KR102180712B1 - 다층 반사막 부착 기판의 제조방법 - Google Patents

다층 반사막 부착 기판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102180712B1
KR102180712B1 KR1020157003267A KR20157003267A KR102180712B1 KR 102180712 B1 KR102180712 B1 KR 102180712B1 KR 1020157003267 A KR1020157003267 A KR 1020157003267A KR 20157003267 A KR20157003267 A KR 20157003267A KR 102180712 B1 KR102180712 B1 KR 102180712B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
multilayer reflective
substrate
film
reflective film
less
Prior art date
Application number
KR1020157003267A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150058149A (ko
Inventor
도시히코 오리하라
가즈히로 하마모토
히로후미 고자카이
츠토무 쇼키
준이치 호리카와
Original Assignee
호야 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 호야 가부시키가이샤 filed Critical 호야 가부시키가이샤
Publication of KR20150058149A publication Critical patent/KR20150058149A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102180712B1 publication Critical patent/KR102180712B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/76—Patterning of masks by imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/52—Reflectors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H01L21/0275—Photolithographic processes using lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

본 발명은 여러 가지 파장의 광을 사용한 고감도 결함 검사기에 있어서도 유사 결함의 검출이 적고, 특히 다층 반사막 부착 기판에 요구되는 평활성이 달성되며, 동시에 유사 결함의 검출이 적기 때문에 치명 결함을 확실하게 검출할 수 있는 다층 반사막 부착 기판 및 그 제조 방법 등을 제공하는 것을 목적으로 하고, 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층한 다층 반사막을, 이온 빔 스퍼터링에 의해 0도 이상 30도 미만의 입사각도로 스퍼터 입자를 입사시켜 소정의 공간 주파수 영역에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 소정의 값이 되도록 한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

다층 반사막 부착 기판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SUBSTRATE WITH MULTILAYER REFLECTIVE FILM}
본 발명은 고감도의 결함 검사장치를 이용한 결함 검사에 있어서, 다층 반사막의 표면 거칠기에 기인하는 유사 결함의 검출을 억제하고, 이물이나 흠집 등의 치명 결함의 발견을 용이하게 하는 것이 가능한 다층 반사막 부착 기판 및 그 제조 방법, 해당 기판으로부터 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 해당 마스크 블랭크로부터 얻어지는 반사형 마스크 및 그 제조 방법 그리고 해당 반사형 마스크를 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 반도체 산업에 있어서, 반도체 디바이스의 고집적화에 수반하여 종래의 자외광을 이용한 포토리소그래피법의 전사 한계를 상회하는 미세 패턴이 필요하게 되고 있다. 이와 같은 미세 패턴 형성을 가능하게 하기 위해, 극자외(Extreme Ultra Violet:이하, 「EUV」라고 부른다.)광을 이용한 노광 기술인 EUV 리소그래피가 유망시되고 있다. 여기에서, EUV광이란, 연X선영역 또는 진공 자외선영역 파장대의 광을 가리키고, 구체적으로는 파장이 0.2∼100nm 정도의 광인 것이다. 이 EUV 리소그래피에 있어서 이용되는 전사용 마스크로서 반사형 마스크가 제안되어 있다. 이와 같은 반사형 마스크는 기판상에 노광광을 반사하는 다층 반사막이 형성되고, 해당 다층 반사막상에 노광광을 흡수하는 흡수체막이 패턴형상으로 형성된 것이다.
해당 반사형 마스크는 기판과, 해당 기판상에 형성된 다층 반사막과, 해당 다층 반사막상에 형성된 흡수체막을 갖는 반사형 마스크 블랭크로부터, 포토리소그래피법 등에 의해 흡수체막 패턴을 형성함으로써 제조된다.
이상과 같이, 리소그래피 공정에서의 미세화에 대한 요구가 높아짐으로써, 그 리소그래피 공정에서의 과제가 현저해지고 있다. 그 하나가, 리소그래피 공정에서 이용되는 다층 반사막 부착 기판 등의 결함 정보에 관한 문제이다.
다층 반사막 부착 기판은 근년의 패턴의 미세화에 수반하는 결함 품질의 향상이나, 전사용 마스크에 요구되는 광학적 특성의 관점에서, 보다 높은 평활성을 갖는 것이 요구되고 있다. 다층 반사막은 마스크 블랭크용 기판의 표면상에 고굴절률층 및 저굴절률층을 교대로 적층함으로써 형성된다. 이들 각 층은 일반적으로 그들 층의 형성 재료로 이루어지는 스퍼터링 타겟을 사용한 스퍼터링에 의해 형성되어 있다.
스퍼터링의 수법으로는 방전으로 플라즈마를 만들 필요가 없으므로, 다층 반사막 중에 불순물이 섞이기 어려운 점이나, 이온원이 독립하고 있어 조건 설정이 비교적 용이한 점 등으로부터 이온 빔 스퍼터링이 바람직하게 실시되고 있고, 형성되는 각 층의 평활성이나 면 균일성의 관점에서, 마스크 블랭크용 기판 주표면의 법선(상기 주표면에 직교하는 직선)에 대하여 큰 각도로, 즉 기판 주표면에 대하여 비스듬하게 혹은 평행에 가까운 각도로 스퍼터 입자를 도달시켜 고굴절률층 및 저굴절률층을 성막하고 있다.
이와 같은 방법으로 다층 반사막 부착 기판을 제조하는 기술로서, 특허문헌 1에는 기판상에 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 다층 반사막을 성막할 시에, 기판을 그 중심축을 중심으로 회전시키면서, 기판의 법선과 기판에 입사하는 스퍼터 입자가 이루는 각도(α)의 절대값을 35도≤α≤80도로 홀딩하여 이온 빔 스퍼터링을 실시하는 것이 기재되어 있다.
일본국 특표2009-510711호 공보
ArF 엑시머 레이저, EUV광을 사용한 리소그래피에 있어서의 급속한 패턴의 미세화에 수반하여, 바이너리형 마스크나 위상 시프트형 마스크와 같은 투과형 마스크(옵티컬 마스크라고도 한다.)나, 반사형 마스크인 EUV 마스크의 결함 사이즈(Defect Size)도 해마다 미세해져, 이와 같은 미세 결함을 발견하기 위해 결함 검사에서 사용하는 검사 광원 파장은 노광광의 광원 파장에 가까워지고 있다.
예를 들면, 옵티컬 마스크나, 그 원판인 마스크 블랭크 및 서브스트레이트의 결함 검사장치로는 검사 광원 파장이 193nm인 고감도 결함 검사장치가 보급되어 있고, EUV 마스크나, 그 원판인 EUV 마스크 블랭크 및 서브스트레이트의 결함 검사장치로는 검사 광원 파장이 266nm(레이저 테크사 제조의 EUV 노광용 마스크·서브스트레이트/블랭크 결함 검사장치 「MAGICS 7360」), 193nm(KLA-Tencor사 제조의 EUV·마스크/블랭크 결함 검사장치 「Teron600 시리즈」), 13.5nm로 하는 고감도 결함 검사장치가 보급, 또는 제안되어 있다.
여기에서, 종래의 전사용 마스크에 이용되는 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막은 예를 들면 [배경기술]에서 서술한 방법으로 성막되어 기판상에 존재하는 오목 결함을 저감하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 아무리 기판의 오목 결함 기인의 결함을 저감할 수 있었다고 하더라도, 상술한 고감도 결함 검사장치의 검출 감도가 높기 때문에, 다층 반사막의 결함 검사를 실시하면 결함 검출수(검출 결함수=치명 결함＋유사 결함)가 많이 검출된다는 문제가 생기고 있다.
여기에서 말하는 유사 결함이란, 패턴 전사에 영향을 주지 않는 다층 반사막상의 허용되는 요철로서, 고감도 결함 검사장치로 검사한 경우에 결함으로 오판정되어 버리는 것을 말한다. 결함 검사에 있어서, 이와 같은 유사 결함이 다수 검출되면, 패턴 전사에 영향이 있는 치명 결함이 다수의 유사 결함에 묻혀져 버려 치명 결함을 발견할 수 없게 된다. 예를 들면, 현재 보급하고 있는 검사 광원 파장이 266nm, 193nm 혹은 13.5nm인 결함 검사장치에서는 예를 들면 132mm×132mm 사이즈의 다층 반사막 부착 기판에 있어서, 결함 검출수가 100,000개를 넘어버려 치명 결함의 유무를 검사할 수 없다. 결함 검사에 있어서의 치명 결함의 간과는 그 후의 반도체 장치의 양산 과정에 있어서 불량을 일으키고, 필요없는 수고와 경제적인 손실을 초래하게 된다.
그래서 본 발명은 여러 가지 파장의 광을 사용한 고감도 결함 검사기에 있어서도 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 적고, 특히 다층 반사막 부착 기판에 요구되는 평활성이 달성되며, 동시에 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 적기 때문에 치명 결함을 확실하게 검출할 수 있는 다층 반사막 부착 기판 및 그 제조 방법, 해당 기판을 사용하여 얻어지는 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 반사형 마스크 및 그 제조 방법, 그리고 상기 반사형 마스크를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
종래, 다층 반사막에 대하여 반사율 특성의 관점에서 그 표면 거칠기를 저감하는 시도는 이루어지고 있었지만, 고감도 결함 검사장치에 의한 유사 결함의 검출과의 관련에 대해서는 전혀 알려져 있지 않았다.
이번 본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 고감도 결함 검사장치의 검사 광원 파장에 대하여, 소정의 공간 주파수(또는 공간 파장) 성분의 거칠기가 유사 결함으로서 검출되기 쉬운 것을 발견했다. 그러므로, 다층 반사막의 거칠기(요철) 성분 중, 고감도 결함 검사장치가 유사 결함으로 오판정해 버리는 거칠기 성분의 공간 주파수를 특정하고, 해당 공간 주파수에 있어서의 진폭 강도(파워 스펙트럼 밀도)를 관리함으로써, 결함 검사에 있어서의 유사 결함 검출의 억제와, 치명 결함의 현재화(顯在化)를 도모할 수 있다.
그리고 본 발명자들은 이와 같은 다층 반사막에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도의 관리가, 다층 반사막의 성막 조건에 의해 가능한 것을 발견하고, 더 나아가 이 성막 조건에 따르면, 검사 광원 파장이 13.5nm의 고감도 결함 검사장치를 이용한 결함 검사에 있어서의 백그라운드 레벨(BGL)을 작게 할 수 있어 유사 결함의 검출이 억제되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1)
본 발명의 구성 1은 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층한 다층 반사막을 마스크 블랭크용 기판의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면상에 갖는 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법으로서, 고굴절률 재료와 저굴절률 재료의 타겟을 이용한 이온 빔 스퍼터링에 의해 상기 주표면상에 상기 다층 반사막을 성막하는 공정을 갖고, 상기 이온 빔 스퍼터링에 있어서, 상기 다층 반사막의 막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이며, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하가 되도록, 상기 고굴절률 재료와 상기 저굴절률 재료의 스퍼터 입자를 상기 기판 주표면의 법선에 대하여 소정의 입사각도로 입사시키는 것을 특징으로 하는 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법이다.
상기 구성 1에 따르면, 마스크 블랭크용 기판상에의 다층 반사막의 형성을 이온 빔 스퍼터링에 의해 실시하고, 또한 그 이온 빔 스퍼터링에 있어서의 층 형성 재료의 스퍼터 입자의 입사각을, 상기 다층 반사막의 막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이며, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하가 되도록 설정함으로써, 파장 266nm의 UV레이저, 193nm의 ArF 엑시머 레이저나 13.5nm의 EUV광을 이용하는 고감도 결함 검사장치를 사용한 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있고, 이에 따라 치명 결함의 현재화(顯在化)를 도모할 수 있다.
(구성 2)
본 발명의 구성 2는, 상기 입사각도가 상기 주표면의 법선에 대하여 0도 이상 30도 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법이다.
상기 구성 2에 따르면, 상기 입사각을 상기 주표면의 법선에 대하여 0도 이상 30도 이하로 함으로써, 상기 파워 스펙트럼 밀도가 적합한 범위로 되어, 여러 가지의 고감도 결함 검사장치를 사용한 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있고, 이에 따라 치명 결함의 현재화를 도모할 수 있다.
(구성 3)
본 발명의 구성 3은, 상기 다층 반사막상에 보호막을 형성하는 공정을 추가로 갖고, 해당 보호막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이며, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법이다.
상기 구성 3에 따르면, 상기 다층 반사막상에 보호막을 형성함으로써, 전사용 마스크(EUV 마스크)를 제조할 때의 다층 반사막 표면에의 데미지를 억제할 수 있으므로, EUV광에 대한 다층 반사막의 반사율 특성이 더욱 양호해진다. 또, 해당 보호막의 파워 스펙트럼 밀도도 일정 범위로 관리함으로써, 예를 들면, 검사 광원 파장으로서 266nm, 193nm 혹은 13.5nm의 광을 이용하는 고감도 결함 검사장치를 사용한 보호막 표면의 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 큰 폭으로 억제할 수 있어 더욱 치명 결함의 현재화를 도모할 수 있다.
(구성 4)
본 발명의 구성 4는, 상기 마스크 블랭크용 기판의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1∼3 중 어느 쪽인가에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법이다.
상기 구성 4에 따르면, 마스크 블랭크용 기판의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면의 파워 스펙트럼 밀도를 일정 범위로 제어함으로써, 다층 반사막의 평활성이 보다 높아져 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 큰 폭으로 억제할 수 있다.
(구성 5)
본 발명의 구성 5는, 상기 마스크 블랭크용 기판이 EEM(Elastic Emission Machining) 및/또는 촉매 기준 에칭: CARE(CAtalyst-Referred Etching)에 의해 표면 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 4에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법이다.
