WO2012105698A1 - 導電膜付基板、多層反射膜付基板、およびeuvリソグラフィ用反射型マスクブランク - Google Patents
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Classifications
-
- 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
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- 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
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
Definitions
- the present invention relates to a reflective mask blank for EUV (Extreme Ultra Violet) lithography (hereinafter, also referred to as “EUV mask blank” in this specification) used in semiconductor manufacturing and the like, and the manufacture of the mask blank.
- EUV mask blank Extreme Ultra Violet
- the present invention relates to a substrate with a conductive film and a substrate with a multilayer reflective film used in the above.
- the resolution limit of the pattern is about 1 ⁇ 2 of the exposure wavelength, and it is said that the immersion wavelength is about 1 ⁇ 4 of the exposure wavelength, and the ArF laser (wavelength: 193 nm) is used. Even if the immersion method is used, the limit of about 45 nm is expected.
- EUV lithography which is an exposure technique using EUV light having a wavelength shorter than that of an ArF laser, is promising as a next-generation exposure technique using a wavelength shorter than 45 nm.
- EUV light refers to light having a wavelength in the soft X-ray region or the vacuum ultraviolet region, and specifically refers to light having a wavelength of about 10 to 20 nm, particularly about 13.5 nm ⁇ 0.3 nm.
- EUV light is easily absorbed by any substance, and the refractive index of the substance is close to 1 at this wavelength, so that a conventional refractive optical system such as photolithography using visible light or ultraviolet light cannot be used.
- a reflective optical system that is, a reflective photomask and a mirror are used.
- the mask blank is a laminate before patterning for manufacturing a photomask.
- a mask blank for a reflective photomask has a structure in which a reflective layer that reflects EUV light and an absorption layer that absorbs EUV light are formed in this order on a glass substrate or the like.
- the reflective layer by alternately laminating high refractive layers and low refractive layers, the light reflectance when irradiating the surface of the layer with light rays, more specifically, the light rays when irradiating the layer surface with EUV light.
- a multilayer reflective film with an increased reflectivity is usually used.
- the absorption layer a material having a high absorption coefficient for EUV light, specifically, a material mainly composed of Cr or Ta, for example, is used.
- the multilayer reflective film and the absorption layer are formed on the optical surface of the glass substrate by using a sputtering method such as an ion beam sputtering method or a magnetron sputtering method.
- a sputtering method such as an ion beam sputtering method or a magnetron sputtering method.
- the glass substrate is held by a holding means.
- There are mechanical chucks and electrostatic chucks as glass substrate holding means but due to dusting problems, glass substrate holding means when forming a multilayer reflective film and absorption layer, especially multilayer reflective films are formed.
- suction holding by an electrostatic chuck is preferably used.
- suction holding by an electrostatic chuck is used as a glass substrate holding means.
- the electrostatic chuck is a technique conventionally used for attracting and holding a silicon wafer in a semiconductor device manufacturing process. For this reason, in the case of a substrate having a low dielectric constant and conductivity, such as a glass substrate, it is necessary to apply a high voltage in order to obtain a chucking force equivalent to that in the case of a silicon wafer. There is sex.
- Patent Document 1 discloses a material other than ordinary Cr, such as Si, Mo, chromium oxynitride (CrON), or TaSi, as a layer for promoting electrostatic chucking of the substrate.
- a mask substrate having a back coating (conductive film) of a substance having a higher dielectric constant and higher conductivity than a glass substrate is described.
- the mask substrate described in Patent Document 1 has a weak adhesion of the CrON film to the glass substrate, the film peeling between the glass substrate and the CrON film occurs when the multilayer reflective film or the absorption layer is formed.
- the problem is that particles are generated.
- film peeling is likely to occur due to the force applied to the vicinity of the boundary between the electrostatic chuck and the electrostatic chuck.
- a conductive film is formed on the entire surface including the chamfered surface and the side surface of the substrate.
- Patent Document 2 discloses a substrate with a multilayer reflective film that suppresses generation of particles due to film peeling or abnormal discharge during electrostatic chucking of a substrate provided with a conductive film.
- a high-quality reflective reflective mask blank for exposure with few surface defects and a high-quality reflective reflective mask for exposure without pattern defects due to particles are disclosed.
- the material for forming the conductive film is different in composition in the film thickness direction of the conductive film, Includes nitrogen (N), and the surface side of the conductive film includes at least one of oxygen (O) and carbon (C).
- the conductive film is configured in this way, thereby improving the adhesion of the conductive film to the substrate and preventing film peeling of the conductive film. Further, it is described that the adhesion force between the electrostatic chuck and the substrate can be increased because the film stress of the conductive film is reduced.
- the surface of the conductive film contains at least one of oxygen (O) and carbon (C), so that the surface of the conductive film is appropriately roughened. It is said that the adhesive force of the substrate increases and the rubbing that occurs between the electrostatic chuck and the substrate can be prevented.
- oxygen (O) when oxygen (O) is included, the surface roughness of the conductive film surface is moderately rough (that is, the surface roughness is increased), thereby improving the adhesion between the electrostatic chuck and the substrate.
- (C) when (C) is included, the specific resistance of the conductive film can be reduced, so that the adhesion between the electrostatic chuck and the substrate is improved.
- the surface of the conductive film is appropriately roughened. It is said that the adhesion force between the electrostatic chuck and the substrate at the time of the electrostatic chuck is increased, and the friction generated between the electrostatic chuck and the substrate can be prevented. However, if the friction occurs, On the other hand, when the thickness is large, film peeling or film scraping tends to occur, which causes the generation of particles.
- the conductive film contains chromium (Cr) and nitrogen (N), and the conductive film
- Cr chromium
- N nitrogen
- the average concentration of N is 0.1 at% or more and less than 40 at%
- the crystalline state of at least the surface of the conductive film is amorphous
- the sheet resistance value of the conductive film is 27 ⁇ / ⁇ or less.
- substrate with a multilayer reflective film for this mask blank, and the reflective mask produced using this mask blank are proposed.
- the substrate with a conductive film described in Patent Document 3 also has improved adhesion to the electrostatic chuck due to the small surface roughness of the conductive film surface. Further, since the sheet resistance of the conductive film is low, the chucking force by the electrostatic chuck is improved. As a result, when the substrate with conductive film is fixed to an electrostatic chuck and used for manufacturing an EUV mask blank, the adhesion with the electrostatic chuck is improved. As described above, the adhesion with the electrostatic chuck is improved, thereby preventing the generation of particles due to the friction between the electrostatic chuck and the substrate.
- an EUV mask blank is manufactured by forming a thin film such as a reflective layer (multilayer reflective film) or an absorption layer on a substrate.
- a thin film such as a reflective layer (multilayer reflective film) or an absorption layer
- film stress that is, compressive stress or tensile stress
- the substrate may be deformed. Since a substrate made of a low expansion glass is usually used as a substrate for an EUV mask blank, the deformation of the substrate caused by the application of film stress is minor and thus has not been a problem in the past.
- the present invention has a conductive film having low sheet resistance, excellent surface smoothness and excellent adhesion to an electrostatic chuck, and further, an EUV mask blank.
- An object of the present invention is to provide a substrate with an electrically conductive film for an EUV mask blank that can suppress deformation of the substrate due to film stress in the substrate.
- Another object of the present invention is to provide a substrate with a multilayer reflective film of an EUV mask blank using the substrate with a conductive film, and an EUV mask blank.
- the present invention provides: A conductive film-formed substrate used for manufacturing a reflective mask blank for EUV lithography, wherein a conductive film is formed on a substrate,
- the conductive film has at least two layers of a layer (lower layer) formed on the substrate side and a layer (upper layer) formed on the lower layer,
- the lower layer of the conductive film contains chromium (Cr), oxygen (O), and hydrogen (H)
- the upper layer of the conductive film contains chromium (Cr), nitrogen (N), and hydrogen (H).
- a substrate with a conductive film is provided.
- the total content of Cr and O in the lower layer of the conductive film is 85 to 99.9 atomic% (hereinafter, atomic% is referred to as at%), and the content of H is It is preferably 0.1 to 15 at%.
- the total content of Cr and N in the upper layer of the conductive film is preferably 85 to 99.9 at%, and the content of H is preferably 0.1 to 15 at%.
- the thickness of the lower layer of the conductive film is preferably 1 to 30 nm.
- the thickness of the upper layer of the conductive film is preferably 50 to 300 nm.
- the sheet resistance value of the conductive film is preferably 20 ⁇ / ⁇ or less.
- the conductive film preferably has a compressive stress of 300 MPa to 900 MPa.
- the crystalline state of the lower layer of the conductive film is preferably amorphous.
- it is preferable that the crystalline state of the upper layer of the conductive film is amorphous.
- the surface roughness (rms) of the conductive film is preferably 0.5 nm or less.
- the lower layer of the conductive film is at least one selected from the group consisting of helium (He), argon (Ar), neon (Ne), krypton (Kr), and xenon (Xe).
- He helium
- Ar argon
- Ne neon
- Kr krypton
- Xe xenon
- the upper layer of the conductive film is at least one selected from the group consisting of helium (He), argon (Ar), neon (Ne), krypton (Kr), and xenon (Xe).
- He helium
- Ar argon
- Ne neon
- Kr krypton
- Xe xenon
- the present invention provides a substrate with a multilayer reflective film for a reflective mask blank for EUV lithography, wherein a multilayer reflective film is formed on the opposite side of the surface with the conductive film of the substrate with a conductive film of the present invention.
- the substrate with a multilayer reflective film of the present invention in this specification.
