KR20110119619A - Ｅｕｖ 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질의 협지에 의한 유리 기판 표면 혹은 척면에 대한 흠집의 발생이 억제된 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법의 제공.
유리 기판을 흡착 유지하는 정전 척은, 본체 상에, 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층, 도전성 재료로 이루어지는 전극부, 및, 유기 고분자막으로 이루어지는 상부 유전층을 이 순서로 갖고, 상기 전극부가, 정전극과 부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법.
유리 기판을 흡착 유지하는 정전 척은, 본체 상에, 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층, 도전성 재료로 이루어지는 전극부, 및, 유기 고분자막으로 이루어지는 상부 유전층을 이 순서로 갖고, 상기 전극부가, 정전극과 부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법.
Description
본 발명은, 반도체 제조 등에 사용되는 EUV (Extreme Ultra Violet : 극단자외) 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 (이하, 본 명세서에 있어서,「EUV 마스크 블랭크」라고 한다.) 의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 산업에 있어서, Si 기판 등에 미세한 패턴으로 이루어지는 집적 회로를 형성하는 데 필요한 미세 패턴의 전사 기술로서, 가시광이나 자외광을 사용한 포토리소그래피법이 사용되어 왔다. 그러나, 반도체 디바이스의 미세화가 가속되는 한편으로, 종래의 광 노광의 노광 한계에 근접하게 되었다. 광 노광의 경우, 패턴의 해상 한계는 노광 파장의 1/2 정도로서, 액침법을 이용해도 노광 파장의 1/4 정도로 알려져 있고, ArF 레이저 (193 ㎚) 의 액침법을 이용해도 45 ㎚ 정도가 한계로 예상된다. 그래서 45 ㎚ 이후의 노광 기술로서 ArF 레이저보다 더욱 단파장인 EUV 광을 사용한 노광 기술인 EUV 리소그래피가 유망시되고 있다. EUV 광이란, 연 X 선 영역 또는 진공 자외선 영역의 파장의 광선을 가리키는 것으로서, 구체적으로는 파장 10 ∼ 20 ㎚ 정도, 특히 13.5 ㎚ ± 0.3 ㎚ 정도의 광선을 가리킨다.
EUV 광은, 모든 물질에 대하여 흡수되기 쉽고, 또한 굴절률이 1 에 가깝기 때문에, 종래의 가시광 또는 자외광을 사용한 포토리소그래피와 같은 굴절광학계를 사용할 수 없다. 이 때문에, EUV 광 리소그래피에서는 반사광학계, 즉 반사형 포토마스크와 미러가 사용된다.
마스크 블랭크는, 포토마스크 제조용의 패터닝 전의 적층체이다. 반사형 포토마스크용의 마스크 블랭크의 경우, 유리 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층과, EUV 광을 흡수하는 흡수층이 이 순서로 형성된 구조를 갖고 있다. 반사층으로는, 고굴절층과 저굴절층을 교대로 적층함으로써, 광선을 층 표면에 조사했을 때의 광선 반사율, 보다 구체적으로는 EUV 광을 층 표면에 조사했을 때의 광선 반사율이 향상된 다층 반사막이 통상적으로 사용된다. 흡수층에는, EUV 광에 대한 흡수 계수가 높은 재료, 구체적으로는 예를 들어 Cr 이나 Ta 를 주성분으로 하는 재료가 사용된다. (예를 들어, 특허문헌 2 및 3 참조.)
다층 반사막 및 흡수층은, 이온 빔 스퍼터링법이나 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 유리 기판의 광학면 상에 성막된다. 다층 반사막 및 흡수층을 성막할 때, 유리 기판은 유지 수단에 의하여 유지된다. 유리 기판의 유지 수단으로서 기계적 척 및 정전 척이 있는데, 발진성 문제 때문에 정전 척에 의한 흡착 유지가 바람직하게 사용된다.
정전 척의 흡착 방식은 단극 방식과 쌍극 방식으로 대별된다. 단극형은, 단극 전압을 인가하는 기구를 유지하고, 플라스마 등을 어스로 하여 기판을 흡착한다. 한편, 쌍극형은 정전 척 내에 정극·부극을 동시에 전압 인가하는 기구를 유지하고, 또는 단극 및 어스 기구를 유지하고, 플라스마 등의 어스가 없어도 기판을 유지하는 것이 가능하다.
유리 기판을 흡착하여 유지하는 수단으로서 정전 척을 사용하는 경우, 흡착 유지되는 대상인 유리 기판이, 극히 일부의 예외를 제외하고 절연체인 점에서 쌍극형 정전 척이 되는 경우가 많다.
정전 척은, 유전체 재료의 차이로부터 기판과 정전 척 사이에 발생된 전하를 사용하여 흡착하는 쿨롱력형과, 상기 전하에 더하여, 유전체막에서 누출되는 전류와 전극 표면의 미소한 요철 거리의 차이로부터 발생되는 흡착력을 이용한 존슨·라벡크력형으로 대별된다. 쿨롱력형은 누출되는 전류가 작기 때문에, 전도 전류에 의한 기판에 대한 데미지, 손상을 경감할 수 있는 장점이 있으나, 인가 전압이 죤슨·라벡크력형에 비하여 커지는 디메리트가 있다.
쌍극형에 있어서는, 상기의 흡착 기구에 더하여, 그 전극 배치에 의하여 전계 강도가 약한 곳으로부터 강한 곳으로 끌여당겨지는 그레이디언트력이 발생한다. 이것을 유전체 흡인력이라고 한다.
EUV 마스크 블랭크의 제조 프로세스에 사용되는 유리 기판은, 반도체 장치의 제조 프로세스에 사용되는 실리콘 웨이퍼에 비하여 상당히 치수가 크고, 그 질량도 크기 때문에, 실리콘 웨이퍼용의 정전 척보다 훨씬 강한 흡착력을 발휘할 것이 요구된다.
따라서, 유리 기판을 흡착하여 유지하는 목적에서 사용되는 정전 척의 경우, 그레이디언트력에 의하여 강한 흡착력을 발휘할 것이 요구된다.
특허문헌 1 에는, 그레이디언트력을 효과적으로 발생시킴으로써, 강한 흡착력에 의하여 유리 기판을 유지할 수 있는 정전 척이 제안되어 있다.
특허문헌 1 에는, 유리 기판을 정전 척으로 유지하는 경우의 다른 문제점으로서, 기판이 손상되어 발생되는 미소한 파티클이나 그 밖의 이물질이, 기판과 정전 척 사이에 협지된 상태에서 흡착되면, 그 힘에 의하여 이물질이 척면을 이루는 유전체층 표면을 손상시키는 경우가 있고, 그 결과, 유전체층의 평탄도 혹은 전기 절연성의 불량 등의 여러 문제를 일으키는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1 에 기재된 정전 척에서는, 전극 바로 위에 피흡착 기판을 설치할 수 있도록 함으로써, 정전 척의 흡착력을 높이고, 추가로 전극에 내마모성이 우수한 티탄, 티탄을 함유하는 화합물, 산화 티탄, 또는 질화 티탄 혹은 탄화 티탄 등의 도전성 세라믹을 사용함으로써 피흡착 기판의 접촉에 의한 내구성과, 파티클 등의 이물질에 대한 강고함을 유지할 수 있도록 한다고 기재되어 있다.
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 정전 척과 같이, 세라믹 재료로 이루어지는 전극을 척면으로 하고, 그 척면에 유리 기판을 흡착시킨 경우, 유리 기판과 척면 사이에 파티클 등의 이물질이 협지되면, 유리 기판 표면 혹은 척면, 또는 그 양방에 흠집을 발생시켜 추가적인 파티클을 생성한다. 이 때 척면에 발생된 흠집은, 이후 접촉하는 유리 기판에 대하여 계속적으로 흠집을 전사하는 기원이 되어, 저발진화를 크게 방해한다.
또한, 특허문헌 1 에서는, 파티클 등의 이물질에 대한 강고함을 유지할 수 있는 것으로 기재되어 있으나, 현실적으로는 유리 기판과 척면 사이에 파티클 등의 이물질의 협지에 의하여, 유리 기판 표면 혹은 척면, 또는 그 양방에 흠집을 발생시켰다.
이와 같은 흠집은 미소했기 때문에 종래에 문제가 되지 않았지만, EUV 마스크 블랭크의 제조 프로세스에 사용되는 유리 기판의 경우, 그 표면 상태에 대한 요구가 매우 엄격하기 때문에 이와 같은 미소한 흠집이라도 문제가 될 가능성이 있다.
상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질의 협지에 의한 유리 기판 표면 및 척면에 대한 흠집의 발생이 억제된 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 정전 척을 사용하여 유리 기판을 흡착 유지하고, 스퍼터링법에 의하여 상기 유리 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층, 및, EUV 광을 흡수하는 흡수층을 적어도 이 순서로 형성하는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
상기 정전 척은, 본체 상에, 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층, 도전성 재료로 이루어지는 전극부, 및, 유기 고분자막으로 이루어지는 상부 유전층을 이 순서로 갖고, 상기 전극부가, 정전극과 부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법을 제공한다.
또 본 발명은, 정전 척을 사용하여 유리 기판을 흡착 유지하고, 스퍼터링법에 의하여, 상기 유리 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층, 및, 당해 반사층의 상층에 EUV 광을 흡수하는 흡수층을 형성하는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
적어도 상기 반사층 및 상기 흡수층을 형성할 때, 상기 정전 척은, 본체의 유리 기판의 흡착면측에 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층, 도전성 재료로 이루어지는 전극부, 및, 유기 고분자막으로 이루어지는 상부 유전층을 이 순서로 갖고, 상기 전극부가, 정전극과 부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 하부 유전층이 2 층 이상의 유기 고분자막을 포함해도 된다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 상부 유전층이 2 층 이상의 유기 고분자막을 포함해도 된다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층은, 절연 파괴 내압이 3.0 ㎸ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층은, 인장 강도가 50 ㎫ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층은 인장 신장률이 40 % 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층은, 인장 탄성률이 1.0 ㎬ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층이 폴리이미드막, 폴리올레핀계 재료막, 실리코운막, 폴리염화비닐막, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트막으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 유기 고분자막을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 하부 유전층의 두께가, 상기 상부 유전층의 두께의 2 배 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 상부 유전층의 두께가, 10 ∼ 500 ㎛ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척이, 상기 상부 유전층의 흡착면측에, 흡착 유지되는 유리 기판과의 접촉 면적을 저감시키기 위한 돌기부를 갖고 있는 것이 바람직하다.
