15nm以下。
In the smoothing method of the present invention, a carbon dioxide gas laser having a wavelength of 10.6 μm is applied to an optical surface of an EUVL optical member having a concave defect with a depth of more than 2 nm and not more than 10 nm, with a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2. It is preferable to make an optical member that satisfies (1) to (3).
(1) There is no concave defect with a depth of more than 2 nm on the optical surface after the carbon dioxide laser irradiation.
(2) Flatness of the optical member after carbon dioxide laser irradiation is 50 nm or less.
(3) Surface roughness (RMS) of the optical surface after carbon dioxide laser irradiation is 0.15 nm or less.

本発明の平滑化方法において、前記EUVL用光学部材の光学面全体に対して前記炭酸ガスレーザを照射することが好ましい。   In the smoothing method of the present invention, it is preferable to irradiate the carbon dioxide laser to the entire optical surface of the EUVL optical member.

本発明の平滑化方法において、前記EUVL用光学部材のTiO2濃度が3〜10質量%であることが好ましい。 In the smoothing method of the present invention, the TiO 2 concentration of the EUVL optical member is preferably 3 to 10% by mass.

本発明の平滑化方法において、前記炭酸ガスレーザのパルス幅が1msec以下であることが好ましい。   In the smoothing method of the present invention, the pulse width of the carbon dioxide laser is preferably 1 msec or less.

本発明の平滑化方法において、各照射部位におけるショット数が1000〜100000以上となるように、前記光学面に前記炭酸ガスレーザを照射することが好ましい。   In the smoothing method of the present invention, it is preferable that the optical surface is irradiated with the carbon dioxide laser so that the number of shots at each irradiation site is 1000 to 100,000 or more.

ここで、ショット数とは同一箇所に、炭酸ガスレーザを照射する回数をいい、炭酸ガスレーザをパルスレーザとして光学面に照射し、該炭酸ガスレーザを該光学面上で走査させる、または、該炭酸ガスレーザ光に対して前記光学面を走査させる場合のショット数は、パルスレーザの繰返し周波数×走査方向のビーム幅÷走査速度で定義される。   Here, the number of shots means the number of times the carbon dioxide laser is irradiated to the same location, and the optical surface is irradiated with the carbon dioxide laser as a pulse laser, and the carbon dioxide laser is scanned on the optical surface, or the carbon dioxide laser beam On the other hand, the number of shots in the case of scanning the optical surface is defined by the repetition frequency of the pulse laser × beam width in the scanning direction ÷ scanning speed.

本発明の平滑化方法において、前記炭酸ガスレーザをラインビームとして前記光学面に照射し、該ラインビームを該光学面上で走査させる、または、該ラインビームに対して前記光学面を走査させることが好ましい。   In the smoothing method of the present invention, the carbon dioxide laser is irradiated onto the optical surface as a line beam, and the line beam is scanned on the optical surface, or the optical surface is scanned with respect to the line beam. preferable.

本発明の平滑化方法において、さらに、前記光学面に対する裏面に対して、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射してもよい。 In the smoothing method of the present invention, a carbon dioxide laser having a wavelength of 10.6 μm may be further irradiated to the back surface with respect to the optical surface at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 .

この場合、前記裏面全体に対して前記炭酸ガスレーザを照射することが好ましい。   In this case, it is preferable to irradiate the carbon dioxide laser to the entire back surface.

本発明の平滑化方法において、前記光学面に照射する炭酸ガスレーザのピーク強度I1と、前記裏面に照射する炭酸ガスレーザのピーク強度I2と、が下記式の関係を満たすことが好ましい。
0.5≦ I1/I2 ≦1.5。
In the smoothing method of the present invention, it is preferable that the peak intensity I 1 of the carbon dioxide laser irradiated on the optical surface and the peak intensity I 2 of the carbon dioxide laser irradiated on the back surface satisfy the relationship of the following formula.
0.5 ≦ I 1 / I 2 ≦ 1.5.

本発明の平滑化方法において、前記裏面に照射する炭酸ガスレーザのパルス幅が1msec以下であることが好ましい。 本発明の平滑化方法において、各照射部位におけるショット数が1000〜100000以上となるように、前記裏面に前記炭酸ガスレーザを照射することが好ましい。   In the smoothing method of the present invention, it is preferable that a pulse width of the carbon dioxide laser irradiated on the back surface is 1 msec or less. In the smoothing method of the present invention, it is preferable to irradiate the carbon dioxide laser on the back surface so that the number of shots at each irradiation site is 1000 to 100,000 or more.

本発明の平滑化方法において、前記炭酸ガスレーザをラインビームとして前記裏面に照射し、該ラインビームを該裏面上で走査させる、または、該ラインビームに対して前記裏面を走査させることが好ましい。   In the smoothing method of the present invention, it is preferable that the carbon dioxide laser is irradiated on the back surface as a line beam and the line beam is scanned on the back surface, or the back surface is scanned with respect to the line beam.

本発明の平滑化方法において、前記ガラス基板を100〜1050℃に加熱した状態で前記光学面に炭酸ガスレーザを照射することが好ましい。   In the smoothing method of the present invention, it is preferable that the optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser in a state where the glass substrate is heated to 100 to 1050 ° C.

また、本発明は、光学面のみに炭酸ガスレーザを照射する本発明の平滑化方法により得られる、前記光学面を含む表層の仮想温度が、残りの部位の仮想温度よりも30℃以上高いことを特徴とするEUVL用光学部材を提供する。   The present invention also provides that the virtual temperature of the surface layer including the optical surface obtained by the smoothing method of the present invention in which only the optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser is 30 ° C. higher than the virtual temperature of the remaining part. A featured optical member for EUVL is provided.

また、本発明は、光学面および裏面に炭酸ガスレーザを照射する本発明の平滑化方法により得られる、前記光学面を含む表層の仮想温度、および、前記裏面を含む表層の仮想温度が、光学部材の内部の仮想温度よりも30℃以上高いことを特徴とするEUVL用光学部材を提供する。   Further, the present invention provides an optical member in which the virtual temperature of the surface layer including the optical surface and the virtual temperature of the surface layer including the back surface, which are obtained by the smoothing method of the present invention in which the optical surface and the back surface are irradiated with a carbon dioxide laser. The EUVL optical member is characterized by being 30 ° C. or more higher than the fictive temperature inside.

本発明の平滑化方法によれば、EUVL用光学部材の凹欠点を有する光学面に、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することにより、平坦度の悪化や表面粗さの悪化といった炭酸ガスレーザの照射による悪影響を軽微に抑えつつ該光学面を平滑化することができる。 According to the smoothing method of the present invention, the optical surface having a concave defect of the EUVL optical member is flattened by irradiating a carbon dioxide gas laser having a wavelength of 10.6 μm with a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2. The optical surface can be smoothed while minimizing the adverse effects caused by the irradiation of the carbon dioxide laser, such as deterioration of the degree and surface roughness.

以下、本発明の平滑化方法について説明する。   Hereinafter, the smoothing method of the present invention will be described.

本発明の平滑化方法は、EUVL用光学部材の凹欠点を有する光学面に対して、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することにより該光学面を平滑化する方法である。 According to the smoothing method of the present invention, an optical surface having a concave defect of an optical member for EUVL is irradiated with a carbon dioxide gas laser having a wavelength of 10.6 μm at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2. This is a method of smoothing the surface.

本発明の平滑化方法が対象とするEUVL用光学部材は、SiO2を主成分とする石英ガラス材料製であり、熱膨張係数を下げるためのドーパントとしてTiO2が添加されている。 The optical member for EUVL targeted by the smoothing method of the present invention is made of a quartz glass material containing SiO 2 as a main component, and TiO 2 is added as a dopant for reducing the thermal expansion coefficient.

石英ガラス材料におけるTiO2濃度は、石英ガラス材料の熱膨張係数をEUVL用光学部材として使用するのに十分低くすることができる限り特に限定されないが、3〜10質量%であることが好ましい。TiO2濃度が上記範囲であれば、石英ガラス材料の熱膨張係数が十分低くなり、具体的には、20℃における熱膨張係数が0±30ppb/℃の低膨張ガラス、好ましくは、20℃における熱膨張係数が0±10ppb/℃の超低膨張ガラスとなる。 The TiO 2 concentration in the quartz glass material is not particularly limited as long as the thermal expansion coefficient of the quartz glass material can be made sufficiently low to be used as an EUVL optical member, but it is preferably 3 to 10% by mass. When the TiO 2 concentration is in the above range, the thermal expansion coefficient of the quartz glass material is sufficiently low, specifically, low expansion glass having a thermal expansion coefficient of 0 ± 30 ppb / ° C. at 20 ° C., preferably at 20 ° C. It becomes an ultra-low expansion glass having a thermal expansion coefficient of 0 ± 10 ppb / ° C.

