JP7491235B2 - Glass substrate for EUVL and its manufacturing method, and mask blank for EUVL and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、EUVL用ガラス基板、及びその製造方法、並びにEUVL用マスクブランク、及びその製造方法に関する。 This disclosure relates to a glass substrate for EUVL and a manufacturing method thereof, as well as a mask blank for EUVL and a manufacturing method thereof.
従来から、半導体デバイスの製造には、フォトリソグラフィ技術が用いられている。フォトリソグラフィ技術では、露光装置によって、フォトマスクのパターンに光を照射し、フォトマスクのパターンをレジスト膜に転写する。 Traditionally, photolithography technology has been used to manufacture semiconductor devices. In photolithography technology, an exposure device irradiates light onto a photomask pattern, transferring the photomask pattern onto a resist film.
最近では、微細パターンの転写を可能とするため、短波長の露光光、例えば、ArFエキシマレーザ光、さらにはEUV(Extreme Ultra-Violet)光などの使用が検討されている。 Recently, the use of short-wavelength exposure light, such as ArF excimer laser light or even EUV (Extreme Ultra-Violet) light, has been considered to enable the transfer of fine patterns.
ここで、EUV光とは、軟X線および真空紫外光を含み、具体的には波長が0.2nm~100nm程度の光のことである。現時点では、露光光として13.5nm程度の波長のEUV光が主に検討されている。 Here, EUV light includes soft X-rays and vacuum ultraviolet light, and specifically refers to light with a wavelength of about 0.2 nm to 100 nm. At present, EUV light with a wavelength of about 13.5 nm is mainly being considered as exposure light.
特許文献1には、EUVL(Extreme Ultra-Violet Lithography)用マスクブランクの製造方法が記載されている。EUVL用マスクブランクは、ガラス基板と、ガラス基板の上に形成される反射膜と、反射膜の上に形成される吸収膜とを含む。
EUVL用マスクブランクには、微細パターンの転写精度を向上すべく、高い平坦度が求められる。EUVL用マスクブランクの平坦度は主に基板であるガラス基板の平坦度で決まるので、ガラス基板には高い平坦度が求められる。 Mask blanks for EUVL require high flatness to improve the transfer accuracy of fine patterns. The flatness of EUVL mask blanks is determined primarily by the flatness of the glass substrate, which serves as the substrate, so the glass substrate must have high flatness.
そこで、ガラス基板の平坦度を向上すべく、ビーム状のガスクラスタをガラス基板の主面に照射するエッチング工程が行われる。ガラス基板の主面は、ガスクラスタによって局所的にエッチングされ、平坦化される。 Therefore, in order to improve the flatness of the glass substrate, an etching process is performed in which a beam of gas clusters is irradiated onto the main surface of the glass substrate. The main surface of the glass substrate is locally etched and flattened by the gas clusters.
特許文献1には、ガスクラスタの照射によって、ガラス基板の主面から深さ100nm程度までフッ素又は塩素を打ち込む技術が開示されている。この技術によれば、ガラス基板の主面に圧縮応力層が生じ、ガラス基板の主面の強度が向上する。
ところで、EUVL用ガラス基板は、ガスクラスタを照射するエッチング工程の後に、研磨工程、検査工程、及び成膜工程などに供される。これらの工程をまとめて後工程と呼ぶ。 After the etching process in which gas clusters are irradiated, glass substrates for EUVL are subjected to a polishing process, an inspection process, a film formation process, and the like. These processes are collectively called post-processing.
後工程では、ガラス基板の端面が、保持具又は位置決め具等に押し当てられる。それゆえ、端面には、傷が付きやすい。なお、端面の代わりに、又は端面に加えて、ノッチ面が、保持具又は位置決め具に押し当てられることもある。 In a later process, the edge of the glass substrate is pressed against a holder or positioning tool. Therefore, the edge is easily scratched. Sometimes, instead of or in addition to the edge, the notch surface is pressed against the holder or positioning tool.
ノッチ面は、隣り合う2つの端面と主面の角を削り落とすように、主面に対して斜めに形成される。ノッチ面はガラス基板の向きを示し、ガラス基板の向きが所望の向きになるように、ガラス基板が各種の装置に設置され、保持具又は位置決め具等に押し当てられる。 The notch surface is formed at an angle to the main surface so as to remove the corners of the two adjacent end faces and the main surface. The notch surface indicates the orientation of the glass substrate, and the glass substrate is placed in various devices and pressed against a holder or positioning tool so that the orientation of the glass substrate is the desired orientation.
なお、ノッチ面は、無くてもよい。 The notch surface may be omitted.
ガラス基板の端面又はノッチ面に、傷が付くのは避けられない。但し、その傷が伸展し、大きな欠陥が生じると、ガラス基板は不良品として廃棄されてしまう。従って、歩留まりが低下してしまう。 It is unavoidable that scratches will occur on the edge or notch surface of the glass substrate. However, if the scratches spread and cause major defects, the glass substrate will be discarded as a defective product, which will result in a decrease in yield.
本開示の一態様は、EUVL用ガラス基板の端面又はノッチ面に形成された傷の伸展を抑制できる、技術を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a technology that can suppress the extension of scratches formed on the edge or notch surface of a glass substrate for EUVL.