상기 돌기부는, 에칭 등의 상부 유전체층 표면의 요철 가공에 의하여 형성되는 것이 바람직하고, 상기 요철 가공 후의 상부 유전층의 두께가 10 ∼ 500 ㎛ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 돌기부의 높이가 5 ∼ 25 ㎛ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 돌기부는, 흡착 유지되는 유리 기판과의 접촉 면적의 합계가 상기 상부 유전체의 표면적의 0.1 ∼ 25.0 % 인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 정전극 및 상기 부전극이 각각 빗살 형상을 갖고, 상호의 빗살이 공극을 사이에 두고 인접하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 정전 척의 상기 전극부의 두께가 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 상기 유리 기판의 상기 정전 척에 흡착 유지되는 측의 면에는 도전막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에 의하면, 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질을 협지함에 의한 유리 기판 표면 및 척면에 대한 흠집의 발생을 억제할 수 있다. 한편으로, 유리 기판의 흡착 유지에 사용하는 정전 척이 상부 유전층에서 하부 유전층에 이르기까지 충분한 가소성과 강도를 갖기 때문에, 흡착력을 발휘하는 이들 구조가 파손될 우려가 없다. 또, 상부 유전층을 충분히 얇게 할 수 있는 점에서, 장치의 안정 가동을 저해하지 않는 전압으로 정전 척을 동작시킬 수 있다. 또, 상부 유전층의 흡착면측에 돌기부를 가짐으로써, 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질이 협지되는 지점을 볼록부에만 한정하기 때문에 협지에 의한 흠집의 발생을 억제할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에서 사용하는 정전 척의 일 구성예를 나타낸 측면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 정전 척 (10A) 의 평면도이다.
도 3 은 본 발명의 정전 척의 다른 일 구성예를 나타낸 측면도이다.
도 4 는 도 3 에 나타내는 정전 척 (10B) 의 평면도이다.
도 5 는 도 1 에 나타내는 정전 척 (10A) 을 사용하여 유리 기판을 흡착 유지한 상태를 나타낸 측면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 정전 척 (10A) 의 평면도이다.
도 3 은 본 발명의 정전 척의 다른 일 구성예를 나타낸 측면도이다.
도 4 는 도 3 에 나타내는 정전 척 (10B) 의 평면도이다.
도 5 는 도 1 에 나타내는 정전 척 (10A) 을 사용하여 유리 기판을 흡착 유지한 상태를 나타낸 측면도이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에서 사용하는 정전 척의 일 구성예를 나타낸 측면도이다.
도 1 에 나타내는 정전 척 (10A) 은, 본체 (11) 상에, 즉 본체의 흡착면측에 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층 (3), 도전성 재료로 이루어지는 전극부 (2), 및, 유기 고분자막으로 이루어지는 상부 유전층 (1) 이 이 순서로 형성된 구조를 갖는다. 정전 척의 개개의 구성에 대하여 이하에서 설명한다.
[본체]
정전 척 (10A) 에 있어서의 본체 (11) 는 특별히 한정되지 않고, 정전 척의 본체 (혹은 기재, 또는 기반) 로서, 공지된 구조로부터 적절히 선택할 수 있다. 이와 같은 공지된 구조의 구체예로는, 예를 들어 산화 알루미늄 (Al2O3), 산화 이트리아 (Y2O3), 산화 규소 (SiO2), 산화 지르코늄 (ZrO2), 산화 마그네슘 (MgO), 멀라이트 (3Al2O3·2SiO2) 등의 절연성이 우수한 세라믹스 재료로 이루어지는 본체나, 알루미늄, 몰리브덴, 텅스텐, 강, 스테인리스강, 놋쇠, 니켈 등의 금속 재료제의 기재 상에 절연층을 형성한 본체를 들 수 있다. 금속 재료제의 기재 상에 형성하는 절연층의 구성 재료로는 상기한 세라믹스 재료를 예시할 수 있다.
[전극부]
전극부를 구성하는 재료에는, 도전성이 우수한 재료, 구체적으로는 체적 고유 저항값이 5 × 10-6 Ωm 이하인 재료가 사용된다. 이것을 만족하는 재료 중에서도, 도전성이 우수한 금속 재료, 구체적으로는 금, 구리, 알루미늄이 전극부를 박층화할 수 있고, 또한, 후술하는 순서에 의하여 원하는 형상의 전극 패턴을 형성하기가 용이한 점에서 바람직하다.
이들 중에서도, 금 및 구리가 도전성이 우수한 점에서 보다 바람직하고, 저렴한 점에서 구리가 특히 바람직하다.
정전 척 (10A) 은, 유리 기판의 흡착 유지에 사용하는 점에서, 전극부가 정전극과 부전극을 포함하는 쌍극형 정전 척이다. 여기서, 정전극 및 부전극이 이루는 전극 패턴은 특별히 한정되지 않고, 쌍극형 정전 척 분야에서 공지된 각종 전극 패턴을 선택할 수 있다. 단, 그레이디언트력을 효과적으로 발생시킴으로써, 강한 흡착력에 의하여 유리 기판을 유지할 수 있는 점에서, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재된 정전 척과 같이, 정전극 및 부전극이 각각 빗살 형상을 갖고, 상호의 빗살이 공극을 협지하여 인접하도록 배치된 전극 패턴 (도 2 참조) 으로 하는 것이 바람직하다. 도 2 는, 도 1 에 나타내는 정전 척 (10A) 의 평면도이고, 바람직한 전극 패턴이 투시도로서 도시되어 있다.
도 2 에 있어서, 부호 22 및 23 으로 나타내는 것은, 하부 유전층 및 본체를 관통하는 구멍으로서, 정전극 및 부전극을 외부 전원과 접속하기 위한 외부 전원 단자 (도시 생략) 가 설치되어 있다.
도 2 에 있어서, 전극 패턴의 각 부의 치수는 특별히 한정되지 않고, 정전 척의 치수에 따라 적절히 선택할 수 있다. 일례를 들면, 척면의 직경이 13 ㎝ 인 경우, 척면의 외측 가장자리 부근에 존재하는 빗살형의 폭은 5 ㎜ 이고, 높이는 7 ㎜ 이며, 빗살형을 구성하는 띠 형상 부분의 폭은 1 ㎜ 이다.
정전 척 (10A) 에 있어서, 전극부의 두께는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 전극부 상에 형성하는 상부 유전층의 두께에도 의존하지만, 전극부의 두께가 10 ㎛ 를 초과하면 정전 척의 척면에 전극부의 패턴에 따른 요철이 나타나게 되어, 흡착력의 저하가 발생되거나 흡착력이 불균일해질 우려가 있다. 또한, 전극부의 두께는 2 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 이하이다.
단, 전극부의 두께가 1 ㎛ 보다 지나치게 작으면, 절연 파괴 내압이 저하되고, 가소성이 적어지기 때문에 변형시에 파손되기 쉬워진다. 이 점에서, 전극부의 두께는 0.1 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상이다.
또한, 평탄도 및 전기 저항의 균일성을 확보하기 위하여, 전극부에 있어서의 두께 편차가 그 전극부 두께의 평균값의 ±10 % 이내인 것이 바람직하다.
정전 척 (10A) 에 있어서, 전극부의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 전극부를 구성하는 재료, 및, 전극 패턴에 따라 바람직한 방법을 적절히 선택하면 된다. 예를 들어, 구리를 구성 재료로 하여 도 2 에 나타내는 전극 패턴을 형성하는 경우, 스퍼터링법에 의하여 하부 유전층 (3) 상에 원하는 두께의 구리 박막을 형성한 후, 에칭법에 의하여 그 박막을 원하는 전극 패턴으로 가공하면 된다. 또, 하부 유전층 (3) 상에 원하는 형상의 마스크를 배치한 상태에서 스퍼터링을 실시함으로써도 전극 패턴을 형성할 수 있다.
[하부 유전층, 상부 유전층]
도 1 에 나타낸 바와 같이, 정전 척 (10A) 은, 전극부 (2) 가 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층 (3) 과 상부 유전층 (1) 사이에 협지된 샌드위치 구조를 이루고 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질의 협지에 의한 유리 기판 표면 및 척면을 이루는 상부 유전층 표면에 대한 흠집의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 척면을 이루는 상부 유전층과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질을 협지한 경우에도, 유기 고분자막으로 이루어지는 상부 유전층 및 하부 유전층의 유연성에 의하여, 유리 기판과 유전층의 계면에 대한 이물질의 노출이 최소한으로 억제된다. 이로써, 유리 기판 표면 및 척면을 이루는 상부 유전층 표면에 대한 흠집의 발생이 억제된다.
이하, 유리 기판 표면 및 척면을 이루는 상부 유전층 표면에 대한 흠집의 발생을 억제하는 작용을,「이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용」이라고 한다.
종래 기술의 정전 척에 있어서도, 전극 상에 형성되고 척면을 이루는 유전층을 유기 고분자막으로 구성하는 것은 존재하였으나, 전극 상에 형성되는 유전층의 두께를 크게 하면, 흡착력이 저하되기 때문에 유전층의 두께에 제약이 있었다. 이 때문에, 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질을 협지한 경우에, 유전층의 유연성에 의하여 유리 기판과 유전층의 계면에 이물질이 노출되는 것을 억제할 수 없고, 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 발휘할 수 없었다.