상기 구성 5에 따르면, 마스크 블랭크용 기판을 EEM 및 CARE 중 어느 쪽 또는 쌍방의 표면 가공 방법에 의해 표면 가공함으로써, 상기의 파워 스펙트럼 밀도 범위를 적합하게 달성할 수 있다.
(구성 6)
본 발명의 구성 6은, 구성 1∼5 중 어느 하나에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법에 의해 제조된 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막상 또는 보호막상에, 전사 패턴이 되는 흡수체막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법이다.
상기 구성 6에 따르면, 반사형 마스크 블랭크에 있어서, 검사 광원 파장으로서 266nm, 193nm 혹은 13.5nm의 광을 이용하는 고감도 결함 검사장치를 사용한 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있어 더욱 치명 결함의 현재화를 도모할 수 있다.
(구성 7)
본 발명의 구성 7은, 구성 6에 기재한 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 제조된 반사형 마스크 블랭크에 있어서의 흡수체막을 패터닝하여, 상기 다층 반사막상 또는 상기 보호막상에 흡수체 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법이다.
상기 구성 7에 따르면, 반사형 마스크에 있어서, 고감도 결함 검사장치를 사용한 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있어 더욱 치명 결함의 현재화를 도모할 수 있다.
(구성 8)
본 발명의 구성 8은, 마스크 블랭크용 기판의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면상에, 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층한 다층 반사막을 갖는 다층 반사막 부착 기판으로서, 상기 다층 반사막 부착 기판의 막 표면은 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이고, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하이며, 상기 막 표면의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기가 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)로 0.13nm 미만인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 부착 기판이다.
상기 구성 8에 따르면, 다층 반사막 부착 기판의 막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도를 20nm4 이하, 또한, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도를 10nm4 이하로 하고, 또한 상기 막 표면의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기를 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)로 0.13nm 미만으로 함으로써, EUV광에 대한 다층 반사막의 반사율 특성이 높은 상태로 유지되면서, 파장 266nm의 UV레이저, 193nm의 ArF 엑시머 레이저나 13.5nm의 EUV광을 이용하는 고감도 결함 검사장치를 사용한 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있고, 이에 따라 치명 결함의 현재화를 도모할 수 있다.
(구성 9)
본 발명의 구성 9는, 상기 다층 반사막 부착 기판이, 상기 다층 반사막상에 보호막을 갖고, 해당 보호막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이며, 또한, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하이고, 상기 보호막 표면의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기가 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)로 0.13nm 미만인 것을 특징으로 하는 구성 8에 기재한 다층 반사막 부착 기판이다.
상기 구성 9에 따르면, 상기 다층 반사막상에 보호막을 가짐으로써, 전사용 마스크(EUV 마스크)를 제조할 때의 다층 반사막 표면에의 데미지를 억제할 수 있으므로, EUV광에 대한 다층 반사막의 반사율 특성이 더욱 양호하게 된다. 또, 해당 보호막의 파워 스펙트럼 밀도도 일정 범위로 관리함으로써, 예를 들면, 검사 광원 파장으로서 266nm, 193nm 혹은 13.5nm의 광을 이용하는 고감도 결함 검사장치를 사용한 보호막 표면의 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 큰 폭으로 억제할 수 있어 더욱 치명 결함의 현재화를 도모할 수 있다.
(구성 10)
본 발명의 구성 10은, 구성 8 또는 9에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막상 또는 보호막상에 전사 패턴이 되는 흡수체막을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크이다.
상기 구성 10에 따르면, 반사형 마스크 블랭크에 있어서, 검사 광원 파장으로서 266nm, 193nm 혹은 13.5nm의 광을 이용하는 고감도 결함 검사장치를 사용한 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있어 더욱 치명 결함의 현재화를 도모할 수 있다.
(구성 11)
본 발명의 구성 11은, 구성 10에 기재한 반사형 마스크 블랭크에 있어서의 흡수체막을 패터닝하여 얻어진 흡수체 패턴을 상기 다층 반사막상 또는 상기 보호막상에 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크이다.
상기 구성 11에 따르면, 반사형 마스크에 있어서, 고감도 결함 검사장치를 사용한 결함 검사에 있어서의 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있어 더욱 치명 결함의 현재화를 도모할 수 있다.
(구성 12)
본 발명의 구성 12는, 구성 11에 기재한 반사형 마스크를 이용하여, 노광 장치를 사용한 리소그래피 프로세스를 실시해 피전사체상에 전사 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이다.
상기 구성 12에 따르면, 고감도의 결함 검사장치를 이용한 결함 검사에 있어서, 이물이나 흠집 등의 치명 결함을 배제한 반사형 마스크를 사용할 수 있고, 또 상기 검사에 있어서 유사 결함을 포함하는 결함 검출수는 큰 폭으로 억제되어 불필요한 코스트가 삭감되어 있다. 그러므로, 반도체 기판 등의 피전사체상에 형성된 레지스트막에, 상기 마스크를 사용하여 전사하는 회로 패턴 등의 전사 패턴에 결함이 없고, 더 나아가 미세하고 또한 고정밀도의 전사 패턴을 갖는 반도체 장치를 경제적으로 유리하게 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 여러 가지 파장의 광을 사용하는 고감도 결함 검사장치에서도 유사 결함의 검출이 적고, 특히 다층 반사막 부착 기판에 요구되는 고평탄도, 고평활도가 달성되며, 동시에 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 적기 때문에 치명 결함을 확실하게 검출할 수 있는 다층 반사막 부착 기판 및 그 제조 방법이 제공된다. 또한 해당 기판을 사용하여 얻어지는 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 반사형 마스크 및 그 제조 방법, 그리고 상기 반사형 마스크를 사용한 반도체 장치의 제조 방법도 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 다층 반사막 부착 기판의 구성의 일례를 나타내는 단면(斷面) 모식도이다.
도 2(a)는 본 발명의 일실시형태에 관한 다층 반사막 부착 기판에 사용되는 마스크 블랭크용 기판(10)을 나타내는 사시도이다.
도 2(b)는 본 실시형태에 있어서의 마스크 블랭크용 기판(10)을 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 관한 반사형 마스크 블랭크의 구성의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 관한 반사형 마스크의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 5는 실시예에 있어서의 여러 가지 이온 빔 스퍼터링 조건으로 제작한 다층 반사막 부착 기판의 막 표면에 대하여 검사 광원 파장이 13.5nm인 고감도 결함 검사기를 사용해 결함 검사를 실시했을 때의 BGL의 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예에 있어서 제작한 다층 반사막 부착 기판에 대하여 막 표면을 원자간력 현미경(측정 영역 1㎛×1㎛)으로 측정하고, 각각 파워 스펙트럼 밀도를 구한 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 실시예에 있어서의 EEM 가공한 유리 기판 및 미가공 유리 기판을 확대 배율 50배(시야 0.14mm×0.105mm)로 파워 스펙트럼 밀도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예에 있어서의 EEM 가공한 유리 기판 및 미가공 유리 기판의 1㎛×1㎛의 영역에 대하여 원자간력 현미경에 의해 파워 스펙트럼 밀도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 대표적인 CARE 가공장치의 모식도이다.
도 10은 실시예에 있어서의 EEM 및 CARE 가공을 거친 마스크 블랭크용 기판의 1㎛×1㎛의 영역에 대하여 원자간력 현미경에 의해 파워 스펙트럼 밀도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
[다층 반사막 부착 기판의 제조 방법]
우선, 본 발명의 일실시형태에 관한 다층 반사막 부착 기판(20)의 제조 방법에 대해 이하에 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 다층 반사막 부착 기판(20)을 나타내는 모식도이다.
본 실시형태의 다층 반사막 부착 기판(20)은 마스크 블랭크용 기판(10)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면상에 다층 반사막(21)을 형성함으로써 제조된다. 이 다층 반사막(21)은 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 광을 반사하는 기능을 부여하는 것이고, 굴절률이 다른 원소가 주기적으로 적층된 다층막의 구성을 취하고 있다. 본 발명의 다층 반사막 부착 기판(20)에 있어서는 상기와 같이 13.5nm라는 매우 짧은 파장의 광을 사용하는 결함 검사장치를 사용한 검사에서도 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 억제되어 있다. 그 때문에, 상기 다층 반사막 부착 기판(20)은 13.5nm의 EUV광을 결함 검사에 사용하는 것이 필요한 경우도 있는 EUV 리소그래피에 적합하다.
다층 반사막(21)은 광, 특히 EUV광을 반사하는 한 그 재질은 특별히 한정되지 않지만, 그 단독에서의 반사율은 통상 65％ 이상이고, 상한은 통상 73％이다. 이와 같은 다층 반사막(21)은 일반적으로는 고굴절률의 재료로 이루어지는 박막(고굴절률층)과, 저굴절률의 재료로 이루어지는 박막(저굴절률층)이 교대로 40∼60주기 정도 적층된 구성으로 할 수 있다.
예를 들면, 파장 13∼14nm의 EUV광에 대한 다층 반사막(21)으로는 Mo막과 Si막을 교대로 40주기 정도 적층한 Mo/Si 주기 적층막이 바람직하다. 그 외, EUV광의 영역에서 사용되는 다층 반사막으로서, Ru/Si 주기 다층막, Mo/Be 주기 다층막, Mo화합물/Si화합물 주기 다층막, Si/Nb 주기 다층막, Si/Mo/Ru 주기 다층막, Si/Mo/Ru/Mo 주기 다층막, Si/Ru/Mo/Ru 주기 다층막 등을 들 수 있다.
다층 반사막의 형성에는 종래 마그네트론 스퍼터링이나 이온 빔 스퍼터링이 사용되고 있다. 본 발명에 있어서는 다층 반사막(21)의 형성을 위해 이온 빔 스퍼터링을 채용하고, 고굴절률 재료와 저굴절률 재료의 타겟을 사용하며, 이들의 스퍼터 입자를 마스크 블랭크용 기판(10)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면 법선에 대하여 소정의 입사각도로 입사시키는 것을 특징으로 하고 있다.
구체적으로는 상기 다층 반사막(21)의 막 표면의 특정 공간 주파수 영역에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectrum Density: PSD)가 특정 범위가 되는 입사각도로 입사시킨다. 또한 다층 반사막(21)의 막 표면이란, 다층 반사막(21)의 최상층(마스크 블랭크용 기판(10)에 접하는 층과 반대측 단의 층)의 마스크 블랭크용 기판(10) 및 다층 반사막(21)의 접촉면과 평행한 면을 가리킨다.
또, 상기 다층 반사막(21)의 막 표면의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기는 EUV광에 대한 다층 반사막의 반사율 특성을 높이는 관점에서 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)로 0.13nm 미만으로 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 다층 반사막 부착 기판(20)에 있어서의 다층 반사막(21)의 막 표면의 표면 형태를 나타내는 파라미터인 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectrum Density: PSD) 및 Rms에 대해 설명한다.
<파워 스펙트럼 밀도>
다층 반사막(21)의 막 표면을 예를 들면 원자간력 현미경에 의해 측정하여 얻어진 상기 막 표면의 요철을 푸리에 변환함으로써, 상기 요철을 소정의 공간 주파수에서의 진폭 강도로 나타낼 수 있다. 이것은 상기 요철(즉 다층 반사막(21)의 막 표면의 미세 형태)의 측정 데이터를, 소정의 공간 주파수의 파(波)의 합으로서 나타내는, 즉 다층 반사막(21)의 표면 형태를 소정의 공간 주파수의 파로 나누어 가는 것이다.
이와 같은 파워 스펙트럼 해석은 상기 다층 반사막(21)의 미세한 표면 형태를 수치화할 수 있다. Z(x, y)를 상기 표면 형태에 있어서의 특정의 x, y좌표에서의 높이의 데이터(수치)로 하면, 그 푸리에 변환은 하기 식(2)로 주어진다.
[수학식 1]
Figure 112015012863550-pct00001
여기에서 Nx, Ny는 x방향과 y방향의 데이터의 수이다. u=0, 1, 2···Nx-1,ｖ=0, 1, 2···Ny-1이고, 이때 공간 주파수 f는 하기 식(3)으로 주어진다.
[수학식 2]
Figure 112015012863550-pct00002
(식(3)에 있어서, dx는 x방향의 최소 분해능이며, dy는 y방향의 최소 분해능이다)
이때의 파워 스펙트럼 밀도 PSD는 하기 식(4)로 주어진다.
[수학식 3]
Figure 112015012863550-pct00003
이 파워 스펙트럼 해석은 다층 반사막(21)의 표면 상태의 변화를 단순한 높이의 변화로서뿐만 아니라, 그 공간 주파수에서의 변화로서 파악할 수 있는 점에서 뛰어나며, 원자 레벨에서의 미시적인 반응 등이 다층 반사막 표면에 주는 영향을 해석하는 수법이다.
그리고, 본 발명의 다층 반사막 부착 기판(20)은 상기 목적을 달성하기 위해, 그 다층 반사막(21)의 막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하의 영역에서의 PSD를 20nm4 이하로 하고, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 PSD를 10nm4 이하, 바람직하게는 8nm4 이하로 한다. 공간 주파수 1㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 영역을 관측하려면, 원자간력 현미경으로 1㎛×1㎛의 영역을 관측하는 것이 데이터의 신뢰성이 높다.
본 명세서에서는 상기 1㎛×1㎛의 영역은 다층 반사막(21)의 막 표면의 중심 영역으로 한다. 예를 들면, 다층 반사막 부착 기판(20)의 다층 반사막(21)의 막 표면이 장방형의 형상을 하고 있으면, 상기 중심이란 상기 장방형의 대각선의 교점이다. 즉, 상기 교점과 상기 영역에 있어서의 중심(영역의 중심도 상기 막 표면의 중심과 같다)이 일치한다. 후술하는 마스크 블랭크용 기판, 보호막이나 흡수체막에 대해서도 마찬가지이다.