石英ガラス材料には、熱膨張係数を下げるためのドーパントとして、TiO2以外のドーパントが添加されていてもよい。このようなドーパントしては、例えば、SnO2が挙げられる。ドーパントとしてSnO2を添加する場合、石英ガラス材料におけるSnO2濃度は、石英ガラス材料の熱膨張係数をEUVL用光学部材として使用するのに十分低くすることができる限り特に限定されないが、0.1〜10質量%であることが好ましい。ドーパントとしてSnO2を添加する場合、SnO2濃度は、0.3質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることがさらに好ましい。また、SnO2濃度は、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましい。 To the quartz glass material, a dopant other than TiO 2 may be added as a dopant for lowering the thermal expansion coefficient. An example of such a dopant is SnO 2 . When adding SnO 2 as a dopant, SnO 2 concentration in the silica glass material is not particularly limited as long as it can be low enough to use the thermal expansion coefficient of the quartz glass material as an optical member for EUVL, 0.1 It is preferable that it is -10 mass%. When adding SnO 2 as a dopant, the SnO 2 concentration is more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.5% by mass or more. The SnO 2 concentration is more preferably 5% by mass or less, and further preferably 3% by mass or less.

ドーパントとしてTiO2が上記濃度で添加された低膨張ガラスおよび超低膨張ガラスの具体例としては、例えば、ULE(登録商標)コード7972(コーニング社製)などが挙げられる。 Specific examples of the low expansion glass and ultra low expansion glass to which TiO 2 is added at the above concentration as a dopant include ULE (registered trademark) code 7972 (manufactured by Corning).

EUVL用の光学部材は、その光学面が高い平滑性および平坦度を有していることが要求される。具体的には、光学面はRMS(二乗平均平方根粗さ)で表される表面粗さが0.15nm以下の平滑な表面と、50nm以下の平坦度を有していることが要求される。
これらの要求値を満たしても、なお光学面にはピットやスクラッチと呼ばれる局在した凹欠陥が存在している場合がある。
The optical member for EUVL is required to have high smoothness and flatness on its optical surface. Specifically, the optical surface is required to have a smooth surface having a surface roughness expressed by RMS (root mean square roughness) of 0.15 nm or less and a flatness of 50 nm or less.
Even if these required values are satisfied, localized concave defects called pits and scratches may still exist on the optical surface.

また、EUVL用光学部材は、EUVL用マスクブランク若しくはEUVL用ミラーを製造した後の洗浄、またはEUVL用マスクブランクをパターニングした後のEUVL用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。   Further, the EUVL optical member is excellent in resistance to a cleaning liquid used for cleaning the EUVL mask blank or EUVL mirror, or cleaning the EUVL mask after patterning the EUVL mask blank. Preferably there is.

また、EUVL用光学部材は、光学面上に形成される反射多層膜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、3×1072/s2以上の高い比剛性を有しているものが好ましい。 In addition, the EUVL optical member preferably has high rigidity in order to prevent deformation due to the film stress of the reflective multilayer film and the absorber layer formed on the optical surface. In particular, those having a high specific rigidity of 3 × 10 7 m 2 / s 2 or more are preferable.

EUVL用光学部材の大きさや厚みなどは、用途によって異なるが、用途がEUVL用マスクブランクの場合、EUVL用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。
The size, thickness, and the like of the EUVL optical member vary depending on the application, but when the application is an EUVL mask blank, the EUVL optical member is appropriately determined depending on the design value of the EUVL mask.
As a specific example, for example, there is an external shape of about 6 inches (152.4 mm) square and a thickness of about 0.25 inches (6.3 mm).

本発明の平滑化方法を実施する場合、まず始めに、予め準備したEUVL用光学部材の光学面を酸化セリウム、酸化ジルコニウム、コロイダルシリカ等の研磨砥粒を用いて研磨し、その後フッ酸、ケイフッ酸、硫酸等の酸性溶液や、アンモニア水等のアルカリ溶液、または純水を用いて光学面を洗浄し、乾燥する。光学面に異物やファイバのようなパーティクルが存在する場合や、光学部材自体にバンプなどの凸欠陥が存在する場合、これらの手順によって除去される。   When carrying out the smoothing method of the present invention, first, the optical surface of the EUVL optical member prepared in advance is polished with polishing abrasive grains such as cerium oxide, zirconium oxide, colloidal silica, etc., and then hydrofluoric acid, silica fluoride is used. The optical surface is washed with an acid solution such as acid or sulfuric acid, an alkali solution such as ammonia water, or pure water, and dried. When foreign particles or particles such as fibers are present on the optical surface, or when convex defects such as bumps are present on the optical member itself, these are removed by these procedures.

本発明の平滑化方法は、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光学面に対して好ましく使用される。   The smoothing method of the present invention is preferably used for an optical surface from which convex defects have been removed by performing surface polishing and cleaning in the above-described procedure.

光学面に存在する凹欠陥のサイズが非常に小さい場合、EUVL用光学部材を用いて製造されるEUVL用マスクブランクまたはEUVL用ミラーに悪影響が及ぶおそれはない。しかしながら、光学面にある大きさ以上の凹欠陥が存在すると、光学面上に形成される反射多層膜表面や吸収体層表面に凹欠陥が現れ、該光学部材を用いて製造されるEUVL用マスクブランクやEUVL用ミラーの欠陥となる場合がある。   When the size of the concave defect existing on the optical surface is very small, there is no possibility that the EUVL mask blank or EUVL mirror manufactured using the EUVL optical member is adversely affected. However, if there is a concave defect larger than a certain size on the optical surface, a concave defect appears on the surface of the reflective multilayer film or absorber layer formed on the optical surface, and the EUVL mask manufactured using the optical member It may become a defect of a blank or a mirror for EUVL.

光学面にどの程度の大きさの凹欠陥が存在すると、EUVLマスクブランクやEUVL用ミラーの欠陥となるかは、凹欠陥の直径と深さおよび形状、ならびに光学部材の用途に影響されるため一概には言えないが、EUVLマスクブランクの製造に用いる光学部材の場合、光学面に深さ2nm超の凹欠陥が存在すると、光学面上に形成される反射多層膜表面または吸収体層表面に凹欠点が現れてEUVLマスクブランクの欠点となる場合があり、また、反射多層膜表面や吸収体層表面に凹欠陥が表されない場合であっても、それら膜中で構造が乱されることによって位相欠陥となる場合があり、2nm以下となると解像されず実用上の欠陥とならなくなるため、本発明の基板平滑化方法を用いて、光学面を平滑化することが好ましい。   How large a concave defect exists on the optical surface is a defect of the EUVL mask blank or EUVL mirror, because it is affected by the diameter, depth and shape of the concave defect and the use of the optical member. However, in the case of an optical member used for manufacturing an EUVL mask blank, if a concave defect with a depth of more than 2 nm exists on the optical surface, the concave surface is formed on the surface of the reflective multilayer film or absorber layer formed on the optical surface. Even if a defect appears and becomes a defect of the EUVL mask blank, and a concave defect is not expressed on the surface of the reflective multilayer film or the absorber layer, the phase is disturbed by the structure being disturbed in the film. In some cases, it becomes a defect, and when it is 2 nm or less, it is not resolved and becomes a practical defect. Therefore, it is preferable to smooth the optical surface using the substrate smoothing method of the present invention.

一方、深さ10nm以上の大きな凹欠陥は、光学面に存在する異物や、バンプなどの凸欠陥が除去する目的で実施される研磨によって解消するほうが、処理に要する時間、コスト等の点から適切である。   On the other hand, a large concave defect having a depth of 10 nm or more is more appropriate from the viewpoint of processing time, cost, etc., to be eliminated by polishing performed for the purpose of removing foreign matters existing on the optical surface and convex defects such as bumps. It is.

したがって、本発明の平滑化方法は、光学面に深さ2nm超10nm以下の凹欠点を有するEUVL用光学部材に対して用いることが好ましい。   Therefore, the smoothing method of the present invention is preferably used for an EUVL optical member having a concave defect with a depth of more than 2 nm and not more than 10 nm on the optical surface.

本発明の平滑化方法において、凹欠点を有する光学面に対して、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することにより、光学面が平滑化されるメカニズムは明らかではないが、炭酸ガスレーザの照射により加熱された凹欠点の周囲の石英ガラスがリフローして凹欠点が埋まることによって光学面が平滑化されるものと推測する。 In the smoothing method of the present invention, the optical surface is smoothed by irradiating an optical surface having a concave defect with a carbon dioxide gas laser having a wavelength of 10.6 μm at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2. The mechanism is not clear, but it is assumed that the optical surface is smoothed by reflowing the quartz glass around the concave defect heated by the irradiation of the carbon dioxide laser to fill the concave defect.