정전 척 (10A) 의 경우, 상부 유전층 (1) 에 대해서는 종래 기술의 정전 척과 마찬가지로 두께의 제약이 존재하지만, 전극부 (2) 가 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층 (3) 과 상부 유전층 (1) 사이에 협지된 샌드위치 구조를 이루고 있다. 이로써, 하부 유전층 (3) 및 상부 유전층 (1) 의 유연성에 의하여, 유리 기판과 유전층의 계면에 이물질이 노출되는 것이 최소한으로 억제되기 때문에, 흡착력을 저하시키지 않고 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 발휘할 수 있다.
또한, 하부 유전층 (3) 의 두께를 크게 해도 정전 척의 흡착력은 저하되지 않기 때문에, 하부 유전층 (3) 의 두께를 크게 함으로써, 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 보다 효과적으로 발휘할 수 있다.
도 1 에 있어서, 상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 은, 단일 층 (유기 고분자막) 으로서 도시되어 있으나, 이것에 한정되지 않고, 각각 2 층 이상의 유기 고분자막으로 구성해도 된다
상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 은, 2 층 이상의 유기 고분자막으로 구성하는 경우, 개개의 유기 고분자막에 상이한 기능을 갖게 해도 된다. 예를 들어, 상부 유전층을 2 층의 유기 고분자막으로 구성하여, 전극부와 접하는 측의 유기 고분자막은, 접착성이 우수한 유기 고분자막으로서 전극부와의 접착성을 높임과 함께, 척면을 이루는 측의 유기 고분자막은, 유연성이 우수한 유기 고분자막으로서 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 높일 수도 있다. 또, 하부 유전층을 3 층의 유기 고분자막으로 구성하여, 전극부와 접하는 측의 유기 고분자막, 및, 본체와 접하는 측의 유기 고분자막은 접착성이 우수한 유기 고분자막으로서 전극부 및 본체와의 접착성을 높임과 함께, 양자 간의 유기 고분자막은 유연성이 우수한 유기 고분자막으로서 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 높일 수도 있다.
상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 을 구성하는 유기 고분자막은, 하기 특성을 만족하는 것이 바람직하다.
상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 은, 정전 척의 사용시, 고전압의 인가에 의하여 절연 파괴되지 않을 것이 요구된다. 이 때문에, 상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 은, 절연 파괴 내압이 3.0 ㎸ 이상인 것이 바람직하고, 5.0 ㎸ 이상인 것이 보다 바람직하며, 6.0 ㎸ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상부 유전층 (1) 및/또는 하부 유전층 (3) 이, 2 층 이상의 유기 고분자막으로 구성되는 경우에는, 각 층을 구성하는 유기 고분자막이 각각 상기한 절연 파괴 내압을 갖는 것이 바람직하다.
척면을 이루는 상부 유전층 (1) 을 구성하는 유기 고분자막이, 정전 척에 흡착 유지된 유리 기판의 스침에 의하여 파손되어 파티클의 발생원이 되는 점에서, 상부 유전층 (1) 을 구성하는 유기 고분자막은, 정전 척에 흡착 유지된 유리 기판의 스침에 대하여 충분한 강도를 가질 것이 요구된다. 이 때문에, 상부 유전층 (1) 을 구성하는 유기 고분자막은, 인장 강도가 50 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 200 ㎫ 이상인 것이 보다 바람직하고, 400 ㎫ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또, 동일한 이유에서, 상부 유전층 (1) 을 구성하는 유기 고분자막은, 인장 신장률이 20 % 이상인 것이 바람직하고, 30 % 이상인 것이 보다 바람직하며, 40 % 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상부 유전층 (1) 이, 2 층 이상의 유기 고분자막으로 구성되는 경우에는, 각 층을 구성하는 유기 고분자막이 각각 상기 인장 강도와 인장 신장률을 갖는 것이 바람직하다.
하부 유전층 (3) 을 구성하는 유기 고분자막에 대해서도, 정전 척의 사용시에 파손되지 않도록, 충분한 인장 강도, 및, 인장 신장률을 가질 것이 요구된다. 이 때문에, 하부 유전층 (3) 을 구성하는 유기 고분자막은, 인장 강도가 50 ㎫ 이상인 것이 바람직하고, 200 ㎫ 이상인 것이 보다 바람직하며, 400 ㎫ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 하부 유전층 (3) 을 구성하는 유기 고분자막은, 인장 신장률이 20 % 이상인 것이 바람직하고, 30 % 이상인 것이 보다 바람직하고, 40 % 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 하부 유전층 (1) 이, 2 층 이상의 유기 고분자막으로 구성되는 경우에는, 각 층을 구성하는 유기 고분자막이 각각 상기 인장 강도와 인장 신장률을 갖는 것이 바람직하다.
상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 을 구성하는 유기 고분자막은, 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 발휘하기 위하여, 유연성을 가질 것이 요구된다. 척면을 이루는 상부 유전층 (1) 에 대해서는, 흡착 유지되는 유리 기판과의 밀착성을 높이기 위하여 탄성을 가질 것, 및, 층에 혼입된 이물질을 유리 기판의 계면에 노출시키지 않도록 하기 위하여 가소성을 가질 것도 요구된다. 이 때문에, 상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 을 구성하는 유기 고분자막은, 인장 탄성률이 1.0 ㎬ 이상인 것이 바람직하고, 3.0 ㎬ 이상인 것이 보다 바람직하며, 7.5 ㎬ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상부 유전층 (1) 및/또는 하부 유전층 (3) 이, 2 층 이상의 유기 고분자막으로 구성되는 경우에는, 각 층을 구성하는 유기 고분자막이 각각 상기 인장 탄성률을 갖는 것이 바람직하다.
상기의 특성을 만족하는 유기 고분자막으로는, 폴리이미드막, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 재료막, 실리코운막, 폴리염화비닐막, 폴리에틸렌테레프탈레이트막 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리이미드막이, 상기 특성의 모든 면에서도 우수한 점에서 바람직하다.
상기 서술한 바와 같이, 정전 척 (10A) 은, 전극부가 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층과 상부 유전층에 의하여 협지된 샌드위치 구조를 이루는 점에서 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 발휘하지만, 두께를 크게 해도 정전 척의 흡착력이 저하되지 않는 하부 유전층의 두께를 크게 하는 것이, 흡착력을 저하시키지 않고 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다. 이 때문에, 하부 유전층의 두께를 상부 유전층의 두께의 2 배 이상으로 하는 것이 바람직하고, 3 배 이상으로 하는 것이 보다 바람직하며, 3.5 배 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 하부 유전층의 두께는, 상부 유전층의 두께의 20 배 이하, 특히 18 배 이하인 것이 바람직하다.
상기 서술한 바와 같이, 상부 유전층의 두께를 크게 하면 흡착력이 저하되기 때문에, 상부 유전층의 두께에는 제약이 있다. 이 때문에, 상부 유전층의 두께는, 500 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상부 유전층의 두께를 작게 할수록 흡착력이 증가되지만, 상부 유전층의 두께가 지나치게 작으면 상부 유전층이 절연 파괴될 우려가 있고, 막파괴가 발생될 우려가 있는 등의 문제가 있다. 이 때문에, 상부 유전층의 두께는 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 15 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하며, 20 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하고, 25 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
하부 유전층의 두께는, 50 ㎛ 이상인 것이 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 발휘하는 데에 있어서 바람직하고, 80 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 100 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
상기 서술한 바와 같이, 하부 유전층의 두께를 크게 해도 정전 척의 흡착력은 저하되지 않지만, 하부 유전층의 두께가 지나치게 크면, 하부 유전층의 평면도가 저하될 우려가 있다. 상기 서술한 바와 같이, 전극부는 바람직하게는 두께 10 ㎛ 이하의 박막이기 때문에, 전극부의 하층인 하부 유전층의 평면도가 저하되면, 전극부가 변형되어 정전 척의 기능에 악영향이 발생될 우려가 있다. 또, 하부 유전층의 평면도가 저하되면, 전극부뿐만 아니라 상부 유전층의 평면도, 즉, 정전 척의 체크면의 평면도도 저하될 우려가 있다. 척면의 평면도가 저하되면, 흡착력이 저하되거나 흡착력이 불균일해질 우려가 있다. 이 때문에, 하부 유전층의 두께는, 500 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 300 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 200 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 정전 척의 척면의 평면도는, 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 척면의 평면도는, 예를 들어 삼차원 측정기를 사용하여 측정할 수 있다.
또한, 양호한 척면의 평탄도를 얻기 위하여, 하부 유전층 및 상부 유전층 모두, 두께의 분포 (두께의 최대값과 최소값의 차이) 가 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상부 유전층 및 하부 유전층의 두께의 합계는, 60 ∼ 1000 ㎛ 인 것이 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용의 발휘와, 정전 척에 요구되는 다른 특성 (흡착력, 척면의 평면도 등) 을 양립하는 데 있어서 바람직하고, 65 ∼ 1000 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 75 ∼ 800 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하고, 100 ∼ 600 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하고, 150 ∼ 500 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 상부 유전층과 하부 유전층의 두께의 차이는 50 ∼ 800 ㎛, 특히 100 ∼ 300 ㎛ 인 것이 바람직하고, 하부 유전층의 두께가 상부 유전층의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다.
본체 상에 하부 유전층을 형성하는 방법, 및, 전극부 상에 상부 유전층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 하부 유전층 및 상부 유전층은 유기 고분자막으로 이루어지는 점에서, 미리 원하는 두께의 유기 고분자막을 제조해 놓고, 제조된 막을 접착제를 사용하여 또는 열융착에 의하여, 본체 상 혹은 전극부에 첩부 (貼付) 하면 된다. 또, 본체 상 혹은 전극부 상에 유기 고분자막을 직접 성막해도 된다.
