KR20070003887A - 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판과 반사형 마스크 - Google Patents
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Abstract
반사형 마스크용 저팽창 유리 기판에 있어서, 상기 유리 기판은 반도체 제조시 리소그래피 공정에서 사용되는 반사형 마스크의 기재에 적합하고, 유리 기판의 외주를 따라서 형성된 측면, 모따기부 및 노치부를 포함하고, 측면, 모따기부 및 노치부 중 하나 이상이 경면으로 제공되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판.
Description
본 발명은, 반도체 제조시 리소그래피(lithographic) 공정, 특히 EUV(Extreme Ultra Violet) 리소그래피에서 사용되는 반사형 마스크의 기재로서 저팽창 유리 기판 및 반사형 마스크에 관한 것이다.
이하, 노광 시스템이 집적회로를 제조하기 위해서 웨이퍼(wafer)상에 미세한 회로 패턴을 리소그래피로 전사하는데 널리 사용되고 있다. 집적회로의 고집적화 및 고성능화에 따라 집적회로가 더 미세해지기 때문에, 그 노광 시스템이 고해상도 및 긴 초점 깊이(focal depth)의 웨이퍼상에 회로 패턴을 제공할 수 있는 것이 필요하다. 그 결과, 연구와 조사가 단파장의 노광 광원을 제공하기 위해서 이루어졌다. 노광 광원으로서, 지금까지 사용되어온 g 광선(파장 436nm), i 광선 (파장 365 nm) 및 KrF 엑시머 레이저(파장 248 nm) 에 이어 ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm)를 사용하려는 시도가 있었다. 100 nm 이하의 회로 선폭을 가진 차세대 집적회로에 대응하기 위해서, F2 레이저(파장 157 nm)가 노광 광원으로서 가장 널리 사용된다. 하지만, 그 F2 레이저조차도 70 nm 이상의 선폭을 가지는 집적회로의 세대만 커버할 수 있다고 여겨진다.
그와 같은 기술동향에서, 노광 광원으로서 EUV 선(극단자 외광)을 사용하는 리소그래피 기술이, 50 nm 의 선폭을 가지는 집적회로 세대 및 그 이후의 세대에 걸쳐 적용가능한 것으로 주목받고 있다. 그 EUV 선은, 연(soft) X-선 영역 또는 진공 자외선 영역의 파장 범위, 구체적으로 약 0.2 내지 100 nm 의 파장을 가지는 광선을 의미한다. 현 시점에서, 연구와 개발이 리소그래피 광원으로서 13.5 nm 의 파장을 사용하여 이루어진다. EUV 리소그래피(이하, "EUVL" 이라고 함)의 노광 원리가 투영 광학시스템을 사용하여 마스크 패턴을 전사하는 점에서 종래의 리소그래피와 동일하다. 하지만, EUV 광선의 에너지 영역에서 광선을 투과하는 재료가 없기 때문에 굴절 광학시스템이 사용될 수 없어서, EUVL 은 반사 광학시스템을 사용한다(JP-A-2003-505891 참조).
EUVL 에 사용되는 마스크는 기본적으로, 1) 기판, 2) 기판상에 배치된 반사 다층막, 3) 반사 다층막상에 배치된 흡수 재질층으로 구성된다. 반사 다층막은, nm 단위로 주기적으로 판으로 절단된 다수의 재료를 가지고, 그 재료는 노광 광선의 파장에 대하여 다른 굴절율을 가지도록 형성되어 있다. 그러한 재료의 대표적인 예로 Mo 및 Si 를 포함하는 것이 알려져 있다. 연구와 개발이 흡수 재질층으로서 Ta 또는 Cr 을 사용하여 이루어진다. 기판은 EUV 광선의 조사하에서도 변형을 피하기 위해서 저 열팽창 계수를 가지는 재료를 포함하는 것이 필요하다. 기판의 재료로서 저 열팽창 계수를 가지는 유리 또는 저 열팽창 계수를 가지는 결정화 유리를 사용하여, 연구와 개발이 이루어졌다. 기판은 유리 또는 결정화 유리와 같이 고정밀의 연마 및 세정에 의해 제조된다.
반도체 제조시에 사용되는 반사형 마스크용 기판과 다른 용도와 기능을 가진 자기 기록 매체용 유리 기판과 관련하여, 입자(이물질)가 발생하는 것을 방지하기 위해서, 유리 기판의 측면(측면부 및 모따기부)이 예컨대, 기계적 연마에 의한 경면(mirror-finished surface)이 제공되는 것이 JP-A-10-154321 에 개시되어 있다.