本願発明者らが、このように推測する理由として、炭酸ガスレーザが照射された光学面を含む表層の仮想温度が上昇し、該光学部材の他の部位、すなわち、光学部材の内部(該表層との比較で)や光学面に対して裏面側に比べて仮想温度が高くなることを挙げられる。ここで、炭酸ガスレーザ照射により仮想温度が上昇する表層の深さは、照射部位からの熱拡散距離と、レーザ光線の侵入長によって異なるが、波長10.6μmでパルス幅1msec以下の炭酸ガスレーザを用いた場合、深さ20μm以下である。   The reason why the present inventors presume in this way is that the virtual temperature of the surface layer including the optical surface irradiated with the carbon dioxide laser increases, and the other part of the optical member, that is, the inside of the optical member (with the surface layer) In comparison with the optical surface, the virtual temperature is higher than that on the back surface side. Here, the depth of the surface layer where the fictive temperature rises due to the carbon dioxide laser irradiation depends on the thermal diffusion distance from the irradiation site and the penetration length of the laser beam, but a carbon dioxide laser with a wavelength of 10.6 μm and a pulse width of 1 msec or less is used The depth is 20 μm or less.

なお、凹欠点周囲の石英ガラスのリフローという点では、炭酸ガスレーザが照射された光学面を含む表層の仮想温度が、光学部材の他の部位、すなわち、該光学部材の内部や光学面に対して裏面側の仮想温度よりも30℃以上高くなることが好ましく、50℃以上高くなることがより好ましく、100℃以上高くなることがさらに好ましく、150℃以上高くなることが特に好ましい。   In addition, in terms of reflow of quartz glass around the concave defect, the virtual temperature of the surface layer including the optical surface irradiated with the carbon dioxide laser is different from other parts of the optical member, that is, the inside of the optical member and the optical surface. It is preferably 30 ° C. or higher than the fictive temperature on the back side, more preferably 50 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and particularly preferably 150 ° C. or higher.

また、凹欠点周囲の石英ガラスのリフローという点では、炭酸ガスレーザが照射された光学面を含む表層の仮想温度が、1180℃以上となることが好ましく、1200℃以上まで高くなることがより好ましく、1250℃以上まで高くなることがさらに好ましく、1300℃以上まで高くなることが特に好ましい。   Further, in terms of reflow of quartz glass around the concave defect, the fictive temperature of the surface layer including the optical surface irradiated with the carbon dioxide laser is preferably 1180 ° C. or higher, more preferably increased to 1200 ° C. or higher, It is more preferable that the temperature is increased to 1250 ° C. or higher, and it is particularly preferable that the temperature is increased to 1300 ° C. or higher.

本発明の平滑化方法では、EUVL用光学部材に使用する材料に対する吸収係数が高い波長域のレーザを用いる必要がある。波長10.6μmの炭酸ガスレーザは、ドーパントとしてTiO2が添加された石英ガラス材料(3〜10wt%)の骨格構造を構築するSiOに対して高い吸収を有し、しかも高強度であることから、本発明の平滑化方法に用いるレーザとして好適である。また、前記炭酸ガスレーザは、外部変調器などを用いてパルス幅1msec以下のパルス発振が可能であるため、照射部位における熱拡散距離が短く、光学面を含む表層のみが加熱され、光学部材の内部まで加熱されないため、応力による基板の平坦度の悪化や変形、複屈折等の問題が非常に少ない点でも好ましい。 In the smoothing method of the present invention, it is necessary to use a laser having a wavelength region having a high absorption coefficient for the material used for the EUVL optical member. A carbon dioxide laser with a wavelength of 10.6 μm has high absorption and high intensity with respect to SiO 2 that forms a skeleton structure of a quartz glass material (3 to 10 wt%) to which TiO 2 is added as a dopant. It is suitable as a laser used in the smoothing method of the present invention. Further, since the carbon dioxide laser can oscillate a pulse having a pulse width of 1 msec or less using an external modulator or the like, the thermal diffusion distance at the irradiation site is short, only the surface layer including the optical surface is heated, and the inside of the optical member is heated. Therefore, it is preferable in that the problem of deterioration of the flatness of the substrate, deformation, birefringence, and the like due to stress is very small.

炭酸ガスレーザのピーク強度が0.5kW/cm2未満だと、光学面を含む表層が十分加熱されず、凹欠点の周囲のガラスがリフローせず光学面を平滑化することができない。一方、炭酸ガスレーザのピーク強度が1.5kW/cm2超だと、アブレーションを誘起するため、光学面の表面粗さが顕著に悪化し、光学部材に許容不可能な平坦度の悪化が生じる等の問題が生じる。なお、以下の理由から炭酸ガスレーザのピーク強度を0.5〜1.5kW/cm2とすることがより好ましい。 When the peak intensity of the carbon dioxide laser is less than 0.5 kW / cm 2 , the surface layer including the optical surface is not sufficiently heated, and the glass around the concave defect does not reflow and the optical surface cannot be smoothed. On the other hand, if the peak intensity of the carbon dioxide gas laser exceeds 1.5 kW / cm 2 , ablation is induced, so that the surface roughness of the optical surface is remarkably deteriorated and the flatness of the optical member is unacceptably deteriorated. Problem arises. For the following reasons, the peak intensity of the carbon dioxide laser is more preferably 0.5 to 1.5 kW / cm 2 .

凹欠点を有する光学面に対して、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射すると、下記式で定義される光学面の凹欠点深さ修復率が50%以上となるので特に好ましい。
凹欠点深さ修復率(%)=((炭酸ガスレーザ照射前の凹欠点の深さ(PV値))−(炭酸ガスレーザ照射後の凹欠点の深さ(PV値))/(炭酸ガスレーザ照射前の凹欠点の深さ(PV値))×100。
When an optical surface having concave defects is irradiated with a carbon dioxide laser with a wavelength of 10.6 μm at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 , the concave defect depth repair rate of the optical surface defined by the following formula is obtained. It is particularly preferable because it is 50% or more.
Concave defect depth repair rate (%) = ((depth of concave defect before carbon dioxide laser irradiation (PV value)) − (depth of concave defect after carbon dioxide laser irradiation (PV value)) / (before carbon dioxide laser irradiation) Depth of concave defects (PV value)) × 100.

本発明の平滑化方法において、光学面に照射する炭酸ガスレーザのピーク強度の好適範囲は、0.6〜1.2W/cm2であることが好ましく、0.65〜1.0kW/cm2であることがより好ましく、0.7〜0.9kW/cm2であることがさらに好ましい。 光学面に照射する炭酸ガスレーザとしては、パルス幅が短いものを用いることが照射部位における熱拡散距離が短くなるので好ましい。この点において、パルス幅が1msec以下の炭酸ガスレーザを用いることが好ましく、パルス幅が0.7msec以下の炭酸ガスレーザを用いることがより好ましく、パルス幅が0.5msec以下の炭酸ガスレーザを用いることがさらに好ましい。 In the smoothing method of the present invention, the preferred range of peak intensity of a carbon dioxide laser for irradiating the optical surface is preferably 0.6~1.2W / cm 2, at 0.65~1.0kW / cm 2 More preferably, it is 0.7 to 0.9 kW / cm 2 . As the carbon dioxide laser for irradiating the optical surface, it is preferable to use a laser having a short pulse width because the thermal diffusion distance at the irradiated portion is shortened. In this respect, a carbon dioxide laser with a pulse width of 1 msec or less is preferably used, a carbon dioxide laser with a pulse width of 0.7 msec or less is more preferred, and a carbon dioxide laser with a pulse width of 0.5 msec or less is further used. preferable.