도 3 은, 본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에서 사용하는 정전 척의 다른 일 구성예를 나타낸 측면도이다. 도 3 에 나타내는 정전 척 (10B) 은, 전극부 (2) 가 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층 (3) 과 상부 유전층 (1) 사이에 협지된 샌드위치 구조를 이루고 있는 점은, 도 1 에 나타내는 정전 척 (10A) 과 동일하지만, 상부 유전층 (1) 의 흡착면측에 요철 가공이 행해져 돌기부 (5) 를 갖고 있다. 그 돌기부 (5) 를 가짐으로써, 흡착 유지되는 유리 기판과의 접촉 면적이 저감된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질에 협지됨에 따른 지점을 볼록면에만 한정할 수 있고, 볼록면에 이물질을 협지해도 유리 기판 표면 및 척면을 이루는 상부 유전층 표면에 대한 흠집의 발생을 억제할 수 있다.
상기 돌기부의 높이는, 척 본체의 평탄도에 대하여 유의한 크기로 하기 위하여, 5 ㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 10 ㎛ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 돌기부 (5) 의 높이는 50 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 25 ㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 나아가서는, 20 ㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 돌기부의 개수는 3 개 이상인 것이 바람직하고, 5 개 이상인 것이 보다 바람직하다. 돌기부의 개수는 15000 개 이하인 것이 바람직하고, 4000 개 이하인 것이 보다 바람직하다. 각 돌기부는 상부 유전층의 흡착면에 거의 균등하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 돌기부는, 흡착 유지되는 유리 기판과의 접촉 면적의 합계가, 상부 유전체 표면적의 0.1 ∼ 25 %, 특히 0.5 ∼ 5 % 인 것이 바람직하다.
상기 돌기부는, 상부 유전체층 표면의 요철 가공에 의하여 형성하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 히드라진을 사용하여 웨트 에칭 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법을 실시할 때, EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판의 이면측 (반사막이나 흡수층이 형성되는 광학면에 대한 이면측) 을 흡착 유지하지만, EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판의 경우, 유리 기판의 이면측에 흠집이 발생되는 것도 문제가 된다. 상기 서술한 구성의 정전 척은, 이물질에 의한 흠집을 억제하는 작용을 발휘하는 점에서, 이면측의 흠집에 대한 요구가 엄격한 EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판을 흡착 유지하는 데에 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에서는, 상기 서술한 구성의 정전 척으로 사용하여 흡착 유지된 유리 기판 상, 보다 구체적으로는 유리 기판의 광학면에, 스퍼터링법에 의하여 EUV 광을 반사하는 반사층, 및, EUV 광을 흡수하는 흡수층을 적어도 이 순서로 형성한다.
EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판은, 저열팽창 계수를 가질 것이 요구된다. 구체적으로는, 22 ℃ 에 있어서의 열팽창 계수가 0 ± 0.1 × 10-7/℃ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 ± 0.05 × 10-7/℃, 더욱 바람직하게는 0 ± 0.03 × 10-7/℃ 이다. 이 때문에, EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판에는, 저열팽창 계수를 갖는 유리, 예를 들어 SiO2-TiO2 계 유리나, β 석영 고용체를 석출한 결정화 유리 또는 석영 유리 등이 사용된다.
또, EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판은, 평활성 및 평탄도가 우수할 것이 요구된다. 구체적으로는, 표면 거칠기 (rms) 가 0.15 ㎚ 이하인 평활한 표면과 100 ㎚ 이하의 평탄도를 갖고 있는 것이 패턴 형성 후의 포토마스크에 있어서 고반사율 및 전사 정밀도가 얻어지기 때문에 바람직하다.
또, EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판은, 마스크 블랭크 또는 패턴 형성 후의 포토마스크의 세정 등에 사용하는 세정액에 대한 내성이 우수할 것이 요구된다.
EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판의 크기나 두께 등은 마스크의 설계값 등에 의하여 적절히 결정되는 것이다.
EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판의 이면측에는 도전막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 서술한 구성의 정전 척을 사용한 경우, 이면측에 도전막이 형성되어 있지 않은 유리 기판을 직접 흡착 유지하는 것도 가능하다. 그러나, 절연물이고 유전체인 유리 기판을 정전 척으로 직접 흡착 유지한 경우, 고전압을 인가할 필요가 있는 점에서, 유리 기판이 절연 파괴될 우려가 있다. 이 때문에, 정전 척에 의하여 흡착 유지되는 유리 기판의 이면측에는 도전막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
유리 기판의 이면측에 도전막을 형성하는 경우, 시트 저항이 100 Ω/□ 이하가 되도록, 구성 재료의 전기 전도율과 두께를 선택한다. 도전막의 구성 재료로는, 공지된 문헌에 기재되어 있는 것에서 널리 선택할 수 있다. 예를 들어, 일본 공표특허공보 2003-501823호에 기재된 고유전율의 코팅, 구체적으로는 실리콘, TiN, 몰리브덴, 크롬, TaSi 로 이루어지는 코팅을 적용할 수 있다. 단, 도전막 표면의 표면 거칠기가 작기 때문에 척면과의 밀착성이 우수한 점, 및, 도전막의 시트 저항이 낮기 때문에 척력이 우수한 점에서, 도전막으로서 CrN 막을 형성하는 것이 바람직하다.
도전막의 두께는, 예를 들어 10 ∼ 1000 ㎚ 로 할 수 있다.
도전막은, 공지된 성막 방법, 예를 들어 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법과 같은 스퍼터링법, CVD 법, 진공 증착법, 전해 도금법을 이용하여 형성할 수 있다.
EUV 마스크 블랭크의 반사층에 특히 요구되는 특성은, 고 EUV 광선 반사율인 것이다. 구체적으로는, EUV 광의 파장 영역의 광선을 반사층 표면에 입사 각도 6 도로 조사했을 때, 파장 13.5 ㎚ 부근의 광선 반사율의 최대값이 60 % 이상인 것이 바람직하고, 65 % 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 반사층 상에 보호층을 형성한 경우에도, 파장 13.5 ㎚ 부근의 광선 반사율의 최대값이 60 % 이상인 것이 바람직하고, 65 % 이상인 것이 보다 바람직하다.
반사층으로는, 고 EUV 광선 반사율을 달성할 수 있는 점에서, 통상은 고굴절층과 저굴절률층을 교대로 복수회 적층시킨 다층 반사막이 사용된다. 반사층을 이루는 다층 반사막에 있어서, 고굴절률층에는 Mo 가 널리 사용되고, 저굴절률층에는 Si 가 널리 사용된다. 즉, Mo/Si 다층 반사막이 가장 일반적이다. 단, 다층 반사막은 이것에 한정되지 않고, Ru/Si 다층 반사막, Mo/Be 다층 반사막, Mo 화합물/Si 화합물 다층 반사막, Si/Mo/Ru 다층 반사막, Si/Mo/Ru/Mo 다층 반사막, Si/Ru/Mo/Ru 다층 반사막도 사용할 수 있다.
다층 반사막을 구성하는 각 층의 막두께 및 층의 반복 단위의 수는, 사용하는 막 재료 및 다층 반사막에 요구되는 EUV 파장역의 피크 반사율에 따라 적절히 선택할 수 있다. Mo/Si 다층 반사막을 예로 들면, EUV 파장역의 피크 반사율이 60 % 이상인 다층 반사막으로 하기 위해서는, 막두께 2.3 ± 0.1 ㎚ 의 Mo 층과 막두께 4.5 ± 0.1 ㎚ 의 Si 층을 반복 단위수가 30 ∼ 60 이 되도록 이 순서로 적층시키면 된다.
또한, 다층 반사막을 구성하는 각 층은, 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등, 주지의 성막 방법을 이용하여 원하는 막두께가 되도록 형성하면 된다. 예를 들어, 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여 Mo/Si 다층 반사막을 형성하는 경우, 타깃으로서 Mo 타깃을 사용하여 스퍼터 가스로서 Ar 가스 (가스압 1.3 × 10-2 ㎩ ∼ 2.7 × 10-2 ㎩) 를 사용하고, 이온 가속 전압 300 ∼ 1500 V, 성막 속도 0.03 ∼ 0.30 ㎚/sec 로 막두께 2.3 ㎚ 가 되도록 Mo 막을 형성하고, 다음으로 타깃으로서 Si 타깃을 사용하여 스퍼터 가스로서 Ar 가스 (가스압 1.3 × 10-2 ㎩ ∼ 2.7 × 10-2 ㎩) 를 사용하고, 이온 가속 전압 300 ∼ 1500 V, 성막 속도 0.03 ∼ 0.30 ㎚/sec 로 막두께 4.5 ㎚ 가 되도록 Si 막을 형성하는 것이 바람직하다. 이것을 1 주기로서 Mo 막 및 Si 막을 40 ∼ 50 주기 적층시킴으로써 Mo/Si 다층 반사막이 형성된다.
반사층이 다층 반사막인 경우, 그 다층 반사막의 표면이 산화되는 것을 방지하기 위하여, 그 다층 반사막의 최상층을 산화되기 어려운 재료의 층으로 하는 것이 바람직하다. 산화되기 어려운 재료의 층은 반사층의 캡층으로서 기능한다. 캡층으로서 기능하는 산화되기 어려운 재료의 층의 구체예로는, Si 층을 예시할 수 있다. 반사층 (12) 을 이루는 다층 반사막이 Mo/Si 다층 반사막인 경우, 최상층을 Si 층으로 함으로써, 그 최상층을 캡층으로서 기능시킬 수 있다. 그 경우 캡층의 막두께는 11 ± 2 ㎚ 인 것이 바람직하다.
흡수층에 특히 요구되는 특성은, EUV 광선 반사율이 매우 낮은 것이다. 구체적으로는, EUV 광의 파장 영역의 광선을 흡수층 표면에 조사했을 때에, 파장 13.5 ㎚ 부근의 최대 광선 반사율이 0.5 % 이하인 것이 바람직하고, 0.1 % 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기의 특성을 달성하기 위하여, EUV 광의 흡수 계수가 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 탄탈 (Ta) 을 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 흡수층으로는, Ta, B, Si 및 질소 (N) 를 이하에 기재하는 비율로 함유하는 것 (TaBSiN 막) 을 들 수 있다.