本開示の一態様に係るEUVL用ガラス基板は、矩形状の第1主面と、前記第1主面とは反対向きの矩形状の第2主面と、前記第1主面及び前記第2主面に対して垂直な4つの端面と、前記第1主面と前記端面との境界に形成された4つの第1面取面と、前記第2主面と前記端面との境界に形成された4つの第2面取面と、を有する。EUVL用ガラス基板は、TiO2を含有する石英ガラスで形成される。前記端面は、フッ素(F)及び前記フッ素と共にガスクラスタを形成する前記フッ素以外の元素(A)を含み、下記式(1)及び下記式(2)を満たす。 A glass substrate for EUVL according to one aspect of the present disclosure has a rectangular first main surface, a rectangular second main surface facing opposite to the first main surface, four end surfaces perpendicular to the first main surface and the second main surface, four first chamfered surfaces formed at the boundaries between the first main surface and the end surfaces, and four second chamfered surfaces formed at the boundaries between the second main surface and the end surfaces. The glass substrate for EUVL is made of quartz glass containing TiO2 . The end surfaces contain fluorine (F) and an element (A) other than fluorine that forms a gas cluster together with the fluorine, and satisfy the following formulas (1) and (2).
本開示の別の一態様に係るEUVL用ガラス基板は、矩形状の第1主面と、前記第1主面とは反対向きの矩形状の第2主面と、前記第1主面及び前記第2主面に対して垂直な4つの端面と、前記第1主面と前記端面との境界に形成された4つの第1面取面と、前記第2主面と前記端面との境界に形成された4つの第2面取面と、隣り合う2つの前記端面と前記第1主面の角を削り落とすように前記第1主面に対して斜めに形成された1つ以上のノッチ面と、を有する。EUVL用ガラス基板は、TiO2を含有する石英ガラスで形成される。前記ノッチ面は、フッ素(F)及び前記フッ素と共にガスクラスタを形成する前記フッ素以外の元素(A)を含み、下記式(3)及び下記式(4)を満たす。 A glass substrate for EUVL according to another aspect of the present disclosure has a rectangular first main surface, a rectangular second main surface facing opposite to the first main surface, four end surfaces perpendicular to the first main surface and the second main surface, four first chamfered surfaces formed at the boundaries between the first main surface and the end surfaces, four second chamfered surfaces formed at the boundaries between the second main surface and the end surfaces, and one or more notch surfaces formed obliquely with respect to the first main surface so as to cut off corners of two adjacent end surfaces and the first main surface. The glass substrate for EUVL is formed of quartz glass containing TiO2 . The notch surfaces contain fluorine (F) and an element (A) other than fluorine that forms a gas cluster together with the fluorine, and satisfy the following formulas (3) and (4).
本開示の一態様によれば、EUVL用ガラス基板の端面又はノッチ面に形成された傷の伸展を抑制できる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to suppress the extension of scratches formed on the edge face or notch face of a glass substrate for EUVL.
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。明細書中、数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that the same or corresponding configurations in each drawing will be given the same reference numerals, and descriptions thereof may be omitted. In the specification, "~" indicating a numerical range means that the numerical values before and after it are included as the lower and upper limits.
図1に示すように、EUVL(Extreme Ultra-Violet Lithography)用マスクブランクの製造方法は、S101~S107を有する。マスクブランクの製造にはガラス基板が用いられる。ガラス基板のガラスは、TiO2を含有する石英ガラスが好ましい。石英ガラスは、一般的なソーダライムガラスに比べて、線膨張係数が小さく、温度変化による寸法変化が小さい。石英ガラスは、SiO2を80質量%~95質量%、TiO2を4質量%~17質量%含んでよい。TiO2含有量が4質量%~17質量%であると、室温付近での線膨張係数が略ゼロであり、室温付近での寸法変化がほとんど生じない。石英ガラスは、SiO2およびTiO2以外の第三成分や不純物を含んでもよい。このような石英ガラスとして、例えば、Corning社のULE(登録商標)7973シリーズを用いてもよい。 As shown in FIG. 1, the method for manufacturing a mask blank for EUVL (Extreme Ultra-Violet Lithography) includes steps S101 to S107. A glass substrate is used for manufacturing the mask blank. The glass of the glass substrate is preferably quartz glass containing TiO 2. Quartz glass has a smaller linear expansion coefficient and a smaller dimensional change due to temperature change than general soda-lime glass. Quartz glass may contain 80% to 95% by mass of SiO 2 and 4% to 17% by mass of TiO 2. When the TiO 2 content is 4% to 17% by mass, the linear expansion coefficient is approximately zero near room temperature, and there is almost no dimensional change near room temperature. Quartz glass may contain a third component or impurities other than SiO 2 and TiO 2. As such quartz glass, for example, Corning's ULE (registered trademark) 7973 series may be used.