- the amount of warpage of the substrate is preferably 0.8 ⁇ m or less.
- the present invention also relates to a reflective mask blank for EUV lithography in which an absorption layer is formed on the multilayer reflective film of the substrate with the multilayer reflective film of the present invention (hereinafter referred to as “the EUV mask blank of the present invention”). ).
- the amount of warpage of the substrate is preferably 0.8 ⁇ m or less.
- the present invention also provides a reflective mask for EUV lithography (hereinafter referred to as “the EUV mask of the present invention”) obtained by patterning the EUV mask blank of the present invention.
- the EUV mask of the present invention a reflective mask for EUV lithography
- the term “to” indicating the above numerical range is used in the sense that the numerical values described before and after it are used as the lower limit value and the upper limit value, and unless otherwise specified, “to” is the same in the following specification. Used with meaning.
- the substrate with a conductive film of the present invention By using the substrate with a conductive film of the present invention, the deformation of the substrate due to the film stress in the EUV mask blank can be suppressed.
- the substrate with a conductive film of the present invention has a conductive film having a two-layer structure of an upper layer that mainly contributes to lowering the resistance of the conductive film and a lower layer that mainly contributes to improvement in adhesion to the substrate. While lowering the sheet resistance of the conductive film, peeling of the conductive film from the substrate hardly occurs and the occurrence of defects can be suppressed.
- the substrate with a conductive film of the present invention improves the adhesion with the electrostatic chuck because the surface roughness of the surface of the conductive film is small. Further, since the sheet resistance of the conductive film is low, the chucking force by the electrostatic chuck is improved. As a result, when the substrate with conductive film is fixed to an electrostatic chuck and used for manufacturing an EUV mask blank, the adhesion with the electrostatic chuck is improved. As described above, the adhesion with the electrostatic chuck is improved, thereby preventing the generation of particles due to the friction between the electrostatic chuck and the substrate.
- each layer (particularly the upper layer) constituting the conductive film is amorphous, the conductive film is difficult to be oxidized, and the change in stress in the conductive film with time is small. As a result, deterioration of pattern accuracy is unlikely to occur, and the lifetime as a mask is expected to be extended.
- FIG. 1 is a schematic view of a substrate with a conductive film of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic view of the multilayer reflective film-coated substrate of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic view of the EUV mask blank of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic view of a substrate with a conductive film of the present invention.
- a conductive film 2 is formed on one surface side of a substrate 1 for film formation.
- the substrate 1 is fixed to the electrostatic chuck via the conductive film 2.
- the multilayer reflective film and the absorption layer are formed on the opposite side (film formation surface) of the surface of the substrate 1 on which the conductive film 2 is formed.
- the conductive film 2 is a back surface conductive film formed on the back surface side with respect to the film formation surface of the substrate 1. As shown in FIG.
- the conductive film 2 in the present invention has a two-layer structure of a lower layer 21 formed on the substrate 1 side and an upper layer 22 formed on the lower layer 21.
- the upper layer 22 has a function of reducing the resistance of the entire conductive film 2.
- the lower layer 21 functions as an adhesion improving layer that improves the adhesion between the substrate 1 and the conductive film 2.
- the lower layer 21 of the conductive film 2 is required to have excellent adhesion to the substrate 1. Further, the lower layer 21 forming a part of the conductive film 2 is required to have a higher dielectric constant and conductivity than the material of the substrate 1. Furthermore, in order to improve the smoothness of the surface of the lower layer 21, the crystal state is preferably amorphous. When the smoothness of the surface of the lower layer 21 is improved, the smoothness of the surface of the upper layer 22 formed on the lower layer 21 is also improved, and the smoothness of the surface of the conductive film 2 is expected to be improved. Note that in this specification, the phrase “crystalline state is amorphous” includes a microcrystalline structure other than an amorphous structure having no crystal structure.
- the crystal state of the lower layer 21 is amorphous, that is, an amorphous structure or a microcrystalline structure. If the crystal state of the lower layer 21 is an amorphous structure or a microcrystalline structure, a sharp peak is not seen in a diffraction peak obtained by XRD measurement.
- the lower layer 21 contains chromium (Cr), oxygen (O), and hydrogen (H).
- the total content of Cr and O in the lower layer 21 is preferably 85 to 99.9 at%, and the content of H is preferably 0.1 to 15 at%. If the H content in the lower layer 21 is less than 0.1 at%, the crystalline state of the lower layer 21 does not become amorphous, and the smoothness of the surface of the lower layer 21 is lowered, which may increase the surface roughness. On the other hand, even when H is higher than 15 at%, the crystal state of the lower layer 21 does not become amorphous, the smoothness of the surface of the lower layer 21 is lowered, and the surface roughness may be increased.
- the total content of Cr and O in the lower layer 21 is less than 85 at%, the surface roughness may increase.
- the H content in the lower layer 21 is more preferably 0.1 to 13 at%, further preferably 0.1 to 10 at%, and particularly preferably 0.1 to 8 at%.
- the total content of Cr and O is more preferably 87 to 99.9 at%, further preferably 90 to 99.9 at%, and particularly preferably 92 to 99.9 at%.
- the composition ratio of Cr and O is preferably 9: 1 to 2.5: 7.5, more preferably 8.5: 1.5 to 2.5: 7.5, and 8: It is particularly preferably 2 to 2.5: 7.5.
- the surface roughness (rms) of the lower layer 21 is preferably 0.5 nm or less. If the surface roughness (rms) of the lower layer 21 is 0.5 nm or less, the surface of the lower layer 21 is sufficiently smooth. Therefore, the surface roughness (rms) of the upper layer 22 formed on the lower layer 21 is also 0.5 nm or less. Is expected to be. In addition, the surface roughness of the lower layer 21 can be measured using an atomic force microscope (Atomic Force Microscope). The surface roughness (rms) of the lower layer 21 is more preferably 0.4 nm or less, and further preferably 0.3 nm or less.
- the film thickness of the lower layer 21 is preferably 1 to 30 nm. If the film thickness of the lower layer 21 is less than 1 nm, the adhesion of the lower layer 21 to the substrate 1 may be reduced, and film peeling may occur in the conductive film 2. On the other hand, if the thickness of the lower layer 21 is larger than 30 nm, the sheet resistance of the conductive film 2 may be increased. Further, the crystal state of the upper layer 22 formed on the lower layer 21 may not be amorphous.
- the film thickness of the lower layer 21 is more preferably 2 to 28 nm, and further preferably 2 to 20 nm.
- the upper layer 22 of the conductive film 2 is required to have a higher dielectric constant and conductivity than the material of the substrate 1.
- the crystalline state is preferably amorphous.
- the smoothness of the surface of the conductive film 2 is required to prevent generation of particles due to friction between the electrostatic chuck and the conductive film 2 when the substrate with the conductive film is attracted and held by the electrostatic chuck. It is because it is preferable in doing.
- the surface of the upper layer 22 forming the surface of the conductive film 2 has a high surface hardness for the reason described later.
- the surface hardness of the surface of the conductive film 2 is required to be high when the substrate with the conductive film is fixed to the electrostatic chuck and used for manufacturing an EUV mask blank. This is because it is preferable to prevent generation of particles due to rubbing.
- the upper layer 22 in order to obtain the conductive film 2 having a compressive stress of 300 to 900 MPa, the upper layer 22 preferably has a compressive stress.
- the thickness of the upper layer 22 is larger than the thickness of the lower layer 21 in the conductive film 2 having a two-layer structure. Therefore, the reason why the upper layer 22 preferably has a compressive stress is that it is thicker than the lower layer 21, so that the film stress of the conductive film 2 (whole) can be easily adjusted to the compressive stress.
- the upper layer 22 contains chromium (Cr), nitrogen (N), and hydrogen (H).
- the total content of Cr and N in the upper layer 22 is preferably 85 to 99.9 at%, and the content of H is preferably 0.1 to 15 at%. If the H content is less than 0.1 at%, the crystalline state of the upper layer 22 does not become amorphous, and the smoothness of the surface of the upper layer 22 that forms the surface of the conductive film 2 is lowered, which may increase the surface roughness. is there. Further, when the total content of Cr and N in the upper layer 22 is less than 85 at%, the surface roughness may increase.
- the H content in the upper layer 22 is more preferably 0.1 to 13 at%, further preferably 0.1 to 10 at%, and particularly preferably 0.1 to 8 at%.
- the total content of Cr and N is more preferably 87 to 99.9 at%, further preferably 90 to 99.9 at%, and particularly preferably 92 to 99.9 at%.
- the composition ratio of Cr and N is preferably 9.5: 0.5 to 6: 4 from the viewpoint of suppressing defects during film formation, and 9.5: 0.5 to 6.5: 3. Is more preferably 9.5, particularly preferably 9.5: 0.5 to 7: 3.
- the upper layer 22 Since the upper layer 22 has the above-described configuration, its crystal state is amorphous and its surface is excellent in smoothness. It can be confirmed by the XRD method that the crystal state of the upper layer 22 is amorphous. If the crystal state of the upper layer 22 is amorphous, a sharp peak is not seen in the diffraction peak obtained by XRD measurement.
- the surface roughness (rms) of the upper layer 22 is preferably 0.5 nm or less. If the surface roughness (rms) of the upper layer 22 forming the surface of the conductive film 2 is 0.5 nm or less, the adhesion with the electrostatic chuck is improved, and particles are generated due to the friction between the electrostatic chuck and the conductive film 2. Is prevented.
- the surface roughness of the upper layer 22 can be measured using an atomic force microscope.