本発明の平滑化方法において、各照射部位におけるショット数が1となるように、炭酸ガスレーザをパルスレーザとして照射した場合であっても、光学面を平滑化することができる。但し、凹欠点周囲の石英ガラスをリフローさせて光学面を平滑化する効果を高めるためには、各照射部位におけるショット数が、1000以上になるように炭酸ガスレーザを照射することが好ましく、より好ましくはショット数が30000以上であり、さらに好ましくはショット数が70000以上である。但し、各照射部位におけるショット数が増加すると、光学面に炭酸ガスレーザを照射するのに要する時間が増加する点に留意する必要がある。炭酸ガスレーザのパルス幅にもよるが、各照射部位におけるショット数は、100000以下であることが好ましく、より好ましくは95000以下であり、さらに好ましくは90000以下である。なお、各照射部位におけるショット数は、炭酸ガスレーザの繰返し周波数および、光学面上における炭酸ガスレーザの走査速度もしくは炭酸ガスレーザに対する光学面の走査速度により調節することができる。   In the smoothing method of the present invention, the optical surface can be smoothed even when the carbon dioxide laser is irradiated as a pulse laser so that the number of shots at each irradiation site is 1. However, in order to increase the effect of smoothing the optical surface by reflowing quartz glass around the concave defect, it is preferable to irradiate the carbon dioxide laser so that the number of shots at each irradiation site is 1000 or more, more preferably The number of shots is 30000 or more, and more preferably the number of shots is 70000 or more. However, it should be noted that the time required to irradiate the optical surface with the carbon dioxide laser increases as the number of shots at each irradiation site increases. Although depending on the pulse width of the carbon dioxide laser, the number of shots at each irradiation site is preferably 100000 or less, more preferably 95000 or less, and further preferably 90000 or less. Note that the number of shots at each irradiation site can be adjusted by the repetition frequency of the carbon dioxide laser and the scanning speed of the carbon dioxide laser on the optical surface or the scanning speed of the optical surface with respect to the carbon dioxide laser.

炭酸ガスレーザ照射による光学面の平滑化は、光学面のうち凹欠点が存在する部位のみに炭酸ガスレーザを照射することでも達成できる。しかしながら、光学面に存在する凹欠点の位置を特定して、該凹欠点が存在する部位に向けて炭酸ガスレーザを照射することは非常に時間がかかり現実的ではない。この点については、光学面に通常複数の凹欠点が存在することや、凹欠点の位置の特定と、炭酸ガスレーザ照射と、では通常異なる装置を使用することから、特定された凹欠点に炭酸ガスレーザを照射する際の位置ずれが生じるおそれがあることを考慮すると、特に言える。   The smoothing of the optical surface by the carbon dioxide laser irradiation can also be achieved by irradiating only the portion of the optical surface where the concave defect exists with the carbon dioxide laser. However, it is very time-consuming and impractical to specify the position of the concave defect existing on the optical surface and irradiate the carbon dioxide laser toward the site where the concave defect exists. In this regard, since there are usually a plurality of concave defects on the optical surface, and a different apparatus is usually used for the identification of the position of the concave defect and the carbon dioxide laser irradiation, a carbon dioxide laser is used for the identified concave defect. This is particularly true in view of the possibility of misalignment during irradiation.

これに対して、光学面全体に炭酸ガスレーザを照射した場合、光学面に存在する凹欠点の位置を特定する必要がなく、光学面に複数の凹欠点が存在する場合であっても一度の操作で光学面を平滑化できることから、光学面の平滑化を短時間で行うことができる。   On the other hand, when a carbon dioxide laser is irradiated on the entire optical surface, it is not necessary to specify the position of the concave defect existing on the optical surface, and even if there are multiple concave defects on the optical surface, the operation is performed once. Thus, the optical surface can be smoothed, so that the optical surface can be smoothed in a short time.

また、そのサイズが欠点検査機の検出限界未満であるため検出できなかった、サイズの非常に小さい凹欠点が光学面に存在している場合に、EUVL用マスクブランクの製造上不都合を生じることがあるが、光学面全体に炭酸ガスレーザを照射することによって、光学面の検査では検出できないサイズの小さい凹欠点も解消することができる。   In addition, in the case where a concave defect having a very small size that cannot be detected because its size is less than the detection limit of the defect inspection machine is present on the optical surface, it may cause inconvenience in manufacturing a mask blank for EUVL. However, by irradiating the entire optical surface with a carbon dioxide laser, it is possible to eliminate a small concave defect that cannot be detected by inspection of the optical surface.

上述した理由により、本発明の平滑化方法では、光学面全体に炭酸ガスレーザを照射することが好ましい。本発明の平滑化方法では、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射するため、光学面全体に炭酸ガスレーザを照射しても、光学面の表面粗さの顕著な悪化や許容不可能な平坦度の悪化といった問題を生じることがない。 For the reasons described above, in the smoothing method of the present invention, it is preferable to irradiate the entire optical surface with a carbon dioxide laser. In the smoothing method of the present invention, since a carbon dioxide laser with a wavelength of 10.6 μm is irradiated at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 , even if the entire optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser, the surface roughness of the optical surface is reduced. It does not cause problems such as a significant deterioration in roughness and an unacceptable deterioration in flatness.

EUVL用光学部材の光学面に凹欠点が存在する場合であっても使用上問題とならない場合がある点に留意する必要がある。例えば、EUVL用マスクブランクに使用される光学部材の場合、その光学面であっても、該EUVL用マスクブランクにおいて、パターニングのための露光領域となる部分以外に凹欠点が存在しても使用上問題とならない。例えば、光学面の外縁部等がこれに相当する。   It should be noted that even if a concave defect exists on the optical surface of the EUVL optical member, there may be no problem in use. For example, in the case of an optical member used for an EUVL mask blank, even if the optical surface of the optical member is used, even if there is a concave defect in the EUVL mask blank other than a portion that becomes an exposure region for patterning, It doesn't matter. For example, the outer edge of the optical surface corresponds to this.

また、EUVL用光学部材の光学面であっても、成膜装置や露光装置に固定する際に、クランプ等で把持される部分に凹欠点が存在しても使用上問題とならない。   Even if the optical surface of the EUVL optical member is fixed to a film forming apparatus or an exposure apparatus, there is no problem in use even if there is a concave defect in a portion held by a clamp or the like.

このようなEUVL用光学部材の光学面であっても、凹欠点の存在が該光学部材の使用上問題とならない部分については、炭酸ガスレーザを照射する必要はない。   Even on the optical surface of such an optical member for EUVL, it is not necessary to irradiate a carbon dioxide gas laser on a portion where the presence of a concave defect does not cause a problem in use of the optical member.

但し、これらの部位が光学面に占める割合はわずかであること、および、上述した光学面全体に炭酸ガスレーザを照射した場合の利点を考慮すると、少なくとも光学面の88%以上(面積比)に炭酸ガスレーザを照射することが好ましく、92%以上(面積比)に炭酸ガスレーザを照射することがより好ましく、95%以上(面積比)に炭酸ガスレーザを照射することがさらに好ましい。   However, in consideration of the small proportion of these parts in the optical surface and the advantages of irradiating the entire optical surface with a carbon dioxide laser, at least 88% (area ratio) of the optical surface is carbonic acid. It is preferable to irradiate the gas laser, more preferably 92% or more (area ratio) to irradiate the carbon dioxide laser, and more preferably 95% or more (area ratio) to irradiate the carbon dioxide laser.

上述したように、本発明の平滑化方法では、光学面全体に炭酸ガスレーザを照射することが好ましいが、一度の照射でEUVL用光学部材の光学面全体に上述のピーク強度の炭酸ガスレーザを照射することは現実的には不可能である。この点については、EUVL用マスクブランクの外形が6インチ(152.4mm)角程度であることからも明らかである。したがって、EUVL用光学部材の光学面全体に炭酸ガスレーザを照射するには、光学面上で炭酸ガスレーザを走査させるか、もしくは、炭酸ガスレーザ光に対して光学面を走査させる必要がある。   As described above, in the smoothing method of the present invention, it is preferable to irradiate the entire optical surface with a carbon dioxide laser, but the entire optical surface of the EUVL optical member is irradiated with the carbon dioxide laser having the above peak intensity with a single irradiation. It is impossible in reality. This is apparent from the fact that the EUVL mask blank has an outer shape of about 6 inches (152.4 mm) square. Therefore, in order to irradiate the carbon dioxide laser on the entire optical surface of the EUVL optical member, it is necessary to scan the carbon dioxide laser on the optical surface or to scan the optical surface with respect to the carbon dioxide laser light.

光学面上で炭酸ガスレーザを走査させる方法、もしくは、炭酸ガスレーザ光に対して光学面を走査させる方法は特に限定されないが、図1に示すように、EUVL用光学部材10の光学面11にラインビーム21として炭酸ガスレーザを照射し、該ラインビーム21をEUVL用光学部材10の光学面11上で走査させるか、もしくは、該ラインビーム21に対して該光学面11を走査させることが、光学面11全体に炭酸ガスレーザを均一に照射しやすく、短時間で光学面11全体に炭酸ガスレーザを照射できることから好ましい。該ラインビーム21に対して光学面11を走査させることが、光学系を駆動することがないため、より好ましい。   A method of scanning the carbon dioxide laser on the optical surface or a method of scanning the optical surface with respect to the carbon dioxide laser light is not particularly limited. As shown in FIG. 1, a line beam is applied to the optical surface 11 of the EUVL optical member 10. It is possible to irradiate a carbon dioxide laser as 21 and scan the line beam 21 on the optical surface 11 of the EUVL optical member 10, or to scan the optical surface 11 with respect to the line beam 21. This is preferable because it is easy to uniformly irradiate the entire surface with a carbon dioxide laser and the entire optical surface 11 can be irradiated with the carbon dioxide laser in a short time. Scanning the optical surface 11 with respect to the line beam 21 is more preferable because the optical system is not driven.