ガラス基板2は、図2及び図3に示すように、第1主面21と、第2主面22と、4つの端面23と、4つの第1面取面24と、4つの第2面取面25と、3つのノッチ面26とを含む。第1主面21は、矩形状である。本明細書において、矩形状とは、角に面取加工を施した形状を含む。また、矩形は、正方形を含む。第2主面22は、第1主面21とは反対向きである。第2主面22も、第1主面21と同様に、矩形状である。端面23は、第1主面21及び第2主面22に対して垂直である。第1面取面24は、第1主面21と端面23の境界に形成される。第2面取面25は、第2主面22と端面23の境界に形成される。第1面取面24及び第2面取面25は、本実施形態では、いわゆるC面取面であるが、R面取面であってもよい。ノッチ面26は、隣り合う2つの端面23と第1主面21の角を削り落とすように、第1主面21に対して斜めに形成される。ノッチ面26はガラス基板2の向きを示し、ガラス基板2の向きが所望の向きになるように、ガラス基板2が各種の装置に設置される。ノッチ面26の数は、本実施形態では3つであるが、1つ以上であればよく、特に限定されない。例えばノッチ面26の数が4つであっても、ノッチ面26の大きさが異なれば、ガラス基板2の向きは判別可能である。なお、ノッチ面26は無くてもよく、ノッチ面26の数はゼロでもよい。
2 and 3, the
ガラス基板2の第1主面21は、図3にドット模様で示す品質保証領域27を有する。品質保証領域27は、S101~S104によって所望の平坦度に加工される領域である。品質保証領域27は、第1主面21に直交する方向から見て、例えば端面23からの距離Lが5mm以内の周縁領域28を除く領域である。なお、図示しないが、ガラス基板2の第2主面22も、第1主面21と同様に、品質保証領域と周縁領域とを有する。
The first
先ず、図1のS101では、ガラス基板2の第1主面21及び第2主面22を研磨する。第1主面21及び第2主面22は、両面研磨機で同時に研磨されてもよいし、片面研磨機で順番に研磨されてもよい。S101では、研磨パッドとガラス基板2の間に研磨スラリーを供給しながら、ガラス基板2を研磨する。研磨スラリーは、研磨剤を含む。研磨剤は、例えば酸化セリウム粒子である。第1主面21及び第2主面22は、異なる材質又は粒度の研磨剤で、複数回研磨されてもよい。
First, in S101 of FIG. 1, the first
なお、S101で用いられる研磨剤は、酸化セリウム粒子には限定されない。例えば、S101で用いられる研磨剤は、酸化シリコン粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化チタン粒子、ダイヤモンド粒子、又は炭化珪素粒子などであってもよい。 The abrasive used in S101 is not limited to cerium oxide particles. For example, the abrasive used in S101 may be silicon oxide particles, aluminum oxide particles, zirconium oxide particles, titanium oxide particles, diamond particles, silicon carbide particles, etc.
次に、図1のS102では、ガラス基板2の第1主面21及び第2主面22の表面形状を測定する。表面形状の測定には、例えば、表面が傷付かないように、レーザ干渉式等の非接触式の測定機が用いられる。測定機は、第1主面21の品質保証領域27、及び第2主面22の品質保証領域の表面形状を測定する。
Next, in S102 of FIG. 1, the surface shapes of the first
次に、図1のS103では、S102の測定結果を参照し、平坦度を向上すべく、ガラス基板2の第1主面21及び第2主面22をビーム状のガスクラスタで加工する。第1主面21と第2主面22は、ガスクラスタで順番にエッチングされる。その順番は、どちらが先でもよく、特に限定されない。
Next, in S103 of FIG. 1, the measurement results of S102 are referenced, and the first
ガスクラスタは、熱電子の衝突によってイオン化され、続いて、電界によって加速され、更に中性化後に、第1主面21又は第2主面22に向けて照射される。ガスクラスタの衝突によって、第1主面21又は第2主面22が局所的にエッチングされ、平坦化される。S103の詳細は、後述する。
The gas clusters are ionized by the impact of the thermal electrons, then accelerated by the electric field, and after neutralization, are irradiated toward the first
次に、図1のS104では、ガラス基板2の第1主面21及び第2主面22の仕上げ研磨を行う。第1主面21及び第2主面22は、両面研磨機で同時に研磨されてもよいし、片面研磨機で順番に研磨されてもよい。S104では、研磨パッドとガラス基板2の間に研磨スラリーを供給しながら、ガラス基板2を研磨する。研磨スラリーは、研磨剤を含む。研磨剤は、例えばコロイダルシリカ粒子である。
Next, in S104 of FIG. 1, the first
次に、図1のS105では、ガラス基板2の第1主面21の品質保証領域27に、図4に示す反射膜3を形成する。反射膜3は、EUV光を反射する。反射膜3は、例えば高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜であってよい。高屈折率層は例えばシリコン(Si)で形成され、低屈折率層は例えばモリブデン(Mo)で形成される。反射膜3の成膜方法としては、例えばイオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法などのスパッタリング法が用いられる。
Next, in S105 of FIG. 1, a
次に、図1のS106では、S105で形成された反射膜3の上に、図4に示す吸収膜4を形成する。吸収膜4は、EUV光を吸収する。吸収膜4は、例えばタンタル(Ta)、クロム(Cr)、パラジウム(Pd)から選ばれる少なくとも1つの元素を含む単金属、合金、窒化物、酸化物、酸窒化物などで形成される。吸収膜4の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。