EUVL 기술에서, 이물질 또는 스크래치가 반사형 마스크상에 존재하는 경우에, 그런 이물질 또는 스크래치의 이미지가 웨이퍼에 전사되어서 회로에 문제점이 발생한다. 추가적으로, 반사형 마스크의 표면상에 미세한 요철이 있는 경우에, 즉 반사형 마스크의 표면상의 미세한 영역에 곡률이 있는 경우에, 패턴 전사가 방해되고, 웨이퍼상에 미세한 회로 패턴을 전사해서 고정밀도의 집적회로를 제조하기 어렵다. 이 때문에, 마스크 표면(즉, 막 표면)이 이물질이나 스크래치에 의한 무결점이 요구되고, 인접한 막 사이의 경계면 또는 막과 기판 사이의 경계면도 또한 무결점이 요구된다. 특히 이물질에 관해서, 이물질의 존재가 막에서 볼록한 결점을 형성하는 원인이 되기 때문에, 60 nm 이상의 크기인 이물질의 수가 웨이퍼당 20 개 이하이고, 바람직하게는 웨이퍼당 5 개 이하이다.
자기 기록 매체용 유리 기판에 관해서, 상기 기술한 바와 같이 이물질이 발생하는 것을 방지하기 위해서, 유리 기판의 측면에는 연마에 의해 경면이 제공되는 것이 알려져 있다. 다른 한편으로는, 반사형 마스크용 기판의 측면은 통상의 정도로 연마되었다. 그 결과, 그러한 기판을 포함하는 반사형 마스크를 사용하여 회로 패턴이 전사되는 경우에, 집적회로에 문제점이 발생하고, 생산수율이 줄어들 가능성이 있다. 이는 반사형 마스크의 표면은 이물질이나 스크래치에 대한 무결점성이 부족하기 때문이다.
본 발명은 상기 문제점을 고려하여 제안된 것이다. 본 발명의 목적은 EUVL 에 사용되는 반사형 마스크의 기재용으로 적합하고, 마스크 제조시 기판 표면에 부착하는 이물질의 수를 감소시키거나, 마스크 제조시에 마스크 표면 또는 기판 표면에 부착을 감소시킬 수 있는, 저팽창 유리 기판 및 이러한 저팽창 유리를 포함하는 반사형 마스크를 제공하는 것이다.
상기의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명자들은 저팽창 유리 기판(이하, 상세한 설명의 부분에서 "유리 기판" 이라고도 함)의 표면에 부착하는 이물질을 관찰하고 분석했다. 추가적으로, 본 발명자들은 이물질의 발생원인 및 유리 기판의 표면에 이물질의 부착원인을 조사했다. 관찰, 분석 및 조사하여, 대부분의 이물질은 세정 후의 연마제의 잔여분 또는 실행되는 제조공정의 환경에서 오는 먼지에 의해 야기되는 것이 아니라, 유리 기판과 동일한 유리조성을 가지는, 즉 유리 기판과 동일한 조성을 가지는 미세한 유리 파편(이물질)에 의한 것으로 나타났다. 추가적으로, 본 발명자들은 미세한 유리 파편이 연마된 유리 기판의 측단부벽에서 발생한다는 것을 밝혔다.
유리 기판의 측단부벽에서 발생하는 유리 파편이, 연마 후에 유리 기판을 세정하기 위한 공정의 화학 액조(chemical liquid bath) 또는 린스조(rinse bath)에서 유리 기판의 측단부벽에 영향을 미치는, 초음파 세정과 같은 오염물질의 제거에 의해 형성된다. 오염물질 제거처리에 의해서 측단부벽에서 벗겨지는 유리 파편이 세정조(cleaning bath)에서 유리 기판의 표면에 부착되고, 반데르 발스 힘(van der Waals force)에 의해 표면에 견고하게 부착된다. 한 번 부착된 유리 파편은 유리 기판의 표면에 견고하게 부착되기 때문에, 막 형성 직전에 이루어지는 세정이나 재세정에 의해서 부착된 유리 파편을 제거하는 것이 매우 어렵다.
그러한 인식에 기초해서, 본 발명자들은 유리 기판의 측단부벽에서 그러한 유리 파편이 발생하는 것을 방지할 필요가 있다는 것을 발견했다. 추가적으로, 본 발명자들은 유리 기판의 측단부벽에서 그러한 유리 파편이 발생하는 것을 방지하는 해결책을 제공하기 위해 힘썼다. 발명자는 이하의 발견에 기초해서 본 발명을 완성했다.