B 의 함유율 1 at% 이상 5 at% 미만, 바람직하게는 1 ∼ 4.5 at%, 보다 바람직하게는 1.5 ∼ 4 at%.
Si 의 함유율 1 ∼ 25 at%, 바람직하게는 1 ∼ 20 at%, 보다 바람직하게는 2 ∼ 12 at%.
Ta 와 N 의 조성비 (Ta : N) 8 : 1 ∼ 1 : 1.
Ta 의 함유율 바람직하게는 50 ∼ 90 at%, 보다 바람직하게는 60 ∼ 80 at%.
N 의 함유율 바람직하게는 5 ∼ 30 at%, 보다 바람직하게는 10 ∼ 25 at%.
상기 조성의 흡수층은, 그 결정 상태는 아모르퍼스로서, 표면의 평활성이 우수하다.
상기 조성의 흡수층은, 표면 거칠기가 0.5 ㎚ rms 이하이다. 흡수층 표면의 표면 거칠기가 크면, 흡수층에 형성되는 패턴의 에지 러프니스가 커져 패턴의 치수 정밀도가 나빠진다. 패턴이 미세해짐에 따라서 에지 러프니스의 영향이 현저해지기 때문에, 흡수층 표면은 평활한 것이 요구된다.
흡수층 표면의 표면 거칠기가 0.5 ㎚ rms 이하이면, 흡수층 표면이 충분히 평활하기 때문에, 에지 러프니스의 영향에 의하여 패턴의 치수 정밀도가 악화될 우려가 없다. 흡수층 표면의 표면 거칠기는 0.4 ㎚ rms 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.3 ㎚ rms 이하인 것이 더욱 바람직하다.
흡수층은, 상기의 구성임으로써, 에칭 가스로서 염소계 가스를 사용하여 드라이 에칭을 실시했을 때의 에칭 속도가 빠르고, 반사층 (반사층 상에 버퍼층이 생성되어 있는 경우에는 버퍼층) 의 에칭 선택비는 10 이상을 나타낸다. 본 명세서에 있어서, 에칭 선택비는 하기 식을 사용하여 계산할 수 있다.
에칭 선택비
= (흡수층의 에칭 속도) / (반사층 (반사층 상에 버퍼층이 생성되어 있는 경우에는 버퍼층) 의 에칭 속도)
에칭 선택비는 10 이상이 바람직하고, 11 이상인 것이 더욱 바람직하고, 12 이상인 것이 더욱 바람직하다.
흡수층의 두께는 50 ∼ 100 ㎚ 인 것이 바람직하다. 상기한 구성의 흡수층은, 마그네트론 스퍼터링법이나 이온 빔 스퍼터링법과 같은 스퍼터링법 등, 주지의 성막 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 마그네트론 스퍼터링법을 이용하는 경우, 하기 (1) ∼ (3) 방법으로 흡수층을 형성할 수 있다.
(1) Ta 타깃, B 타깃 및 Si 타깃을 사용하고, Ar 로 희석한 질소 (N2) 분위기 중에서 이들 개개의 타깃을 동시에 방전시킴으로써 흡수층 (15) 를 형성한다.
(2) TaB 화합물 타깃 및 Si 타깃을 사용하고, 이들 타깃을 Ar 로 희석한 N2 분위기 중에서 동시 방전시킴으로써 흡수층을 형성한다.
(3) TaBSi 화합물 타깃을 사용하고, 이 3 원소가 일체화된 타깃을 Ar 로 희석한 N2 분위기 중에서 방전시킴으로써 흡수층을 형성한다.
또한, 상기 서술한 방법 가운데, 2 이상의 타깃을 동시에 방전시키는 방법 ((1), (2)) 에서는, 각 타깃의 투입 전력을 조절함으로써, 형성되는 흡수층의 조성을 제어할 수 있다.
상기 중에서도 (2) 및 (3) 방법이, 방전의 불안정화나 막의 조성 또는 막두께의 편차를 회피할 수 있는 점에서 바람직하고, (3) 방법이 특히 바람직하다. TaBSi 화합물 타깃은, 그 조성이 Ta = 50 ∼ 94 at%, Si= 5 ∼ 30 at%, B = 1 ∼ 20 at% 인 것이, 방전의 불안정화나 막의 조성 또는 막두께의 편차를 회피할 수 있는 점에서 특히 바람직하다.
상기 예시한 방법으로 흡수층을 형성하기 위해서는, 구체적으로는 이하의 성막 조건으로 실시하면 된다.
TaB
화합물 타깃 및 Si 타깃을 사용하는 방법 (2)
스퍼터 가스 : Ar 과 N2 의 혼합 가스 (N2 가스 농도 3 ∼ 80 vol %, 바람직하게는 5 ∼ 30 vol %, 보다 바람직하게는 8 ∼ 15 vol %. 가스압 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 10 × 10-1 ㎩, 바람직하게는 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 5 × 10-1 ㎩, 보다 바람직하게는 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 3 × 10-1 ㎩.)
투입 전력 (각 타깃에 대하여) : 30 ∼ 1000 W, 바람직하게는 50 ∼ 750 W, 보다 바람직하게는 80 ∼ 500 W
성막 속도 : 2.0 ∼ 60 ㎚/sec, 바람직하게는 3.5 ∼ 45 ㎚/sec, 보다 바람직하게는 5 ∼ 30 ㎚/sec
TaBSi 화
합물 타깃을 사용하는 방법 (3)
스퍼터 가스 : Ar 과 N2 의 혼합 가스 (N2 가스 농도 3 ∼ 80 vol %, 바람직하게는 5 ∼ 30 vol %, 보다 바람직하게는 8 ∼ 15 vol %. 가스압 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 10 × 10-1 ㎩, 바람직하게는 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 5 × 10-1 ㎩, 보다 바람직하게는 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 3 × 10-1 ㎩)
투입 전력 : 30 ∼ 1000 W, 바람직하게는 50 ∼ 750 W, 보다 바람직하게는 80 ∼ 500 W
성막 속도 : 2.0 ∼ 60 ㎚/sec, 바람직하게는 3.5 ∼ 45 ㎚/sec, 보다 바람직하게는 5 ∼ 30 ㎚/sec
EUV 마스크 블랭크를 제조하는 경우, 반사층 및 흡수층 이외의 각종 기능층을 형성해도 된다. 이와 같은 기능층의 구체예로는, 패터닝시에 반사층이 데미지를 받는 것을 방지하는 목적에서 반사층과 흡수층 사이에 필요에 따라 형성되는 버퍼층, 마스크 패턴 검사시의 콘트라스트를 향상시키는 목적에서 흡수층 상에 필요에 따라 형성되는 저반사층 (마스크 패턴의 검사광의 파장역에 있어서의 저반사층) 등을 들 수 있다.
버퍼층은, 에칭 프로세스, 통상적으로는 드라이 에칭 프로세스에 의하여 흡수층에 패턴 형성할 때, 반사층이 에칭 프로세스에 의한 데미지를 받지 않도록, 반사층을 보호하는 것을 목적으로 하여 형성된다. 따라서 버퍼층의 재질로는, 흡수층의 에칭 프로세스에 의한 영향을 잘 받지 않는, 요컨대 이 에칭 속도가 흡수층보다 느리고, 또한 이 에칭 프로세스에 의한 데미지를 잘 받지 않는 물질이 선택된다. 이 조건을 만족하는 물질로는, 예를 들어 Al 및 그 질화물, Ru 및 Ru 화합물 (RuB, RuSi 등), 그리고 SiO2, Si3N4, Al2O3 또는 이들 혼합물이 예시된다. 이들 중에서도, Ru 및 Ru 화합물 (RuB, RuSi 등) 및 SiO2 가 바람직하다.
또, 버퍼층 내에는, Ta 및 Cr 을 함유하지 않는 것이, 막응력이 커지는 것을 방지한다는 이유에서 바람직하다. 버퍼층 중의 Ta, Cr 의 함유율은, 각각 5 at% 이하, 특히 3 at% 이하가 바람직하고, 나아가서는 Ta 및 Cr 을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
버퍼층의 두께는 1 ∼ 60 ㎚, 특히 1 ∼ 10 ㎚ 인 것이 바람직하다.
버퍼층은, 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등 주지의 성막 방법을 이용하여 성막한다. 마그네트론 스퍼터링법에 의하여 Ru 막을 성막하는 경우, 타깃으로서 Ru 타깃을 사용하고, 스퍼터 가스로서 Ar 가스 (가스압 1.0 × 10-2 ㎩ ∼ 10 × 10-1 ㎩) 를 사용하여 투입 전압 30 V ∼ 1500 V, 성막 속도 0.02 ∼ 1.0 ㎚/sec 로 두께 2 ∼ 5 ㎚ 가 되도록 성막하는 것이 바람직하다.
EUV 마스크를 제작할 때, 흡수층에 패턴을 형성한 후, 이 패턴이 설계대로 형성되어 있는지의 여부를 검사한다. 이 마스크 패턴의 검사에서는, 검사광으로서 통상적으로 257 ㎚ 정도의 광을 사용한 검사기가 사용된다. 요컨대, 이 257 ㎚ 정도의 광의 반사율 차이, 구체적으로는 흡수층이 패턴 형성에 의하여 제거되어 노출된 면과, 패턴 형성에 의하여 제거되지 않고 남은 흡수층 표면의 반사율 차이에 의하여 검사된다. 여기서, 전자는 반사층 표면 (또는 반사층 상에 형성된 버퍼층 표면) 이다. 따라서, 검사광의 파장에 대한 반사층 표면 (또는 반사층 상에 형성된 버퍼층 표면) 과 흡수층 표면의 반사율 차이가 작으면 검사시의 콘트라스트가 나빠져 정확한 검사를 할 수 없게 된다.