Next, in S106 of FIG. 1, an absorbing
最後に、図1のS107では、ガラス基板2の第2主面22の品質保証領域に、図4に示す導電膜5を形成する。導電膜5は、露光装置の静電チャックでフォトマスクを静電吸着するのに用いられる。導電膜5は、例えば窒化クロム(CrN)などで形成される。導電膜5の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。なお、S107は、本実施形態ではS105及びS106の後に実施されるが、S105及びS106の前に実施されてもよい。
Finally, in S107 of FIG. 1, a
なお、反射膜3と導電膜5の配置は逆でもよい。つまり、導電膜5がガラス基板2の第1主面21の品質保証領域27に形成され、反射膜3がガラス基板2の第2主面22の品質保証領域に形成されてもよい。吸収膜4は、反射膜3の上に形成される。
The arrangement of the
上記S101~S107により、図4に示すEUVL用マスクブランク1が得られる。EUVL用マスクブランク1は、ガラス基板2と、反射膜3と、吸収膜4と、導電膜5とを含む。なお、EUVL用マスクブランク1は、導電膜5を含まなくてもよい。また、EUVL用マスクブランク1は、更に別の膜を含んでもよい。
By steps S101 to S107, the EUVL mask blank 1 shown in FIG. 4 is obtained. The EUVL mask blank 1 includes a
例えば、EUVL用マスクブランク1は、更に、低反射膜を含んでもよい。低反射膜は、吸収膜4上に形成される。低反射膜は、図5に示す吸収膜4の開口パターン41の検査に用いられ、検査光に対して吸収膜4よりも低反射特性を有する。低反射膜は、例えばTaONまたはTaOなどで形成される。低反射膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。
For example, the EUVL mask blank 1 may further include a low-reflection film. The low-reflection film is formed on the absorbing
また、EUVL用マスクブランク1は、更に、保護膜を含んでもよい。保護膜は、反射膜3と吸収膜4との間に形成される。保護膜は、吸収膜4に開口パターン41を形成すべく吸収膜4をエッチングする際に、反射膜3がエッチングされないように、反射膜3を保護する。保護膜は、例えばRu、Si、またはTiO2などで形成される。保護膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。
Moreover, the EUVL mask blank 1 may further include a protective film. The protective film is formed between the
図5に示すように、EUVL用フォトマスクは、吸収膜4に開口パターン41を形成して得られる。開口パターン41の形成には、フォトリソグラフィ法およびエッチング法が用いられる。従って、開口パターン41の形成に用いられるレジスト膜が、EUVL用マスクブランク1に含まれてもよい。
As shown in FIG. 5, the EUVL photomask is obtained by forming an
次に、図6を参照して、図1のS103で用いられる加工装置について説明する。加工装置100は、いわゆるGCIB(Gas Cluster Ion Beam)加工装置である。
Next, the processing device used in S103 in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 6. The
加工装置100は、真空容器101を含む。真空容器101は、ノズルチャンバ102と、イオン化/加速チャンバ103と、処理チャンバ104とを有する。3つのチャンバ102、103、104は、互いに接続され、ガスクラスタの通路を形成する。3つのチャンバ102、103、104は、3つの真空ポンプ105、106、107によって排気され、所望の真空度に維持される。なお、チャンバの数、及び真空ポンプの数は、特に限定されない。
The
加工装置100は、生成部110を含む。生成部110は、ガスクラスタを生成する。生成部110は、例えば、原料タンク111と、圧力制御器113と、供給管114と、ノズル116とを含む。原料タンク111は、原料ガス(例えばCF4ガス)を貯蔵する。圧力制御器113は、供給管114を介して原料タンク111からノズル116に供給される原料ガスの供給圧を制御する。ノズル116は、ノズルチャンバ102内に設けられ、真空中に原料ガスを噴射し、超音速のガスジェット118を形成する。
The
原料ガスは、ガスジェット118内にて、断熱膨張によって冷却される。その結果、ガスジェット118の一部は、それぞれが数個から数1000個の原子又は分子の集合体であるガスクラスタに凝縮する。ガスジェット118の流れの中心付近にガスクラスタが多く含まれる。それゆえ、スキーマ119によって、ガスジェット118の流れの中心付近のみを通過させることにより、ガスクラスタを効率的に送り出せる。
The source gas is cooled by adiabatic expansion in the
なお、原料ガスは、CF4ガスには限定されず、CHF3ガス、CH2F2ガス、C2F6ガス、BF3ガス、NF3ガス、SF6ガス、SeF6ガス、TeF6ガス、又はWF6ガスなどであってもよい。詳しくは後述するが、これらのガスの中でも、CF4ガス、CHF3ガス、又はCH2F2ガスが好ましい。これらのガスから複数のガスが選ばれてもよく、混合ガスが原料ガスとして用いられてもよい。 The raw material gas is not limited to CF4 gas, and may be CHF3 gas, CH2F2 gas, C2F6 gas, BF3 gas, NF3 gas, SF6 gas, SeF6 gas, TeF6 gas, or WF6 gas. Of these gases, CF4 gas, CHF3 gas, or CH2F2 gas is preferable, as described in detail below. A plurality of gases may be selected from these gases, or a mixed gas may be used as the raw material gas.