검사 광원 파장으로서 266nm, 193nm, 13.5nm인 파장의 광을 사용하는 고감도 결함 검사장치는 상기의 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하의 공간 주파수 영역 및/또는 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 공간 주파수 영역의 거칠기를 유사 결함으로서 오검출하기 쉽기 때문에, 이들 영역에 있어서의 거칠기(진폭 강도인 PSD)를 일정값 이하로 억제함으로써 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제하면서도, 이것에 의해 검출을 잘못해서는 안되는 치명 결함의 검출을 확실하게 실시할 수 있다.
상기와 같이 다층 반사막 부착 기판(20)의 다층 반사막(21)의 막 표면의 특정 공간 주파수 영역에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도를 특정 범위로 함으로써, 예를 들면, 레이저 테크사 제조의 EUV 노광용 마스크·서브스트레이트/블랭크 결함 검사장치 「MAGICS 7360」이나, KLA-Tencor사 제조의 레티클, 옵티컬·마스크/블랭크, UV·마스크/블랭크 결함 검사장치 「Teron 600 시리즈」 및 노광 파장과 동일한 광(EUV광)에 의한 결함 검사장치 「액티닉(Actinic)」에 의한 결함 검사에서 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 큰 폭으로 억제할 수 있다. 이에 따라 치명 결함의 현재화가 가능해지고, 치명 결함이 검출된 경우에는 그것을 제거하거나 혹은 치명 결함상에는 후술하는 반사형 마스크(40)에 있어서 흡수체 패턴(27)이 오도록 마스크 설계하거나 여러 가지 방법을 실시할 수 있다.
또한 상기 검사 광원 파장은 266nm, 193nm 및 13.5nm로 한정되지 않는다. 검사 광원 파장으로서 532nm, 488nm, 364nm, 257nm를 사용해도 상관없다.
(이온 빔 스퍼터링)
본 발명에 있어서는 상술한 공간 주파수 영역에 있어서의 PSD를 달성하기 위해, 특정의 이온 빔 스퍼터링으로 상기 다층 반사막(21)을 형성한다. 예를 들면, 다층 반사막(21)이 상술한 Mo/Si 주기 다층막인 경우, 이온 빔 스퍼터링에 의해 우선 Si 타겟을 이용하여 두께 수nm 정도의 Si 막을 마스크 블랭크용 기판(10)상에 성막하고, 그 후 Mo 타겟을 이용하여 두께 수nm 정도의 Mo 막을 성막하고, 이것을 1주기로서 40∼60주기 적층하여 다층 반사막(21)을 형성한다.
종래는 형성되는 다층 반사막의 평활성이나 면 균일성의 점에서, 마스크 블랭크용 기판(10)의 주표면의 법선(상기 주표면에 직교하는 직선)에 대하여 큰 각도로, 즉 기판(10)의 주표면에 대하여 사선 혹은 평행에 가까운 각도로 스퍼터 입자를 도달시켜 고굴절률층 및 저굴절률층을 성막하고 있었다.
이와 같은 방법으로는 형성되는 다층 반사막에 대하여 상술한 고감도 결함 검사장치를 사용한 결함 검사에 있어서 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있을 정도의 평활성을 달성할 수 없었다.
본 발명자들은 상기의 다층 반사막의 평활성이나 면 균일성의 점에서의 기술 상식으로부터 벗어나 마스크 블랭크용 기판(10)의 주표면의 법선에 대하여 여러 가지 입사각도로 실험을 실시한 결과, 상기 법선에 대하여 작은 각도, 예를 들면 0도 이상 30도 이하, 바람직하게는 0도 이상 20도 이하의 각도로 고굴절률 재료 및 저굴절률 재료의 스퍼터 입자를 입사시킴으로써, 상기 특정의 공간 주파수 영역에 있어서의 특정의 PSD를 달성하고, 이에 따라 상기 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제하며, 아울러 치명 결함을 현재화할 수 있는 것을 발견했다.
또, 다층 반사막(21)의 막 표면을 검사 광원 파장이 13.5nm인 액티닉 검사기를 사용하여 결함 검사하면, 일정한 백그라운드 레벨(BGL)이 있고, 이것이 어느 역치를 넘으면 결함이 없는 부분이 유사 결함으로서 검출된다. 상기의 입사각도로 이온 빔 스퍼터링을 실시하면 이 BGL을 작게 할 수 있다. 이 점도, 본 발명의 방법에 의해 제조된 다층 반사막 부착 기판(20)에 있어서의 유사 결함의 검출 억제에 기여하고 있는 것이라고 생각된다.
<공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기(Rms)>
상기의 EUV광에 있어서의 다층 반사막(21)의 반사율을 높은 상태로 유지하고, 또한 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제하기 위해, 다층 반사막(21)에서의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기(Rms)를 0.13nm 미만, 바람직하게는 0.12nm 이하로 한다. 여기에서 Rms(Root means square)는 후술하는 [수학식 4]의 식(1)로 정의되는 파라미터로서, 원자간력 현미경 DI Dimension3100(Veeco사 제조)에 의해 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에서의 거칠기 성분을 추출하여 구하는 표면 거칠기(Rms)이다.
<보호막>
상기에서 형성된 다층 반사막(21) 위에, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 공정에서의 드라이 에칭이나 웨트 세정으로부터 다층 반사막(21)을 보호하기 위해 보호막(22)(도 3을 참조)을 형성할 수도 있다. 이와 같이, 마스크 블랭크용 기판(10)상에, 다층 반사막(21)과, 보호막(22)을 갖는 형태도 본 발명에 있어서의 다층 반사막 부착 기판으로 할 수 있다.
또한 상기 보호막(22)의 재료로는 예를 들면, Ru, Ru-(Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo), Si-(Ru, Rh, Cr, B), Si, Zr, Nb, La, B 등의 재료를 사용할 수 있지만, 이들 중, 루테늄(Ru)을 포함하는 재료를 적용하면, 다층 반사막의 반사율 특성이 보다 양호하게 된다. 구체적으로는 Ru, Ru-(Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo)인 것이 바람직하다. 이와 같은 보호막은 특히 후술하는 흡수체막을 Ta계 재료로 하고, Cl계 가스의 드라이 에칭으로 해당 흡수체막을 패터닝하는 경우에 유효하다.
또한 상기의 다층 반사막 부착 기판(20)에 있어서, 상기 보호막(22)의 막 표면은 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이며, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하인 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 상기에 예로 든 검사 광원 파장으로서 266nm의 UV레이저 또는 193nm의 ArF 엑시머 레이저 혹은 13.5nm의 EUV광을 이용하는 고감도 결함 검사장치로 다층 반사막 부착 기판(20)의 결함 검사를 실시하는 경우, 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 큰 폭으로 억제할 수 있다.
또한 상기 보호막(22)의 표면이란, 보호막(22)의 다층 반사막(21)과 접하는 면과 반대측의 면으로서, 마스크 블랭크용 기판(10)의 주표면과 평행한 면이다.
또, 상기 보호막(22)의 막 표면의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기는 EUV광에 대한 다층 반사막(21)의 반사율 특성을 높이는 관점에서, 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)로 0.13nm 미만으로 하는 것이 바람직하다.
보호막(22)은 다층 반사막(21)의 성막 후, 연속해서 마스크 블랭크용 기판(10)의 주표면의 법선에 대하여 비스듬하게 보호막(22)이 퇴적하도록 이온 빔 스퍼터링법이나, DC 스퍼터링법, RF 스퍼터링법을 실시함으로써 형성할 수 있다.
또, 다층 반사막 부착 기판(20)에 있어서, 마스크 블랭크용 기판(10)의 다층 반사막(21)과 접하는 면과 반대측의 면에는 정전 척의 목적을 위해 이면 도전막(23)(도 3을 참조)을 형성할 수도 있다. 이와 같이, 마스크 블랭크용 기판(10)상의 전사 패턴이 형성되는 측에 다층 반사막(21)과, 보호막(22)을 갖고, 다층 반사막(21)과 접하는 면과 반대측의 면에 이면 도전막(23)을 갖는 형태도 본 발명에 있어서의 다층 반사막 부착 기판에 포함된다. 또한 이면 도전막(23)에 요구되는 전기적 특성(시트 저항)은 통상 100Ω／□ 이하이다. 이면 도전막(23)의 형성 방법은 공지이며, 예를 들면, 이온 빔 스퍼터링법이나, DC 스퍼터링법, RF 스퍼터링법에 의해, Cr, Ta 등의 금속이나 합금의 타겟을 사용하여 형성할 수 있다.
또한 이상의 설명에서는 마스크 블랭크용 기판(10)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면에, 다층 반사막(21) 및 보호막(22)을 성막한 후, 상기 주표면과는 반대측의 이면에 이면 도전막(23)을 형성하는 것을 설명했지만, 본 발명은 이와 같은 순서에 한정되지 않는다. 마스크 블랭크용 기판(10)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면과는 반대측의 주표면에 이면 도전막(23)을 형성한 후, 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면에, 다층 반사막(21)이나, 더 나아가 보호막(22)을 성막하여 다층 반사막 부착 기판(20)을 제조해도 상관없다.
또, 본 실시형태의 다층 반사막 부착 기판(20)으로는 마스크 블랭크용 기판(10)과 다층 반사막(21)의 사이에 하지층(下地層)을 형성해도 된다. 하지층은 기판(10)의 주표면의 평활성 향상의 목적, 결함 저감의 목적, 다층 반사막(21)의 반사율 증강 효과의 목적, 그리고 다층 반사막(21)의 응력 보정의 목적으로 형성할 수 있다.
<마스크 블랭크용 기판>
다음으로, 이상 설명한 본 실시형태의 다층 반사막 부착 기판(20)을 구성하는 마스크 블랭크용 기판(10)에 대해 설명한다.
도 2(a)는 본 실시형태의 마스크 블랭크용 기판(10)을 나타내는 사시도이다. 도 2(b)는 본 실시형태의 마스크 블랭크용 기판(10)을 나타내는 단면 모식도이다.
마스크 블랭크용 기판(10)(또는, 단지 기판(10)으로도 칭한다)은 직사각형상의 판형상체이며, 2개의 대향 주표면(2)과, 단면(端面, 1)을 갖는다. 2개의 대향 주표면(2)은 이 판형상체의 상면 및 하면이고, 서로 대향하도록 형성되어 있다. 또, 2개의 대향 주표면(2)의 적어도 한쪽은 전사 패턴이 형성되어야 할 주표면이다.
단면(1)은 이 판형상체의 측면이고, 대향 주표면(2)의 바깥 가장자리에 인접한다. 단면(1)은 평면형상의 단면 부분(1d), 및 곡면형상의 단면 부분(1f)을 갖는다. 평면형상의 단면 부분(1d)은 한쪽 대향 주표면(2)의 변과 다른쪽 대향 주표면(2)의 변을 접속하는 면이고, 측면부(1a), 및 모따기 경사면부(1b)를 포함한다. 측면부(1a)는 평면형상의 단면 부분(1d)에 있어서의, 대향 주표면(2)과 거의 수직인 부분(T면)이다. 모따기 경사면부(1b)는 측면부(1a)와 대향 주표면(2)의 사이에 있어서의 모따기된 부분(C면)이며, 측면부(1a)와 대향 주표면(2)의 사이에 형성된다.
곡면형상의 단면 부분(1f)은 기판(10)을 평면시 했을 때에, 기판(10)의 모서리부(角部)(10a) 근방에 인접하는 부분(R부)이며, 측면부(1c) 및 모따기 경사면부(1e)를 포함한다. 여기에서 기판(10)을 평면시 한다는 것은 예를 들면, 대향 주표면(2)에 대하여 수직인 방향에서 기판(10)을 보는 것이다. 또, 기판(10)의 모서리부(10a)란 예를 들면, 대향 주표면(2)의 바깥 가장자리에 있어서의 2변의 교점 근방이다. 2변의 교점이란 2변의 각각의 연장선의 교점이면 된다. 본 예에 있어서, 곡면형상의 단면 부분(1f)은 기판(10)의 모서리부(10a)를 둥글게 함으로써 곡면형상으로 형성되어 있다.
예를 들면 이상 설명한 구성의 마스크 블랭크용 기판(10)에 있어서 적어도 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면, 즉, 후술하는 바와 같이 반사형 마스크 블랭크(30)에 있어서는 다층 반사막(21), 보호막(22), 흡수체막(24)이 형성되는 측의 주표면은 이하의 파워 스펙트럼 밀도 그리고 표면 거칠기(Rmax, Rms) 및 평탄도를 갖고 있는 것이 바람직하다.
(파워 스펙트럼 밀도)
본 실시형태에 있어서의 마스크 블랭크용 기판(10)에서는 그 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하의 영역에서의 PSD가 10nm4 이하인 것이 바람직하다. 마스크 블랭크용 기판(10)이 이와 같은 PSD 범위를 만족시키고 있으면, 상기에서 설명한 PSD를 만족시키는 다층 반사막(21)을 형성하는 것이 용이하게 되어, 본 실시형태의 다층 반사막 부착 기판(21)에 있어서, 검사 광원 파장으로서 266nm, 193nm, 13.5nm인 파장 광을 사용하는 고감도 결함 검사장치에 의한 검사를 실시해도 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 유효하게 억제되고, 이에 따라 치명 결함의 현재화가 도모된다. 또한 마스크 블랭크용 기판(10) 자체에 대하여 검사를 실시한 경우에도 유사 결함이 검출되기 어렵다.