- the surface roughness (rms) of the upper layer 22 is more preferably 0.4 nm or less, and further preferably 0.3 nm or less.
- the film thickness of the upper layer 22 is preferably 50 to 300 nm. If the film thickness of the upper layer 22 responsible for reducing the resistance of the entire conductive film 2 is less than 50 nm, the sheet resistance of the conductive film 2 may not be lowered. On the other hand, if the film thickness of the upper layer 22 is larger than 300 nm, the increase in the film thickness no longer contributes to the improvement of the function of the upper layer 22, and the time required for forming the upper layer 22 increases. The cost required for formation increases. Moreover, since the film thickness of the upper layer 22 and by extension, the conductive film 2 becomes larger than necessary, the possibility of film peeling increases.
- the film thickness of the upper layer 22 is more preferably 100 to 250 nm, and further preferably 150 to 220 nm.
- the lower layer 21 and the upper layer 22 constituting the conductive film 2 are components that become impurities (in the case of the lower layer 21, Cr In the case of the upper layer 22, the component other than Cr, N, and H) is preferably low, and more preferably not substantially contained.
- the content rate is preferably 3% or less from the viewpoint of controlling compressive stress.
- the lower layer 21 and the upper layer 22 of the conductive film 2 can be formed by a known film forming method, for example, a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
- a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
- a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
- a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
- a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
- Xe xenon
- a sputtering method using a Cr target may be performed in an atmosphere containing an inert gas, one of oxygen (O 2 ) and
- Sputtering gas Ar, O 2 and H 2 mixed gas (H 2 gas concentration 1 to 50 vol%, preferably 1 to 30 vol%, O 2 gas concentration 1 to 80 vol%, preferably 5 to 75 vol%, Ar gas concentration 5 ⁇ 95 vol%, preferably 10 to 94 vol%, gas pressure 1.0 x 10 -1 Pa to 50 x 10 -1 Pa, preferably 1.0 x 10 -1 Pa to 40 x 10 -1 Pa, more preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa to 30 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa.)
- Input power 30 to 3000 W, preferably 100 to 3000 W, more preferably 500 to 3000 W
- Deposition rate 0.5 to 60 nm / min, preferably 1.0 to 45 nm / min, more preferably 1.5 to 30 nm / min
- Sputtering gas Mixed gas of Ar
- concentration of an inert gas into the same concentration range as above-mentioned Ar gas density
- the atmospheric temperature during sputtering is 60 to 120 ° C., which suppresses film peeling of deposits of film forming material deposited on the inner wall of the film forming apparatus. Therefore, it is preferable because defects of the conductive film 2 to be formed can be reduced.
- a diffusion layer may be formed between them. What is formed with such a diffusion layer is also the conductive film 2 having a two-layer structure in the present invention (that is, the conductive film 2 having the lower layer 21 and the upper layer 22). Furthermore, the conductive film 2 in the present invention may have a layer other than the lower layer 21 and the upper layer 22.
- the conductive film 2 preferably has a sheet resistance value of 20 ⁇ / ⁇ or less.
- the sheet resistance value of the conductive film 2 is 20 ⁇ / ⁇ or less, the chucking force by the electrostatic chuck is increased, thereby improving the adhesion with the electrostatic chuck. As a result, generation of particles due to friction between the electrostatic chuck and the conductive film 2 is prevented.
- the sheet resistance value of the conductive film 2 is more preferably 15 ⁇ / ⁇ or less, and further preferably 10 ⁇ / ⁇ or less.
- the conductive film 2 preferably has a compressive stress of 300 MPa to 900 MPa.
- a compressive stress 300 MPa to 900 MPa.
- the stress generated on the film formation surface side of the substrate and the stress generated on the back surface side of the substrate cancel each other, so that deformation of the substrate caused by the stress can be suppressed.
- the amount of warpage of the substrate caused by the application of stress is 0.8 ⁇ m or less, more preferably 0.7 ⁇ m or less, and even more preferably 0 It can be suppressed to 6 ⁇ m or less. This eliminates the possibility that the position accuracy of the pattern will be lowered when patterning the EUV mask blank.
- the risk of pattern displacement and pattern defects is eliminated.
- the amount of warpage of the substrate is measured with a laser interferometer, and the virtual plane calculated by the least square method of all data of the substrate surface in the measurement region is used as a reference plane. It can be calculated from the difference between the minimum values.
- film stress is generated only on the back side of the substrate. At this stage, the substrate is attracted and held by the electrostatic chuck, so that the substrate is deformed by applying the film stress. There is no fear.
- the surface roughness (rms) of the conductive film 2 is preferably 0.5 nm or less.
- the surface roughness (rms) of the conductive film 2 is 0.5 nm or less, the adhesion with the electrostatic chuck is improved, and the generation of particles due to the friction between the electrostatic chuck and the conductive film 2 is prevented.
- the surface roughness (rms) of the conductive film 2 is more preferably 0.4 nm or less, and further preferably 0.3 nm or less.
- the conductive film 2 preferably has a surface hardness of 12 GPa or more. If the surface hardness of the conductive film 2 is 12 GPa or more, the conductive film 2 is excellent in surface hardness.
- the electrostatic chuck It is excellent in the effect of preventing generation of particles due to rubbing between the conductive film and the conductive film.
- the method for measuring the surface hardness of the conductive film 2 is not particularly limited, and a known method, specifically, for example, a Vickers hardness test, a Rockwell hardness test, a Brinell hardness test, a nanoindentation test, or the like. Can be used. Among these, the nanoindentation test is widely used when measuring the surface hardness of a thin film.
- the film-forming substrate 1 is required to satisfy the characteristics as a substrate for EUV mask blank. Therefore, the substrate 1 is required to have a low thermal expansion coefficient.
- the thermal expansion coefficient at 20 ° C. is preferably 0 ⁇ 0.05 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., and in particular, 0 ⁇ 0. 0.03 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. is preferable.
- the substrate preferably has excellent smoothness, flatness, and resistance to a cleaning liquid used for cleaning a mask blank or a photomask after patterning.
- the substrate 1 is made of glass having a low thermal expansion coefficient, such as SiO 2 —TiO 2 glass, but is not limited to this.
- the substrate 1 preferably has a smooth surface with a surface roughness (rms) of 0.15 nm or less and a flatness of 100 nm or less in order to obtain high reflectance and transfer accuracy in a patterned photomask. .
- the size and thickness of the substrate 11 are appropriately determined according to the design value of the mask. In the examples described later, SiO 2 —TiO 2 glass having an outer shape of 6 inches (152 mm) square and a thickness of 0.25 inches (6.3 mm) was used.
- FIG. 2 is a schematic view of the multilayer reflective film-coated substrate of the present invention.
- a multilayer reflective film 3 is formed on the opposite side of the surface of the substrate 1 on which the conductive film 2 is formed.
- the substrate 1 and the conductive film 2 are those shown in FIG. 1 (the substrate with the conductive film of the present invention).
- the substrate with a multilayer reflective film of the present invention is obtained by fixing the substrate with a conductive film of the present invention to an electrostatic chuck, and then using a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method to form a multilayer reflection on the film formation surface of the substrate 1. It is obtained by forming the film 3.
- a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method to form a multilayer reflection on the film formation surface of the substrate 1. It is obtained by forming the film 3.
- the multilayer reflective film 3 formed on the substrate 1 is not particularly limited as long as it has desired characteristics as a reflective layer of an EUV mask blank.
- the characteristic particularly required for the multilayer reflective film 3 is a high EUV light reflectance.
- the maximum value of light reflectance near a wavelength of 13.5 nm is preferably 60% or more, 65 % Or more is more preferable.
- Si compound / Mo compound multilayer reflective film in which Si compound film and Mo compound film are alternately laminated Si / Mo / Ru multilayer reflective film in which Si film, Mo film and Ru film are laminated in this order
- Si / Ru / Mo / Ru multilayer reflective film in which Si film, Mo film and Ru film are laminated in this order examples thereof include a Si / Ru / Mo / Ru multilayer reflective film in which a Si film, a Ru film, a Mo film, and a Ru film are laminated in this order.
- the procedure for depositing the multilayer reflective film 3 on the deposition surface of the substrate 1 may be a procedure that is normally performed when the multilayer reflective film is deposited by sputtering.
- a Mo / Si multilayer reflective film is formed by ion beam sputtering
- an Si target is used as a target and Ar gas (gas pressure 1.3 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa to 2.7 ⁇ 10 ⁇ as a sputtering gas). 2 Pa)
- an Si film is formed to have a thickness of 4.5 nm at an ion acceleration voltage of 300 to 1500 V and a film formation rate of 0.03 to 0.30 nm / sec.
- the Mo film is formed by laminating the Si film and the Mo film for 40 to 50 periods.
- the uppermost layer of the multilayer reflective film 3 is preferably made of a material that is difficult to oxidize in order to prevent the surface of the multilayer reflective film 3 from being oxidized.
- the layer of material that is not easily oxidized functions as a cap layer of the multilayer reflective film 3.
- a Si layer can be exemplified as a specific example of the layer of a material that is hardly oxidized and functions as a cap layer.
- the top layer can be made to function as a cap layer by forming the top layer as a Si layer. In that case, the thickness of the cap layer is preferably 11 ⁇ 2 nm.
- the substrate with a multilayer reflective film of the present invention uses the substrate with a conductive film of the present invention, when the multilayer reflective film is formed by fixing the substrate with a conductive film to the electrostatic chuck, the conductive film with the electrostatic chuck is electrically conductive. Generation of particles due to rubbing with the film 2 is prevented. For this reason, it is an excellent multilayer reflective film-coated substrate with very few surface defects due to particles.