加工装置100は、イオン化部120を含む。イオン化部120は、ガスジェット118内のガスクラスタの少なくとも一部をイオン化する。イオン化部120は、例えば、1以上の熱フィラメント124と、円筒電極126とを含む。熱フィラメント124は、電源125からの電力(電圧VF)によって発熱し、熱電子を放出する。円筒電極126は、熱フィラメント124から放出された熱電子を加速し、加速した熱電子をガスクラスタと衝突させる。電子とガスクラスタとの衝突によってガスクラスタの一部から電子が放出され、これらのガスクラスタが正イオン化する。なお、2つ以上の電子が放出され、多価イオン化する場合もある。円筒電極126と熱フィラメント124の間に、電源127からの電圧VAが印加される。この電圧VA(電界)によって、熱電子が加速され、ガスクラスタと衝突する。
The
加工装置100は、加速部130を含む。加速部130は、イオン化部120でイオン化したガスクラスタを加速し、GCIB128を形成する。加速部130は、例えば、第1電極132と、第2電極134とを含む。第2電極134は接地され、第1電極132には電源135から正の電圧Vsが印加される。第1電極132および第2電極134は、正イオン化したガスクラスタを加速する電界を形成する。加速されたガスクラスタは、第2電極134の開口からGCIB128として引き出される。電源136は、第1電極132および第2電極134に対してイオン化部120にバイアスをかける加速電圧VAccを供給し、総GCIB加速電位がVAccに等しくなるようにする。VAccは、例えば1kV~200kV、好ましくは1kV~70kVである。
The
加工装置100は、不図示の中性化部を含んでもよい。中性化部は、加速部130で形成されたGCIB128を中性化し、中性のガスクラスタを形成する。中性のガスクラスタをガラス基板2に照射するので、ガラス基板2の帯電を防止できる。なお、正イオン化されたガスクラスタをガラス基板2に照射しても、ガラス基板2のエッチングは可能である。
The
加工装置100は、照射部150を含む。照射部150は、ビーム状のガスクラスタ129をガラス基板2に照射し、ガラス基板2を局所的にエッチングする。ガスクラスタ129のビームの強度分布の半値幅は、例えば1~30mmである。照射部150は、例えば、ステージ151と、ステージ移動機構152と、アパーチャ153とを含む。ステージ151は、処理チャンバ104内に設置され、ガラス基板2を保持する。ステージ移動機構152は、ガラス基板2におけるガスクラスタ129の照射点を移動させるべく、ステージ151を2次元的にY軸方向及びZ軸方向に移動させる。移動速度を制御することで、エッチング量を制御でき、ガラス基板2を平坦化できる。なお、ステージ移動機構152は、ステージ151をX軸方向にも移動可能である。また、ステージ移動機構152は、Y軸方向に延びる回転軸を中心にステージ151を回転可能である。アパーチャ153は、ガスクラスタ129の通路の途中に設けられ、ガスクラスタ129の強度の均一性を高める。ガスクラスタ129は、アパーチャ153の開口を通り、ガラス基板2に照射される。
The
次に、図7~図9を参照して、加工装置100の照射部150について説明する。本明細書において、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向及びY軸方向が水平方向、Z軸方向が鉛直方向である。以下の説明において、X軸正方向が前方、X軸負方向が後方である。図7に矢印で示すガスクラスタ129の照射方向は、X軸正方向である。
Next, the
図7に示すように、照射部150は、ビーム状のガスクラスタ129を前方に照射し、照射したガスクラスタ129でガラス基板2の第1主面21、端面23、第1面取面24及びノッチ面26を局所的にエッチングする。第1主面21は、後方に向けて配置され、且つ斜め上向きに傾斜して配置される。傾斜角度は、特に限定されないが、例えば5°である。第1主面21を斜め上向きに傾斜して配置することで、4つの端面23のうち下方の端面23にビーム状のガスクラスタ129を直接照射することが可能となる。なお、ガラス基板2の向きを逆向きにすれば、ガラス基板2の第2主面22及び第2面取面25の局所的なエッチングも当然に可能である。
As shown in FIG. 7, the
図9に示すように、ステージ151は、ガラス基板2の第2主面22に対向配置される。ステージ151は、ガラス基板2の前方に配置される。ステージ151は、例えばスペーサ155を介してガラス基板2を保持してもよい。スペーサ155は、ステージ151とガラス基板2の間に隙間を形成する。ガラス基板2の第2主面22の全体がステージ151に接触する場合に比べて、第2主面22の接触傷の発生を抑制できる。
As shown in FIG. 9, the
スペーサ155は、先細り状のテーパ面を有してもよい。スペーサ155のテーパ面でガラス基板2の第2面取面25を保持すれば、第2主面22に全く接触しないので、第2主面22の接触傷の発生を確実に防止できる。スペーサ155の一部は、図8に示すようにガスクラスタ129の照射方向から見て、ガラス基板2の外側に配置される。
The
なお、本実施形態ではガスクラスタ129の照射方向から見て、スペーサ155の一部をガラス基板2の外側に配置するが、スペーサ155の全体をガラス基板2の内側に配置することも可能である。その場合、スペーサ155は、ガラス基板2の第2面取面25ではなく、第2主面22の品質保証領域を除く周縁領域に接触する。
In this embodiment, a part of the
また、ステージ151は、クランプ156を介して、ガラス基板2を保持してもよい。真空中でガラス基板2を安定的に保持できる。クランプ156の全体は、ガスクラスタ129の照射方向から見て、ガラス基板2の外側に配置される。クランプ156は、例えばガラス基板2の端面23を押さえる。クランプ156は、ガラス基板2の周縁に沿って間隔をおいて複数設けられる。
The
なお、クランプ156は、本実施形態ではガラス基板2の端面23を押さえるが、ガラス基板2の第1主面21の周縁領域28を押さえてもよい。また、クランプ156は、ガラス基板2の第1面取面24を押さえてもよい。これらの場合も、クランプ156の一部は、ガスクラスタ129の照射方向から見て、ガラス基板2の外側に配置される。
In this embodiment, the
ところで、図1に示すように、ガラス基板2は、ガスクラスタ129を照射するエッチング工程の後に、研磨工程、検査工程、及び成膜工程などに供される。これらの工程をまとめて後工程と呼ぶ。後工程では、ガラス基板2の端面23が、保持具又は位置決め具等に押し当てられる。それゆえ、端面23には、傷が付きやすい。
As shown in FIG. 1, after the etching process in which