이상과 같이, 마스크 블랭크용 기판(10)의 주표면의 특정 공간 주파수 영역에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도를 특정 범위로 함으로써, 예를 들면, 레이저 테크사 제조의 EUV 노광용의 마스크·서브스트레이트/블랭크 결함 검사장치 「MAGICS 7360」이나, KLA-Tencor사 제조의 레티클, 옵티컬·마스크/블랭크, UV·마스크/블랭크 결함 검사장치 「Teron 600 시리즈」그리고 EUV광에 의한 결함 검사장치 「액티닉」에 의한 다층 반사막(21)의 결함 검사에 있어서 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 큰 폭으로 억제하는 것이 용이하게 되어 마스크 블랭크용 기판(10) 자체의 결함 검사에서도 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 억제할 수 있다.
(표면 거칠기(Rmax, Rms))
마스크 블랭크용 기판(10)에 있어서의 대표적인 표면 거칠기의 지표인 Rms(Root means square)는 제곱 평균 평방근 거칠기이며, 평균선에서부터 측정 곡선까지의 편차의 제곱을 평균한 값의 평방근이다. 즉 Rms는 하기 식(1)로 나타내진다.
[수학식 4]
Figure 112015012863550-pct00004
(식(1)에 있어서, l은 기준 길이이고, Z는 기준선으로부터의 높이이다.)
마찬가지로, 대표적인 표면 거칠기의 지표인 Rmax는 표면 거칠기의 최대 높이이며, 거칠기 곡선의 산 높이의 최대값 및 골짜기 깊이의 최대값의 절대값의 합이다. 또한 Rms는 상기 마스크 블랭크용 기판(10)의 주표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정해 얻을 수 있다. 또, Rmax 및 Rms는 일본공업규격 JIS B0601(2001)로 정의되어 있다.
또, 상술한 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)는 바람직하게는 0.12nm 이하, 더욱 바람직하게는 0.10nm 이하이다.
또, 최대 높이(Rmax)는 바람직하게는 1.2nm 이하, 더욱 바람직하게는 1.0nm 이하이다.
마스크 블랭크용 기판(10)상에 형성되는 다층 반사막(21), 보호막(22), 흡수체막(24)의 반사율 등의 광학 특성 향상의 관점에서는 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)와 최대 높이(Rmax) 양쪽의 파라미터를 관리하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 마스크 블랭크용 기판(10)의 표면의 바람직한 표면 거칠기는 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)가 0.12nm 이하이고 또한 최대 높이(Rmax)가 1.2nm 이하이며, 더욱 바람직하게는 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)가 0.10nm 이하이고 또한 최대 높이(Rmax)가 1.0nm 이하이다.
또, 마스크 블랭크용 기판(10)은, 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면은 적어도 패턴 전사 정밀도, 위치 정밀도를 얻는 관점에서 고평탄도가 되도록 표면 가공되어 있는 것이 바람직하다. EUV의 반사형 마스크 블랭크용 기판의 경우, 기판(10)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면 142mm×142mm의 영역에 있어서, 평탄도가 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 0.05㎛ 이하이다. 또, 전사 패턴이 형성되는 측과 반대측의 주표면은 노광 장치에 세트할 때의 정전 척되는 면으로서, 142mm×142mm의 영역에 있어서 평탄도가 1㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.5㎛ 이하이다.
(마스크 블랭크용 기판의 제조 방법)
이상 설명한 본 발명에 있어서 바람직한 마스크 블랭크용 기판은 그 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면을, 소정의 표면 형태, 즉 주표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하가 되도록 표면 가공함으로써 제조할 수 있다. 또한 상술한 표면 거칠기(Rmax, Rms 등), 평탄도를 달성하기 위한 표면 가공도 아울러 실시하는 것이 바람직하다. 그 표면 가공 방법은 공지이며, 본 발명에 있어서 특별히 제한 없이 채용할 수 있다.
해당 공지의 표면 가공 방법의 예를 나타내면, 자기 점탄성 유체 연마(Magneto Rheological Finishing: MRF), 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing: CMP), 가스 클러스터 이온 빔 에칭(Gas Cluster Ion Beam etching: GCIB), 국소 플라즈마 에칭을 이용한 드라이 케미컬 평탄화법(Dry Chemical Planarization: DCP) 등이다. MRF는 자성 유체 중에 함유시킨 연마 지립을 피가공물(마스크 블랭크용 기판)에 고속으로 접촉시키는 동시에, 접촉 부분의 체류 시간을 컨트롤함으로써 국소적으로 연마를 실시하는 국소 가공 방법이다. CMP는 소직경 연마 패드 및 연마제(콜로이달 실리카 등의 연마 지립을 함유)를 이용하고, 소직경 연마 패드와 피가공물(마스크 블랭크용 기판)의 접촉 부분의 체류 시간을 컨트롤함으로써, 주로 피가공물 표면의 볼록부분을 연마 가공하는 국소 가공 방법이다. GCIB는 상온 상압에서 기체의 반응성 물질(소스 가스)을 진공 장치 내에 단열 팽창시키면서 분출시켜 가스 클러스터 이온을 생성하고, 이것에 전자 조사하여 이온화시킴으로써 생성시킨 가스 클러스터 이온을 고전계에서 가속하여 가스 클러스터 이온 빔으로 하고, 이것을 피가공물에 조사해 에칭 가공하는 국소 가공 방법이다. DCP는 국부적으로 플라즈마 에칭하고, 볼록도에 따라 플라즈마 에칭량을 컨트롤함으로써, 국소적으로 드라이 에칭을 실시하는 국소 가공 방법이다.
마스크 블랭크용 기판의 재료로는 저열팽창의 특성을 갖는 것이면 무엇이든지 좋다. 예를 들면, 저열팽창의 특성을 갖는 SiO2-TiO2계 유리(2원계(SiO2-TiO2) 및 3원계(SiO2-TiO2-SnO2 등)), 예를 들면 SiO2-Al2O3-Li2O계의 결정화 유리 등의 소위 다성분계 유리를 사용할 수 있다. 또, 상기 유리 이외에 실리콘이나 금속 등의 기판을 이용할 수도 있다. 상기 금속 기판의 예로는 인바-합금(Fe-Ni계 합금) 등을 들 수 있다.
상술한 바와 같이, 마스크 블랭크용 기판의 경우, 기판에 저열팽창의 특성이 요구되기 때문에 다성분계 유리 재료를 사용하지만, 투과형 마스크 블랭크용 기판에 사용되는 합성 석영 유리와 비교하여 높은 평활성을 얻기 어렵다는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 다성분계 유리 재료로 이루어지는 기판상에, 금속, 합금으로 이루어지거나 또는 이들 중 어느 것인가에 산소, 질소, 탄소의 적어도 하나를 함유한 재료로 이루어지는 박막을 형성한다. 그리고, 이와 같은 박막 표면을 경면 연마, 표면 처리함으로써, 상기 범위의 표면 거칠기의 표면을 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
상기 박막의 재료로는 예를 들면, Ta(탄탈), Ta를 함유하는 합금, 또는 이들 중 어느 것인가에 산소, 질소, 탄소의 적어도 하나를 함유한 Ta 화합물이 바람직하다. Ta 화합물로는 예를 들면, TaB, TaN, TaO, TaON, TaCON, TaBN, TaBO, TaBON, TaBCON, TaHf, TaHfO, TaHfN, TaHfON, TaHfCON, TaSi, TaSiO, TaSiN, TaSiON, TaSiCON 등을 사용할 수 있다. 이들 Ta 화합물 중, 질소(N)를 함유하는 TaN, TaON, TaCON, TaBN, TaBON, TaBCON, TaHfN, TaHfON, TaHfCON, TaSiN, TaSiON, TaSiCON이 보다 바람직하다. 또한 상기 박막은 박막 표면의 고평활성의 관점에서, 바람직하게는 아몰퍼스 구조로 한다. 박막의 결정 구조는 X선 회절 장치(XRD)에 의해 측정할 수 있다.
또, 상기와 같이 본 발명에 있어서 바람직한 마스크 블랭크용 기판의 제조 방법은 상기 소정의 공간 주파수 영역에 있어서의 소정의 PSD를 갖는 표면 형태가 얻어지도록 표면 가공하는 표면 가공 공정을 갖고 있다.
해당 표면 가공 공정은 상기 공간 주파수 영역에 있어서의 소정의 PSD를 달성할 수 있는 한 그 공정의 실시방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 플레어로 불리는 미광(stray light)에 의한 패턴 콘트라스트의 저하를 억제하기 위해서는 상기 공간 주파수 영역(1㎛-1 이상)인 고(高)공간 주파수 영역보다 긴 중간 공간 주파수 영역(1×10-2㎛-1 이상 1㎛-1 이하)에 있어서의 PSD를 저감하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 중간 공간 주파수 영역 거칠기 저감공정과, 고공간 주파수 영역에 있어서의 PSD를 상기 범위로 하는 고공간 주파수 영역 거칠기 저감공정을 실시함으로써 행하는 것이 바람직하다.
또한 공간 주파수 1×10-2㎛-1 이상 1㎛-1 이하의 영역을 관측하려면, 비접촉 표면형상 측정기(예를 들면, Zygo사 제조의 NewView6300)로 0.14mm×0.105mm의 영역을 관측하는 것이 데이터의 신뢰성이 높다. 이 영역은 원자간력 현미경으로 1㎛×1㎛의 영역을 측정하는 경우와 같이, 마스크 블랭크용 기판의 주표면의 중심이다.
상기 2개의 공정은 일반적으로 고공간 주파수 영역 거칠기 저감공정이 보다 미세한 거칠기 조정을 필요로 하고, 중간 공간 주파수 영역 거칠기 저감공정의 작업에 의해 고공간 주파수 영역의 거칠기도 영향을 받는 경우가 있으며, 그 반대는 거의 없기 때문에, 본 발명에서는 중간 공간 주파수 영역 거칠기 저감공정 후에 고공간 주파수 영역 거칠기 저감공정을 실시하는 것이 바람직하다.
이들 공정은 EEM(Elastic Emission Machining) 및/또는 촉매 기준 에칭(CARE(Catalyst-Referred Etching))으로 실시하는 것이 적합하다.
특히 EEM은 중간 공간 주파수 영역 거칠기 저감공정에서 유용하고, CARE는 고공간 주파수 영역 거칠기 저감공정에서 유용하다.
{EEM}
EEM은 0.1㎛ 이하의 미세 분말 입자를 피가공물(마스크 블랭크용 기판)에 대하여 거의 무하중 상태로 접촉시키고, 그때 미세 분말 입자와 피가공물의 계면에서 발생하는 상호작용(일종의 화학 결합)에 의해 피가공물 표면 원자를 원자 단위로 제거한다는 비접촉 연마 방법이다.
상기의 무하중 상태로 접촉시키기 위해서, 예를 들면 피가공물을 수중에 배치하고, 해당 수중에 미세 분말 입자를 분산시키며, 또한 상기 피가공물의 피가공면 근방에 휠과 같은 회전체를 배치하고, 이것을 회전시키는 것이 실시된다. 이 회전운동에 의해 상기 피가공면과 회전체의 사이에 고속 전단류로 불리는 흐름이 발생하여 미세 분말 입자가 피가공면에 작용한다.
상기 회전체의 사이즈는 피가공물의 크기에 따라 적절히 선택된다. 해당 회전체의 형상은 피가공물 표면에서 가공액과 우선적으로 접촉(반응)시키고 싶은 영역에 따라 적절히 선정한다. 국소적으로 가공액을 우선적으로 접촉시키고 싶은 경우는 구 형상, 선 형상으로 하고, 면의 비교적 넓은 영역에서 가공액을 우선적으로 접촉시키고 싶은 경우는 원통 형상으로 한다.
상기 회전체의 재질은 가공액에 대하여 내성을 갖고, 또한 가능한 한 저탄성인 것이 좋다. 고탄성(비교적 부드러움)이면 회전중에 형상 변형을 일으키거나 형상이 불안정하게 되어, 가공 정밀도를 악화시킬 가능성이 있으므로 바람직하지 않다. 상기 회전체의 재료로서 예를 들면, 폴리우레탄, 유리, 세라믹 등을 사용할 수 있다.
상기 회전체의 회전수는 달성하고 싶은 PSD에 따라 적절히 선택되지만, 통상 50∼1000rpm이며, 회전체에 의한 연마 시간은 통상 60∼300분이다.
일반적으로, EEM의 가공은 피가공물을 회전체에 대하여 수직으로 배치하고, 회전시킨 회전체에 대하여 소정의 하중을 걺으로써, 피가공물과 회전체와의 갭을 조정할 수 있다. 회전시킨 회전체에 소정의 하중을 건 상태에서 회전체를 회전축에 대하여 평행하게 주사시킨다. 가공 에어리어 단(端)에 도달하면, 회전체에 평행하게 일정한 거리만큼 움직여 역방향으로 주사시킨다. 이들 동작을 반복함으로써, 에어리어 전체를 가공하는 것이 가능하게 된다. 상기 하중 범위는 상기와 마찬가지로 달성하고 싶은 PSD에 따라 적절히 선택되지만, 통상 0.5kg∼5kg의 범위에서 설정된다.
EEM에 사용되는 상기 미세 분말 입자로는 예를 들면 산화 세륨, 실리카(SiO2), 콜로이달 실리카, 산화 지르코늄, 이산화 망간, 산화 알루미늄 등을 들 수 있지만, 피가공물이 유리 기판인 경우, 미세 분말 입자로는 산화 지르코늄, 산화 알루미늄, 콜로이달 실리카 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 상기 미세 분말 입자의 평균 입경은 100nm 이하인 것이 바람직하다(또한 평균 입경은 SEM(주사 전자현미경)을 이용하여 15∼105×103배의 화상을 계측함으로써 얻어진다). 또한 가공 속도를 향상시키기 위해, 피가공물을 배치하는 용매에 미세 분말 입자를 현탁하여 가공액으로 하고 이것을 피가공물과 접촉시켜도 된다.