- the stress generated on the film forming surface side of the substrate and the stress generated on the back surface side of the substrate cancel each other, thereby suppressing the deformation of the substrate caused by the applied stress. it can.
- the amount of warpage of the substrate caused by the application of stress is 0.8 ⁇ m or less, more preferably 0.7 ⁇ m or less, and even more preferably 0. It can be suppressed to 6 ⁇ m or less.
- FIG. 3 is a schematic view of the EUV mask blank of the present invention.
- an absorption layer 4 is provided on the multilayer reflective film 3.
- the substrate 1, the conductive film 2, and the multilayer reflective film 3 are those shown in FIG. 2 (the substrate with the multilayer reflective film of the present invention).
- the absorbing layer 4 is formed on the multilayer reflective film 3 by using a sputtering method such as a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method. It is obtained by forming a film.
- the constituent material of the absorption layer 4 formed on the multilayer reflective film 3 is a material having a high absorption coefficient for EUV light, specifically, Cr, Ta, Pd, and nitriding thereof.
- a material mainly containing at least one of Ta and Pd is preferable because the crystalline state of the absorption layer 4 is likely to be amorphous, the surface of the absorption layer 4 is excellent in smoothness, and the surface roughness is small.
- at least one of Ta or Pd in the material is 40 at% or more, preferably 50 at% or more, more preferably 55 at% or more.
- the material contained may contain both Ta and Pd, and TaPd is exemplified.
- the material mainly composed of at least one of Ta and Pd used for the absorption layer 4 includes at least one element selected from the group consisting of Hf, Si, Zr, Ge, B, N and H in addition to Ta or Pd. May be included.
- the material containing the above elements other than Ta or Pd include, for example, TaN, TaNH, PdN, PdNH, TaPdN, TaPdNH, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiH, TaBSiN, TaBSiNH, TaB, TaBH, TaBN, Examples include TaBNH, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN, and the like.
- the thickness of the absorption layer 4 is preferably 50 to 100 nm.
- the method for forming the absorption layer 4 is not particularly limited as long as it is a sputtering method, and may be either a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
- a TaN layer is formed as an absorption layer using an ion beam sputtering method
- a Ta target is used as a target and an N 2 gas (gas pressure 1.3 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa to 2.7 ⁇ 10 ⁇ as a sputtering gas) is used.
- 2 Pa is preferably used to form a film with a voltage of 300 to 1500 V and a film formation rate of 0.01 to 0.1 nm / sec to a thickness of 50 to 100 nm.
- a buffer layer may exist between the multilayer reflective film 3 and the absorption layer 4.
- the material constituting the buffer layer include Cr, Al, Ru, Ta, and nitrides thereof, and SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3, and the like.
- the buffer layer preferably has a thickness of 10 to 60 nm.
- the EUV mask blank of the present invention uses the substrate with a multilayer reflective film of the present invention, the multilayer reflective film has very few surface defects due to particles.
- generation of particles due to rubbing between the electrostatic chuck and the conductive film 2 is prevented when the absorption layer is formed by fixing the multilayer reflective film-coated substrate to the electrostatic chuck.
- the absorption layer also has very few surface defects due to particles.
- the stress generated on the film forming surface side of the substrate and the stress generated on the back surface side of the substrate cancel each other, so that deformation of the substrate caused by the stress can be suppressed.
- the amount of warpage of the substrate caused by the application of stress is 0.8 ⁇ m or less, more preferably 0.7 ⁇ m or less, and even more preferably 0. It can be suppressed to 6 ⁇ m or less. This eliminates the possibility that the position accuracy of the pattern will be lowered when patterning the EUV mask blank.
- pattern transfer is performed using a reflective mask manufactured from the EUV mask blank, the risk of pattern displacement and pattern defects is eliminated.
- Example 1 a substrate with a conductive film shown in FIG. 1, that is, a substrate with a conductive film in which a conductive film 2 (a lower layer 21 and an upper layer 22) having a two-layer structure was formed on one surface of the substrate 1 was manufactured.
- a SiO 2 —TiO 2 glass substrate (outer shape 6 inch (152.4 mm) square, thickness 6.3 mm) was used.
- the glass substrate has a thermal expansion coefficient of 0.02 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. (value at 20 ° C., the same shall apply hereinafter) and a Young's modulus of 67 GPa.
- This glass substrate was polished to form a smooth surface with a surface roughness (rms) of 0.15 nm or less and a flatness of 100 nm or less.
- rms surface roughness
- a CrOH film was formed as the lower layer 21 on the surface of the substrate 1 by using a magnetron sputtering method. Specifically, after the inside of the film forming chamber is evacuated to 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, magnetron sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of Ar, O 2, and H 2 using a Cr target to obtain a thickness of 10 nm. A lower layer 21 (CrOH film) was formed.
- the film forming conditions for the lower layer 21 (CrOH film) are as follows.
- composition analysis of lower layer 21 (CrOH film)
- the composition of the lower layer 21 was measured using an X-ray photoelectron spectrometer (manufactured by PERKIN ELEMER-PHI) and a Rutherford backscattering spectrometer (manufactured by Kobe Steel).
- Crystal state of lower layer 21 The crystal state of the lower layer 21 was confirmed with an X-ray diffractometer (manufactured by RIGAKU). Since no sharp peak was observed in the obtained diffraction peak, it was confirmed that the crystal state of the lower layer 21 was an amorphous structure or a microcrystalline structure.
- a CrNH film was formed as the upper layer 22 on the lower layer 21 by using a magnetron sputtering method. Specifically, after the inside of the film forming chamber is evacuated to 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, magnetron sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of Ar, N 2, and H 2 using a Cr target, and the thickness is 140 nm. An upper layer 22 (CrNH film) was formed.
- the conditions for forming the upper layer 22 (CrNH film) are as follows.
- Target Cr target Sputtering gas: Mixed gas of Ar, N 2 and H 2 (Ar: 58.2 vol%, N 2 : 40 vol%, H 2 : 1.8 vol%, gas pressure: 0.1 Pa)
- Input power 1500W Deposition rate: 0.18 nm / sec Film thickness: 140nm
- composition analysis of upper layer 22 (CrNH film)
- the composition of the upper layer 22 was measured using an X-ray electron spectrometer in the same procedure as the lower layer 21.
- Crystal state of upper layer 22 The crystal state of the upper layer 22 was confirmed with an X-ray diffractometer in the same procedure as the lower layer 21. Since no sharp peak was observed in the obtained diffraction peak, it was confirmed that the crystal state of the upper layer 22 was an amorphous structure or a microcrystalline structure.
- a test piece was prepared on the surface of the conductive film 2 having a two-layer structure formed by the above procedure according to a cross cut test method described in JIS K5400. Next, after affixing an adhesive tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd., cellophane tape) on the grid of the test piece, it is quickly peeled off by pulling in the direction of 90 °, and peeling occurs at 100 squares. Whether it was tested. As a result, no peeling of the squares occurred.
- a multilayer reflective film (Mo / Si multilayer reflective film) is formed by the following procedure, whereby the substrate with a multilayer reflective film shown in FIG. Was made.
- a multilayer reflective film 3 (on the opposite side (film formation surface) of the substrate 1 with respect to the conductive film 2 using an ion beam sputtering method. Mo / Si multilayer reflective film) was formed.
- Si films and Mo films for 40 cycles, Mo / total thickness of 272 nm ((4.5 nm (Si film) +2.3 nm (Mo film) ⁇ 40)) A Si multilayer reflective film was formed, and finally a Si layer was formed as a cap layer to a thickness of 11.0 nm.
- the film forming conditions for the Si film and the Mo film are as follows.
- Target Si target (boron doped) Sputtering gas: Ar gas (gas pressure 0.02 Pa) Voltage: 700V Deposition rate: 0.077 nm / sec Film thickness: 4.5nm
- Mo target Sputtering gas Ar gas (gas pressure 0.02 Pa) Voltage: 700V Deposition rate: 0.064 nm / sec Film thickness: 2.3 nm
- the number of particles in the multilayer reflective film formed by the above procedure was measured using a defect inspection apparatus. As a result, the number of particles was 0.5 / cm 2 , and it was confirmed that the multilayer reflective film had few surface defects due to particles, and hardly generated particles when the multilayer reflective film was formed. The number of particles was measured with a size of 0.15 ⁇ m or more.
- the EUV mask blank shown in FIG. 3 was produced by forming the absorption layer 4 according to the following procedure using the substrate with a multilayer reflective film obtained by the procedure described above.
- a TaN layer is formed as an absorption layer 4 for EUV light by using an ion beam sputtering method to obtain an EUV mask blank. It was.
- the film forming conditions were as follows. [TaN layer deposition conditions] Target: Ta target Sputtering gas: N 2 gas (gas pressure 0.02 Pa) Voltage: 700V Deposition rate: 0.015 nm / sec Film thickness: 70nm
- Example 2 In this example, only the film thickness of each layer of the conductive film 2 (the lower layer 21 and the upper layer 22) of the two-layer structure in the example 1 was changed, and the other conditions were the same as in the example 1, and the substrate with the conductive film in the same procedure. A substrate with a multilayer reflective film and an EUV mask blank were produced.
- a CrOH film was formed as the lower layer 21 on the surface of the same SiO 2 —TiO 2 glass substrate (substrate 1) as in Example 1 by using magnetron sputtering. Specifically, after the inside of the film formation chamber is evacuated to 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, magnetron sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of Ar, O 2, and H 2 using a Cr target, and the thickness is 20 nm. A lower layer 21 (CrOH film) was formed.