흡수층의 적합 예로서 상기 서술한 TaBSiN 막은, EUV 광선 반사율이 매우 낮고, EUV 마스크 블랭크의 흡수층으로서 우수한 특성을 갖지만, 검사광의 파장역에 대하여 보았을 경우, 광선 반사율이 반드시 충분히 낮다고는 말할 수 없다. 이 결과, 검사광의 파장역에서의 흡수층 표면의 반사율과 반사층 표면 (또는 반사층 상에 형성된 버퍼층 표면) 의 반사율 차이가 작아져, 검사시의 콘트라스트가 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. 검사시의 콘트라스트가 충분히 얻어지지 않으면, 마스크 검사에 있어서 패턴의 결함을 충분히 판별할 수 없어 정확한 결함 검사를 실시할 수 없게 된다.
흡수층 상에 검사광의 파장역에 있어서의 저반사층을 형성함으로써, 검사시의 콘트라스트가 양호해지는, 달리 말하면, 검사광의 파장역에 있어서의 광선 반사율이 극히 낮아진다. 이와 같은 목적에서 형성되는 저반사층은, 그 저반사층 표면에 검사광의 파장역의 광선을 조사했을 때에, 그 검사광의 파장역에 있어서의 최대 광선 반사율이 15 % 이하인 것이 바람직하고, 10 % 이하인 것이 보다 바람직하고, 5 % 이하인 것이 더욱 바람직하다.
검사광의 파장역에 있어서의 최대 광선 반사율이 15 % 이하이면, 그 검사시의 콘트라스트가 양호하다. 구체적으로는, 반사층 표면 (또는 반사층 상에 형성된 버퍼층 표면) 에서의 반사광 (검사광의 파장역에 있어서의 반사광) 과, 저반사층 표면에서의 반사광 (검사광의 파장역에 있어서의 반사광) 의 콘트라스트가 40 % 이상이 된다.
본 명세서에서, 콘트라스트는 하기 식을 사용하여 구할 수 있다.
콘트라스트 (%) = ((R2 - R1) / (R2 + R1)) × 100
여기서, R2 는 반사층 표면 (또는 반사층 상에 형성된 버퍼층 표면) 에서의 반사율 (검사광의 파장에 있어서의 반사율) 이고, R1 은 저반사층 표면에서의 반사율 (검사광의 파장에 있어서의 반사율) 이다.
본 발명에 있어서, 상기 식으로 나타내어지는 콘트라스트가 45 % 이상인 것이 보다 바람직하고, 60 % 이상인 것이 더욱 바람직하고, 80 % 이상인 것이 특히 바람직하다.
저반사층은, 상기 특성을 달성하기 위하여, 검사광의 파장의 굴절률이 흡수층보다 낮은 재료로 구성되고, 그 결정 상태가 아모르퍼스인 것이 바람직하다.
이와 같은 저반사층의 구체예로는, Ta, B, Si 및 산소 (O) 를 이하에서 기재하는 비율로 함유하는 것 (저반사층 (TaBSiO)) 을 들 수 있다.
B 의 함유율 1 at% 이상 5 at% 미만, 바람직하게는 1 ∼ 4.5 at%, 보다 바람직하게는 1.5 ∼ 4 at%
Si 의 함유율 1 ∼ 25 at%, 바람직하게는 1 ∼ 20 at%, 보다 바람직하게는 2 ∼ 10 at%
Ta 와 O 의 조성비 (Ta : O) 7 : 2 ∼ 1 : 2, 바람직하게는 7 : 2 ∼ 1 : 1, 보다 바람직하게는 2 : 1 ∼ 1 : 1
또, 저반사층의 구체예로는, Ta, B, Si, O 및 N 을 이하에서 기재하는 비율로 함유하는 것 (저반사층 (TaBSiON)) 을 들 수 있다.
B 의 함유율 1 at% 이상 5 at% 미만, 바람직하게는 1 ∼ 4.5 at%, 보다 바람직하게는 2 ∼ 4.0 at%
Si 의 함유율 1 ∼ 25 at%, 바람직하게는 1 ∼ 20 at%, 보다 바람직하게는 2 ∼ 10 at%
Ta 와 O 및 N 의 조성비 (Ta : (O + N)) 7 : 2 ∼ 1 : 2, 바람직하게는 7 : 2 ∼ 1 : 1, 보다 바람직하게는 2 : 1 ∼ 1 : 1
저반사층 (TaBSiO), (TaBSiON) 은, 상기의 구성임으로써, 그 결정 상태는 아모르퍼스이고, 그 표면이 평활성이 우수하다. 구체적으로는, 저반사층 (TaBSiO), (TaBSiON) 표면의 표면 거칠기가 0.5 ㎚ rms 이하이다.
상기한 바와 같이, 에지 러프니스의 영향에 의하여 패턴의 치수 정밀도 악화를 방지하기 위하여, 흡수층 표면은 평활할 것이 요구된다. 저반사층은, 흡수층 상에 형성되기 때문에, 동일한 이유에서 그 표면은 평활할 것이 요구된다.
저반사층 표면의 표면 거칠기가 0.5 ㎚ rms 이하이면, 저반사층 표면이 충분히 평활하기 때문에, 에지 러프니스의 영향에 의하여 패턴의 치수 정밀도가 악화될 우려가 없다. 저반사층 표면의 표면 거칠기는 0.4 ㎚ rms 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.3 ㎚ rms 이하인 것이 더욱 바람직하다.
흡수층 상에 저반사층을 형성하는 경우, 흡수층과 저반사층의 합계 두께가 55 ∼ 130 ㎚ 인 것이 바람직하다. 또, 저반사층의 두께가 흡수층의 두께보다 크면, 흡수층에서의 EUV 광 흡수 특성이 저하될 우려가 있기 때문에, 저반사층의 두께는 흡수층의 두께보다 작은 것이 바람직하다. 이 때문에, 저반사층의 두께는 5 ∼ 30 ㎚ 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 20 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다.
저반사층 (TaBSiO), (TaBSiON) 은, 마그네트론 스퍼터링법이나 이온 빔 스퍼터링법과 같은 스퍼터링법 등, 주지의 성막 방법을 이용하여 형성할 수 있고, 마그네트론 스퍼터링법을 이용하는 경우, 하기 (1) ∼ (3) 방법에 의하여 저반사층 (TaBSiO) 을 형성할 수 있다.
(1) Ta 타깃, B 타깃 및 Si 타깃을 사용하고, 아르곤 (Ar) 으로 희석한 산소 (O2) 분위기 중에서 이들 개개의 타깃을 동시에 방전시킴으로써 저반사층 (TaBSiO) 을 형성한다.
(2) TaB 화합물 타깃 및 Si 타깃을 사용하고, 이들 타깃을 아르곤으로 희석한 산소 분위기 중에서 동시 방전시킴으로써 저반사층 (TaBSiO) 을 형성한다.
(3) TaBSi 화합물 타깃을 사용하고, 이 3 원소가 일체화된 타깃을 아르곤으로 희석한 산소 분위기 중에서 방전시킴으로써 저반사층 (TaBSiO) 을 형성한다.
또한, 상기 서술한 방법 가운데, 2 이상의 타깃을 동시에 방전시키는 방법 ((1), (2)) 에서는, 각 타깃의 투입 전력을 조절함으로써, 형성되는 저반사층 (TaBSiO) 의 조성을 제어할 수 있다.
상기 중에서도 (2) 및 (3) 방법이, 방전의 불안정화나 막의 조성 또는 막두께의 편차를 회피할 수 있는 점에서 바람직하고, (3) 방법이 특히 바람직하다. TaBSi 화합물 타깃은, 그 조성이 Ta = 50 ∼ 94 at%, Si= 5 ∼ 30 at%, B = 1 ∼ 20 at% 인 것이, 방전의 불안정화나 막의 조성 또는 막두께의 편차를 회피할 수 있는 점에서 특히 바람직하다.
저반사층 (TaBSiON) 을 형성하는 경우, 아르곤으로 희석한 산소 분위기 대신에 아르곤으로 희석한 산소·질소 혼합 가스 분위기에서 상기와 동일한 순서를 실시하면 된다.
상기 방법에 의하여 저반사층 (TaBSiO) 을 형성할 때에는, 구체적으로는 이하의 성막 조건으로 실시하면 된다.
TaB
화합물 타깃 및 Si 타깃을 사용하는 방법 (2)
스퍼터 가스 : Ar 과 O2 의 혼합 가스 (O2 가스 농도 3 ∼ 80 vol %, 바람직하게는 5 ∼ 30 vol %, 보다 바람직하게는 8 ∼ 15 vol %. 가스압 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 10 × 10-1 ㎩, 바람직하게는 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 5 × 10-1 ㎩, 보다 바람직하게는 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 3 × 10-1 ㎩.)
투입 전력 (각 타깃에 대하여) : 30 ∼ 1000 W, 바람직하게는 50 ∼ 750 W, 보다 바람직하게는 80 ∼ 500 W
성막 속도 : 2.0 ∼ 60 ㎚/sec, 바람직하게는 3.5 ∼ 45 ㎚/sec, 보다 바람직하게는 5 ∼ 30 ㎚/sec
TaBSi
화합물 타깃을 사용하는 방법 (3)
스퍼터 가스 : Ar 과 O2 의 혼합 가스 (O2 가스 농도 3 ∼ 80 vol %, 바람직하게는 5 ∼ 30 vol %, 보다 바람직하게는 8 ∼ 15 vol %. 가스압 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 10 × 10-1 ㎩, 바람직하게는 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 5 × 10-1 ㎩, 보다 바람직하게는 1.0 × 10-1 ㎩ ∼ 3 × 10-1 ㎩.)
투입 전력 : 30 ∼ 1000 W, 바람직하게는 50 ∼ 750 W, 보다 바람직하게는 80 ∼ 500 W
성막 속도 : 2.0 ∼ 50 ㎚/sec, 바람직하게는 2.5 ∼ 35 ㎚/sec, 보다 바람직하게는 5 ∼ 25 ㎚/sec
상기 방법에 의하여 저반사층 (TaBSiON) 을 형성할 때에는, 구체적으로는 이하의 성막 조건으로 실시하면 된다.