EEM에서는 이상과 같이 미세 분말 입자를 분산시킨 물과, 산성 수용액 및 알칼리성 수용액 중 어느 쪽인가의 수용액을 가공액으로 해도 되고, 혹은 상기 어느 쪽인가의 수용액을 가공액으로 해도 된다. 물을 사용하는 경우는 순수(純水), 초순수(超純水)가 바람직하다.
상기 산성 수용액으로는 황산, 염산, 불산, 규불산 등의 수용액을 들 수 있다. 비접촉 연마에 있어서의 가공액에 산성 수용액을 함유시킴으로써, 연마 속도가 향상된다. 다만, 산의 종류나 농도가 높은 경우는 유리 기판을 거칠게 해 버리는 일이 있으므로, 유리 기판이 거칠어지지 않는 산, 농도를 적절히 선정한다.
상기 알칼리성 수용액으로는 수산화 칼륨, 수산화 나트륨 등의 수용액을 들 수 있다. 비접촉 연마에 있어서의 가공액에 알칼리성 수용액을 함유시키면, 연마 속도가 향상된다. 또, 유리 기판 표면에 잠재적인 극미세 결함(크랙, 흠집 등)이 존재하는 경우, 그것을 현재화할 수 있기 때문에, 나중의 검사공정에서 미소 결함을 확실히 검출하는 것이 가능하게 된다. 알칼리성 수용액은 가공액에 포함되는 연마 지립이 용해되지 않는 범위에서 조정되고, 가공액으로서 pH가 9∼12가 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
{CARE(촉매 기준 에칭)}
다음으로, CARE의 가공 원리는 피가공물(마스크 블랭크용 기판)과 촉매를 처리액 중에 배치하거나, 피가공물과 촉매의 사이에 처리액을 공급하고 피가공물과 촉매를 접촉시켜, 그때에 촉매상에 흡착하고 있는 처리액 중의 분자로부터 생성된 활성종에 의해 피가공물을 가공하는 것이다. 또한 피가공물이 유리 등의 고체 산화물로 이루어지는 경우에는 상기 가공 원리는 처리액을 물로 하고, 물의 존재하에서 피가공물과 촉매를 접촉시켜 촉매와 피가공물 표면을 상대 운동시키는 등으로 함으로써, 가수분해에 의한 분해 생성물을 피가공물 표면으로부터 제거하여 가공하는 것이다.
CARE 가공 방법으로서 구체적으로는 피가공물에 대하여 상태(常態)에서는 용해성을 나타내지 않는 처리액 중에 해당 피가공물을 배치하고, 백금, 금, 철, 몰리브덴 등의 금속이나 SUS 등의 합금 또는 세라믹계 고체 촉매로 이루어지는 가공 기준면을 갖는 정반(定盤)의 상기 기준면을 피가공물의 가공면에 접촉 혹은 매우 접근시켜 배치하고(또는 피가공물과 촉매와의 사이에 처리액을 공급하고), 상기 처리액 중에서 피가공물과 상기 가공 기준면을 상대 운동시킴으로써, 상기 가공 기준면의 표면에서 생성한 활성종과 피가공물을 반응시켜 피가공물을 가공한다. 또한 피가공물의 재료가, 상태에서는 할로겐을 포함하는 분자가 녹은 처리액에 의해 용해되지 않는 경우에는, 할로겐을 포함하는 분자가 녹은 처리액을 사용할 수도 있다. 여기에서 할로겐을 포함하는 분자로는 할로겐화 수소가 바람직하지만, C-F, S-F, N-F, C-Cl, S-Cl, N-Cl 등의 결합을 갖는 분자도 이용하는 것이 가능하다.
여기에서, 할로겐화 수소의 분자가 녹은 수용액을 할로겐화 수소산이라고 한다. 할로겐으로는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I)를 들 수 있지만, 화학적인 반응성은 원자 번호가 커짐에 따라 작아지므로, 처리액으로서 실제의 가공 레이트를 고려하면 바람직하게 사용할 수 있는 것은 불화 수소산(HF 수용액)이다. 그러나, HF 수용액에서는 유리(SiO2)를 용해시켜 버리고, HCl 수용액에서는 저팽창 유리에 포함되는 Ti를 선택적으로 용출시켜 버린다. 이들 요인이나 가공 시간을 고려하여 적절한 농도로 조정한 할로겐화 수소산을 이용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 촉매에는 수소를 산화하고, 수소이온과 원자를 취출하는 반응을 촉진하는 백금, 금, 철, 몰리브덴 등의 금속이나 SUS 등의 합금 또는 세라믹계 고체 촉매를 사용한다. 활성종은 가공 기준면에서만 생성하고, 이 활성종은 정반의 가공 기준면을 떠나면 즉시 실활(失活)하기 때문에 부반응 등은 거의 일어나지 않으며, 또 표면 가공의 원리는 기계적인 연마가 아닌 화학반응이므로, 피가공물에 대한 데미지가 매우 적고, 뛰어난 평활성을 달성할 수 있어 고공간 주파수 영역의 거칠기도 유효하게 저감시킬 수 있다.
또한 마스크 블랭크용 기판이 유리 기판인 경우에는 고체 촉매로서 백금이나 금, 은, 동, 몰리브덴, 니켈, 크롬 등의 전이금속을 사용하면, 가수분해 반응이 진행되어 수중에서 CARE를 실시함으로써 기판의 표면 가공을 실시할 수 있다. 코스트나 가공 특성의 관점에서 이와 같이 하여 CARE를 실시하는 것이 바람직하다.
이상 설명한, 정반에 있어서의 고체 촉매로 이루어지는 가공 기준면은 통상 소정의 패드상에 고체 촉매를 성막함으로써 형성된다. 상기 패드에 특별히 제한은 없고, 예를 들면 고무, 광투과성 수지, 발포성 수지 및 부직포를 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, CARE에서는 처리액 중에서 피가공물과 상기 가공 기준면을 상대 운동시킴으로써, 상기 가공 기준면의 표면에서 생성한 활성종과 피가공물을 반응시켜 피가공물 표면을 제거함으로써 표면 가공을 실시한다.
또 CARE의 가공 조건은 예를 들면 정반 회전수: 5∼200rpm, 피가공물 회전수: 5∼200rpm, 가공 압력: 10hPa∼1000hPa, 가공 시간: 5∼120분의 범위에서 설정할 수 있다.
이상 설명한 CARE를 실시하는, 대표적인 CARE 가공장치를 도 9에 나타낸다. 이 CARE 가공장치(100)는 처리조(124)와, 해당 처리조(124) 내에 회전이 자유롭게 배치된 촉매 정반(126)과, 표면(피가공면)을 하향으로 하여 피가공물(128)(마스크 블랭크용 기판)을 탈착이 자유롭게 홀딩하는 기판 홀더(130)를 갖고 있다. 기판 홀더(130)는 촉매 정반(126)의 회전축심과 평행하고 또한 편심한 위치에 설치한 상하 운동이 자유로운 회전축(132)의 선단에 연결되어 있다. 촉매 정반(126)은 예를 들면, 스테인리스로 이루어지는 강성 재료의 기재(基材)(140)의 표면에, 고체 촉매로서 소정의 두께를 갖는, 예를 들면 백금(142)이 형성되어 있다. 또한 고체 촉매는 벌크여도 좋지만, 염가이고 형상 안정성이 좋은, 예를 들면 불소계 고무재 등의 탄성을 갖는 모재(母材)상에 백금(142)을 형성한 구성으로 해도 된다.
또, 기판 홀더(130)의 내부에는 해당 홀더(130)로 홀딩한 피가공물(128)의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 기구로서의 히터(170)가 회전축(132) 내로 연장되어 매설되어 있다. 처리조(124)의 위쪽에는 온도 제어 기구로서의 열 교환기(172)에 의해 소정 온도로 제어한 처리액(순수 등)을 처리조(124)의 내부에 공급하는 처리액 공급 노즐(174)이 배치되어 있다. 또한, 촉매 정반(126)의 내부에는 촉매 정반(126)의 온도를 제어하는 온도 제어 기구로서의 유체 유로(176)가 설치되어 있다.
이 CARE 가공장치(100)에 의한 CARE의 실시 방법은 예를 들면 이하와 같다. 처리액 공급 노즐(174)로부터 촉매 정반(126)을 향하여 처리액을 공급한다. 그리고, 기판 홀더(130)로 홀딩한 피가공물(128)을 촉매 정반(126)의 백금(촉매)(142)의 표면에 소정의 압력으로 눌러, 피가공물(128)을 촉매 정반(126)의 백금(촉매)(142)과의 접촉부(가공부)에 처리액을 개재시키면서 촉매 정반(126) 및 피가공물(128)을 회전시켜, 피가공물(128)의 표면(하면)을 평탄하게 제거 가공(에칭)한다. 또한 기판 홀더(130)로 홀딩한 피가공물(128)을 촉매 정반(126)의 백금(촉매)(142)으로 소정의 압력으로 누르는 일 없이, 피가공물(128)을 백금(촉매)(142)에 매우 근접시켜 피가공물(128)의 표면을 평탄하게 제거 가공(에칭)하도록 해도 된다.
이상 설명한 각 공정을 실시함으로써, 중간 공간 주파수 및 고공간 주파수 영역의 PSD를 소정값 이하로 조정하여 본 발명에 있어서 바람직한 파워 스펙트럼 밀도 및 표면 거칠기를 구비한 마스크 블랭크용 기판이 제조된다. 본 발명에서는 마스크 블랭크용 기판의 제조 공정에서 실시되는 그 외의 공정을 실시해도 된다.
[반사형 마스크 블랭크의 제조 방법]
다음으로, 본 발명의 일실시형태에 관한 반사형 마스크 블랭크(30)의 제조 방법에 대해 이하에 설명한다. 도 3은 본 실시형태의 반사형 마스크 블랭크(30)를 나타내는 모식도이다.
본 실시형태의 반사형 마스크 블랭크(30)는 상기 설명한 다층 반사막 부착 기판(20)의 보호막(22)상에(또는 보호막(22)이 없는 경우에는 다층 반사막(21)상에) 전사 패턴이 되는 흡수체막(24)을 형성함으로써 제조된다.
상기 흡수체막(24)의 재료는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, EUV광을 흡수하는 기능을 갖는 것으로, Ta(탄탈) 단체, 또는 Ta를 주성분으로 하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. Ta를 주성분으로 하는 재료는 통상 Ta의 합금이다. 이와 같은 흡수체막의 결정 상태는 평활성, 평탄성의 점에서 아몰퍼스 상 또는 미결정의 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다. Ta를 주성분으로 하는 재료로는 예를 들면, Ta와 B를 포함하는 재료, Ta와 N을 포함하는 재료, Ta와 B를 포함하고, 또한 O와 N의 적어도 어느 쪽인가를 포함하는 재료, Ta와 Si를 포함하는 재료, Ta와 Si와 N을 포함하는 재료, Ta와 Ge를 포함하는 재료, Ta와 Ge와 N을 포함하는 재료 등을 이용할 수 있다. 또 예를 들면, Ta에 B, Si, Ge 등을 더함으로써, 아몰퍼스 구조가 용이하게 얻어져 흡수체막(24)의 평활성을 향상시킬 수 있다. 또한 Ta에 N, O를 더하면, 산화에 대한 내성이 향상되기 때문에, 경시적인 안정성을 향상시킬 수 있다.
흡수체막(24)의 표면은 다층 반사막(21)에 대하여 서술한 상기 범위의 파워 스펙트럼 밀도(즉 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 PSD가 20nm4 이하이며, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하)를 갖고 있는 것이 유사 결함의 검출을 억제하는 관점에서 바람직하다. 상기 PSD 범위의 마스크 블랭크용 기판(10)이나, 다층 반사막 부착 기판(20)의 표면 형태를 유지하여 흡수체막(24)의 표면이 상기 범위의 파워 스펙트럼 밀도가 되도록 하려면, 흡수체막(24)을 아몰퍼스 구조 또는 미결정 구조로 하는 것이 바람직하다. 결정 구조에 대해서는 X선 회절 장치(XRD)에 의해 확인할 수 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 상기에 예로 든 검사 광원 파장으로서 266nm의 UV레이저 또는 193nm의 ArF 엑시머 레이저, 13.5nm의 EUV광을 이용하는 고감도 결함 검사장치로 반사형 마스크 블랭크(30)의 결함 검사를 실시하는 경우, 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 큰 폭으로 억제할 수 있다. 또한 흡수체막(24)의 표면이란, 흡수체막(24)의 보호막(22) 또는 다층 반사막(21)과 접하는 면과 반대측의 면으로서, 마스크 블랭크용 기판(10)의 주표면과 평행한 면이다.
본 발명의 다층 반사막 부착 기판(20)은 상술한 바와 같이, 그 막 표면(다층 반사막(21) 또는 보호막(22))의 상기 공간 주파수 영역에 있어서의 거칠기(PSD)가 충분히 억제되어 있어 매우 평탄성이 뛰어나므로, 그 위에 형성되는 흡수체막(24)의 상기 공간 주파수 영역에 있어서의 PSD를, 유사 결함을 포함하는 결함 검출수를 큰 폭으로 억제할 수 있는 범위로 하는 것이 용이하다.
또한 본 발명의 반사형 마스크 블랭크는, 도 3에 나타내는 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 흡수체막(24) 위에 흡수체막(24)을 패터닝하기 위한 마스크가 되는 레지스트막을 형성할 수도 있고, 레지스트막 부착 반사형 마스크 블랭크도 본 발명의 반사형 마스크 블랭크이다. 또한 흡수체막(24) 위에 형성하는 레지스트막은 포지티브형이어도 네가티브형이어도 상관없다. 또, 전자선 묘화용이어도 레이저 묘화용이어도 상관없다. 또한 흡수체막(24)과 상기 레지스트막의 사이에 소위 하드 마스크(에칭 마스크) 막을 형성할 수도 있고, 이 양태도 본 발명에 있어서의 반사형 마스크 블랭크이다.