- the film forming conditions for the lower layer 21 (CrOH film) are as follows.
- a CrNH film was formed as the upper layer 22 on the lower layer 21 by using a magnetron sputtering method. Specifically, after the inside of the film forming chamber is evacuated to 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, magnetron sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of Ar, N 2, and H 2 using a Cr target, and the thickness is 180 nm. An upper layer 22 (CrNH film) was formed.
- the conditions for forming the upper layer 22 (CrNH film) are as follows.
- Adhesiveness of conductive film 2 When the adhesiveness of the surface of the conductive film 2 having the two-layer structure formed by the above procedure was examined under the same conditions as in Example 1, no peeling occurred on the 100 cells.
- a multilayer reflective film (Mo / Si multilayer reflective film) is formed under the same conditions as in Example 1 using the substrate with the conductive film obtained by the procedure described above, thereby providing the multilayer reflective film shown in FIG. A substrate with a film was prepared.
- the number of particles in the multilayer reflective film formed by the above procedure was measured using a defect inspection apparatus. As a result, it was confirmed that the number of particles was 0.3 / cm 2 , almost no particles were generated when the multilayer reflective film was formed, and the multilayer reflective film had few surface defects due to particles.
- the EUV mask blank shown in FIG. 3 was produced by forming the absorption layer 4 on the same conditions as Example 1 using the board
- the number of particles on the surface of the absorption layer of the EUV mask blank produced by the above procedure is also measured by the same procedure as described above, it is 0.7 / cm 2 and it is confirmed that the EUV mask blank has few surface defects due to particles. It was done.
- Comparative Example 1 the board
- the deposition conditions for the CrN film are as follows.
- the conductive film was confirmed to have a crystal structure.
- the sheet resistance value of the conductive film was measured by the same method as in Example 1 and found to be 75 ⁇ / ⁇ .
- the surface roughness (rms) of the conductive film was measured by the same method as in Example 1, and it was 0.52 nm.
- the defect evaluation on the surface of the conductive film was performed in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the number of particles was 1.0 / cm 2 or more, and the conductive film had many defects due to particles.
- An EUV mask blank was prepared by forming an absorption layer in the same procedure as in Example 1 on the substrate with a multilayer reflective film produced by the above procedure.
- the number of particles on the surface of the absorption layer of the produced EUV mask blank was measured using a defect inspection apparatus. As a result, the number of particles was 10 / cm 2 or more, and it was confirmed that the EUV mask blank had very many surface defects due to particles.
- substrate in the EUV mask blank produced in the said procedure was measured, the curvature amount of the board
- Example 2 the board
- the deposition conditions for the CrN film are as follows.
- the sheet resistance value of the conductive film was measured by the same method as in Example 1 and found to be 6.8 ⁇ / ⁇ . Further, when the surface roughness (rms) of the conductive film was measured by the same method as in Example 1, it was 0.21 nm. Further, when the defect evaluation on the surface of the conductive film was performed in the same manner as in Example 1, the number of particles was 0.025 particles / cm 2 or less, and it was confirmed that the conductive film had very few defects due to particles.
- An EUV mask blank was prepared by forming an absorption layer in the same procedure as in Example 1 on the substrate with a multilayer reflective film produced by the above procedure.
- the number of particles on the surface of the absorption layer of the produced EUV mask blank was measured using a defect inspection apparatus. As a result, the number of particles was 10 / cm 2 or more, and it was confirmed that the EUV mask blank had very many surface defects due to particles.
- substrate in the EUV mask blank produced in the said procedure was measured, the curvature amount of a board
- Comparative Example 3 a substrate with a conductive film was produced in which a CrNH film was formed as a conductive film on the substrate using a magnetron sputtering method.
- the deposition conditions for the CrNH film are as follows.
- Input power 1500W Deposition rate: 0.15 nm / sec Film thickness: 140nm
- the crystalline state of the conductive film is confirmed using an X-ray diffractometer, no sharp peak is observed in the obtained diffraction peak, so that the crystalline state of the conductive film is an amorphous structure or a microcrystalline structure. confirmed.
- the sheet resistance value of the conductive film was measured by the same method as in Example 1, and found to be 7.1 ⁇ / ⁇ .
- the surface roughness (rms) of the conductive film was measured by the same method as in Example 1, and it was 0.22 nm.
- the defect evaluation on the surface of the conductive film was performed in the same manner as in Example 1, the number of particles was 0.025 particles / cm 2 or less, and it was confirmed that the conductive film had very few defects due to particles.
- An EUV mask blank was prepared by forming an absorption layer in the same procedure as in Example 1 on the substrate with a multilayer reflective film produced by the above procedure.
- the number of particles on the surface of the absorption layer of the produced EUV mask blank was measured using a defect inspection apparatus. As a result, the number of particles was 10 / cm 2 or more, and it was confirmed that the EUV mask blank had many surface defects due to particles.
- substrate in the EUV mask blank produced in the said procedure was measured, the curvature amount of the board
- Comparative Example 4 a substrate with a conductive film in which a CrO film as a lower layer of a conductive film having a two-layer structure and a CrN film as an upper layer were formed on the substrate by a magnetron sputtering method was produced.
- the film forming conditions for the CrO film and the CrN film are as follows.
- the crystal state of the lower layer of the conductive film (CrO film) is confirmed using an X-ray diffractometer, no sharp peak is observed in the obtained diffraction peak. The crystal structure was confirmed.
- the crystal state of the upper layer of the conductive film (CrN film) is confirmed using an X-ray diffractometer, no sharp peak is observed in the obtained diffraction peak. The crystal structure was confirmed.
- the sheet resistance value of the conductive film was measured by the same method as in Example 1 and found to be 7.8 ⁇ / ⁇ . Further, when the surface roughness (rms) of the conductive film was measured by the same method as in Example 1, it was 0.20 nm. Further, when the defects on the conductive film surface were evaluated in the same manner as in Example 1, the number of particles was 0.025 particles / cm 2 or less, and it was confirmed that the conductive film had very few defects due to particles. Moreover, as a result of evaluating the adhesiveness of the conductive film by the same method as in Example 1, it was confirmed that no film peeling occurred and the adhesiveness was high.
- Example 2 when the film stress of the conductive film was measured by the same method as in Example 1, it was confirmed that a tensile stress of 65 MPa was generated in the conductive film.
- a Mo / Si multilayer reflective film is formed on the film deposition surface of the substrate in the same procedure as in Example 1 to produce a substrate with a multilayer reflective film, and the number of particles in the multilayer reflective film is measured using a defect inspection apparatus. did. As a result, the number of particles was 0.025 / cm 2 or less, and it was confirmed that the multilayer reflective film had very few surface defects due to particles.
- An EUV mask blank was prepared by forming an absorption layer in the same procedure as in Example 1 on the substrate with a multilayer reflective film produced by the above procedure.
- the number of particles on the surface of the absorption layer of the produced EUV mask blank was measured using a defect inspection apparatus. As a result, the number of particles was 0.025 particles / cm 2 or less, and it was confirmed that the EUV mask blank had very few surface defects due to particles. Moreover, when the curvature amount of the board
- the substrate with a conductive film of the present invention it is possible to suppress the occurrence of peeling of the conductive film from the substrate while reducing the sheet resistance of the conductive film and to reduce the surface roughness of the surface of the conductive film.
- the adhesion between the substrate and the electrostatic chuck is improved, and the chucking force by the electrostatic chuck is improved.
- the adhesion with the electrostatic chuck is improved, so that generation of particles due to rubbing between the electrostatic chuck and the substrate is prevented, and the EUV mask blank is manufactured by fixing the substrate with the conductive film to the electrostatic chuck.
- the entire contents of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2011-022769 filed on Feb. 4, 2011 are incorporated herein as the disclosure of the present invention. .