1) 측단부벽에 경면을 제공하기 위해서 유리 기판의 측단부벽의 연마로 인해서 발생하는 유리 파편을 방지하는 것이 가능하다.
2) 코팅막으로 측단부벽을 코팅하여 유리 기판의 측단부벽으로부터의 유리 파편을 방지하는 구조를 제공하는 것이 가능하다.
3) 유리 기판의 외주부를 형성하는 연삭 공정(모따기 공정이라고 함)에서 유리 기판을 가공하는 다이아몬드 연삭 휠을 사용하는 경우에, 측단부벽에서 발생하는 크랙(crack)은, 이후의 공정에서 측단부벽에서의 유리 파편을 벗겨내기 위한 모따기 공정으로 신장된다. 저팽창 유리 또는 저팽창 결정화 유리를 용해가능한 화학적 용액으로 유리 기판을 처리함으로써, 이후의 공정에서 크랙이 신장되는 것을 방지하는 것이 효과적이다.
즉, 본 발명은, EUV 리소그래피에 사용되는 반사형 마스크의 기재에 적합한 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판으로서, 그 외주를 따라서 형성된 측단부벽을 포함하고, 측면, 모따기부 및 노치부 중 하나 이상에는 경면이 제공되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판을 제공한다.
저팽창 유리 기판은 그 외주를 따라 형성된 측면, 모따기부 및 노치부를 포함하고, 측면, 모따기부 및 노치부 중 하나 이상에는 0.05 ㎛ 이하의 표면 거칠기 (Ra) 의 경면이 제공되는 것이 바람직하다.
저팽창 유리 기판은 그 외주를 따라 형성된 측면, 모따기부 및 노치부를 포함하고, 측면, 모따기부 및 노치부 중 하나 이상에는 0.05 내지 0.50 ㎛ 의 표면 거칠기 (Rmax) 의 경면이 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, EUV 리소그래피에 사용되는 반사형 마스크의 기재에 적합한 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판으로서, 그 외주를 따라서 형성된 측단부벽, 먼지 발생를 방지하기 위한 보호막으로 덮인 측단부벽을 포함하는 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판을 제공한다.
본 발명은 또한, EUV 리소그래피에 사용되는 반사형 마스크의 기재로 적합한 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판으로서, 그 외주를 따라서 형성된 측단부벽을 포함하고, 그 측단부벽은 에칭 처리된 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판을 제공한다.
본 발명은 또한 그러한 저팽창 유리 기판을 사용해서 얻어진 EUV 용 반사형 마스크를 제공한다.
본 발명에 따라, 저팽창 유리 기판의 측면, 모따기부 및 노치부 중 하나 이상은, 1) 경면으로 형성되어 있거나, 2) 먼지 발생의 방지를 위한 보호막이 덮여 있거나, 3) 에칭 처리되어 있다. 따라서, 측단부벽에서 미세한 유리 파편이 발생하는 것과 이물질이 흩어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 마스크 제조시 기판 표면에 부착하는 이물질의 수를 감소시키고 이물질의 부착을 감소시킬 수 있고, EUVL 용 반사형 마스크의 기재로 적합한 저팽창 유리 기판이 얻어질 수 있다. 기재로서 그러한 기판을 포함하는 반사형 마스크에 의해서, 웨이퍼상에 미세한 회로 패턴을 전사해서 고정밀 집적회로를 제조할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 의 바람직한 실시형태에 따른 저팽창 유리 기판의 단부의 개략적인 확대 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 의 바람직한 실시형태에 따른 저팽창 유리 기판의 단부의 개략적인 확대 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 의 바람직한 실시형태에 따른 저팽창 유리 기판의 사시도이다.