[반사형 마스크의 제조 방법]
다음으로, 본 발명의 일실시형태에 관한 반사형 마스크(40)의 제조 방법에 대해 이하에 설명한다. 도 4는 본 실시형태의 반사형 마스크(40)를 나타내는 모식도이다.
본 실시형태의 반사형 마스크(40)는 상기의 반사형 마스크 블랭크(30)에 있어서의 흡수체막(24)을 패터닝하여 상기 보호막(22) 또는 다층 반사막(21)상에 흡수체 패턴(27)을 형성함으로써 제조된다. 본 실시형태의 반사형 마스크(40)는 EUV광 등의 노광광으로 노광하면, 마스크 표면에서 흡수체막(24)이 있는 부분에서는 노광광이 흡수되고, 그 이외의 흡수체막(24)을 제거한 부분에서는 노출한 보호막(22) 및 다층 반사막(21)에서 노광광이 반사됨으로써, 리소그래피용 반사형 마스크(40)로서 사용할 수 있다.
[반도체 장치의 제조 방법]
이상 설명한 반사형 마스크(40)와, 노광 장치를 사용한 리소그래피 프로세스에 의해, 반도체 기판 등의 피전사체상에 형성된 레지스트막에 상기 반사형 마스크(40)의 흡수체 패턴(27)에 의거하는 회로 패턴 등의 전사 패턴을 전사하고, 그 외 여러 가지의 공정을 거침으로써, 반도체 기판상에 배선 등 여러 가지의 패턴 등이 형성된 반도체 장치를 제조할 수 있다.
또한 상술한 마스크 블랭크용 기판(10), 다층 반사막 부착 기판(20), 반사형 마스크 블랭크(30)에 기준 마크를 형성하고, 이 기준 마크와, 상술한 고감도 결함 검사장치로 검출된 치명 결함의 위치를 좌표 관리할 수 있다. 얻어진 치명 결함의 위치 정보(결함 데이터)에 의거하여 반사형 마스크(40)를 제작할 경우에, 상술한 결함 데이터와 피전사 패턴(회로 패턴) 데이터를 기초로, 치명 결함이 존재하고 있는 개소에 흡수체 패턴(27)이 형성되도록 묘화 데이터를 보정하여 결함을 저감시킬 수 있다.
실시예
[다층 반사막 성막 조건과 BGL(백그라운드 레벨)]
이하에 나타내는 여러 가지의 조건으로 유리 기판상에 다층 반사막을 형성하고, 그것에 대해 검사 광원 파장이 13.5nm인 고감도 결함 검사장치를 사용하여 결함 검사를 실시했을 때의 BGL를 구했다. 또한, 사용한 유리 기판은 후술하는 실시예 1에 나타내는 가공 방법에 의해 표면 가공되고, 유리 기판 표면은 그 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하인 것을 사용했다.
실시예 시료 1: Mo 타겟 및 Si 타겟을 사용하여 이온 빔 스퍼터링에 의해 Mo 층(저굴절률층, 두께 2.8nm) 및 Si 층(고굴절률층, 두께 4.2nm)을 서로 번갈아 적층하여(적층수 40페어) 다층 반사막을 상기 유리 기판상에 형성했다. 이온 빔 스퍼터링에 있어서의 유리 기판 법선에 대한 Mo, Si 스퍼터 입자의 입사각도는 30도, 이온 소스의 가스 유량은 8sccm으로 했다. 또한 다층 반사막상에 RF 스퍼터링에 의해 Ru 보호막(막 두께 2.5nm)을 성막하여 다층 반사막 부착 기판으로 했다.
비교예 시료 1: Mo 타겟 및 Si 타겟을 사용하여 이온 빔 스퍼터링에 의해 Mo 층(두께 2.8nm) 및 Si 층(두께 4.2nm)을 서로 번갈아 적층하여(적층수 40페어) 다층 반사막을 상기 유리 기판상에 형성했다. 이온 빔 스퍼터링에 있어서의 유리 기판 법선에 대한 Mo, Si 스퍼터 입자의 입사각도는 각각 Mo가 50도, Si가 40도, 이온 소스의 가스 유량은 8sccm으로 했다. 또한 다층 반사막상에 Ru 보호막(막 두께 2.5nm)을 성막하여 다층 반사막 부착 기판으로 했다.
비교예 시료 2: Ru 보호막을 형성하지 않은 것 이외에는 비교예 시료 1과 마찬가지로 하여 다층 반사막 부착 기판을 제작했다.
비교예 시료 3: 이온 소스의 가스 유량을 16sccm으로 변경하고, Ru 보호막을 형성하지 않은 것 이외에는 비교예 시료 1과 마찬가지로 하여 다층 반사막 부착 기판을 제작했다.
이상과 같이 하여 제작된 다층 반사막 부착 기판의 막 표면에 대하여 파장 13.5nm의 고감도 결함 검사장치를 사용하여 결함 검사를 실시하여 그때의 BGL을 구했다. 결과를 도 5에 나타낸다. 도 5로부터, BGL은 다층 반사막의 성막 조건(Mo, Si의 입사각도)에 의존하고 있는 것을 알 수 있다. 또, 그 외의 조건, 예를 들면 가스 유량에는 의존하고 있지 않은 것을 알 수 있다.
[다층 반사막 표면의 표면 거칠기와 반사율]
상기 조건으로 제작한 다층 반사막 부착 기판의 막 표면의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 표면 거칠기(Rms)를 원자간력 현미경으로 측정했다. 측정 영역은 1㎛×1㎛이다. 결과를 아래에 나타낸다.
실시예 시료 1: Rms=0.115nm
비교예 시료 1: Rms=0.148nm
비교예 시료 2: Rms=0.132nm
비교예 시료 3: Rms=0.146nm
또, 상기 실시예 시료 1, 비교예 시료 1∼3에 대하여, EUV광(파장 13.5nm)에 있어서의 다층 반사막의 반사율을 EUV Technology사 제조 LPR1016에 의해 측정한 바, Rms가 0.13nm 미만인 시료에 대해서는 65％ 이상으로 높은 반사율이었던 것에 반해, Rms가 0.13nm 이상인 시료에 대해서는 64％에 이르지 않고 반사율이 악화되는 결과가 되었다.
[다층 반사막 성막 조건과 PSD(파워 스펙트럼 밀도)]
상술한 실시예 시료 1, 비교예 시료 1∼3의 다층 반사막 부착 기판의 막 표면을 원자간력 현미경(측정 영역 1㎛×1㎛)으로 측정한 후, 파워 스펙트럼 해석한 결과를 도 6에 나타낸다.
도 6에 보여지는 바와 같이, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서 다층 반사막을 구성하는 각 층의 스퍼터 입자가, 기판 주표면의 법선에 대하여 0도 이상 30도 이하로 입사시킨 실시예 시료 1의 PSD가 기판 주표면의 법선에 대하여 30도 초과로 입사시킨 비교예 시료 1의 PSD와 비교하여 전체적으로 작아지고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 다층 반사막 부착 기판의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 PSD는 이온 빔 스퍼터링에 있어서의 유리 기판 법선에 대한 Mo, Si 스퍼터 입자의 입사각도를 적절히 제어함으로써 소정값 이하로 할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이상의 결과에 입각하여 여러 가지 파장의 광을 사용하는 고감도 결함 검사장치에 있어서, 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 적고, 따라서 치명 결함을 확실하게 검출할 수 있는 본 발명의 다층 반사막 부착 기판, 반사형 마스크 블랭크 및 반사형 마스크의 실시예 등에 대하여 이하에 설명한다.
[실시예 1] MRF→EEM→CARE→실시예 시료 1 성막 조건
＜마스크 블랭크용 기판의 제작＞
(연마 및 MRF에 의한 표면 가공)
마스크 블랭크용 기판으로서 크기가 152.4mm×152.4mm, 두께가 6.35mm인 SiO2-TiO2계의 유리 기판을 준비했다. 양면 연마 장치를 이용하여 해당 유리 기판의 표리면을 산화 세륨 지립 및 콜로이달 실리카 지립에 의해 단계적으로 연마한 후 저농도의 규불산으로 표면 처리했다. 이에 따라 얻어진 유리 기판 표면의 표면 거칠기를 원자간력 현미경으로 측정한 바, 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)는 0.15nm이었다.
해당 유리 기판의 표리면에 있어서의 148mm×148mm의 영역의 표면형상(표면 형태, 평탄도)을 파장 변조 레이저를 이용한 파장 시프트 간섭계로 측정했다. 그 결과, 유리 기판의 표리면의 평탄도는 290nm(볼록형상)이었다. 유리 기판 표면의 표면형상(평탄도)의 측정 결과는 측정점마다 있는 기준면에 대한 높이의 정보로서 컴퓨터에 보존하는 동시에, 유리 기판에 필요한 표면 평탄도의 기준값 50nm(볼록형상), 이면 평탄도의 기준값 50nm와 비교하여 그 차분(필요 제거량)을 컴퓨터로 계산했다.
이어서, 유리 기판면 내를 가공 스폿 형상 영역마다, 필요 제거량에 따른 국소 표면 가공의 가공 조건을 설정했다. 사전에 더미 기판을 이용하여 실제의 가공과 같도록 더미 기판을 일정시간 기판을 이동시키지 않고 스폿으로 가공하고, 그 형상을 상기 표리면의 표면형상을 측정하는 장치와 같은 측정기로 측정하여 단위시간 당에 있어서의 스폿의 가공 체적을 산출했다. 그리고, 스폿의 정보와 유리 기판의 표면형상의 정보로부터 얻어진 필요 제거량에 따라, 유리 기판을 래스터 주사할 때의 주사 스피드를 결정했다.
설정한 가공 조건에 따라, 자기 유체에 의한 기판 마무리 장치를 이용하여 자기 점탄성 유체 연마(Magneto Rheological Finishing: MRF) 가공법에 의해, 유리 기판의 표리면 평탄도가 상기의 기준값 이하가 되도록 국소적 표면 가공 처리를 하여 표면형상을 조정했다. 또한 이때 사용한 자성 점탄성 유체는 철 성분을 포함하고 있고, 연마 슬러리는 알칼리 수용액＋연마제(약 2wt％), 연마제 : 산화 세륨으로 했다. 그 후, 유리 기판에 대하여 농도 약 10％의 염산 수용액(온도 약 25℃)이 들어간 세정조에 약 10분간 침지한 후, 순수에 의한 린스, 이소프로필 알코올(IPA)에 의한 건조를 실시했다.
얻어진 유리 기판 표면의 표면형상(표면 형태, 평탄도)을 측정한 바, 표리면의 평탄도는 약 40∼50nm이었다. 또, 유리 기판 표면의 표면 거칠기를, 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면(142mm×142mm)의 중앙 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경을 이용하여 측정한 바, 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)는 0.37nm로 되어 있고, MRF에 의한 국소 표면 가공전의 표면 거칠기보다 거칠어진 상태로 되어 있었다.
이 유리 기판의 표면 상태를 Zygo사 제조, 비접촉 표면형상 측정기 NewView6300으로 측정하고(측정 영역: 0.14mm×0.105mm, 확대 배율: 50배) 파워 스펙트럼 해석을 실시했다. 결과를 도 7에 나타낸다(「EEM 미가공」으로 표시되어 있다. 「EEM 가공 있음」이라고 표시된 것에 대해서는 후술).
파워 스펙트럼 해석 결과, 공간 주파수 1×10-2㎛-1 이상 1㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 4.5×106nm4(공간 주파수 1×10-2㎛-1)이었다(도 7 점선 참조).
또, 원자간력 현미경으로 상기 유리 기판의 표면 거칠기를 측정하고(측정 영역: 1㎛×1㎛) 파워 스펙트럼 해석을 실시한 결과를 도 8에 「미연마부」로서 나타낸다. 해석 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 14nm4(공간 주파수 2㎛-1)이 되었다. 보다 상세하게는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 14nm4(공간 주파수 3㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 밀도가 최대로 8.32nm4(공간 주파수 11㎛-1), 최소로 0.58nm4(공간 주파수 100㎛-1)이었다(도 8 점선 참조).
(EEM에 의한 표면 가공)
다음으로, 이상의 파워 스펙트럼 해석을 실시한 유리 기판의 표리면에 대해, 유리 기판 표면의 표면형상을 유지 또는 개선하는 목적과, 중간 공간 주파수 영역(10-2㎛ 이상 1㎛-1 이하)의 PSD를 저감하는 것을 목적으로 하여 유리 기판의 표리면에 EEM을 실시했다. 이 EEM은 이하의 가공 조건으로 실시했다.
가공액: 미세 분말 입자(농도: 3wt％) 함유 중성 수용액(pH: 7)
미세 분말 입자: 콜로이달 실리카, 평균 입경; 약 80nm
회전체: 폴리우레탄 회전구
회전체 회전수: 280rpm
연마 시간: 120분
하중: 1.5kg
그 후, 유리 기판의 단면을 스크럽 세정한 후, 표리면에 대하여 저농도 불산 수용액에 의한 메가소닉 세정(주파수 3MHz, 60초), 순수에 의한 린스, 건조를 실시했다.
EEM에 의해 표면 가공한 유리 기판의 표면 상태를, 상술과 마찬가지로 Zygo사 제조, 비접촉 표면형상 측정기 NewView6300으로 측정하고(측정 영역: 0.14mm×0.105mm) 파워 스펙트럼 해석을 실시했다. 결과를 도 7에 「EEM 가공 있음」으로 나타낸다. 이것의 확대 배율은 상기 「EEM 미가공」에 대응한다.
해석 결과, 공간 주파수 1×10-2㎛-1 이상 1㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 106nm4(공간 주파수 1×10-2㎛-1)이 되었다. 이상으로부터, EEM에 의한 표면 가공에 의해 중간 공간 주파수 영역(1×10-2㎛-1 이상 1㎛-1 이하)의 PSD를 저감할 수 있었던 것을 알 수 있다.