- Substrate 2 Conductive film 21: Lower layer 22: Upper layer 3: Multilayer reflective film 4: Absorbing layer
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Abstract
Description
また、マスクパターニングプロセス時、あるいは露光時のマスクハンドリングの際にも、ガラス基板の保持手段として静電チャックによる吸着保持が用いられる。
このような問題を解消するため、特許文献1には、基板の静電チャッキングを促進する層として、通常のCr以外の材料、例えばSi,Mo,オキシ窒化クロム(CrON)、又はTaSiのような、ガラス基板よりも高い誘電率および高い導電率の物質の裏面コーティング(導電膜)を有するマスク基板が記載されている。
また特許文献1に記載のマスク基板は、基板の面取面と側面を含む片面全面に導電膜が形成されているので、とりわけ基板の面取面と側面は、面取面と側面に導電膜が斜めに形成されることによる膜付着力が特に弱い状況において、静電チャック時の基板の反りや、ロボットアームのエンドエフェクタの接触などにより、膜剥れが発生しやすい。
また特許文献1に記載のマスク基板では、CrONの導電膜の表面には酸素(O)や炭素(C)が多く含まれているので、成膜条件によっては多層反射膜や吸収体膜の成膜時に異常放電が起きることがある。
特許文献2に記載の多層反射膜付き基板では、上記の問題点を解決するため、導電膜を形成する材料を、導電膜の膜厚方向で組成が異なっており、導電膜のうち基板側には、窒素(N)を含み、導電膜のうち表面側には、酸素(O)及び炭素(C)の少なくとも何れか一方を含む構成としている。導電膜をこのように構成する理由として、導電膜の基板側に窒素(N)が含まれていることにより、基板に対する導電膜の密着力が向上して導電膜の膜剥れを防止し、さらに導電膜の膜応力が低減されるので、静電チャックと基板との密着力を大きくできると記載されている。一方、導電膜の表面側に、酸素(O)及び炭素(C)の少なくともいずれか一方が含まれていることにより、導電膜表面が適度に荒れ、静電チャック時の静電チャックと基板との密着力が大きくなり、静電チャックと基板との間で発生する擦れを防止できるとしている。なお、酸素(O)を含む場合、導電膜表面の表面粗さが適度に荒れる(すなわち、表面粗さが大きくなる)ことにより、静電チャックと基板との密着力が向上しており、炭素(C)を含む場合、導電膜の比抵抗を低減できるので、静電チャックと基板との密着力が向上すると記載されている。
また、導電膜の基板側がCrNである場合、窒素(N)の含有量が40~60at%であるため、導電膜のシート抵抗が十分低くならず、静電チャックによるチャック力を十分高めることができない。この結果、静電チャックに対する導電膜付基板の密着性を十分高めることができない。
特許文献3に記載の導電膜付基板は、また、導電膜表面の表面粗さが小さいことにより、静電チャックとの密着性が向上する。また、導電膜のシート抵抗が低いことにより、静電チャックによるチャック力が向上する。この結果、該導電膜付基板を静電チャックに固定してEUVマスクブランクの製造に使用した際に、静電チャックとの密着性が向上する。このように、静電チャックとの密着性が向上することにより、静電チャックと基板との擦れによるパーティクルの発生が防止される。
しかしながら、パターンの微細化の要請によって、従来問題視されなかった基板の微少な変形(すなわち、膜応力が加わることによって生じる基板の変形)が問題となってきた。たとえば、EUVマスクブランクの基板に特定の大きさ以上の変形が存在する場合、具体的には、EUVマスクブランクの製造に通常使用される152mm角の基板の場合、基板の反り量が0.8μmを超えると、該EUVマスクブランクをパターニングする際にパターンの位置精度が低下するおそれがある。また、このような大きさの反りが発生すると、該EUVマスクブランクから作製した反射型マスクを用いてパターン転写する際に、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生するおそれがある。
また、本発明は、該導電膜付基板を用いたEUVマスクブランクの多層反射膜付基板、およびEUVマスクブランクの提供を目的とする。
基板上に導電膜が形成された、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの製造に使用される導電膜付基板であって、
前記導電膜が、基板側に形成される層(下層)と、前記下層の上に形成される層(上層)の少なくとも二層を有し、
前記導電膜の下層が、クロム(Cr)、酸素(O)および水素(H)を含有し、前記導電膜の上層が、クロム(Cr)、窒素(N)および水素(H)を含有することを特徴とする導電膜付基板を提供する。
また、前記導電膜の下層におけるCrとOの組成比(原子比)がCr:O=9:1~3:7であることが好ましい。
本発明の導電膜付基板において、前記導電膜の上層におけるCrおよびNの合計含有率が85~99.9at%であり、Hの含有率が0.1~15at%であることが好ましい。
また、前記導電膜の上層におけるCrとNの組成比が(原子比)Cr:N=9.5:0.5~3:7であることが好ましい。
本発明の導電膜付基板において、前記導電膜の下層の膜厚が、1~30nmであることが好ましい。
本発明の導電膜付基板において、前記導電膜のシート抵抗値が、20Ω/□以下であることが好ましい。
本発明の導電膜付基板において、前記導電膜が、300MPa~900MPaの圧縮応力を有することが好ましい。
本発明の導電膜付基板において、前記導電膜の下層の結晶状態が、アモルファスであることが好ましい。
本発明の導電膜付基板において、前記導電膜の上層の結晶状態が、アモルファスであることが好ましい。
本発明の導電膜付基板において、前記導電膜の表面粗さ(rms)が0.5nm以下であることが好ましい。
本発明の多層反射膜付基板は、その基板の反り量が0.8μm以下であることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランクは、その基板の反り量が0.8μm以下であることが好ましい。
上記した数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「~」は、同様の意味をもって使用される。
また、本発明の導電膜付基板は、導電膜の低抵抗化に主として寄与する上層と、基板との密着性の向上に主として寄与する下層と、の二層構造の導電膜を有することで、導電膜のシート抵抗を低くしつつ、基板からの導電膜の剥離を起こりにくくして欠点の発生を抑制できる。
図1に示すように、本発明における導電膜2は、基板1側に形成される下層21と、該下層21の上に形成される上層22の二層構造をなしている。
二層構造の導電膜2のうち、上層22が導電膜2全体を低抵抗化させる機能を担う。一方、下層21は、基板1と導電膜2との密着性を向上させる密着性改善層としての機能を担う。このような構成とすることで、導電膜2のシート抵抗を低くしつつ、基板からの導電膜の剥離を起こりにくくして欠点の発生を抑制できる。
また、導電膜2の一部をなす下層21は、基板1の材料よりも高い誘電率および導電率が求められる。
さらにまた、下層21表面の平滑性を向上させるために、結晶状態がアモルファスであることが好ましい。下層21表面の平滑性が向上すると、該下層21上に形成される上層22についても表面の平滑性が向上し、導電膜2表面の平滑性が向上することが期待される。
なお、本明細書において、「結晶状態がアモルファスである」と言った場合、全く結晶構造を持たないアモルファス構造となっているもの以外に、微結晶構造のものを含む。
下層21の結晶状態がアモルファスであること、すなわち、アモルファス構造であること、または微結晶構造であることは、X線回折(XRD)法によって確認できる。下層21の結晶状態がアモルファス構造であるか、または微結晶構造であれば、XRD測定により得られる回折ピークにシャープなピークが見られない。
下層21におけるCrおよびOの合計含有率が85~99.9at%であり、Hの含有率が0.1~15at%であることが好ましい。
下層21におけるHの含有率が0.1at%未満であると、下層21の結晶状態がアモルファスとならず、下層21表面の平滑性が低下し、表面粗さが大きくなるおそれがある。一方、Hが15at%より高い場合も、下層21の結晶状態がアモルファスとならず、下層21表面の平滑性が低下し、表面粗さが大きくなるおそれがある。また、下層21におけるCrおよびOの合計含有率が85at%未満であると、表面粗さが大きくなるおそれがある。
なお、下層21におけるCrとOの組成比がCr:O=9:1~3:7であることが好ましい。
Crが前記組成比よりも多いと、応力が圧縮応力とならず、適正な反り量を実現できず、一方、Oが前記組成比よりも多いと、欠点が増加するおそれがある。
平滑性に関して、下層21の表面粗さ(rms)は0.5nm以下であることが好ましい。下層21の表面粗さ(rms)が0.5nm以下であれば、下層21表面が十分平滑であるため、該下層21上に形成される上層22の表面粗さ(rms)も0.5nm以下になることが期待される。なお、下層21の表面粗さは原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)を用いて測定できる。
下層21の表面粗さ(rms)は0.4nm以下であることがより好ましく、0.3nm以下であることがさらに好ましい。
下層21の膜厚は、2~28nmであることがより好ましく、2~20nmであることがさらに好ましい。
また、導電膜2の表面をなす上層22表面の平滑性を向上させるために、結晶状態がアモルファスであることが好ましい。
ここで、導電膜2表面の平滑性に優れることが求められるのは、導電膜付基板を静電チャックで吸着保持した際に、静電チャックと導電膜2との擦れによるパーティクルの発生を防止するうえで好ましいからである。
さらにまた、後述する理由に導電膜2の表面をなす上層22表面は、表面硬度が高いことが好ましい。
ここで、導電膜2表面の表面硬度が高いことが求められるのは、導電膜付基板を静電チャックに固定してEUVマスクブランクの製造に使用した際に、静電チャックと導電膜との擦れによるパーティクルの発生を防止するうえで好ましいからである。
また、後述するように、300~900MPaの圧縮応力を有する導電膜2とするためには、上層22が圧縮応力を有することが好ましい。なお、導電膜2全体を低抵抗化させるために、二層構造の導電膜2のうち、上層22の厚さが下層21の厚さよりも厚くなる。よって、上層22が圧縮応力を有することが好ましいのは、下層21よりも厚いので、導電膜2(全体)の膜応力を圧縮応力に調整しやすいからである。
上層22におけるCrおよびNの合計含有率が85~99.9at%であり、Hの含有率が0.1~15at%であることが好ましい。
Hの含有率が0.1at%未満であると、上層22の結晶状態がアモルファスとならず、導電膜2の表面をなす上層22表面の平滑性が低下し、表面粗さが大きくなるおそれがある。また、上層22におけるCrおよびNの合計含有率が85at%未満であると、表面粗さが大きくなるおそれがある。