そこで、本実施形態では、ガスクラスタ129の照射によって、ガラス基板2の端面23に、フッ素(F)及びフッ素以外の元素(以下、「A」とも表記する。)を打ち込み、端面23の近傍を軟化させる。端面23の近傍の硬さが柔らかいので、傷を伸展させる応力を吸収するように、端面23の近傍が変形できる。従って、傷の伸展を抑制でき、歩留まりの低下を抑制できる。
In this embodiment, fluorine (F) and elements other than fluorine (hereinafter also referred to as "A") are implanted into the
Aは、Fと共にガスクラスタ129を形成するものであれば特に限定されないが、例えば、炭素(C)、ホウ素(B)、水素(H)、窒素(N)、硫黄(S)、セレン(Se)、テルル(Te)、又はタングステン(W)である。詳しくは後述するが、Aは、価電子数が少ない元素が好ましく、また、原子半径が小さい元素が好ましい。具体的には、Aは、好ましくは炭素(C)、ホウ素(B)、又は窒素(N)であり、より好ましくは炭素(C)である。
A is not particularly limited as long as it forms a
図10に示すようにガスクラスタ129がガラス基板2に打ち込まれると、反応性の高いフッ素によって、ガラス表面近傍のSi-O結合が切断される。その結果、Si、O、F、及びAがランダムに結合し、密度が疎になるので、ガラス表面の硬さが柔らかくなると推定される。
As shown in FIG. 10, when
ガラス表面の密度が疎になれば、ガラス表面に圧縮応力が生じないので、ガラス表面の硬さが硬くなることはない。ガラス表面の密度を疎にする目的で、Aは、価電子数が少ない元素が好ましく、また、原子半径が小さい元素が好ましい。Aは、上記の通り、好ましくは炭素、ホウ素、又は窒素であり、より好ましくは炭素である。AとFによって形成されるガスクラスタ129は、好ましくはCF4、CHF3、CH2F2、BF3、又はNF3であり、より好ましくはCF4、CHF3、又はCH2F2である。CF4等は、BF3及びNF3に比べて、取り扱いが容易である。
If the density of the glass surface becomes low, no compressive stress occurs on the glass surface, so the hardness of the glass surface does not become high. In order to make the density of the glass surface low, A is preferably an element with a small number of valence electrons and an element with a small atomic radius. As described above, A is preferably carbon, boron, or nitrogen, and more preferably carbon. The
また、ガラス表面の密度が疎になれば、ガラス表面に圧縮応力が生じないので、圧縮応力によるガラス基板2の変形が生じない。従って、ガラス基板2の第1主面21及び第2主面22の平坦度が良好である。
In addition, if the density of the glass surface is low, compressive stress is not generated on the glass surface, and deformation of the
F及びAは、ガラス基板2の端面23に打ちこまれる。図1のS103にて、ガスクラスタ129をガラス基板2の端面23に直接照射してもよいし、ガラス基板2の周辺部品との衝突によって向きを変えたガスクラスタ129を、ガラス基板2の端面23に打ちこんでもよい。また、4つの端面23にガスクラスタ129を直接照射するために、X軸に対して平行な回転軸を中心にガラス基板2を90度ずつ回転させ、S103を複数回実施してもよい。このとき、ガスクラスタ129の照射時間およびステージ151の座標を制御することで、4つの端面23に打ちこまれるF及びAの量を制御することができる。ガラス基板2の周辺部品としては、例えばステージ151、スペーサ155、及びクランプ156等が挙げられる。
F and A are implanted into the
端面23は、F及びAを含み、下記式(1)及び下記式(2)を満たす。
The
上記の通り、端面23は、F及びAを含み、上記式(1)及び上記式(2)を満たす。これにより、保持具又は位置決め具等に当てられる端面23の近傍の硬さを軟化できる。端面23の近傍の硬さが柔らかいので、傷を伸展させる応力を吸収するように、端面23の近傍が変形できる。従って、傷の伸展を抑制でき、歩留まりの低下を抑制できる。
As described above, the
なお、端面23の代わりに、又は端面23に加えて、ノッチ面26が、保持具又は位置決め具に押し当てられることもある。この場合、ノッチ面26に傷が付くのは、避けられない。但し、その傷が伸展し、大きな欠陥が生じると、ガラス基板は不良品として廃棄されてしまう。従って、歩留まりが低下してしまう。
In addition, instead of or in addition to the
そこで、ガスクラスタ129の照射によって、ガラス基板2のノッチ面26に、フッ素(F)及びフッ素以外の元素(A)を打ち込み、ノッチ面26の近傍を軟化させてもよい。ノッチ面26の近傍の硬さが柔らかいので、傷を伸展させる応力を吸収するように、ノッチ面26の近傍が変形できる。従って、傷の伸展を抑制でき、歩留まりの低下を抑制できる。
Therefore, fluorine (F) and an element other than fluorine (A) may be implanted into the
図1のS103にて、ガスクラスタ129をガラス基板2のノッチ面26に直接照射してもよいし、ガラス基板2の周辺部品との衝突によって向きを変えたガスクラスタ129を、ガラス基板2のノッチ面26に打ちこんでもよい。また、X軸に対して平行な回転軸を中心にガラス基板2を90度ずつ回転させ、S103を複数回実施してもよい。このとき、ガスクラスタ129の照射時間およびステージ151の座標を制御することで、全てのノッチ面26に打ちこまれるF及びAの量を制御することができる。ノッチ面26は、端面23に比べて、ガスクラスタ129を直接照射しやすく、F及びAの含有量を大きくできる。
In S103 of FIG. 1, the
ガスクラスタ129を照射したノッチ面26は、F及びAを含み、下記式(3)及び下記式(4)を満たす。
The
上記の通り、ノッチ面26は、F及びAを含み、上記式(3)及び上記式(4)を満たす。これにより、保持具又は位置決め具等に当てられるノッチ面26の近傍の硬さを軟化できる。ノッチ面26の近傍の硬さが柔らかいので、傷を伸展させる応力を吸収するように、ノッチ面26の近傍が変形できる。従って、傷の伸展を抑制でき、歩留まりの低下を抑制できる。