또, EEM 표면 가공에 의해 얻어진 유리 기판의 표면 상태를 원자간력 현미경으로 측정하고(측정 영역: 유리 기판의 중심 1㎛×1㎛) 파워 스펙트럼 해석을 실시한 결과를 도 8에 「EEM 가공부」로서 나타낸다.
해석 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 25nm4(공간 주파수 3㎛-1)이 되었다(도 8 실선 참조). 보다 상세하게는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 25nm4(공간 주파수 3㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 9.0nm4(공간 주파수 10㎛-1)이었다.
이상, 도 8의 결과로부터 EEM에 의한 표면 가공에 의하여 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하의 PSD는 개선되지 않는(또는 악화되는) 결과가 되었지만, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 PSD에 대해서는 저감할 수 있었다.
(2) CARE와 PSD(도 10)
다음으로, 이상의 EEM 표면 가공을 거친 유리 기판의 표리면에 대하여 고공간 주파수 영역(1㎛-1 이상)의 PSD를 저감하는 것을 목적으로 하고, 유리 기판의 표리면에 대하여 도 9의 CARE 가공장치를 사용하여 한쪽 면씩 촉매 기준 에칭(CARE)에 의한 표면 가공을 실시했다. 또한 가공 조건은 이하와 같이 했다.
가공액: 순수
촉매: Pt
기판 회전수: 10.3회전/분
촉매 정반 회전수: 10회전/분
가공 시간: 50분
가공압: 250hPa
그 후, 유리 기판의 단면(端面)을 스크럽 세정한 후, 해당 기판을 왕수(王水)(온도 약 65℃)가 들어간 세정조에 약 10분 침지시키고, 그 후, 순수에 의한 린스, 건조를 실시했다. 또한 왕수에 의한 세정은 유리 기판의 표리면에 촉매인 Pt의 잔류물이 없어질 때까지 여러 차례 실시했다.
CARE에 의해 표면 가공한 유리 기판의 표면 상태를 원자간력 현미경으로 측정하고(측정 영역: 1㎛×1㎛) 파워 스펙트럼 해석을 실시한 결과를 도 10에 나타낸다. 해석 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 5.0nm4(공간 주파수 2㎛-1)이었다. 보다 상세하게는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 5.0nm4(공간 주파수 2㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 1.9nm4(공간 주파수 11㎛-1)이었다.
이 결과와 같이, CARE에 의한 표면 가공에 의해, 고공간 주파수 영역의 거칠기를 저감할 수 있었다. 또, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)는 0.08nm로 양호했다.
＜다층 반사막 부착 기판의 제작＞
다음으로, 이와 같이 하여 얻어진 마스크 블랭크용 기판상에, 상기 실시예 시료 1에 있어서의 성막 조건으로 다층 반사막을 성막하고, 또한 다층 반사막상에 RF 스퍼터링에 의해 Ru보호막(막 두께 2.5nm)을 성막하여 다층 반사막 부착 기판을 제작했다.
이 얻어진 다층 반사막 부착 기판의 보호막 표면을 원자간력 현미경(측정 영역 1㎛×1㎛)으로 측정한 후, 파워 스펙트럼 해석을 실시했다. 그 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 15.8nm4(공간 주파수 5㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 6.73nm4(공간 주파수 10㎛-1)이 되었다. 또, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 Rms는 0.126nm이었다. 또, 이 보호막 표면의 반사율을 EUV Technology사 제조 LPR1016에 의해 측정한 바, 65.1％로 높은 반사율이었다.
다음으로, 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈), 및 검사 광원 파장 13.5nm의 고감도 결함 검사장치를 사용하여 결함 검사를 실시했다. 또한, 측정 영역은 132mm×132mm로 했다. 검사 감도 조건은 구 상당 직경 SEVD(Sphere Equivalent Volume Diameter)로 20nm 사이즈의 결함을 검출할 수 있는 검사 감도 조건으로 했다. 또한, 구 상당 직경 SEVD는 결함의 평면시 면적을 (S), 결함의 높이를 (h)로 했을 때에 SEVD=2(3S/4πh)1/3의 식에 의해 산출할 수 있다(이하의 실시예, 비교예도 마찬가지임). 결함의 면적(S), 결함의 높이(h)는 원자간력 현미경(AFM)에 의해 측정할 수 있다. 그 결과, Teron610에 의한 검출 결함수는 21,705개, 액티닉 검사에 있어서도 BGL이 역치를 넘는 일 없이 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 적어 결함 검사가 용이했다. Teron610에 의한 검출 결함수가 100000개 이하이고, 또한 액티닉 검사에 있어서 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 적으면, 이물이나 흠집 등의 치명 결함의 유무를 용이하게 검사할 수 있다.
＜반사형 마스크 블랭크의 제작＞
다음으로, 다층 반사막 부착 기판의 보호막 및 다층 반사막에 대하여, 전사 패턴 형성 영역의 외측 4개소에, 상기 결함의 위치를 좌표 관리하기 위한 기준 마크를 집속 이온 빔에 의해 형성했다.
다음으로, 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막을 형성하고 있지 않은 이면에 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 이면 도전막을 형성했다. 이면 도전막은 Cr 타겟을 다층 반사막 부착 기판의 이면에 대향시켜 Ar＋N2 가스(Ar:N2=90％:10％) 분위기 중에서 반응성 스퍼터링을 실시함으로써 형성했다. 또한 이면 도전막의 막 두께는 20nm로 했다.
또한 상술한 다층 반사막 부착 기판의 보호막 표면에 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 TaBN으로 이루어지는 흡수체막을 성막하여 반사형 마스크 블랭크를 제작했다. 이 흡수체막은 TaB 타겟(Ta:B=80:20)에 다층 반사막 부착 기판을 대향시키고, Xe＋N2 가스(Xe:N2=90％:10％) 분위기 중에서 반응성 스퍼터링을 실시함으로써 형성했다. 또한 흡수체막의 막 두께는 70nm로 했다. 또, 흡수체막의 결정 구조를 X선 회절 장치(XRD)에 의해 측정한 바, 아몰퍼스 구조이었다.
＜반사형 마스크의 제작＞
상술한 흡수체막의 표면에 스핀 코트법에 의해 레지스트를 도포하고, 가열 및 냉각 공정을 거쳐 막 두께 150nm의 레지스트막을 성막했다. 이어서, 원하는 패턴의 묘화 및 현상 공정을 거쳐 레지스트 패턴을 형성했다. 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, Cl2＋He 가스의 드라이 에칭에 의해 흡수체막인 TaBN 막의 패터닝을 실시해 보호막상에 흡수체 패턴을 형성했다. 그 후, 레지스트막을 제거하고, 세정을 실시하여 반사형 마스크를 제작했다.
또한, 상술한 묘화 공정에 있어서는 상기 기준 마크를 기초로, 치명 결함이 존재하고 있는 개소에 흡수체 패턴이 배치되도록 묘화 데이터를 보정하여 반사형 마스크를 제작했다. 얻어진 반사형 마스크에 대하여 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈)를 사용하여 결함 검사를 실시한 바, 결함은 확인되지 않았다.
상술한 바와 같이, 반사형 마스크에 있어서, 고감도 결함 검사장치에서의 결함은 확인되지 않았으므로, 이 반사형 마스크를 사용하여 노광 장치를 사용한 리소그래피 프로세스를 실시한 경우, 반사형 마스크 기인의 전사 패턴 결함이 발생하지 않고 반도체 장치를 제작할 수 있다.
[실시예 2]
실시예 1에서 사용한 것과 마찬가지의 유리 기판을 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 MRF 및 EEM 가공을 실시했다. 또한 EEM 가공 조건은 이하와 같다.
가공액: 미세 분말 입자(농도: 5wt％) 함유 중성 수용액(pH: 7)
미세 분말 입자: 콜로이달 실리카, 평균 입경; 약 80nm
회전체: 폴리우레탄 회전구
회전체 회전수: 280rpm
연마 시간: 120분
하중: 1.5kg
이와 같이 하여 얻어진 마스크 블랭크용 기판상에 상기 실시예 시료 1에 있어서의 성막 조건으로 다층 반사막을 성막하고, 또한 다층 반사막상에 RF 스퍼터링에 의해 Ru 보호막(막 두께 2.5nm)을 성막하여 다층 반사막 부착 기판을 제작했다.
이 얻어진 다층 반사막 부착 기판의 보호막 표면을 원자간력 현미경(측정 영역 1㎛×1㎛)으로 측정한 후, 파워 스펙트럼 해석을 실시했다. 그 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 17.2nm4(공간 주파수 5.4㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 7.18nm4(공간 주파수 10㎛-1)이 되었다. 또, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 Rms는 0.123nm이었다. 이 보호막 표면의 반사율을 EUV Technology사 제조 LPR1016에 의해 측정한 바, 65.2％로 높은 반사율이었다.
다음으로, 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈), 및 검사 광원 파장 13.5nm의 고감도 결함 검사장치를 사용하여 결함 검사를 실시했다. 또한, 측정 영역은 132mm×132mm로 했다. 검사 감도 조건은 구 상당 직경 SEVD로 20nm 사이즈의 결함을 검출할 수 있는 검사 감도 조건으로 했다. 그 결과, Teron610에 의한 검출 결함수는 28,591개, 액티닉 검사에 있어서도 BGL이 역치를 넘는 일 없이 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 적어 결함 검사가 용이했다. 유사 결함이 적을수록 이물이나 흠집 등의 치명 결함의 유무를 용이하게 검사할 수 있다.
또, 상술의 실시예 1과 마찬가지로 반사형 마스크 블랭크, 및 반사형 마스크를 제작했다. 얻어진 반사형 마스크에 대하여, 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈)를 사용하여 결함 검사를 실시한 바, 결함은 확인되지 않았다.
[참고예 1]
유리 기판으로서 크기가 152.4mm×152.4mm, 두께가 6.35mm의 SiO2-TiO2계의 유리 기판을 준비하여, 실시예 1과 마찬가지로 MRF 및 EEM 가공을 실시했다. 또한 EEM 가공의 조건은 이하와 같다.
가공액: 미세 분말 입자(농도: 5wt％) 함유 중성 수용액(pH: 7)
미세 분말 입자: 콜로이달 실리카, 평균 입경: 약 80nm
회전체: 폴리우레탄 롤
회전체 회전수: 280rpm
연마 시간: 180분
이와 같이 하여 제작된 마스크 블랭크용 기판상에, 상기 비교예 시료 2에 있어서의 성막 조건으로 다층 반사막을 성막하고, 또한 다층 반사막상에 RF 스퍼터링에 의해 Ru 보호막(막 두께 2.5nm)을 성막하여 다층 반사막 부착 기판을 제작했다.
이 얻어진 다층 반사막 부착 기판의 보호막 표면을 원자간력 현미경(측정 영역 1㎛×1㎛)으로 측정한 후, 파워 스펙트럼 해석을 실시했다. 그 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 18.1nm4(공간 주파수 4.8㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 9.6nm4(공간 주파수 10㎛-1)이 되었다. 또, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 Rms는 0.151nm이었다. 이 보호막 표면의 반사율을 EUV Technology사 제조 LPR1016에 의해 측정한 바, 64.4％이었다.
다음으로, 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈), 및 검사 광원 파장 13.5nm의 고감도 결함 검사장치를 사용하여 결함 검사를 실시했다. 또한, 측정 영역은 132mm×132mm로 했다. 검사 감도 조건은 구 상당 직경 SEVD로 20nm 사이즈의 결함을 검출할 수 있는 검사 감도 조건으로 했다. 그 결과, Teron610에서는 검출 결함수 34,017개, 액티닉 검사기에 있어서는 BGL이 역치를 넘어 유사 결함을 포함하는 결함 검출수는 10만개로 다수가 되어 결함 검사가 곤란했다.
[실시예 3]
상술한 실시예 1에 있어서, 마스크 블랭크용 기판의 제작을, EEM 및 CARE를 실시하지 않고, 양면 터치 연마를 실시한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 다층 반사막 부착 기판을 제작했다.
이 얻어진 다층 반사막 부착 기판의 보호막 표면을 원자간력 현미경(측정 영역 1㎛×1㎛)으로 측정한 후, 파워 스펙트럼 해석을 실시했다. 그 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 18.5nm4(공간 주파수 4.5㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 8.8nm4(공간 주파수 10㎛-1)이 되었다. 또, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 Rms는 0.129nm이었다. 이 보호막 표면의 반사율을 EUV Technology사 제조 LPR1016에 의해 측정한 바, 65.0％로 높은 반사율이었다.
다음으로, 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈), 및 검사 광원 파장 13.5nm의 고감도 결함 검사장치를 사용하여 결함 검사를 실시했다. 또한, 측정 영역은 132mm×132mm로 했다. 검사 감도 조건은 구 상당 직경 SEVD로 20nm 사이즈의 결함을 검출할 수 있는 검사 감도 조건으로 했다. 그 결과, Teron610 결함 검출수 40,028개, 액티닉 검사기에 있어서도 BGL은 역치를 넘는 일 없이 유사 결함을 포함하는 결함 검출수는 적어 검사가 가능했다.
[실시예 4]
실시예 1에서 사용한 것과 마찬가지의 유리 기판을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 MRF 및 CARE 가공을 실시했다. 또한 CARE 가공 조건은 이하와 같다.
가공액: 순수
촉매: Cr
기판 회전수: 10.3회전/분
촉매 정반 회전수: 10회전/분
가공 시간: 20분
가공 압력: 50hPa
그 후, 유리 기판의 단면을 스크럽 세정한 후, 해당 기판을 질산 제 2 세륨 암모늄과 과염소산을 포함하는 Cr 에칭액이 들어간 세정조에 약 10분 침지시키고, 그 후, 순수에 의한 린스, 건조를 실시했다. 또한 Cr 에칭액에 의한 세정은 유리 기판의 표리면으로부터 촉매인 Cr의 잔류물이 없어질 때까지 여러 차례 실시했다.