図1では、EUVL用光学部材10の光学面11の長辺と同じ長さのラインビーム21を図中縦方向に走査させている。このようにすれば、ラインビーム21を図中縦方向に1回走査することにより、EUVL用光学部材10の光学面11全体に炭酸ガスレーザを照射できるので好ましい。但し、これに限定されず、光学面11の長辺よりも長さが短いラインビームを用いてもよい。この場合、EUVL用光学部材10の光学面11をラインビームの長さに応じて複数の領域に分け、各領域ごとにラインビームを走査させることになる。なお、この場合、隣接する領域同士の境界部分では、炭酸ガスレーザが重複して照射されることになるが、炭酸ガスレーザが重複して照射されることによる光学面への影響は軽微であり特に問題を生じることはない。むしろ、炭酸ガスレーザが重複して照射することにより、光学面全体に照射するのに要する時間が増加することが問題となるが、重複して照射される部分の幅を3mm程度に抑えれば特に問題にならない。なお、これらの点については、ラインビーム21に対して光学面11を走査させる場合も同様である。   In FIG. 1, a line beam 21 having the same length as the long side of the optical surface 11 of the EUVL optical member 10 is scanned in the vertical direction in the drawing. This is preferable because the entire optical surface 11 of the EUVL optical member 10 can be irradiated with a carbon dioxide laser by scanning the line beam 21 once in the vertical direction in the drawing. However, the present invention is not limited to this, and a line beam having a shorter length than the long side of the optical surface 11 may be used. In this case, the optical surface 11 of the EUVL optical member 10 is divided into a plurality of regions according to the length of the line beam, and the line beam is scanned for each region. In this case, the carbon dioxide laser is irradiated twice at the boundary between adjacent regions. However, the influence on the optical surface due to the overlap irradiation of the carbon dioxide laser is slight and is particularly problematic. Will not cause. Rather, there is a problem that the time required to irradiate the entire optical surface increases due to the overlapping irradiation of the carbon dioxide laser, but especially if the width of the overlapping irradiation portion is suppressed to about 3 mm. It doesn't matter. These points are the same when scanning the optical surface 11 with respect to the line beam 21.

図1において、ラインビーム21を照射するための光学系としてはシリンドリカルレンズ21を用いている。但し、ラインビーム21を照射することができる限り、使用する光学系はこれに限定されず、例えば、回折光学素子(DOE)等を用いてもよい。   In FIG. 1, a cylindrical lens 21 is used as an optical system for irradiating the line beam 21. However, the optical system to be used is not limited to this as long as the line beam 21 can be irradiated. For example, a diffractive optical element (DOE) or the like may be used.

本発明の平滑化方法において、EUVL用光学部材を加熱した状態で光学面に炭酸ガスレーザを照射してもよい。上述したように、本発明の平滑化方法では、炭酸ガスレーザ照射により加熱された凹欠点の周囲のガラスがリフローして凹欠点が埋まることによって光学面が平滑化されると考える。光学部材を加熱した状態で光学面に炭酸ガスレーザを照射した場合、凹欠点の周囲のガラスをリフローさせるのに必要な炭酸ガスレーザのピーク強度を低減されることが期待される。   In the smoothing method of the present invention, the optical surface may be irradiated with a carbon dioxide laser while the EUVL optical member is heated. As described above, in the smoothing method of the present invention, it is considered that the optical surface is smoothed by reflowing the glass around the concave defect heated by the carbon dioxide laser irradiation to fill the concave defect. When the optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser while the optical member is heated, it is expected that the peak intensity of the carbon dioxide laser necessary for reflowing the glass around the concave defect is reduced.

本発明の平滑化方法では、光学面に炭酸ガスレーザを照射するため、光学面の表面粗さが悪化したり、光学部材の平坦度が悪化する場合がある。但し、本発明の平滑化方法では、ピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で炭酸ガスレーザを照射するため、光学面の表面粗さの悪化や光学部材の平坦度が発生する場合であっても軽微なものである。 In the smoothing method of the present invention, since the optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser, the surface roughness of the optical surface may be deteriorated, and the flatness of the optical member may be deteriorated. However, in the smoothing method of the present invention, since the carbon dioxide laser is irradiated at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 , the surface roughness of the optical surface deteriorates and the flatness of the optical member occurs. But it is a minor one.

EUVL用光学部材を加熱した状態で光学面に炭酸ガスレーザを照射した場合、凹欠点の周囲の石英ガラスをリフローさせるのに必要な炭酸ガスレーザのピーク強度が低減されることによって、光学面の表面粗さの悪化や光学部材の平坦度の悪化をさらに軽微なものにすること、さらには光学面の表面粗さの悪化や光学部材の平坦度の悪化を防止することが期待される。   When the optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser while the EUVL optical member is heated, the peak intensity of the carbon dioxide laser necessary for reflowing the quartz glass around the concave defect is reduced, thereby reducing the surface roughness of the optical surface. It is expected that the deterioration of the roughness and the deterioration of the flatness of the optical member are further reduced, and further the deterioration of the surface roughness of the optical surface and the deterioration of the flatness of the optical member are prevented.

上記の効果を得る目的で、EUVL用光学部材を加熱した状態で光学面に炭酸ガスレーザを照射する場合、光学部材を100℃以上に加熱することが好ましく、300℃以上に加熱することがより好ましく、500℃以上に加熱することがさらに好ましい。但し、光学部材の加熱温度が高すぎると、基板の変形や応力の影響、冷却による処理時間の増加等の問題が生じるので、加熱温度は1050℃以下であることが好ましく、900℃以下であることがより好ましく、800℃以下であることがさらに好ましい。   For the purpose of obtaining the above effects, when the optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser with the EUVL optical member heated, the optical member is preferably heated to 100 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher. It is more preferable to heat to 500 ° C. or higher. However, if the heating temperature of the optical member is too high, problems such as the deformation of the substrate, the influence of stress, and the increase of the processing time due to cooling occur, so the heating temperature is preferably 1050 ° C. or less, and 900 ° C. or less. It is more preferable that the temperature is 800 ° C. or lower.

上述したように、本発明の平滑化方法では、光学面に炭酸ガスレーザを照射することによって光学部材に軽微な平坦度の悪化が生じる場合がある。EUVL用光学部材の場合、平坦度についての許容範囲がきわめて狭いため、光学部材に生じる平坦度は可能な限り低く抑えることが好ましい。   As described above, in the smoothing method of the present invention, the optical member may be slightly deteriorated in flatness by irradiating the optical surface with a carbon dioxide laser. In the case of an EUVL optical member, the flatness tolerance is extremely narrow, so it is preferable to keep the flatness generated in the optical member as low as possible.

炭酸ガスレーザの照射条件を調節することによって光学部材に生じる平坦度の悪化を低く抑えることもできるが、平坦度の悪化の発生原因が高エネルギーの炭酸ガスレーザを光学面に照射することである点を考慮すると、光学面に炭酸ガスレーザを照射した後、該光学面に対する裏面(以下、「裏面」という。)に炭酸ガスレーザを照射して、光学面に炭酸ガスレーザを照射した際に発生した平坦度の悪化の方向と反対方向に平坦度を大きくすることによって、光学部材の平坦度の悪化を軽減すること、さらには、光学部材の平坦度の悪化を解消することができる。   By adjusting the irradiation conditions of the carbon dioxide laser, the deterioration of flatness that occurs in the optical member can be suppressed to a low level, but the cause of the deterioration of flatness is that the optical surface is irradiated with a high energy carbon dioxide laser. In view of this, after irradiating the optical surface with a carbon dioxide laser, the back surface of the optical surface (hereinafter referred to as “back surface”) is irradiated with the carbon dioxide laser, and the optical surface is irradiated with the carbon dioxide laser. By increasing the flatness in the direction opposite to the deterioration direction, the deterioration of the flatness of the optical member can be reduced, and further, the deterioration of the flatness of the optical member can be eliminated.