집적회로의 고집적화 및 고정밀화에 대응하기 위해서, 본 발명에 따른 저팽창 유리 기판은 저 열팽창 계수 및 열팽창 계수의 제한된 변화를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 20℃ 에서 열팽창 계수가 0±30 ppb/℃ 인 저팽창 유리 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 20℃ 에서 열팽창 계수가 0±10 ppb/℃ 인 저팽창 유리 기판을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 20℃ 에서 열팽창 계수가 0±10 ppb/℃ 인 초 저팽창(ultra low-expansion) 유리 기판 또는 초 저팽창 결정화 유리 기판을 쓰는 것이 특히 바람직하다. 상기 언급된 범위의 열팽창 계수를 가지는 저팽창 유리 기판을 사용함으로써, 반도체 제조시 온도변화에 충분히 대응하고, 고정밀의 회로패턴 전사를 양호하게 할 수 있다. 저팽창 유리 기판의 기재의 예로는 TiO2 를 함유하는 합성 석영 유리, ULE(등록상표 : 코닝코드 7972), 또는 ZERODUR(독일 schott 사의 등록상표)와 같은 저팽창 유리 및 저팽창 결정화 유리등이 있다. 그 중에서, TiO2 를 함유하는 합성 석영 유리가 초 저팽창 유리로서 우수하고 반사형 마스크의 기재로서 적합하다. 저팽창 유리는 초 저팽창 유리, 또는 저팽창 결정화 유리와 같은 저팽창 유리를 포함하는 판형상 부재의 상하면을 연마함으로써 제조된다. 저팽창 유리 기판은 그 외주를 따라 형성된 측단부벽을 가진다. 저팽창 유리 기판은 반사형 마스크의 형상과 실질적으로 일치하도록 원형 또는 사각형으로 형성된다.
이하, 실시형태에 따라 본 발명이 구체적으로 설명된다. 이하에서 설명되는 실시형태는 단지 본 발명을 쉽게 이해하도록 예시된 것이고, 본 발명이 그 실시형태에 한정되지 않는다는 것을 분명히 알아야 한다. 도 1 은 저팽창 유리 기판 (1) 단부의 개략적인 확대 단면도이고, 도 3 은 저팽창 유리 기판 (1) 의 사시도이다. 저팽창 유리 기판 (1) 은 통상적으로, 도 1 에 도시된 바와 같이 기판의 릿지를 모따기함으로써 형성된 모따기부 (3) , 측면 (2) 을 포함하는 단부, 도 3 에 도시된 바와 같이 전면과 후면을 구분하기 위한 노치부 (5), 및 모따기부 (6) 를 포함한다. 본 발명에서, 저팽창 유리 기판 (1) 은, 측면 (2), 및 모따기부 (3), 노치부 (5), 모따기부 (6) 를 포함하는 측단부벽을 가진다. 본 발명의 특징 중 하나는, 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽 중 하나 이상의 부분이 기계 연마에 의한 경면으로 형성되어 있는 것이다. 측면 (2), 모따기부 (3), 노치부 (5) 및 모따기부 (6) 의 모두가 통상적으로 기계 연마에 의한 경면으로 형성되어 있고, 유리 파편 및 이물질의 발생을 방지하는 약간 효과가 저하되는 것이 허용 가능하다면, 필요한 부분만 경면으로 형성되어도 된다. 도 1 에서, 각 모따기부 (3) 의 길이는 모따기 폭으로서 나타낸다. 모따기부 (3) 의 모따기 폭 및 형상은 모따기 장치의 다이아몬드 연삭 휠의 형상이나 작업조건에 따라 적절하게 결정된다. 저팽창 유리 기판 (1) 의 모따기부 (3) 와 주표면(다층막이 형성된 면 및 그 후면)사이의 경계부의 상부, 측면 (2) 과 모따기부 (3) 및 (6) 사이의 경계부의 상부, 노치부 (5) 와 측면 (2) 의 경계부의 상부, 및 저팽창 유리 기판 (1) 의 모따기부 (3 및 6) 가 각을 이룰 때, 상부는 만곡면으로 형성되거나, 필요하다면 모따기부 전체가 만곡면으로 형성될 수 있다. 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽은 그러한 만곡면을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 경면은 0.05 ㎛ 이하의 표면 거칠기 (Ra) 를 가지는 것이 바람직하고, 0.03 ㎛ 이하의 표면 거칠기 (Ra) 를 가지는 것이 더욱 바람직하다. 경면은 0.05 내지 0.50 ㎛ 범위의 표면 거칠기 (Rmax) 를 가지는 것이 바람직하고, 0.05 ㎛ 내지 0.20 ㎛ 의 범위가 더욱 바람직하다. (Ra) 의 하한에 대한 특별한 제한은 없지만, (Ra) 가 작아질수록 연마 부하가 증가하고, (Ra) 가 일정값 이 하인 경우에 유리 파편의 발생을 방지하는 효과에 특별한 차이가 없기 때문에, 통상적으로 (Ra) 의 하한은 0.01 ㎛ 이상이다. 