이와 같이 하여 얻어진 마스크 블랭크용 기판상에 상기 실시예 시료 1에 있어서의 성막 조건으로 다층 반사막을 성막하고, 또한 다층 반사막상에 이온 빔 스퍼터링에 의해 Ru 보호막(막 두께 2.5nm)을 성막하여 다층 반사막 부착 기판을 제작했다.
이 얻어진 다층 반사막 부착 기판의 보호막 표면을 원자간력 현미경(측정 영역 1㎛×1㎛)으로 측정한 후, 파워 스펙트럼 해석을 실시했다. 그 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 16.4nm4(공간 주파수 3㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 6.4nm4(공간 주파수 10㎛-1)이 되었다. 또, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 Rms는 0.119nm이었다. 이 보호막 표면의 반사율을 EUV Technology사 제조 LPR1016에 의해 측정한 바, 66.2％로 높은 반사율이었다.
다음으로, 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈), 및 검사 광원 파장 13.5nm의 고감도 결함 검사장치를 사용하여 결함 검사를 실시했다. 또한, 측정 영역은 132mm×132mm로 했다. 검사 감도 조건은 구 상당 직경 SEVD로 20nm 사이즈의 결함을 검출할 수 있는 검사 감도 조건으로 했다. 그 결과, Teron610에 의한 검출 결함수는 23,450개, 액티닉 검사에 있어서도 BGL이 역치를 넘는 일 없이 유사 결함을 포함하는 결함 검출수가 적어 결함 검사가 용이했다. 유사 결함이 적을수록, 이물이나 흠집 등의 치명 결함의 유무를 용이하게 검사할 수 있다.
또, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 반사형 마스크 블랭크, 및 반사형 마스크를 제작했다. 얻어진 반사형 마스크에 대하여 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈)를 사용하여 결함 검사를 실시한 바, 결함은 확인되지 않았다.
[비교예 1]
상술한 참고예 1에 있어서, EEM을 실시하지 않고, 양면 터치 연마를 실시한 것 이외에는 참고예 1과 마찬가지로 다층 반사막 부착 기판을 제작했다.
이 얻어진 다층 반사막 부착 기판의 보호막 표면을 원자간력 현미경(측정 영역 1㎛×1㎛)으로 측정한 후, 파워 스펙트럼 해석을 실시했다. 그 결과, 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 25nm4(공간 주파수 3.5㎛-1), 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 최대로 10.5nm4(공간 주파수 10㎛-1)이 되었다. 또, 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하의 Rms는 0.147nm이었다. 이 보호막 표면의 반사율을 EUV Technology사 제조 LPR1016에 의해 측정한 바, 64.8％이었다.
다음으로, 검사 광원 파장 193nm의 고감도 결함 검사장치(KLA-Tencor사 제조 Teron600 시리즈), 및 검사 광원 파장 13.5nm의 고감도 결함 검사장치를 사용하여 결함 검사를 실시했다. 또한, 측정 영역은 132mm×132mm로 했다. 검사 감도 조건은 구 상당 직경 SEVD로 20nm 사이즈의 결함을 검출할 수 있는 검사 감도 조건으로 했다. 그 결과, 결함 검출수는 Teron610에서는 100,000개 초과, 액티닉에 있어서도 BGL이 역치를 넘어 유사 결함을 포함하는 결함 검출수는 10만개로 다수가 되었다.
또한 상기 실시예로 나타낸 바와 같이, 이하에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법, 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법, 반사형 마스크의 제조 방법에 의해 각각 제조된 다층 반사막 부착 기판, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크도 본 발명의 효과를 이룰 수 있다.
(구성 A)
고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층한 다층 반사막을, 마스크 블랭크용 기판의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면상에 갖는 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법으로서,
상기 마스크 블랭크용 기판은 EEM 및/또는 촉매 기준 에칭에 의해 표면 가공되어 있고,
상기 주표면상에, 고굴절률 재료와 저굴절률 재료의 타겟을 이용한 이온 빔 스퍼터링에 의해, 상기 고굴절률 재료와 상기 저굴절률 재료의 스퍼터 입자를 상기 주표면의 법선에 대하여 0도 이상 30도 이하의 입사각도로 입사시켜 상기 다층 반사막을 성막하는 것을 특징으로 하는 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법.
(구성 B)
상기 마스크 블랭크용 기판은 유리 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 A 기재의 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법.
(구성 C)
상기 촉매 기준 에칭은, 전이금속을 포함하는 재료로 이루어지는 촉매를 처리액을 통하여 상기 주표면에 접촉 혹은 매우 접근시켜 상기 촉매와 상기 주표면을 상대 운동시킴으로써, 가수분해에 의한 분해 생성물을 상기 주표면으로부터 제거하는 것인 것을 특징으로 하는 구성 A 또는 구성 B에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법.
(구성 D)
상기 처리액은 물 혹은 순수인 것을 특징으로 하는 구성 C 기재의 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법.
(구성 E)
추가로 상기 다층 반사막상에 보호막을 형성하는 것을 특징으로 하는 구성 A∼구성 D 중 어느 하나에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법.
(구성 F)
구성 A∼E 중 어느 하나에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법에 의해 제조된 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막상 또는 보호막상에, 전사 패턴이 되는 흡수체막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 G)
구성 F에 기재한 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 제조된 반사형 마스크 블랭크에 있어서의 흡수체막을 패터닝하여, 상기 다층 반사막상 또는 상기 보호막상에 흡수체 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법.
10: 마스크 블랭크용 기판 20: 다층 반사막 부착 기판
21: 다층 반사막 22: 보호막
23: 이면 도전막 24: 흡수체막
27: 흡수체 패턴 30: 반사형 마스크 블랭크
40: 반사형 마스크
100: CARE(촉매 기준 에칭) 가공장치
124: 처리조　 126: 촉매 정반
128: 피가공물 130: 기판 홀더
132: 회전축 140: 기재
142: 백금(촉매) 170: 히터
172: 열교환기 174: 처리액 공급 노즐
176: 유체 유로

Claims (12)

  1. 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층한 다층 반사막을 마스크 블랭크용 기판의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면상에 갖는 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법으로서,
    고굴절률 재료와 저굴절률 재료의 타겟을 이용한 이온 빔 스퍼터링에 의해 상기 주표면상에 상기 다층 반사막을 성막하는 공정을 갖고,
    상기 이온 빔 스퍼터링에 있어서, 상기 다층 반사막의 막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이며, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하가 되도록, 상기 고굴절률 재료와 상기 저굴절률 재료의 스퍼터 입자를 상기 주표면의 법선에 대하여 소정의 입사각도로 입사시키고,
    상기 마스크 블랭크용 기판이 EEM(Elastic Emission Machining) 및 촉매 기준 에칭: CARE(CAtalyst-Referred Etching) 중 하나 이상에 의해 표면 가공되어 있으며,
    상기 입사각도가, 상기 주표면의 법선에 대하여 0도 이상 30도 이하인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다층 반사막상에 보호막을 형성하는 공정을 추가로 갖고,
    상기 보호막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이며, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 마스크 블랭크용 기판의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 제조 방법에 의해 제조된 다층 반사막 부착 기판의 상기 다층 반사막상 또는 상기 다층 반사막상에 보호막을 갖는 경우에는 상기 보호막상에, 전사 패턴이 되는 흡수체막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 기재한 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 제조된 반사형 마스크 블랭크에 있어서의 상기 흡수체막을 패터닝하여, 상기 다층 반사막상 또는 상기 보호막상에 흡수체 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법.
  8. 마스크 블랭크용 기판의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면상에, 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층한 다층 반사막을 갖는 다층 반사막 부착 기판으로서,
    상기 다층 반사막 부착 기판의 막 표면은 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이고, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하이며,
    상기 막 표면의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기가 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)로 0.13nm 미만인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 부착 기판.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다층 반사막 부착 기판이, 상기 다층 반사막상에 보호막을 갖고, 상기 보호막 표면의 1㎛×1㎛의 영역을 원자간력 현미경으로 측정하여 얻어지는 공간 주파수 1㎛-1 이상 10㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 20nm4 이하이며, 또한 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 파워 스펙트럼 밀도가 10nm4 이하이고, 상기 보호막 표면의 공간 주파수 10㎛-1 이상 100㎛-1 이하에 있어서의 표면 거칠기가 제곱 평균 평방근 거칠기(Rms)로 0.13nm 미만인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 부착 기판.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 기재한 다층 반사막 부착 기판의 상기 다층 반사막상 또는 상기 다층 반사막상에 보호막을 갖는 경우에는 상기 보호막상에 전사 패턴이 되는 흡수체막을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크.
  11. 제 10 항에 기재한 반사형 마스크 블랭크에 있어서의 상기 흡수체막을 패터닝하여 얻어진 흡수체 패턴을 상기 다층 반사막상 또는 상기 보호막상에 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
  12. 제 11 항에 기재한 반사형 마스크를 이용하여, 노광 장치를 사용한 리소그래피 프로세스를 실시해 피전사체상에 전사 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
KR1020157003267A 2012-09-28 2013-09-24 다층 반사막 부착 기판의 제조방법 KR102180712B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2012-216525 2012-09-28
JP2012216525 2012-09-28
PCT/JP2013/075754 WO2014050831A1 (ja) 2012-09-28 2013-09-24 多層反射膜付き基板の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150058149A KR20150058149A (ko) 2015-05-28
KR102180712B1 true KR102180712B1 (ko) 2020-11-19

Family

ID=50388228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157003267A KR102180712B1 (ko) 2012-09-28 2013-09-24 다층 반사막 부착 기판의 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9507254B2 (ko)
JP (1) JP6279476B2 (ko)
KR (1) KR102180712B1 (ko)
TW (1) TWI598680B (ko)
WO (1) WO2014050831A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6328502B2 (ja) * 2013-07-04 2018-05-23 Hoya株式会社 基板の製造方法、マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、及び基板製造装置
CN112531019A (zh) 2014-10-23 2021-03-19 住友电气工业株式会社 碳化硅衬底
JP6372007B2 (ja) * 2015-02-03 2018-08-15 Ａｇｃ株式会社 マスクブランク用ガラス基板
CN207528955U (zh) * 2015-06-09 2018-06-22 旭硝子株式会社 玻璃导光板
US9870612B2 (en) * 2016-06-06 2018-01-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for repairing a mask
JP7039248B2 (ja) * 2017-10-20 2022-03-22 株式会社Ｖｔｓタッチセンサー 導電性フィルム、タッチパネル、および、表示装置
SG11202109244UA (en) * 2019-03-28 2021-10-28 Hoya Corp Mask blank substrate, substrate with conductive film, substrate with multilayer reflective film, reflective mask blank, reflective mask, and method of manufacturing semiconductor device
CN113474721B (zh) * 2019-04-26 2023-10-20 松下知识产权经营株式会社 光设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004246366A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Carl-Zeiss-Stiftung フォトマスク・ブランク、フォトマスク、フォトマスク・ブランクを製造するための方法と装置
JP2008201665A (ja) * 2006-11-30 2008-09-04 Corning Inc 極紫外光学素子のための研磨方法及びその方法を用いて作成された素子

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3683261B2 (ja) * 2003-03-03 2005-08-17 Ｈｏｙａ株式会社 擬似欠陥を有する反射型マスクブランクス及びその製造方法、擬似欠陥を有する反射型マスク及びその製造方法、並びに擬似欠陥を有する反射型マスクブランクス又は反射型マスクの製造用基板
JP4834205B2 (ja) * 2005-08-11 2011-12-14 Ｈｏｙａ株式会社 多層反射膜付き基板の製造方法、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法
US7504185B2 (en) 2005-10-03 2009-03-17 Asahi Glass Company, Limited Method for depositing multi-layer film of mask blank for EUV lithography and method for producing mask blank for EUV lithography
WO2007072890A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Asahi Glass Co., Ltd. Glass substrate for mask blank and method of polishing for producing the same
JP5258368B2 (ja) 2008-04-30 2013-08-07 Ｈｏｙａ株式会社 多層反射膜付基板の製造方法、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法
JP5711533B2 (ja) * 2008-05-09 2015-05-07 Hoya株式会社 反射型マスク、反射型マスクブランク及びその製造方法
KR101271644B1 (ko) * 2008-11-26 2013-07-30 호야 가부시키가이샤 마스크블랭크용 기판

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004246366A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Carl-Zeiss-Stiftung フォトマスク・ブランク、フォトマスク、フォトマスク・ブランクを製造するための方法と装置
JP2008201665A (ja) * 2006-11-30 2008-09-04 Corning Inc 極紫外光学素子のための研磨方法及びその方法を用いて作成された素子

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014050831A1 (ja) 2016-08-22
TWI598680B (zh) 2017-09-11
WO2014050831A1 (ja) 2014-04-03
US20150205196A1 (en) 2015-07-23
KR20150058149A (ko) 2015-05-28
JP6279476B2 (ja) 2018-02-14
US9507254B2 (en) 2016-11-29
TW201423260A (zh) 2014-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6262165B2 (ja) マスクブランク用基板、多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク、反射型マスク及び半導体装置の製造方法
JP6195880B2 (ja) マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、反射型マスクブランクの製造方法、反射型マスクの製造方法、透過型マスクブランクの製造方法、透過型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法
KR102253519B1 (ko) 다층 반사막 부착 기판, 마스크 블랭크, 전사용 마스크 및 반도체 장치의 제조방법
KR102180712B1 (ko) 다층 반사막 부착 기판의 제조방법
JP6388841B2 (ja) 反射型マスクブランク、反射型マスクブランクの製造方法、反射型マスク及び半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right