一方、Hの含有率が15at%より高い場合も、上層22の結晶状態がアモルファスとならず、導電膜2の表面をなす上層22表面の平滑性が低下し、表面粗さが大きくなるおそれがある。
なお、上層22におけるCrとNの組成比がCr:N=9.5:0.5~3:7であることが好ましい。Crが前記組成比よりも多いと、応力が圧縮応力とならず、適正な反り量を実現できず、一方、Nが前記組成比よりも多いと、欠点が増加するおそれがある。
平滑性に関して、上層22の表面粗さ(rms)は0.5nm以下であることが好ましい。導電膜2の表面をなす上層22の表面粗さ(rms)が0.5nm以下であれば、静電チャックとの密着性が向上し、静電チャックと導電膜2との擦れによるパーティクルの発生が防止される。上層22の表面粗さは原子間力顕微鏡を用いて測定できる。
上層22の表面粗さ(rms)は0.4nm以下であることがより好ましく、0.3nm以下であることがさらに好ましい。
上層22の膜厚は、100~250nmであることがより好ましく、150~220nmであることがさらに好ましい。
[下層21の成膜条件]
スパッタガス:ArとO2とH2の混合ガス(H2ガス濃度1~50vol%、好ましくは1~30vol%、O2ガス濃度1~80vol%、好ましくは5~75vol%、Arガス濃度5~95vol%、好ましくは10~94vol%、ガス圧1.0×10-1Pa~50×10-1Pa、好ましくは1.0×10-1Pa~40×10-1Pa、より好ましくは1.0×10-1Pa~30×10-1Pa。)
投入電力:30~3000W、好ましくは100~3000W、より好ましくは500~3000W
成膜速度:0.5~60nm/min、好ましくは1.0~45nm/min、より好ましくは1.5~30nm/min
[上層22の成膜方法]
スパッタガス:ArとN2とH2の混合ガス(H2ガス濃度1~50vol%、好ましくは1~30vol%、N2ガス濃度1~80vol%、好ましくは5~75vol%、Arガス濃度5~95vol%、好ましくは10~94vol%、ガス圧1.0×10-1Pa~50×10-1Pa、好ましくは1.0×10-1Pa~40×10-1Pa、より好ましくは1.0×10-1Pa~30×10-1Pa。)
投入電力:30~3000W、好ましくは100~3000W、より好ましくは500~3000W
成膜速度:0.5~60nm/min、好ましくは1.0~45nm/min、より好ましくは1.5~30nm/min
なお、Ar以外の不活性ガスを使用する場合、その不活性ガスの濃度が上記したArガス濃度と同じ濃度範囲にすることが好ましい。また、複数種類の不活性ガスを使用する場合、不活性ガスの合計濃度を上記したArガス濃度と同じ濃度範囲にすることが好ましい。
ここで、下層21および上層22のいずれの場合においても、スパッタ中の雰囲気温度が60~120℃であることが、成膜装置の内壁に着膜した成膜材料の堆積物の膜剥がれが抑制され、形成する導電膜2の欠点を低減できることから好ましい。
さらに、本発明における導電膜2は、下層21および上層22以外の層を有していてもよい。
導電膜2のシート抵抗値は15Ω/□以下であることがより好ましく、10Ω/□以下であることがさらに好ましい。
上述したように、EUVマスクブランクでは、基板上に成膜した薄膜(すなわち、反射層や吸収層)に発生した膜応力によって基板が変形することが問題となっている。基板の成膜面側で発生する膜応力は、個々の膜で膜の組成や膜厚、あるいは膜の成膜条件によって異なるが、導電膜2は、300MPa~900MPaの圧縮応力を有していれば、基板の成膜面側で発生する応力と、基板の裏面側で発生する応力と、が打ち消し合う結果、応力が加わることによって生じる基板の変形を抑制できる。具体的には、EUVマスクブランクの製造に通常使用される152mm角の基板を含む、150mm~154mmの範囲の矩形状の基板を使用した多層反射膜付基板、および当該多層反射膜付基板の多層反射膜上に吸収層を形成してなるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの場合、応力が加わることによって生じる前記基板の反り量を0.8μm以下、より好ましくは0.7μm以下、さらに好ましくは0.6μm以下に抑制できる。
これにより、EUVマスクブランクをパターニングする際にパターンの位置精度が低下するおそれが解消される。また、該EUVマスクブランクから作製した反射型マスクを用いてパターン転写する際に、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生するおそれが解消される。なお、基板の反り量は、レーザ干渉計で形状を測定し、測定領域の基板面の全データの最小二乗法によって算出した仮想平面を基準面として、測定領域での正の最大値と負の最小値の差により算出できる。
EUVマスクブランクの製造段階では、基板の裏面側のみに膜応力が発生することになるが、この段階では基板を静電チャックで吸着保持しているので、膜応力が加わることによって基板が変形するおそれはない。
導電膜2の表面粗さ(rms)は0.4nm以下であることがより好ましく、0.3nm以下であることがさらに好ましい。
基板1としては、具体的には低熱膨張係数を有するガラス、例えばSiO2-TiO2系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を使用できる。
基板1は、表面粗さ(rms)が0.15nm以下の平滑な表面と100nm以下の平坦度を有していることがパターニング後のフォトマスクにおいて高反射率および転写精度が得られるために好ましい。
基板11の大きさや厚さなどはマスクの設計値等により適宜決定されるものである。後で示す実施例では外形6インチ(152mm)角で、厚さ0.25インチ(6.3mm)のSiO2-TiO2系ガラスを用いた。
上記の特性を満たす多層反射膜3としては、Si膜とMo膜とを交互に複数回、積層させたMo/Si多層反射膜、Be膜とMo膜とを交互に積層させたBe/Mo多層反射膜、Si化合物膜とMo化合物膜とを交互に積層させたSi化合物/Mo化合物多層反射膜、Si膜、Mo膜およびRu膜をこの順番に積層させたSi/Mo/Ru多層反射膜、Si膜、Ru膜、Mo膜およびRu膜をこの順番に積層させたSi/Ru/Mo/Ru多層反射膜等も挙げられる。
また、本発明の多層反射膜付基板では、基板の成膜面側で発生する応力と、基板の裏面側で発生する応力と、が打ち消し合う結果、応力が加わることによって生じる基板の変形を抑制できる。具体的には、EUVマスクブランクの製造に通常使用される152mm角の基板の場合、応力が加わることによって生じる基板の反り量を0.8μm以下、より好ましくは0.7μm以下、さらに好ましくは0.6μm以下に抑制できる。
応力が加わることによって生じる基板の反り量が上記のように抑制されることにより、本発明の多層反射膜付基板を用いてEUVマスクブランクを作製する際に、多層反射膜上に形成される吸収層の成膜精度が向上する効果が期待される。
吸収層4に用いるTaおよびPdのうち少なくとも一方を主成分とする材料は、TaあるいはPd以外にHf、Si、Zr、Ge、B、NおよびHからなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素を含んでも良い。TaあるいはPd以外に上記の元素を含有する材料の具体例としては、例えば、TaN、TaNH、PdN、PdNH、TaPdN、TaPdNH、TaHf、TaHfN、TaBSi、TaBSiH、TaBSiN、TaBSiNH、TaB、TaBH、TaBN、TaBNH、TaSi、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZr、TaZrNなどが挙げられる。
吸収層4の厚さは、50~100nmであることが好ましい。吸収層4の成膜方法は、スパッタリング法である限り特に限定されず、マグネトロンスパッタリング法またはイオンビームスパッタリング法のいずれであってもよい。
スパッタリング法を用いて、吸収層4を成膜する際、均一な成膜を得るために、回転体を用いて基板1を回転させながら成膜することが好ましい。
バッファ層を構成する材料としては、たとえば、Cr、Al、Ru、Taおよびこれらの窒化物、ならびにSiO2、Si3N4、Al2O3などが挙げられる。バッファ層は厚さ10~60nmであることが好ましい。
このようなEUVマスクブランクをパターニングすることで、表面欠陥の少ないEUVマスクを形成できる。欠陥を減少させることで、欠点の少ない露光ができ、生産性にも優れる。
さらに、本発明のEUVマスクブランクでは、基板の成膜面側で発生する応力と、基板の裏面側で発生する応力とが打ち消し合う結果、応力が加わることによって生じる基板の変形を抑制できる。具体的には、EUVマスクブランクの製造に通常使用される152mm角の基板の場合、応力が加わることによって生じる基板の反り量を0.8μm以下、より好ましくは0.7μm以下、さらに好ましくは0.6μm以下に抑制できる。これにより、EUVマスクブランクをパターニングする際にパターンの位置精度が低下するおそれが解消される。また、該EUVマスクブランクから作製した反射型マスクを用いてパターン転写する際に、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生するおそれが解消される。
本実施例では、図1に示す導電膜付基板、すなわち、基板1の一方の面に二層構造の導電膜2(下層21、上層22)が形成された導電膜付基板を作製した。
成膜用の基板1として、SiO2-TiO2系のガラス基板(外形6インチ(152.4mm)角、厚さが6.3mm)を使用した。このガラス基板の熱膨張係数は0.02×10-7/℃(20℃における値。以下同じ。)であり、ヤング率は67GPaである。このガラス基板を研磨により、表面粗さ(rms)が0.15nm以下の平滑な表面と100nm以下の平坦度に形成した。
[下層21の形成]
基板1の表面上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、下層21としてCrOH膜を成膜した。具体的には、成膜チャンバー内を1×10-4Pa以下の真空にした後、Crターゲットを用いて、ArとO2とH2の混合ガス雰囲気中でマグネトロンスパッタリングを行い、厚さ10nmの下層21(CrOH膜)を形成した。下層21(CrOH膜)の成膜条件は以下の通りである。
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとO2とH2の混合ガス(Ar:29.1vol%、O2:70vol%、H2:0.9vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.23nm/sec
膜厚:10nm
下層21の組成を、X線光電子分光装置(X-ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER-PHI社製)、ラザフォード後方散乱分光装置(Rutherford Back Scattering Spectroscopy)(神戸製鋼社製)を用いて測定した。下層21の組成比(at%)は、Cr:O:H=71.8:27.9:0.3であった。また、CrとOの組成比(at%)は、Cr:O=2.4:1であった。