なお、上述したように、本発明の平滑化方法では光学面全体に炭酸ガスレーザを照射することが好ましいので、裏面に炭酸ガスレーザを照射する場合、裏面全体に炭酸ガスレーザを照射することが好ましい。但し、光学面であっても、上述した理由により、炭酸ガスレーザを照射しない部分については、その裏面も炭酸ガスレーザを照射する必要はない。   As described above, in the smoothing method of the present invention, it is preferable to irradiate the entire optical surface with a carbon dioxide laser. Therefore, when irradiating the rear surface with a carbon dioxide laser, it is preferable to irradiate the entire rear surface with a carbon dioxide laser. However, even on the optical surface, for the reason described above, the back surface of the portion not irradiated with the carbon dioxide laser does not need to be irradiated with the carbon dioxide laser.

また、光学面に炭酸ガスレーザを照射した際に発生する平坦度の悪化の大きさが予測できる場合、予め裏面に炭酸ガスレーザを照射して、光学面に炭酸ガスレーザを照射した際に発生する平坦度の悪化の方向と反対方向に平坦度を大きくしてもよい。このようにしても、光学部材の平坦度の悪化を軽減すること、さらには、光学部材の平坦度の悪化を解消することができる。   In addition, when the magnitude of deterioration of flatness generated when the optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser can be predicted, the flatness generated when the optical surface is irradiated with the carbon dioxide laser in advance and the optical surface is irradiated with the carbon dioxide laser. The flatness may be increased in the direction opposite to the direction of deterioration. Even if it does in this way, the deterioration of the flatness of an optical member can be reduced, and also the deterioration of the flatness of an optical member can be eliminated.

光学部材の平坦度の悪化の軽減または解消を目的として、裏面に炭酸ガスレーザを照射する場合照射条件は光学面に同程度であることが好ましい。炭酸ガスレーザのピーク強度についてみた場合、光学面に照射する炭酸ガスレーザのピーク強度I1と、裏面に照射する炭酸ガスレーザのピーク強度I2と、が下記式(1)を満たすことが好ましく、下記式(2)を満たすことがより好ましく、I1とI2とが実質的に同一であることが好ましい。
0.5≦ I1/I2 ≦1.5 (1)
0.9≦ I1/I2 ≦1.1 (2)。
For the purpose of reducing or eliminating the deterioration of the flatness of the optical member, it is preferable that the irradiation conditions are the same as those on the optical surface when the back surface is irradiated with a carbon dioxide laser. When looking at the peak intensity of the carbon dioxide laser, it is preferable that the peak intensity I 1 of the carbon dioxide laser irradiated on the optical surface and the peak intensity I 2 of the carbon dioxide laser irradiated on the back surface satisfy the following formula (1). It is more preferable to satisfy (2), and it is preferable that I 1 and I 2 are substantially the same.
0.5 ≦ I 1 / I 2 ≦ 1.5 (1)
0.9 ≦ I 1 / I 2 ≦ 1.1 (2).

裏面に炭酸ガスレーザを照射した場合、炭酸ガスレーザが照射された裏面を含む表層の仮想温度も上昇する。ここで、仮想温度が上昇する表層の深さ、および、仮想温度がどの程度上昇するかという点は、光学面への炭酸ガスレーザ照射について記載したのと同様である。したがって、裏面にも炭酸ガスレーザを照射した場合、炭酸ガスレーザ照射後の光学部材は、光学面を含む表層、および、裏面を含む表層が、光学部材の内部に比べて仮想温度が高くなる。   When the back surface is irradiated with a carbon dioxide laser, the fictive temperature of the surface layer including the back surface irradiated with the carbon dioxide laser also rises. Here, the depth of the surface layer where the fictive temperature rises and the extent to which the fictive temperature rises are the same as described for the carbon dioxide laser irradiation on the optical surface. Therefore, when the back surface is irradiated with a carbon dioxide laser, the optical member after the carbon dioxide laser irradiation has a higher virtual temperature than the inside of the optical member in the surface layer including the optical surface and the surface layer including the back surface.

以上述べたように、本発明の平滑化方法では、凹欠点を有する光学面に、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することにより、より好ましくはピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で光学面を平滑化することができる。具体的には、炭酸ガスレーザ照射後の光学面に深さ2nm超の凹欠陥が存在しないことが好ましい。 As described above, in the smoothing method of the present invention, it is more preferable to irradiate an optical surface having a concave defect with a carbon dioxide gas laser having a wavelength of 10.6 μm at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2. Can smooth the optical surface with a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 . Specifically, it is preferable that a concave defect with a depth of more than 2 nm does not exist on the optical surface after the carbon dioxide laser irradiation.

上述したように、EUVLマスクブランクの製造に用いる光学部材の場合、光学面に深さ2nm超の凹欠陥が存在すると、光学面上に形成される反射多層膜表面または吸収体層表面に凹欠点が現れてEUVLマスクブランクの欠点となる場合があり、また、反射多層膜表面や吸収体層表面に凹欠陥が表されない場合であっても、それら膜中で構造が乱されることによって位相欠陥となる場合がある。   As described above, in the case of an optical member used for manufacturing an EUVL mask blank, if a concave defect with a depth of more than 2 nm exists on the optical surface, a concave defect is formed on the surface of the reflective multilayer film or the absorber layer formed on the optical surface. May appear as a defect of the EUVL mask blank, and even if no concave defect is expressed on the surface of the reflective multilayer film or the absorber layer, the phase defect is caused by the disorder of the structure in the film. It may become.

本発明の基板平滑化方法によれば、EUVL用光学部材の光学面が、EUVL用マスクブランクやEUVL用ミラーを製造するうえで問題となる凹欠点が存在しない平滑性に優れた光学面となる。   According to the substrate smoothing method of the present invention, the optical surface of the EUVL optical member becomes an optical surface excellent in smoothness that does not have a concave defect that becomes a problem when manufacturing an EUVL mask blank or EUVL mirror. .

炭酸ガスレーザ照射後の光学面には深さ1.5nm以上の凹欠陥が存在しないことがより好ましく、深さ1.0nm以上の凹欠陥が存在しないことがさらに好ましい。   It is more preferable that there is no concave defect with a depth of 1.5 nm or more on the optical surface after the carbon dioxide laser irradiation, and it is further more preferable that there is no concave defect with a depth of 1.0 nm or more.

本発明の平滑化方法によれば、光学面に炭酸ガスレーザを照射することによって、EUVL用マスクブランクやEUVL用ミラーを製造するうえで問題となるような顕著な平坦度の悪化を光学部材に生じさせることがない。具体的には、炭酸ガスレーザ照射後の光学部材の平坦度が50nm以下であることが好ましく、より好ましくは30nm以下であり、さらに好ましくは20nm以下である。   According to the smoothing method of the present invention, by irradiating the optical surface with a carbon dioxide laser, the optical member is significantly deteriorated in flatness, which becomes a problem when manufacturing an EUVL mask blank or EUVL mirror. I will not let you. Specifically, the flatness of the optical member after carbon dioxide laser irradiation is preferably 50 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 20 nm or less.

本発明の平滑化方法によれば、光学面に炭酸ガスレーザを照射することによって、EUVL用マスクブランクやEUVL用ミラーを製造するうえで問題となるような表面粗さの悪化を光学面に生じさせることなしに光学面を平滑化することができる。具体的には、炭酸ガスレーザ照射後の光学面の表面粗さ(RMS)が0.15nm以下であることが好ましく、より好ましくは0.12nm以下であり、さらに好ましくは0.1nm以下である。   According to the smoothing method of the present invention, by irradiating the optical surface with a carbon dioxide gas laser, the surface of the optical surface is deteriorated so as to cause a problem when manufacturing a mask blank for EUVL or a mirror for EUVL. The optical surface can be smoothed without any trouble. Specifically, the surface roughness (RMS) of the optical surface after carbon dioxide laser irradiation is preferably 0.15 nm or less, more preferably 0.12 nm or less, and further preferably 0.1 nm or less.

光学面の表面粗さ(RMS)が0.15nm以下であれば、光学面が十分平滑であるため、該光学面上に形成される反射多層膜に乱れが生じるおそれがない。反射多層膜に乱れが生じると、製造されるEUVL用マスクブランクやEUVL用ミラーの欠陥となるおそれがある。また、該EUVL用マスクブランクを用いて製造されるEUVL用マスクにおいて、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。光学面の表面粗さが大きいと、該光学面上に形成される反射多層膜の表面粗さが大きくなり、さらに、該反射多層膜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。   If the surface roughness (RMS) of the optical surface is 0.15 nm or less, since the optical surface is sufficiently smooth, there is no possibility that the reflective multilayer film formed on the optical surface is disturbed. If the reflective multilayer film is disturbed, there is a risk of defects in the EUVL mask blank or EUVL mirror to be manufactured. Further, in the EUVL mask manufactured using the EUVL mask blank, the pattern edge roughness does not increase and the pattern dimensional accuracy is good. When the surface roughness of the optical surface is large, the surface roughness of the reflective multilayer film formed on the optical surface increases, and further, the surface roughness of the absorber layer formed on the reflective multilayer film increases. As a result, the edge roughness of the pattern formed on the absorber layer is increased, and the dimensional accuracy of the pattern is deteriorated.

