JP6372007B2 - マスクブランク用ガラス基板 - Google Patents
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Description
本発明は、従来の透過型光学系を用いたリソグラフィに使用されるマスクブランク用ガラス基板、例えば、ArFエキシマレーザやKrFエキシマレーザを用いたリソグラフィ用マスクブランク用ガラス基板にも好適である。
本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、少なくとも一方の主表面における二乗平方根表面粗さ(RMS)が0.15nm以下であり、かつ、該主表面の表面形状を、原子間力顕微鏡を用いて、100nm×100nmの測定範囲について、0.2nm以下の測定間隔で測定することにより求まる表面性状のアスペクト比Str(s=0.2)(ISO 25178−2)が0.30以上であることを特徴とするマスクブランク用ガラス基板を提供する。
図1(a),(b)は、凸部が存在するガラス基板の主表面を示した模式図である。図1(a),(b)に示すガラス基板10は、主表面における凸部11の分布のしかたが互いに異なる。図1(a)に示すガラス基板10では、凸部11が主表面上に方向性を持たず均一に分布している。そのため、凸部11に起因する表面性状の均一性が高い。一方、図1(b)ガラス基板10では、凸部11が主表面上に、図中横方向に整列して存在しており、その分布は不均一である。そのため、凸部11に起因する表面性状の均一性が低い。
凸部11に起因する表面性状の均一性が高い図1(a)に示すガラス基板10では、その主表面上に異物20が存在する場合、主表面10に存在する凸部11と、異物20と、の接触が点接触になり、両者の接触面積が小さい。微粒子状の研磨剤等の異物20は、ファンデルワールス力によって、ガラス基板10の主表面に付着しているが、このファンデルワールス力は接触面積に比例するため、図1(a)に示すガラス基板10の場合、ガラス基板10の主表面に対する異物20の付着力が弱く、湿式洗浄等により、主表面10から容易に除去できる。
一方、凸部11に起因する表面粗さが異方性を示す図1(b)に示すガラス基板10では、その主表面上に異物20が存在する場合、主表面10に存在する凸部11と、異物20との接触が線接触となり、両者の接触面積が大きい。そのため、ガラス基板10の主表面に対する異物20の付着力が強く、主表面10からの除去が困難である。
上記では、ガラス基板の主表面に凸部が存在する場合について、凸部に起因する表面性状の均一性と、ガラス基板の主表面に存在する異物の除去しやすさと、の関係を示したが、ガラス基板の主表面に凹部が存在する場合における、凹部に起因する表面性状の均一性と、ガラス基板の主表面に存在する異物の除去しやすさと、の関係も同様の関係となる。すなわち、凹部に起因する表面性状の均一性が高い場合は、ガラス基板の主表面に存在する異物の除去が容易であるのに対して、凹部に起因する表面性状の均一性が低い場合は、ガラス基板の主表面に存在する異物の除去が困難である。
そのため、凹凸に起因する表面性状の均一性を高めることにより、ガラス基板の主表面に存在する異物の除去が容易になる。
ここで、少なくとも1つの主表面とするのは、マスクブランク用ガラス基板の場合、その主表面の表面性状が優れていること、すなわち、表面粗さが小さく、欠陥が少ないことが求められるのは、リソグラフィ実施時において露光面となる側の主表面だからである。但し、露光面に対して裏面側についても、その表面性状が優れていることが好ましい。
また、測定範囲を100nm×100nm、かつ、測定間隔を0.2nm以下とする理由は以下の通りである。
測定範囲を100nm×100nm、かつ、測定間隔を0.2nm以下とする理由
マスクブランク用基板の表面粗さは、化学機械研磨時に使用する研磨剤の粒径によって決まる。研磨剤の粒径に相当する周期のスジ状の表面粗さが基板表面に転写されるためである。RMSが0.15nm以下の基板表面を得るためには、平均粒径5〜50nmのコロイダルシリカを研磨剤として用いた化学機械研磨をおこなうことが一般的である。そのため、基板表面には5〜50nmの空間波長の表面粗さが存在している。また、5〜50nmの空間波長の表面粗さは、ポリスチレンラテックス粒子換算サイズが50nm以上の異物付着に最も影響する。以上の理由から、5〜50nmの空間波長の表面粗さを検出するために最も適した条件として、測定範囲を100nm×100nm、かつ、測定間隔を0.2nm以下の測定条件とした。
上記で定義する表面性状のアスペクト比Strは、0.35以上であることが好ましい。
なお、上記で定義する表面性状のアスペクト比Strの上限は理論上1.0であるが、マスクブランク用ガラス基板の主表面、原子間力顕微鏡を用いて実測することにより得られる表面性状のアスペクト比Strの上限は0.7程度である。
なお、本明細書における表面粗さは、JIS−B0601に基づく二乗平均平方根粗さRq(旧RMS)を指す。