TaB
화합물 타깃 및
Si
타깃을 사용하는 방법 (2)
스퍼터 가스 : Ar 과 O2 와 N2 의 혼합 가스 (O2 가스 농도 5 ∼ 30 체적 %, N2 가스 농도 5 ∼ 30 체적 %, 바람직하게는 O2 가스 농도 6 ∼ 25 체적 %, N2 가스 농도 6 ∼ 25 체적 %, 보다 바람직하게는 O2 가스 농도 10 ∼ 20 체적 %, N2 가스 농도 15 ∼ 25 체적 %. 가스압 1.0 × 10-2 ㎩ ∼ 10 × 10-2 ㎩, 바람직하게는 1.0 × 10-2 ㎩ ∼ 5 × 10-2 ㎩, 보다 바람직하게는 1.0 × 10-2 ㎩ ∼ 3 × 10-2 ㎩.)
투입 전력 (각 타깃에 대하여) : 30 ∼ 1000 W, 바람직하게는 50 ∼ 750 W, 보다 바람직하게는 80 ∼ 500 W
성막 속도 : 2.0 ∼ 50 ㎚/sec, 바람직하게는 2.5 ∼ 35 ㎚/sec, 보다 바람직하게는 5 ∼ 25 ㎚/sec
TaBSi
화합물 타깃을 사용하는 방법 (3)
스퍼터 가스 : Ar 과 O2 와 N2 의 혼합 가스 (O2 가스 농도 5 ∼ 30 체적 %, N2 가스 농도 5 ∼ 30 체적 %, 바람직하게는 O2 가스 농도 6 ∼ 25 체적 %, N2 가스 농도 6 ∼ 25 체적 %, 보다 바람직하게는 O2 가스 농도 10 ∼ 20 체적 %, N2 가스 농도 15 ∼ 25 체적 %. 가스압 1.0 × 10-2 ㎩ ∼ 10 × 10-2 ㎩, 바람직하게는 1.0 × 10-2 ㎩ ∼ 5 × 10-2 ㎩, 보다 바람직하게는 1.0 × 10-2 ㎩ ∼ 3 × 10-2 ㎩.)
투입 전력 : 30 ∼ 1000 W, 바람직하게는 50 ∼ 750 W, 보다 바람직하게는 80 ∼ 500 W
성막 속도 : 2.0 ∼ 50 ㎚/sec, 바람직하게는 2.5 ∼ 35 ㎚/sec, 보다 바람직하게는 5 ∼ 25 ㎚/sec
또한, 흡수층 상에 저반사층을 형성하는 것이 바람직한 이유는, 패턴의 검사광의 파장과 EUV 광의 파장이 상이하기 때문이다. 따라서, 패턴의 검사광으로서 EUV 광 (13.5 ㎚ 부근) 을 사용하는 경우, 흡수층 상에 저반사층을 형성할 필요는 없는 것으로 생각할 수 있다. 검사광의 파장은, 패턴 치수가 작아지는 것에 수반하여 단파장측으로 시프트되는 경향이 있어, 장래적으로는 193 ㎚, 나아가서는 13.5 ㎚ 로 시프트되는 것도 생각할 수 있다. 검사광의 파장이 13.5 ㎚ 인 경우, 흡수층 상에 저반사층을 형성할 필요는 없는 것으로 생각할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1 에서는, 도 1, 2 에 도시하는 정전 척 (10A) 을 사용하였다. 정전 척 (10A) 은, 이하의 순서로 제작하였다.
알루미나제의 본체 (11) 상에, 두께 125 ㎛ 의 폴리이미드 필름을 가열 융착시켜 하부 유전층 (3) 을 형성하였다.
하부 유전층 (3) 및 본체 (11) 는, 전극부 (2) 와 외부 전원을 접속하기 위하여, 도 2 에 나타내는 전극 구멍 (22 및 23) 이 관통하고 있고, 그 전극 구멍 (22 및 23) 을 개재하여 외부 전극 단자와 접속되어 있다.
하부 유전층 (3) 상에, 스퍼터링법에 의하여 두께 1 ㎛ 의 구리 박막을 형성한 후, 원하는 형상의 마스크를 개재하여 에칭함으로써, 도 2 에 나타내는 전극 패턴을 갖는 전극부 (2) 를 형성하였다.
다음으로, 전극부 (2) 상에, 두께 50 ㎛ 의 폴리이미드 필름을 가열 융착시켜 상부 유전층 (1) 을 형성하였다. 가열 융착 후에도 이 폴리이미드 필름의 두께에 변화는 없었다.
또한, 상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 에 사용한 폴리이미드 필름의 물성 등은 이하와 같다.
절연 파괴 전압 : 6.8 ㎸.
인장 강도 : 520 ㎫.
인장 신장률 : 42 %.
인장 탄성률 : 9.1 ㎬.
상부 유전층의 두께에 대한 하부 유전층의 두께 배율 : 125 ㎛/50 ㎛ = 2.5
또, 정전 척의 척면은, 직경 13 ㎝ 의 원형이었다.
도 5 에 나타낸 바와 같이, 상기 방법에 의하여 제작한 정전 척 (10A) 을 사용하여, EUV 마스크 블랭크용의 유리 기판을 흡착 유지하고, 이 유리 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층과, 버퍼층, EUV 광을 흡수하는 흡수층을 스퍼터법에 의하여 이 순서로 형성하였다. 유리 기판 (30) 은 주성분을 SiO2 로 한 제로 (zero) 팽창 유리로서, 22 ℃ 에 있어서의 열팽창 계수가 0/℃ 이다.
유리 기판 (30)의 흡착 유지면측에는 도전막 (40) 이 성막되어 있다. 도전막 (40) 은 시트 저항률 90 Ω/□, 두께 70 ㎚ 의 질화 크롬 (CrN) 막이다.
정전 척의 전극간 전압은 1000 V 로 하고, 압력 2.0 × 10-4 torr 의 진공 중에서 정전 척을 30 rpm 으로 회전시키면서 2 시간 유지하였다.
유리 기판의 흡착 유지면의 결함수를 흡착 유지 전후에 측정하였다. 구체적으로는, 시판되는 결함 검사 장치 (레이저텍사 제조 M1350) 에 의하여 200 ㎚ 이상의 결함수를, 검사 영역을 가로세로 142 ㎜ 로 하여 측정하였다. 그 결과, 흡착 유지 후에 증가된 결함수는 1.0 × 103 개였다.
상기와 동일한 순서로 유리 기판의 흡착 유지를 10 회 반복했을 때, 정전 척의 흡착력 저하는 발생되지 않았다.
(실시예 2)
실시예 2 에서는, 도 3 에 나타내는 정전 척 (10B) 을 사용하였다. 정전 척 (10B) 은, 상기 서술한 정전 척 (10A) 의 제작 순서를 실시한 후, 상부 유전층 (1) 에 원하는 요철 패턴을 가진 마스크를 부착하고, 히드라진을 사용하여 웨트 에칭하여 돌기부 (5) 를 만들었다. 돌기부의 패턴은 도 4 에 나타내는 대로이고, 웨트 에칭을 행하기 전의 상부 유전층 (1) 의 표면적에 대한 돌기부의 표면적 합계가 1 % 가 되도록 조정하였다. 또 돌기부의 높이는 10 ㎛ 로 하였다. 이 때문에, 돌기부가 없는 장소에 있어서의 상부 유전층 (1) 의 두께는 40 ㎛ 가 되었다.
제작된 정전 척 (10B) 을 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 유리 기판의 흡착 유지를 실시하였다. 흡착 유지 후에 증가된 결함수는 1.0 × 102 개였다.
실시예 1 과 동일하게, 유리 기판의 흡착 유지를 10 회 반복했을 때, 정전 척의 흡착력 저하는 발생되지 않았다.
(실시예 3)
실시예 3 에서는, 하부 유전층 및 상부 유전층을 2 장의 폴리이미드 필름으로 제조한, 도 1, 2 에서 나타내는 정전 척 (10A) 을 사용하였다. 정전 척 (10A) 은 이하의 순서로 제작하였다.
알루미나제의 본체 (11) 상에, 두께 125 ㎛ 의 폴리이미드 필름을 2 장 중첩하고, 가열 융착시켜 하부 유전층 (3) 을 형성하였다. 2 장 중첩시켜 두께를 2 배로 한 이유는, 두께를 증가시켜 기계적 내구성을 증대시키기 위해서이다.
하부 유전층 (3) 및 본체 (11) 는, 전극부 (2) 와 외부 전원을 접속하기 위하여, 도 2 에 나타내는 전극 구멍 (22 및 23) 이 관통하고 있고, 그 전극 구멍 (22 및 23) 을 개재하여 외부 전극 단자와 접속되어 있다.
하부 유전층 (3) 상에, 스퍼터링법에 의하여 두께 1 ㎛ 의 구리 박막을 형성한 후, 원하는 형상의 마스크를 개재하여 에칭함으로써, 도 2 에 도시하는 전극 패턴을 갖는 전극부 (2) 를 형성하였다.
다음으로, 전극부 (2) 상에, 두께 7.5 ㎛ 의 폴리이미드 필름을 2 장 중첩하고, 가열 융착시켜 상부 유전층 (1) 을 형성하였다. 2 장을 중첩한 이유는, 원하는 상부 유전층의 두께를 얻기 위해서이다.
또한, 상부 유전층 (1) 및 하부 유전층 (3) 에 사용한 폴리이미드 필름의 물성은 이하와 같다.
절연 파괴 전압 : 6.8 ㎸.
인장 강도 : 520 ㎫.
인장 신장률 : 42 %.
인장 탄성률 : 9.1 ㎬.
상부 유전층의 두께에 대한 하부 유전층의 두께 배율 : 250 ㎛/15 ㎛ = 16.7
또, 정전 척의 척면은, 직경 13 ㎝ 의 원형이었다.