炭酸ガスレーザ照射後の光学面の表面粗さ(RMS)は、好ましくは0.1nm以下である。   The surface roughness (RMS) of the optical surface after carbon dioxide laser irradiation is preferably 0.1 nm or less.

本発明の平滑化方法により光学面が平滑化された光学部材は、上述したように、炭酸ガスレーザが照射された光学面を含む表層の仮想温度が上昇し、該光学部材の他の部位、すなわち、該光学部材の内部や光学面に対して裏面側に比べて仮想温度が高くなっている。
一方、裏面にも炭酸ガスレーザを照射した場合には、光学面を含む表層、および、裏面を含む表層が、光学部材の内部に比べて仮想温度が高くなっている。
As described above, in the optical member whose optical surface has been smoothed by the smoothing method of the present invention, the fictive temperature of the surface layer including the optical surface irradiated with the carbon dioxide laser increases, and other parts of the optical member, that is, The fictive temperature is higher in the optical member and on the optical surface than on the back surface side.
On the other hand, when the carbon dioxide laser is also irradiated on the back surface, the fictive temperature of the surface layer including the optical surface and the surface layer including the back surface is higher than the inside of the optical member.

表層の仮想温度が上昇することにより、表層の機械的強度、例えば、ヤング率、破壊靱性値、疲労特性が向上する効果が期待される。   By increasing the fictive temperature of the surface layer, it is expected that the mechanical strength of the surface layer, for example, Young's modulus, fracture toughness value, and fatigue characteristics are improved.

本発明の平滑化方法では、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射するため、光学面を含む表層、および裏面を含む表層(裏面に炭酸ガスレーザを照射した場合)に、局所的な構造欠陥が形成する。 In the smoothing method of the present invention, since a carbon dioxide laser with a wavelength of 10.6 μm is irradiated at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 , a surface layer including an optical surface and a surface layer including a back surface (a carbon dioxide laser is applied to the back surface). When irradiated, local structural defects are formed.

本発明のEUVL用光学部材は、EUVL用マスクブランクやEUVL用ミラーを製造する際には、光学面上に反射多層膜や吸収体層を形成するため、光学面に局所的な構造欠陥が形成しても特に問題となることはない。また、裏面に構造欠陥が形成してもEUVL用マスクブランクやEUVL用ミラーとして使用するうえで全く問題となることはない。   When manufacturing an EUVL mask blank or EUVL mirror, the EUVL optical member of the present invention forms a reflective multilayer film or absorber layer on the optical surface, so that local structural defects are formed on the optical surface. However, there is no particular problem. Further, even if a structural defect is formed on the back surface, there is no problem when used as a EUVL mask blank or EUVL mirror.

ドーパントとしてTiO2を含む石英ガラス基板(TiO2濃度7.0質量%)(旭硝子株式会社製、品番AZ6025、150mm角)を用意した。前記石英ガラス基板表面に点在する凹欠陥の深さを原子間力顕微鏡で測定した。 A quartz glass substrate containing TiO 2 as a dopant (TiO 2 concentration 7.0 mass%) (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., product number AZ6025, 150 mm square) was prepared. The depth of the concave defects scattered on the surface of the quartz glass substrate was measured with an atomic force microscope.

前記基板表面の凹欠陥が生成した領域に、表1に示すような条件で炭酸ガスレーザを照射した。なお、炭酸ガスレーザは、照射光学系としてZnSe平凸レンズを用いて集光ビーム(1.5mm直径)として基板に照射た。照射後の基板表面の凹欠陥のPV値(凹欠陥の深さ)を原子間力顕微鏡を用いて測定した。結果を表1に示す。表1において、凹欠陥深さ修復率は下記式により求めた。
凹欠陥深さ修復率(%)=((炭酸ガスレーザ照射前の凹欠陥の深さ(PV値))−(炭酸ガスレーザ照射後の凹欠陥の深さ(PV値))/(炭酸ガスレーザ照射前の凹欠陥の深さ(PV値))×100
A carbon dioxide laser was irradiated under the conditions shown in Table 1 to the region where the concave defect on the substrate surface was generated. The carbon dioxide laser was applied to the substrate as a focused beam (1.5 mm diameter) using a ZnSe plano-convex lens as an irradiation optical system. The PV value (depth of the concave defect) of the concave defect on the substrate surface after irradiation was measured using an atomic force microscope. The results are shown in Table 1. In Table 1, the concave defect depth repair rate was determined by the following formula.
Concave defect depth repair rate (%) = ((depth of concave defect before carbon dioxide laser irradiation (PV value)) − (depth of concave defect after carbon dioxide laser irradiation (PV value)) / (before carbon dioxide laser irradiation) Depth of concave defect (PV value)) × 100

Figure 0005042121
Figure 0005042121

例1は照射ピーク強度が0.4kW/cm2であり、適正な照射条件でなかったため、凹欠陥が修復されなかった。特に、炭酸ガスレーザの照射ピーク強度を0.7kW/cm2とした例2は、凹欠点修復率が100%と特に優れていた。例3は照射ピーク強度が1.5kW/cm2を超えており、適正な照射条件でなかったため、アブレーションが発生した。 In Example 1, since the irradiation peak intensity was 0.4 kW / cm 2 and the irradiation conditions were not appropriate, the concave defect was not repaired. Particularly, in Example 2 in which the irradiation peak intensity of the carbon dioxide laser was 0.7 kW / cm 2 , the concave defect repair rate was particularly excellent at 100%. In Example 3, the irradiation peak intensity exceeded 1.5 kW / cm 2 , and the ablation occurred because the irradiation conditions were not appropriate.

上記と同様の石英ガラス基板を用意した。なお、炭酸ガスレーザは、照射光学系としてZnSe平凸レンズを用いて集光ビーム(1.5mm直径)として基板に照射た。炭酸ガスレーザ照射領域の仮想温度、および、該照射面に対する裏面の仮想温度を、それぞれのFTIRスペクトル測定を行うことで求めた。   A quartz glass substrate similar to the above was prepared. The carbon dioxide laser was applied to the substrate as a focused beam (1.5 mm diameter) using a ZnSe plano-convex lens as an irradiation optical system. The fictive temperature of the carbon dioxide laser irradiation region and the fictive temperature of the back surface with respect to the irradiated surface were determined by performing respective FTIR spectrum measurements.

石英ガラス材料のFTIRスペクトルのピーク、例えば、Si−O−Si伸縮を示すピークは、石英ガラス材料の仮想温度によって異なることが知られている。上記のガラス基板と同一の組成の石英ガラス材料を用いて、仮想温度が異なる複数のサンプルを作成し、このサンプル表面のFTIRスペクトル測定を行った。得られたSi−O−Si伸縮を示すピークの波数(cm-1)を仮想温度(℃)との関係でプロットして、両者の間に線形的な相関があることを確認した。このプロットを検量線として用いて、上記のガラス基板の炭酸ガスレーザ照射面および裏面のFTIRスペクトル測定から得られたSi−O−Si伸縮を示すピークの波数(cm-1)から上記のガラス基板の炭酸ガスレーザ照射面および裏面の仮想温度をそれぞれ求めた。結果を図2、3に示す。 It is known that the peak of the FTIR spectrum of the quartz glass material, for example, the peak showing Si—O—Si stretching varies depending on the fictive temperature of the quartz glass material. Using a quartz glass material having the same composition as that of the glass substrate, a plurality of samples having different fictive temperatures were prepared, and FTIR spectrum measurement of the sample surface was performed. The wave number (cm −1 ) of the peak indicating the obtained Si—O—Si stretching was plotted in relation to the fictive temperature (° C.), and it was confirmed that there was a linear correlation between the two. Using this plot as a calibration curve, from the wave number (cm −1 ) of the peak indicating the Si—O—Si stretching obtained from the FTIR spectrum measurement of the carbon dioxide laser irradiated surface and the back surface of the glass substrate, The fictive temperatures of the carbon dioxide laser irradiated surface and the back surface were determined. The results are shown in FIGS.