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽을 각 범위의 표면 거칠기 (Ra) 및 표면 거칠기 (Rmax) 를 가지는 경면으로 형성함으로써, 측단부벽에서 유리 파편이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 유리 파편이 발생하는 경우에도 유리 파편의 총 발생량을 감소시키고 이물질의 부착을 감소한다. 특히, 각 측면 (2), 모따기부 (3 및 6), 및 노치부 (5) 는 상기 기술한 범위의 경면으로 형성되어 있고, 그 효과가 상당하다. 저팽창 유리 기판 (1) 의 주표면과 모따기부 (3) 의 경계부, 측면 (2) 와 모따기부 (3 및 6) 의 경계부, 모따기부 (3 및 6), 노치부 (5) 와 모따기부 (3 및 6) 의 경계부는 각각 상기 기술한 바와 같이 만곡면으로 형성될 때, 그 만곡면도 측단부벽 중 하나 이상의 부분이 경면으로 연마될 수 있다. 측면 및 모따기부가 통상적으로 동일한 방법으로 연마되기 때문에, 측단부벽의 측면 (2) 이 측면의 모따기부 (3) 와 실질적으로 같은 (Ra 및 Rmax) 를 가지지만, 측면은 모따기부와 다른 (Ra 및 Rmax) 를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기술된 범위의 표면 거칠기를 가지는 경면을 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽에 제공하기 위해서, 유리판의 연마 또는 모따기의 기술분야에서 근거된 연마 방법과 연마 장치를 사용할 수 있다. 구체적으로, 저팽창 유리 기판 (1) 은, 저팽창 유리 기판 (1) 을 모따기 하기 위한 연삭 휠(예를 들어, 다이아몬드 연삭 휠), 이 연삭 휠 및 다른 공구에 의해 모따기된 단면을 경면으로 연마하여 제공하기 위해서, 연마제 또는 연마 슬러리로 사용하는 폴리 셔(polisher)를 사용함으로써 기계적으로 연마된다. 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽은, 종류 또는 입경이 다른 연마제 또는 연마 슬러리들을 적절히 조합하거나 폴리셔의 종류를 바꿈으로써, 상기 기술된 범위의 표면 거칠기를 가지는 경면이 제공되도록 연마된다. 폴리셔로서, 유리를 마무리하거나 광택을 내기 위한 연마 도구로 잘 알려진 버프(buff), 다양한 종류의 연마 패드 등이 사용가능하다. 연마제로는 산화 세륨(cerium oxide), 적색 산화철(red iron oxide), 산화 지르코늄(zirconium oxide), 콜로이달 실리카(colloidal silica) 등이 있다.
저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽은 저팽창 유리 기판 (1) 의 주표면을 연마하는 것과 관련하여 연마되는 것이 바람직하다. 저팽창 유리 기판 (1) 의 주표면은, 예를 들어 잉곳(ingot)에서 절단된 판형상 부재를 랩핑(lapping)한 후에, 반사형 마스크로서 요구되는 유리 표면을 연마하기 위해서 폴리셔를 사용함으로써 연마된다. 측단부벽을 연마함으로써 발생한 유리 파편이 연마된 주표면에 부착되거나 연마된 주표면을 손상하는 것을 방지하기 위해서, 측단부벽은 주표면의 미세 마무리 연마 이전에 경면을 가지도록 연마되는 것이 바람직하다. 즉, 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽(정확하게는, 저팽창 유리 기판용 기재)을 처음에는, 예컨대 다이아몬드 연삭 휠로 거칠게 연삭하여 모따기를 하고, 이어서 주표면이 랩핑되고, 모따기된 측단부벽에 경면이 제공되도록 연마되고, 마지막으로 주표면을 폴리셔로 연마하는 것이 바람직한 실시형태이다. 하지만, 이러한 순서는, 상기의 순서에 제한받지 않으며 바뀔 수 있다. 저팽창 유리 기판 (1) 의 모따기된 측단부벽 이 경면으로 제공되도록 연마될 때, 통상의 경우에는 측면 (2) 및 모따기 부 (3) 가 동시에 연마되지만, 측면 (2) 및 모따기부 (3) 는 제각기 연마될 수도 있다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태는, 도 2 에 도시된 바와 같이 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽이 먼지 발생을 방지하기 위해서 보호막 (4) 으로 덮여 있는 것을 특징으로 한다. 