As described above, the
次に、主に図12~図14を参照して、実験データについて説明する。例1では、ガスクラスタ129をガラス基板2の端面23に直接照射した。具体的には、図11に図示の如く、ガスクラスタ129のビーム129Aがガラス基板2の下方の端面23に斜めに入射するように、第1主面21を後方に向けて且つ斜め上向きに傾斜して配置した。傾斜角度は、5°であった。これにより、ガラス基板2の端面23にガスクラスタ129を直接照射した。これを、X軸に対して平行な回転軸を中心にガラス基板2を90度ずつ回転させて行うことで、4つの端面23にガスクラスタ129を直接照射した。ガスクラスタ129の原料ガスとしては、CF4ガスを用いた。つまり、フッ素(F)以外の元素(A)は炭素(C)であった。ガスクラスタ129の照射後、ガラス基板2の端面23の組成分析を、TOF-SIMSにより測定した。組成分析用のサンプルは、ガラス基板2の端面23から切り出し、端面23を上に向けて略水平となるように治具に固定した。端面23の組成分析には、ION-TOF社製のTOF.SIMS5を用いた。ガラス基板2としては、TiO2を含有する石英ガラスを用いた。
Next, the experimental data will be described with reference mainly to FIG. 12 to FIG. 14. In Example 1, the
図12に、例1のガラス基板2の端面23をTOF-SIMSで測定した、F強度/Si強度の深さ方向分布を示す。図12から明らかなように、Fは、ガラス基板2の端面23の近傍に打ち込まれた。上記式(1)の左辺の値S1は、1.00であった。なお、ガスクラスタ129の照射前に、端面23の組成分析をTOF-SIMSにより実施したところ、S1は0.139であった。
Figure 12 shows the depth distribution of F intensity/Si intensity measured by TOF-SIMS on the
また、図13に、例1のガラス基板2の端面23をTOF-SIMSで測定した、C強度/Si強度の深さ方向分布を示す。図13から明らかなように、Cは、ガラス基板2の端面23の近傍に打ち込まれた。上記式(2)の左辺の値S2は、0.07であった。なお、ガスクラスタ129の照射前に、端面23の組成分析をTOF-SIMSにより実施したところ、S2は0.017であった。
Figure 13 shows the depth distribution of C intensity/Si intensity measured by TOF-SIMS on the
図14に、例1のガラス基板2の端面23の、ガスクラスタ照射前後の硬さを示す。硬さは、エリオニクス社製の超微小押込み硬さ試験機(商品名:ENT-1100a)により測定した。押込み荷重は60mN、保持時間は1000ms、測定回数は100回であった。図14において、Hminは最小値、H25%は25パーセンタイル、H50%は50パーセンタイル(中央値)、H75%は75パーセンタイル、Hmaxは最大値を示す。一般的に、測定値を小さい順に並べた際に、初めから数えて全体のα%に位置する値を、αパーセンタイルと言う。図14から明らかなように、ガスクラスタの照射前の硬さに比べて、ガスクラスタの照射後の硬さは柔らかいことが分かる。
FIG. 14 shows the hardness of the
例2では、例1と同一のガラス基板2のノッチ面26にガスクラスタ129を直接照射した。ガスクラスタ129の原料ガスとしては、CF4ガスを用いた。つまり、フッ素(F)以外の元素(A)は炭素(C)であった。ガスクラスタ129の照射後、ガラス基板2のノッチ面26の組成分析を、TOF-SIMSにより測定した。組成分析用のサンプルは、ガラス基板2のノッチ面26を含む角から切り出し、ノッチ面26を上に向けて水平に治具に固定した。ノッチ面26の組成分析には、ION-TOF社製のTOF.SIMS5を用いた。
In Example 2, the
図15に、例2のガラス基板2のノッチ面26をTOF-SIMSで測定した、F強度/Si強度の深さ方向分布を示す。図15から明らかなように、Fは、ガラス基板2のノッチ面26の近傍に打ち込まれた。上記式(3)の左辺の値S3は、4.83であった。なお、ガスクラスタ129の照射前に、ノッチ面26の組成分析をTOF-SIMSにより実施したところ、S3は0.139であった。
Figure 15 shows the depth distribution of F intensity/Si intensity measured by TOF-SIMS for the
また、図16に、例2のガラス基板2のノッチ面26をTOF-SIMSで測定した、C強度/Si強度の深さ方向分布を示す。図16から明らかなように、Cは、ガラス基板2のノッチ面26の近傍に打ち込まれた。上記式(4)の左辺の値S4は、0.114であった。なお、ガスクラスタ129の照射前に、ノッチ面26の組成分析をTOF-SIMSにより実施したところ、S4は0.017であった。
Figure 16 shows the depth distribution of C intensity/Si intensity measured by TOF-SIMS on the
以上の結果から、例2のガラス基板2のノッチ面26も、例1のガラス基板2の端面23と同様に、ガスクラスタ129の照射によって硬さが柔らかくなったことがわかる。
The above results show that the hardness of the
以上、本開示に係るEUVL用ガラス基板、及びその製造方法、並びにEUVL用マスクブランク、及びその製造方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。 The glass substrate for EUVL and its manufacturing method, as well as the mask blank for EUVL and its manufacturing method according to the present disclosure have been described above, but the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments. Various changes, modifications, substitutions, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. Naturally, these also fall within the technical scope of the present disclosure.