図1は、EUVL用光学部材の光学面に炭酸レーザをラインビームとして照射している状態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which a carbonic acid laser is irradiated as a line beam on the optical surface of an EUVL optical member. 図2は、炭酸レーザ照射面の仮想温度の照射ピーク強度依存性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the dependence of the fictive temperature of the carbonic acid laser irradiation surface on the irradiation peak intensity. 図3は、炭酸レーザ照射面に対する裏面の仮想温度の照射ピーク強度依存性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the irradiation peak intensity dependence of the fictive temperature of the back surface with respect to the carbon dioxide laser irradiation surface.

符号の説明Explanation of symbols

10:EUVL用光学部材
11:光学面
20:シリンドリカルレンズ
21:ラインビーム(炭酸レーザ)
10: Optical member for EUVL 11: Optical surface 20: Cylindrical lens 21: Line beam (carbonic acid laser)

Claims (17)

TiO2を含有し、SiO2を主成分とする石英ガラス材料製のEUVリソグラフィ(EUVL)用光学部材の凹欠陥を有する光学面に対して、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することにより、EUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。 Contains TiO 2, with respect to the optical surface having a concave defect of the quartz glass material made of EUV lithography (EUVL) for optical members as a main component SiO 2, the peak intensity carbon dioxide laser having a wavelength of 10.6 [mu] m 0.5 The method of smoothing the optical surface of the optical member for EUVL by irradiating at -1.5kW / cm < 2 >. 前記EUVL用光学部材の凹欠陥を有する光学面に対して、前記波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することにより、下記式で定義されるEUVL用光学部材の光学面の凹欠点深さ修復率を50%以上とすることを特徴とする請求項1に記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。
凹欠点深さ修復率(%)=((炭酸ガスレーザ照射前の凹欠点の深さ(PV値))−(炭酸ガスレーザ照射後の凹欠点の深さ(PV値))/(炭酸ガスレーザ照射前の凹欠点の深さ(PV値))×100
By irradiating the optical surface having concave defects of the EUVL optical member with a carbon dioxide laser having a wavelength of 10.6 μm at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 , EUVL defined by the following formula: The method for smoothing the optical surface of an EUVL optical member according to claim 1, wherein the concave defect depth repair rate of the optical surface of the optical member for use is 50% or more.
Concave defect depth repair rate (%) = ((depth of concave defect before carbon dioxide laser irradiation (PV value)) − (depth of concave defect after carbon dioxide laser irradiation (PV value)) / (before carbon dioxide laser irradiation) Depth of concave defects (PV value) x 100
深さ2nm超10nm以下の凹欠陥を有するEUVL用光学部材の光学面に対して、10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射して、(1)〜(3)を満たす光学部材とすることを特徴とする請求項1に記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。
(1)炭酸ガスレーザ照射後の光学面に深さ2nm超の凹欠陥が存在しない。
(2)炭酸ガスレーザ照射後の光学部材の平坦度が50nm以下。
(3)炭酸ガスレーザ照射後の光学面の表面粗さ(RMS)が0.15nm以下。
The optical surface of the EUVL optical member having a concave defect with a depth of more than 2 nm and not more than 10 nm is irradiated with a carbon dioxide gas laser of 10.6 μm at a peak intensity of 0.5 to 1.5 kW / cm 2 , and (1) to The method of smoothing the optical surface of the EUVL optical member according to claim 1, wherein the optical member satisfies (3).
(1) There is no concave defect with a depth of more than 2 nm on the optical surface after the carbon dioxide laser irradiation.
(2) Flatness of the optical member after carbon dioxide laser irradiation is 50 nm or less.
(3) Surface roughness (RMS) of the optical surface after carbon dioxide laser irradiation is 0.15 nm or less.
前記EUVL用光学部材の光学面全体に対して前記炭酸ガスレーザを照射する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EUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   4. The method of smoothing the optical surface of an EUVL optical member according to claim 1, wherein the carbon dioxide laser is irradiated to the entire optical surface of the EUVL optical member. 前記EUVL用光学部材のTiO2濃度が3〜10質量%であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。 5. The method for smoothing the optical surface of an EUVL optical member according to claim 1, wherein the EUVL optical member has a TiO 2 concentration of 3 to 10% by mass. 前記炭酸ガスレーザのパルス幅が1msec以下であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   6. The method of smoothing an optical surface of an optical member for EUVL according to claim 1, wherein a pulse width of the carbon dioxide laser is 1 msec or less. 各照射部位におけるショット数が1000〜100000となるように、前記光学面に前記炭酸ガスレーザを照射することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   The optical surface of the EUVL optical member according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical surface is irradiated with the carbon dioxide laser so that the number of shots at each irradiation site is 1000 to 100,000. How to turn. 前記炭酸ガスレーザをラインビームとして前記光学面に照射し、該ラインビームを該光学面上で走査させる、または、該ラインビームに対して前記光学面を走査させ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EUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   8. The optical surface is irradiated with the carbon dioxide laser as a line beam, and the line beam is scanned on the optical surface, or the optical surface is scanned with respect to the line beam. The method of smoothing the optical surface of the optical member for EUVL in any one of. さらに、前記光学面に対する裏面に対して、波長10.6μmの炭酸ガスレーザをピーク強度0.5〜1.5kW/cm2で照射することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。 Furthermore, the carbon dioxide laser with a wavelength of 10.6 micrometers is irradiated with the peak intensity of 0.5-1.5 kW / cm < 2 > with respect to the back surface with respect to the said optical surface. A method of smoothing the optical surface of an EUVL optical member. 前記裏面全体に対して前記炭酸ガスレーザを照射することを特徴とする請求項9に記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   The method of smoothing the optical surface of the optical member for EUVL according to claim 9, wherein the carbon dioxide laser is irradiated on the entire back surface. 前記光学面に照射する炭酸ガスレーザのピーク強度I1と、前記裏面に照射する炭酸ガスレーザのピーク強度I2と、が下記式の関係を満たすことを特長とする請求項9または10に記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。
0.5≦ I1/I2 ≦1.5
The EUVL according to claim 9 or 10, wherein the peak intensity I 1 of the carbon dioxide laser irradiated to the optical surface and the peak intensity I 2 of the carbon dioxide laser irradiated to the back surface satisfy the relationship of the following formula. Of smoothing the optical surface of the optical member for use.
0.5 ≦ I 1 / I 2 ≦ 1.5
前記裏面に照射する炭酸ガスレーザのパルス幅が1msec以下であることを特徴とする請求項9ないし11のいずれかに記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   The method for smoothing the optical surface of an EUVL optical member according to any one of claims 9 to 11, wherein a pulse width of the carbon dioxide laser irradiated to the back surface is 1 msec or less. 各照射部位におけるショット数が1000〜100000となるように、前記裏面に前記炭酸ガスレーザを照射することを特徴とする請求項9ないし12のいずれかに記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   The optical surface of the optical member for EUVL according to any one of claims 9 to 12, wherein the back surface is irradiated with the carbon dioxide laser so that the number of shots at each irradiation site is 1000 to 100,000. how to. 前記炭酸ガスレーザをラインビームとして前記裏面に照射し、該ラインビームを該裏面上で走査させる、または、該ラインビームに対して前記裏面を走査させることを特徴とする請求項9ないし13のいずれかに記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   14. The back surface is irradiated with the carbon dioxide laser as a line beam, and the line beam is scanned on the back surface, or the back surface is scanned with respect to the line beam. The method of smoothing the optical surface of the optical member for EUVL as described in 1 above. 前記光学部材を100〜1050℃に加熱した状態で前記光学面に炭酸ガスレーザを照射することを請求項1ないし14のいずれかに記載のEUVL用光学部材の光学面を平滑化する方法。   The method of smoothing the optical surface of the optical member for EUVL according to any one of claims 1 to 14, wherein the optical surface is irradiated with a carbon dioxide laser while the optical member is heated to 100 to 1050 ° C. 請求項1ないし8のいずれかに記載の方法により得られる、前記光学面を含む表層の仮想温度が、残りの部位の仮想温度よりも30℃以上高いことを特徴とするEUVL用光学部材。   9. An EUVL optical member obtained by the method according to claim 1, wherein the fictive temperature of the surface layer including the optical surface is 30 ° C. or more higher than the fictive temperature of the remaining part. 請求項9ないし14のいずれかに記載の方法により得られる、前記光学面を含む表層の仮想温度、および、前記裏面を含む表層の仮想温度が、光学部材の内部の仮想温度よりも30℃以上高いことを特徴とするEUVL用光学部材。   The virtual temperature of the surface layer including the optical surface and the virtual temperature of the surface layer including the back surface obtained by the method according to any one of claims 9 to 14 are 30 ° C or higher than the virtual temperature inside the optical member. EUVL optical member characterized by being high.
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