측단부벽에서 발생하는 유리 파편과 같은 먼지를 방지하기 위해서는, 이 실시 형태와 같이 보호막 (4) 이 측단부벽 전체를 덮도록 하기 위해 저팽창 유리 기판 (1) 의 측면 (2) 및 모따기부 (3) 에 적용되는 것이 바람직하다. 보호막 (4) 은 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽에 견고하게 접착될 수 있고, 접착 후에 반사형 마스크에 유해한 불순물이나 이물질이 발생하지 않게 하는 재료로 형성된다. 보호막 (4) 으로서, 예를 들어 금속막이 통상적인 경우에 가장 바람직하게 사용될 수 있다. 그러한 금속의 예시로는 크롬, 금, 은, 티타늄 및 주석을 포함한다. 그러한 금속 또는 그 금속의 산화물은 단독으로 또는 다른 금속과의 합금으로 사용된다. 그 중에서, 비용이나 피막의 용이성의 면에서 크롬 및 산화 크롬이 바람직하다. 금속 보호막 (4) 을 부착하는 방법에는 제한이 없고 특정되지 않는다. 예를 들면, 보호막은 스퍼터링(sputtering), 증착(vapor deposition), 용사(thermal spraying) 등에 의해 부착될 수 있다. 보호막 (4) 의 두께는 약 0.01 내지 약 0.20 ㎛ 가 바람직하다. 보호막 (4) 은 Si 또는 SiO2 와 같이 금속 이외의 재료로 형성될 수 있다.
보호막 (4) 이 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽에 부착될 때, 보호막 형성 전에 측단부벽은 통상의 정도(Ra: 약 0.03 내지 0.05 ㎛) 이상으로 기계적으로 연마되는 것이 바람직하다. 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽을 미리 연마해서 상기 기술된 적절한 표면의 질을 갖는 측단부벽을 제공함으로써, 보호막 (4) 의 부착이 용이하고 확실한 피복을 얻을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태로서, 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽을 에칭(etching) 처리하는 방법이 있다. 이 방법은, 저팽창 유리 기판에서 유리 파편이 발생하기 쉬운 각진 요철부를 가지는 측단부벽을 에천트(etchant)로 처리해서 각진 볼록부, 특히 볼록한 부분을 화학적으로 제거하는 것이다. 이 에칭처리가 HF 용액, HF 와 다른 산의 혼합용액, 또는 알칼리 용액과 같이 유리 기판을 용해하는 화학 용액으로 실행되면, 원하는 결과를 얻을 수 있다. 모따기 공정 후에 에칭 처리를 하는 것이 효과적이다. 특히, 최종 연마하기 전에 에칭 처리를 하는 것이 바람직하다.
에칭 처리로 유리 파편이 발생하기 쉬운 각진 볼록부의 날카로운 모서리가 저팽창 유리 기판 (1) 의 측단부벽에서 제거되기 때문에, 측단부벽에 볼록부가 있더라도 측단부벽에는 매끄러운 표면이 제공된다. 따라서, 에칭 처리된 저팽창 유리 기판 (1) 의 경우에는, 반사형 마스크 및 집적회로의 제조시에, 그 이후의 공정시에, 전사되는 회로 패턴 이미지에 손상을 줄 수 있는 유리파편의 발생이 방지될 수 있기 때문에, 마스크 제조시 마스크 표면에 부착하는 이물질의 수를 감소시킬 수 있고, 마스크 표면에 이물질의 부착을 감소시킬 수 있다.
측단부벽에 이러한 처리를 함으로써, 기판 온도가 20 ℃ 이상으로 상승하더 라도 측단부벽으로부터 유리 파편이 흩어지는 것을 감소시킬 수 있고, 측단부벽에 부착하는 이물질의 수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 측단부벽으로부터 유리 파편 및 이물질이 흩어지는 것이 감소될 수 있다.
예시
저팽창 유리 기판의 대표적인 예로서, 화염 가수분해법으로 제조된 TiO2 를 함유하는 합성 석영 유리의 잉곳을 준비한다. TiO2 를 함유하는 그러한 합성 석영 유리는 20 ℃ 에서 5 ppb/℃ 이하의 열팽창 계수를 가지고, EUVL 용 초 저팽창 유리에 적합한 재료이다. 내부 ID 날(직경날) 슬라이서를 이용해서, 잉곳을 길이 153.0mm, 폭 153.0 mm, 두께 6.75 mm 의 판으로 절단하여, 40장의 합성 석영 유리의 판형상 시료를 준비한다. 그리고 나서, 각 시료는, 시판되는 NC 모따기 장치로 #120 다이아몬드 연삭 휠을 사용하여, 길이 152 mm, 폭 152 mm, 모따기 폭 0.2 내지 0.4 mm 의 크기로 모따기 된다.