(비교예 1)
Al2O3 을 흡착 유지면으로 하는 종래의 정전 척, 즉 도 1 에서 정전 척 (10A) 에 있어서, 유전층 (1, 3) 과 본체 (11) 가 일체의 Al2O3 으로서 제작된 것을 사용하고, 실시예와 동일하게 유리 기판의 흡착 유지를 실시하였다. 흡착 유지 후에 증가된 결함수는 1.0 × 104 개로서, 실시예 1 과 비교하여 1 자리수, 실시예 2 에 대해서는 2 자리수 나쁜 결과였다.
(비교예 2)
실시예 1 의 구성으로부터 하부 유전층 (3) 을 제거한 정전 척을 제작하고, 실시예 1 과 동일하게 유리 기판의 흡착 유지를 실시하였다. 유리 기판의 흡착 유지를 10 회 반복했을 때 흡착력이 소실되었다. 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질을 협지함으로써, 상부 유전층 (1) 인 폴리이미드막에 구멍이 뚫리고, 전극부 (2) 와 도전막 (40) 이 완전 혹은 불완전한 단락을 일으킴으로써, 전위차가 소실되거나 이상 방전을 발생시킴으로써 흡착력을 소실한 것으로 생각할 수 있다. 10 회의 흡착 유지 조작에 의하여 흡착력이 소실되는 정전 척을 실용화하는 것은 사실상 불가능하다.
(비교예 3)
실시예 2 의 구성으로부터 하부 유전층 (3) 을 제거한 정전 척을 제작하고, 실시예 2 와 동일하게 유리 기판의 흡착 유지를 실시하였다. 유리 기판의 흡착 유지를 10 회 반복했을 때 흡착력이 소실되었다. 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질을 협지함으로써, 상부 유전층 (1) 인 폴리이미드막에 구멍이 뚫리고, 전극부 (2) 와 도전막 (40) 이 완전 혹은 불완전한 단락을 일으킴으로써, 전위차가 소실되거나 이상 방전을 발생시킴으로써 흡착력을 소실한 것으로 생각할 수 있다. 10 회의 흡착 유지 조작에 의하여 흡착력이 소실되는 정전 척을 실용화하는 것은 사실상 불가능하다.
실시예 1 ∼ 2 와 비교예 1 ∼ 3 의 비교에서, 본 발명의 정전 척이 실용 가능한 동시에 저발진인 것은 분명하다.
(실시예 4)
본 실시예에서는, 이하의 순서로 EUV 마스크 블랭크를 제작한다.
실시예 1 에서 사용한 정전 척 (10A) 을 사용하여 유리 기판을 흡착 유지한다. 유리 기판은, 주성분을 SiO2 로 한 제로 팽창 유리로서, 22 ℃ 에 있어서의 열팽창 계수가 0/℃ 이다. 유리 기판의 흡착 유지면측에는 도전막이 성막되어 있다. 도전막은 시트 저항률 90 Ω/□, 두께 70 ㎚ 의 질화 크롬 (CrN) 막이다.
유리 기판의 광학면 상에 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여 Mo 막 및 Si 막을 교대로 성막하는 것을 50 주기 반복함으로써, 합계 막두께 340 ㎚ ((2.3 ㎚ + 4.5 ㎚) × 50) 의 Mo/Si 다층 반사막을 형성한다.
Mo 막 및 Si 막의 성막 조건은 이하와 같다.
Mo
막의
성막
조건
타깃 : Mo 타깃
스퍼터 가스 : Ar 가스 (가스압 0.02 ㎩)
전압 : 700 V
성막 속도 : 0.064 ㎚/sec
막두께 : 2.3 ㎚
Si
막의
성막
조건
타깃 : Si 타깃 (붕소 도프)
스퍼터 가스 : Ar 가스 (가스압 0.02 ㎩)
전압 : 700 V
성막 속도 : 0.077 ㎚/sec
막두께 : 4.5 ㎚.
다음으로, Mo/Si 다층 반사막상에, 버퍼층으로서 Ru 층을 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여 형성한다.
버퍼층의 형성 조건은 이하와 같다.
타깃 : Ru 타깃
스퍼터 가스 : Ar 가스 (가스압 0.02 ㎩)
전압 : 700 V
성막 속도 : 0.052 ㎚/sec
막두께 : 2.5 ㎚
다음으로, 보호층 상에, 흡수층으로서 TaBSiN 층을 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 형성한다.
TaBSiN 층을 성막 조건은 이하와 같다.
TaBSiN
층의
성막
조건
타깃 : TaBSi 화합물 타깃 (조성비 : Ta 80 at%, B 10 at%, Si 10 at%)
스퍼터 가스 : Ar 과 N2 의 혼합 가스 (Ar : 86 체적 %, N2 : 14 체적 %, 가스압 : 0.3 ㎩)
투입 전력 : 150 W
성막 속도 : 0.12 ㎚/sec
막두께 : 60 ㎚.
다음으로, 흡수층 상에, 저반사층으로서 TaBSiON 층을, 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 형성함으로써, 기판 상에 Mo/Si 다층 반사막, Ru 층, TaBSiN 층, 및, TaBSiON 층이 이 순서로 형성된 EUV 마스크 블랭크를 얻는다.
TaBSiON 막의 성막 조건은 이하와 같다.
TaBSiON
층의
성막
조건
타깃 : TaBSi 타깃 (조성비 : Ta 80 at%, B 10 at%, Si 10 at%)
스퍼터 가스 : Ar 과 N2 와 O2 의 혼합 가스 (Ar : 60 체적 %, N2 : 20 체적 %, O2 : 20 체적 %, 가스압 : 0.3 ㎩)
투입 전력 : 150 W
성막 속도 : 0.18 ㎚/sec
막두께 : 10 ㎚
상기의 순서로 제작되는 EUV 마스크 블랭크는 결점도 적고, EUV 마스크로서 적합한 마스크 블랭크인 것을 확인할 수 있다.
(실시예 5)
본 실시예에서는, 유리 기판의 흡착 유지용의 정전 척으로서, 실시예 2 에서 사용한 정전 척 (10B) 을 사용하는 점 이외에는, 실시예 4 와 동일한 순서를 실시하여, 기판 상에 Mo/Si 다층 반사막, Ru 층, TaBSiN 층, 및, TaBSiON 층이 이 순서로 형성된 EUV 마스크 블랭크를 얻는다. 얻어지는 EUV 마스크 블랭크는 결점도 적고, EUV 마스크로서 적합한 마스크 블랭크인 것이 확인된다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 유리 기판에 피막을 형성할 때, 정전 척에 의하여 유리 기판을 충분한 흡착 유지력을 갖고 유지할 수 있고, 또한 정전 척과 유리 기판 사이에 파티클 등의 이물질을 협지함에 의한 유리 기판 표면 및 척면에 대한 흠집의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 미소한 흠집의 발생도 현저하게 문제가 되는 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에 최적으로 이용할 수 있다.
또한, 2009년 1월 28일에 출원된 일본 특허출원 2009-016283호, 2009년 11월 30 일에 출원된 일본 특허출원 2009-271597호 및 2009년 12월 14 일에 출원된 일본 특허출원 2009-282872호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 받아들인다.
1 : 상부 유전층
2 : 전극부
3 : 하부 유전층
5 : 돌기부
10A, 10B : 정전 척
11 : 본체
30 : 유리 기판
40 : 도전막
2 : 전극부
3 : 하부 유전층
5 : 돌기부
10A, 10B : 정전 척
11 : 본체
30 : 유리 기판
40 : 도전막
Claims (17)
- 정전 척을 사용하여 유리 기판을 흡착 유지하고, 스퍼터링법에 의하여, 상기 유리 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층, 및, EUV 광을 흡수하는 흡수층을 적어도 이 순서로 형성하는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
상기 정전 척은, 본체 상에, 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층, 도전성 재료로 이루어지는 전극부, 및, 유기 고분자막으로 이루어지는 상부 유전층을 이 순서로 갖고, 상기 전극부가, 정전극과 부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 정전 척을 사용하여 유리 기판을 흡착 유지하고, 스퍼터링법에 의하여, 상기 유리 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층, 및, 당해 반사층의 상층에 EUV 광을 흡수하는 흡수층을 형성하는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
적어도 상기 반사층 및 상기 흡수층을 형성할 때, 상기 정전 척은, 본체의 흡착면측에 유기 고분자막으로 이루어지는 하부 유전층, 도전성 재료로 이루어지는 전극부, 및, 유기 고분자막으로 이루어지는 상부 유전층을 이 순서로 갖고, 상기 전극부가, 정전극과 부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 하부 유전층이, 2 층 이상의 유기 고분자막을 포함하는, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 상부 유전층이, 2 층 이상의 유기 고분자막을 포함하는, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층은, 절연 파괴 내압이 3.0 ㎸ 이상인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층은, 인장 강도가 50 ㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층은, 인장 신장률이 20 % 이상인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층은, 인장 탄성률이 1.0 ㎬ 이상인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 하부 유전층, 및, 상기 상부 유전층이 폴리이미드막, 폴리올레핀계 재료막, 실리코운막, 폴리염화비닐막, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트막으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 유기 고분자막을 포함하는, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 하부 유전층의 두께가, 상기 상부 유전층의 두께의 2 배 이상인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 상부 유전층의 두께가, 10 ∼ 500 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척이, 상기 상부 유전층의 흡착면측에, 흡착 유지되는 유리 기판과의 접촉 면적을 저감시키기 위한 돌기부를 갖는, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 돌기부의 높이가, 5 ∼ 50 ㎛ 인, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 돌기부는, 흡착 유지되는 유리 기판과의 접촉 면적의 합계가, 상기 상부 유전체의 표면적의 0.1 ∼ 25.0 % 인, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 정전극 및 상기 부전극이, 각각 빗살 형상을 갖고, 서로의 빗살이 공극을 협지하여 인접하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전 척의 상기 전극부의 두께가, 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 기판의 상기 정전 척에 흡착 유지되는 측의 면에는 도전막이 형성되어 있는, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
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