本発明のマスクブランク用ガラス基板を構成するガラスは、熱膨張係数が小さくかつそのばらつきの小さいことが好ましい。具体的には20℃における熱膨張係数の絶対値が600ppb/℃の低熱膨張ガラスが好ましく、20℃における熱膨張係数が400ppb/℃の超低熱膨張ガラスがより好ましく、20℃における熱膨張係数が100ppb/℃の超低熱膨張ガラスがさらに好ましく、30ppb/℃が特に好ましい。
上記低熱膨張ガラスおよび超低熱膨張ガラスとしては、SiO2を主成分とするガラス、典型的には合成石英ガラスが使用できる。具体的には、例えば合成石英ガラス、AQシリーズ(旭硝子株式会社製合成石英ガラス)や、SiO2を主成分とし1〜12質量%のTiO2を含有する合成石英ガラス、AZ(旭硝子株式会社製ゼロ膨張ガラス)が挙げられる。
ここで、上記で定義する表面性状のアスペクト比Strを0.30以上とするには、化学機械研磨に関する以下の条件の制御が有効である。
(1)使用する研磨剤の粒径が小さいほど、化学機械研磨後の表面性状の均一性が向上する。そのため、上記で定義する表面性状のアスペクト比Strを0.30以上とするためには、使用する研磨剤の粒径が小さいほど好ましい。具体的には、研磨剤の平均粒径が20nm以下であることが好ましく、15nm以下であることがより好ましい。
(2)化学機械研磨に使用する研磨パッドは、目立ての目的でパッド表面をドレス処理される。このドレス処理には、表面にダイヤモンド微粒子を接着したドレス板が使用される。このドレス処理に粒径が小さいダイヤモンド微粒子を接着したドレス板を使用するほど、研磨パッドの表面性状が向上し、化学機械研磨後のマスクブランク用ガラス基板の主表面の均一性が向上する。そのため、上記で定義する表面性状のアスペクト比Strを0.30以上とするためには、研磨パッドのドレス処理に番手が細かいドレス板(粒径が小さいダイヤモンド微粒子を接着したドレス板)を使用するほど好ましい。具体的には、平均粒径が30μm以下のダイヤモンド微粒子を接着したドレス板を使用することが好ましい。
結果は以下の通り。
例1:Str 0.20 RMS 0.10nm
例2:Str 0.28 RMS 0.09nm
例3:Str 0.37 RMS 0.09nm
例1〜3について、マスクブランク用ガラス基板について、化学機械研磨後の主表面を物理力および化学力による精密洗浄をした後、欠陥検査機M7360、レーザーテック社を用いてポリスチレンラテックス粒子径換算サイズが50nm以上の欠陥の個数を測定した。結果を図2に示す。
図2から明らかなように、アスペクト比Strが0.30より小さい例1、2では、ポリスチレンラテックス粒子径換算サイズが50nm以上の欠陥の個数が要求値である5個以下を満たさなかったのに対して、アスペクト比Strが0.30より大きい例3では、この要求値を満たしていた。
また、上記の手順で測定したStrが0.25であるマスクブランク用ガラス基板の主表面に、EUVL用マスクブランクの多層反射膜として、最も一般的なMo/Si多層反射膜((Mo層(2.3nm)+Si層(4.5nm))×50=340nm)を形成した後、該最も一般的なMo/Si多層反射膜表面について、上記の手順でStrを測定したところ、Strは0.28であり、Mo/Si多層反射膜の形成前後でほとんど変化しないことが確認された。
11:凸部
20:異物
Claims (5)
- 少なくとも一方の主表面における二乗平方根表面粗さ(RMS)が0.15nm以下であり、かつ、該主表面の表面形状を、原子間力顕微鏡を用いて、100nm×100nmの測定範囲について、0.2nm以下の測定間隔で測定することにより求まる表面性状のアスペクト比Str(s=0.2)(ISO 25178−2)が0.30以上であることを特徴とするマスクブランク用ガラス基板。
- 請求項1に記載のマスクブランク用ガラス基板の前記RMSが0.15nm以下、かつ、Strが0.30以上となる主表面上に、反射層として、低屈折率層と高屈折率層とを交互に複数回積層させてなる多層反射膜を形成してなるEUVリソグラフィ(EUVL)用反射層付基板。
- ガラス基板上に、反射層として、低屈折率層と高屈折率層とを交互に複数回積層させてなる多層反射膜が形成されたEUVリソグラフィ(EUVL)用反射層付基板であって、前記多層反射膜表面における二乗平方根表面粗さ(RMS)が0.15nm以下であり、かつ、該多層反射膜表面の表面形状を、原子間力顕微鏡を用いて、100nm×100nmの測定範囲について、0.2nm以下の測定間隔で測定することにより求まる表面性状のアスペクト比Str(s=0.2)(ISO 25178−2)が0.30以上であることを特徴とする、EUVL用反射層付基板。
- 請求項2または3に記載のEUVL用反射層付基板の多層反射膜上に吸収層を形成してなるEUVL用反射型マスクブランク。
- 請求項1に記載のマスクブランク用ガラス基板の前記RMSが0.15nm以下、かつ、Strが0.30以上となる主表面上に、多層反射膜、および、吸収層をこの順に形成してなるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
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