그 후에, 합성 석영 유리로 만든 각 판형상 시료(이하, 기재라고 함)의 주표면은, 20B 양면 랩핑 장치(SPEEDFAM 사에 의해 제조)를 이용하고, 연마제로서 실질적으로 SiC 로 구성된 GC#400(FUJIMI 사에 의해 제조된 상품명)을 여과된 물에 18 ~ 20 질량% 로 현탁시킨 슬러리를 사용하여, 각 기재가 두께 6.63 mm 가 될 때까지 연마된다.
추가적으로, 각 기재는, 20B 양면 랩핑 장치를 사용하고, 연마제로서 Al2O3 가 주성분인 FO#1000(FUJIMI 사에 의해 제조된 상품명)을 여과된 물에 18 내지 20 질량% 로 현탁시킨 슬러리를 사용하여, 각 기재가 두께 6.51 mm 가 될 때까지 연마된다. 이후, 이 기재는 그룹 A 와 그룹 B 의 두 그룹으로 나누어지고, 각 그룹은 20 개의 기재를 가진다.
우선, 그룹 A 의 기재는 종래의 공정으로 처리된 비교용으로 분류되고, 측단부벽이 모따기된 기재가 랩핑된 후에 그 기재들은 연마공정 처리된다. 그룹 B 의 기재는, 랩핑 후에, 연마포로서 벨루어(velour)로 만든 3910-0402 (Maruishi Sangyo 사에 의해 제조된 상품의 상품명)을 사용하고, 연마제로서 산화 세륨을 함유한 MIREK 801A(Mitsui mining and Smelting 사에 의해 제조된 상품의 상품명)을 주성분으로 여과된 물에 25 내지 30 질량% 로 현탁시킨 슬러리를 사용하여 경면이 제공되는 각 기재의 외주를 따라 약 30 ㎛ 로 연마된 측단부벽을 갖는다. 각 측단부벽의 표면 거칠기는 접촉식 표면 거칠기 측정기인, SURFCOM 1400D(TOKYO SEIMITSU 사에 의해 제조된 상품의 상품명)에 의해 측정된다. 그룹 A 는, 평균값이 0.035 ㎛ 인 표면 거칠기 (Ra) , 평균값이 0.085 ㎛ 인 표면 거칠기 (Rmax) 를 가지고, 그룹 B 는, 평균값이 0.021 ㎛ 인 표면 거칠기 (Ra), 평균값이 0.045 ㎛ 인 표면 거칠기 (Rmax) 를 가진다. 이 측단부벽 처리는 브러시(brush)를 이용한 연마 방법으로도 가능하다.
이러한 측단부벽 처리가 측단부벽으로부터 유리 파편이 흩어지는 것을 감소시키고 측단부벽에 부착되는 이물질의 수를 감소시키기 때문에, 기판의 온도가 20 ℃ 이상으로 상승하더라도, 측단부벽으로부터 흩어지는 특별한 이물질이 없다는 것이 확인되었다.
다음으로, 두 그룹의 각 기재의 각 주표면이, 제 1 연마로서 20B 양면 연마 장치를 사용하고, 연마포로서 우레탄으로 만들어진 LP66(Rhodes 사에 의해 제조된 상품의 상품명)를 사용하고, 연마제로서 산화 세륨을 함유한 MUREK 801A(Mitsui mining and Smelting 사에 의해 제조된 상품의 상품명)을 주성분으로 여과된 물에 10 내지 12 질량 % 로 현탁시킨 슬러리를 사용하여 약 50 ㎛ 로 연마된다.
추가적으로, 두 그룹의 각 기재의 각 주표면이, 20B 양면 연마 장치를 사용하고, 연마포로서 발포 우레탄으로 만들어진 Ciegal 7355(Toray Coatex 사에 의해 제조된 상품의 상품명)를 사용하여 약 10 ㎛ 로 연마된다(제 2 연마). 이후, 각 주표면이 다른 연마 장치에 의해 최종적으로 연마된다(제 3 연마). 최종 연마에서, 콜로디알 실리카(COMPOL 20 : FUJIMI 사에 의해 제조된 상품의 상품명) 및 Bellatrix K7512 (Kanebo 사에 의해 제조된 상품의 상품명)가 연마제 및 연마포로서 각각 사용된다.