1 EUVL用マスクブランク
2 ガラス基板
21 第1主面
22 第2主面
23 端面
24 第1面取面
25 第2面取面
26 ノッチ面
3 反射膜
4 吸収膜
129 ガスクラスタ
129A ビーム
1 EUVL mask blank 2
Claims (13)
TiO2を含有する石英ガラスで形成され、
前記端面は、フッ素(F)及び前記フッ素と共にガスクラスタを形成する前記フッ素以外の元素(A)を含み、下記式(1)及び下記式(2)を満たす、EUVL用ガラス基板。
It is made of quartz glass containing TiO2 ,
The end surface of the glass substrate for EUVL contains fluorine (F) and an element (A) other than fluorine that forms a gas cluster together with the fluorine, and satisfies the following formulas (1) and (2):
TiO2を含有する石英ガラスで形成され、
前記ノッチ面は、フッ素(F)及び前記フッ素と共にガスクラスタを形成する前記フッ素以外の元素(A)を含み、下記式(3)及び下記式(4)を満たす、EUVL用ガラス基板。
It is made of quartz glass containing TiO2 ,
The notch surface contains fluorine (F) and an element (A) other than fluorine that forms a gas cluster together with the fluorine, and satisfies the following formulas (3) and (4):
EUVL用ガラス基板上に形成される、EUV光を反射する反射膜と、
前記反射膜上に形成される、前記EUV光を吸収する吸収膜とを有する、EUVL用マスクブランク。 A glass substrate for EUVL according to any one of claims 1 to 4,
a reflective film formed on a glass substrate for EUVL to reflect EUV light;
and an absorbing film that absorbs the EUV light and is formed on the reflective film.
前記フッ素及び前記フッ素以外の前記元素を含むガスクラスタを前記EUVL用ガラス基板に照射し、前記端面に前記フッ素及び前記フッ素以外の前記元素を打ち込むことを含む、EUVL用ガラス基板の製造方法。 A method for producing the EUVL glass substrate according to claim 1, comprising the steps of:
A method for manufacturing a glass substrate for EUVL, comprising: irradiating the glass substrate for EUVL with gas clusters containing the fluorine and the element other than the fluorine, and implanting the fluorine and the element other than the fluorine into the end surface.
前記フッ素及び前記フッ素以外の前記元素を含むガスクラスタを前記EUVL用ガラス基板に照射し、前記ノッチ面に前記フッ素及び前記フッ素以外の前記元素を打ち込むことを含む、EUVL用ガラス基板の製造方法。 A method for producing the EUVL glass substrate according to claim 2, comprising the steps of:
A method for manufacturing a glass substrate for EUVL, comprising: irradiating the glass substrate for EUVL with gas clusters containing the fluorine and the element other than the fluorine, and implanting the fluorine and the element other than the fluorine into the notch surface.
前記フッ素及び前記フッ素以外の前記元素を含むガスクラスタを前記EUVL用ガラス基板に照射し、前記端面に前記フッ素及び前記フッ素以外の前記元素を打ち込むことを含む、EUVL用マスクブランクの製造方法。 2. A method for producing a mask blank for EUVL comprising: a glass substrate for EUVL according to claim 1; a reflective film that reflects EUV light and is formed on the glass substrate for EUVL; and an absorbing film that absorbs the EUV light and is formed on the reflective film, the method comprising the steps of:
A method for manufacturing an EUVL mask blank, comprising: irradiating the EUVL glass substrate with gas clusters containing the fluorine and the element other than the fluorine, and implanting the fluorine and the element other than the fluorine into the end surface.
前記フッ素及び前記フッ素以外の前記元素を含むガスクラスタを前記EUVL用ガラス基板に照射し、前記ノッチ面に前記フッ素及び前記フッ素以外の前記元素を打ち込むことを含む、EUVL用マスクブランクの製造方法。 3. A method for producing a mask blank for EUVL comprising: a glass substrate for EUVL according to claim 2; a reflective film that reflects EUV light and is formed on the glass substrate for EUVL; and an absorbing film that absorbs the EUV light and is formed on the reflective film, the method comprising the steps of:
A method for manufacturing a mask blank for EUVL, comprising: irradiating the glass substrate for EUVL with a gas cluster containing the fluorine and the element other than the fluorine, and implanting the fluorine and the element other than the fluorine into the notch surface.
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