다음에, 양 그룹의 기재는, 뜨거운 황산 용액 및 과산화 수소 용액을 함유하는 제 1 탱크 및 중성 계면 활성제 용액을 함유하는 제 3 탱크를 포함하는 다단계 자동 세정기로 세정된다. 그 후에, 입도가 60 nm 이상인 각 기재의 표면(반사형 표면)에 존재하는 입자(이물질)는 포토 마스크용 표면 스캐너인 M1350(Lasertec 사에 의해 제조)에 의해 측정된다. 측정결과가 표 1 에 도시되어 있다.
(단위: 입자수/표면)
표 1 에 명백하게 보이듯이, 각 20 개의 기재를 가진 각 그룹의 평균 입자수를 비교해보면, 그룹 A 가 더 많은 이물질을 가진다. 반면에, 그룹 B 에서 입경 60 nm 이상인 이물질의 수는 6 개 이하고, 20 보다 크지 않다. 그룹 B 에서 가장 많은 이물질의 수는 9 개이다. 이는, 경면이 제공되도록 측단부벽이 연마되는 그룹 B 에 사용되는 방법이 효과적임을 나타낸다.
산화 크롬 막이 그룹 A 의 기재의 측단부벽에서 세정 후에 스퍼터링에 의해 두께 1,000 Å 으로 부착되는 경우, 또는 그룹 A 의 기재의 측단부벽을 5 질량% HF 용액에 10 분 동안 침거한 후에, 순수한 물을 흐르게 하여 초음파 세정 탱크에서 헹구는 경우에는, 그룹 A 의 기재에 있는 이물질의 수가 그룹 B 의 기재와 동일한 정도로 감소될 수 있다.
본 발명에 따라, 저팽창 유리 기판의 측단부벽으로부터의 미세한 유리파편의 발생 또는 단부 표면에 이물질의 부착이 최소화될 수 있기 때문에, 이물질이 흩어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 마스크 제조시, 기판 표면에 부착되는 유리 파편 및 이물질의 수를 감소시키고, 기판 표면에 유리 파편 및 이물질의 부착을 감소시킬 수 있는, EUVL 용 반사형 마스크를 얻을 수 있다. 그래서, 그 반사형 마스크에 의해서 웨이퍼 상에 미세한 회로 패턴 이미지를 전사하고 고정밀 집적회로를 제조할 수 있다.
상세한 설명, 청구항, 도면 및 요약서를 포함하고, 2004 년 4 월 22 일에 출원된, 일본 특허출원 제 2004-127307 호의 전체가 참고로서 내재 되어있다.
Claims (7)
- 반도체 제조시 리소그래피 공정에서 사용되는 반사형 마스크의 기재에 적합한 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판에 있어서,저팽창 유리 기판의 외주를 따라 형성된 측면, 모따기부 및 노치부를 포함하고, 상기 측면, 상기 모따기부 및 상기 노치부 중 하나 이상에는 경면이 제공되는 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 저팽창 유리 기판의 상기 외주를 따라 형성된 상기 측면, 상기 모따기부 및 상기 노치부 중 하나 이상에는, 0.05 ㎛ 이하의 표면 거칠기 (Ra) 를 갖는 경면이 제공되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저팽창 유리 기판의 상기 외주를 따라 형성된 상기 측면, 상기 모따기부 및 상기 노치부 중 하나 이상에는, 0.05 내지 0.50 ㎛ 범위의 표면 거칠기 (Rmax) 를 갖는 경면이 제공되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판.
- 리소그래피 공정에서 사용되는 반사형 마스크의 기재에 적합한 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판에 있어서,저팽창 유리 기판의 외주를 따라 형성된 측면을 포함하고, 상기 측면에는 먼지 발생을 방지하기 위한 보호막이 덮여 있는 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판.
- 리소그래피 공정에서 사용되는 반사형 마스크의 기재에 적합한 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판에 있어서,저팽창 유리 기판의 외주를 따라 형성된 측면을 포함하고, 상기 측면에는 에칭 처리되는 반사형 마스크용 유리 기판.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 20 ℃ 에서 열팽창 계수가 0 ± 10 ppb/℃ 인 초 저팽창 유리 기판 또는 초 저팽창 결정화 유리 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 반사형 마스크용 저팽창 유리 기판을 포함하는 반사형 마스크.
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