下層21の結晶状態を、X線回折装置(X-Ray Diffractmeter)(RIGAKU社製)で確認した。得られる回折ピークにはシャープなピークが見られないことから、下層21の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
次に、下層21上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、上層22としてCrNH膜を成膜した。具体的には、成膜チャンバー内を1×10-4Pa以下の真空にした後、Crターゲットを用いて、ArとN2とH2の混合ガス雰囲気中でマグネトロンスパッタリングを行い、厚さ140nmの上層22(CrNH膜)を形成した。上層22(CrNH膜)の成膜条件は以下の通りである。
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとN2とH2の混合ガス(Ar:58.2vol%、N2:40vol%、H2:1.8vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.18nm/sec
膜厚:140nm
下層21と同様の手順で上層22の組成を、X線電子分光装置を用いて測定した。上層22の組成比(at%)は、Cr:N:H=86.0:13.7:0.3であった。また、CrとNの組成比(at%)は、Cr:N=3.1:0.5であった。
下層21と同様の手順で上層22の結晶状態をX線回折装置で確認した。得られる回折ピークにはシャープなピークが見られないことから、上層22の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
上記の手順で形成した二層構造の導電膜2のシート抵抗を、四探針測定器を用いて測定した。導電膜2のシート抵抗値は7.5Ω/□であった。
上記の手順で形成した二層構造の導電膜2の表面粗さを、原子間力顕微鏡(SII社製、SPI-3800)を用いて、dynamic force modeで測定した。表面粗さの測定領域は1μm×1μmであり、カンチレバーには、SI-DF40(SII社製)を用いた。導電膜2の表面粗さ(rms)は、0.2nmであった。
上記手順で形成した二層構造の導電膜2表面におけるパーティクル個数を、欠陥検査装置(M1350、レーザーテック社製)を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は0.025個/cm2であり、パーティクルによる欠点の少ない導電膜であることが確認された。なおパーティクル個数は、大きさが0.5μm以上のものとして測定した。
上記手順で形成した二層構造の導電膜2表面に、JIS K5400に記載されている碁盤目試験の方法に準じて、碁盤目をつけて試験片を作製した。次に、粘着テープ(ニチバン(株)製、セロハンテープ)を、試験片の碁盤目上に貼り付けた後、速やかに90゜の方向に引っ張って剥離させ、100個のマス目に剥離が起こるかどうか試験した。その結果、マス目の剥離は起こらなかった。
上記手順で形成した二層構造の導電膜2の膜応力を以下の手順で測定した。
レーザー干渉計を用いて導電膜付基板の曲率半径を算出し、基板1のヤング率、ポアソン比と、導電膜2の膜厚と、を用いて内部応力を算出した。その結果、導電膜2に600MPaの圧縮応力が生じていることを確認した。
[多層反射膜の形成]
上記手順で形成した導電膜2を静電チャックで吸着保持した状態で、該導電膜2に対して基板1の反対側(成膜面)に、イオンビームスパッタリング法を用いて多層反射膜3(Mo/Si多層反射膜)を形成した。具体的には、Si膜およびMo膜を交互に成膜することを40周期繰り返すことにより、合計膜厚272nm((4.5nm(Si膜)+2.3nm(Mo膜)×40)のMo/Si多層反射膜を形成した。最後にキャップ層として膜厚11.0nmになるようにSi層を形成した。
なお、Si膜およびMo膜の成膜条件は以下の通りである。
[Si膜の成膜条件]
ターゲット:Siターゲット(ホウ素ドープ)
スパッタガス:Arガス(ガス圧0.02Pa)
電圧:700V
成膜速度:0.077nm/sec
膜厚:4.5nm
[Mo膜の成膜条件]
ターゲット:Moターゲット
スパッタガス:Arガス(ガス圧0.02Pa)
電圧:700V
成膜速度:0.064nm/sec
膜厚:2.3nm
上記手順で形成された多層反射膜のパーティクル個数を、欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は0.5個/cm2であり、多層反射膜の形成時にパーティクルがほとんど発生せず、パーティクルによる表面欠陥が少ない多層反射膜であることが確認された。なお、パーティクル個数は、大きさが0.15μm以上のものとして測定した。
[吸収層の形成]
上記手順で形成された多層反射膜3(Mo/Si多層反射膜)上に、EUV光に対する吸収層4として、TaN層を、イオンビームスパッタリング法を用いて成膜して、EUVマスクブランクを得た。成膜条件は以下の通りであった。
[TaN層の成膜条件]
ターゲット:Taターゲット
スパッタガス:N2ガス(ガス圧0.02Pa)
電圧:700V
成膜速度:0.015nm/sec
膜厚:70nm
上記手順で作製したEUVマスクブランクの吸収層表面のパーティクル個数についても上記と同様の手順で測定すると、2.0個/cm2であり、パーティクルによる表面欠陥が少ないEUVマスクブランクであることが確認された。
上記手順で作製したEUVマスクブランクにおける基板の反り量を測定した。その結果、基板の反り量は0.55μmであった。
なお、基板の反り量は、レーザ干渉計で形状を測定し、測定領域の基板面の全データの最小二乗法によって算出した仮想平面を基準面として、測定領域での正の最大値と負の最小値の差により算出した。
本実施例では、実施例1における、二層構造の導電膜2(下層21、上層22)の各層の膜厚のみを変え、それ以外は実施例1と同じ条件、同じ手順で導電膜付基板、多層反射膜付基板、そしてEUVマスクブランクを作製した。
実施例1と同じSiO2-TiO2系のガラス基板(基板1)の表面上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、下層21としてCrOH膜を成膜した。具体的には、成膜チャンバー内を1×10-4Pa以下の真空にした後、Crターゲットを用いて、ArとO2とH2の混合ガス雰囲気中でマグネトロンスパッタリングを行い、厚さ20nmの下層21(CrOH膜)を形成した。下層21(CrOH膜)の成膜条件は以下の通りである。
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとO2とH2の混合ガス(Ar:29.1vol%、O2:70vol%、H2:0.9vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.23nm/sec
膜厚:20nm
実施例1と同じ装置、条件で測定したところ、下層21の組成比(at%)は、Cr:O:H=71.8:27.9:0.3であり、下層21の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
次に、下層21上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて、上層22としてCrNH膜を成膜した。具体的には、成膜チャンバー内を1×10-4Pa以下の真空にした後、Crターゲットを用いて、ArとN2とH2の混合ガス雰囲気中でマグネトロンスパッタリングを行い、厚さ180nmの上層22(CrNH膜)を形成した。上層22(CrNH膜)の成膜条件は以下の通りである。
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとN2とH2の混合ガス(Ar:58.2vol%、N2:40vol%、H2:1.8vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.18nm/sec
膜厚:180nm
実施例1と同じ装置、条件で測定したところ、上層22の組成比(at%)は、Cr:N:H=86.0:13.7:0.3であり、上層22の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
上記の手順で形成した二層構造の導電膜2のシート抵抗を、四探針測定器を用いて測定した。導電膜2のシート抵抗値は5.4Ω/□であった。
上記の手順で形成した二層構造の導電膜2の表面粗さを、実施例1と同じ装置、条件で測定したところ、導電膜2の表面粗さ(rms)は、0.2nmであった。
上記手順で形成した二層構造の導電膜2表面におけるパーティクル個数を、実施例1と同じ装置、条件で測定したところ、パーティクル個数は0.020個/cm2であり、パーティクルによる欠点の少ない導電膜であることが確認された。
上記手順で形成した二層構造の導電膜2表面の密着性について、実施例1と同じ条件で調べたところ、100個のマス目に剥離は起こらなかった。
上記手順で形成した二層構造の導電膜2の膜応力を実施例1と同じ条件で調べたところ、導電膜2に590MPaの圧縮応力が生じていることを確認した。
次に、上記に記載の手順で得られた導電膜付基板を用いて、実施例1と同じ条件で多層反射膜(Mo/Si多層反射膜)を形成することによって、図2に示す多層反射膜付基板を作製した。上記手順で形成された多層反射膜のパーティクル個数を、欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は0.3個/cm2であり、多層反射膜の形成時にパーティクルがほとんど発生せず、パーティクルによる表面欠陥が少ない多層反射膜であることが確認された。
次に、上記に記載の手順で得られた多層反射膜付基板を用いて、実施例1と同じ条件で吸収層4を形成することによって、図3に示すEUVマスクブランクを作製した。上記手順で作製したEUVマスクブランクの吸収層表面のパーティクル個数についても上記と同様の手順で測定すると、0.7個/cm2であり、パーティクルによる表面欠陥が少ないEUVマスクブランクであることが確認された。
上記手順で作製したEUVマスクブランクにおける基板の反り量を測定した。その結果、基板の反り量は0.47μmであった。
比較例1では、基板上に導電膜としてCrN膜を、マグネトロンスパッタリング法を用いて形成した導電膜付基板を作製した。CrN膜の成膜条件は以下の通りである。
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとN2の混合ガス(Ar:30vol%、N2:70vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.10nm/sec
膜厚:140nm
実施例1と同様の手順で導電膜中の組成分析を行ったところ、導電膜の組成比(at%)は、Cr:N:O=55.4:42.5:2.1であった。
また、導電膜の結晶状態を、X線回折装置を用いて確認すると、得られる回折ピークにシャープなピークが見られることから、導電膜が結晶構造であることが確認された。
また、実施例1と同様の方法で導電膜のシート抵抗値を測定すると75Ω/□であった。
また、実施例1と同様の方法で導電膜の表面粗さ(rms)を測定すると、0.52nmであった。
また、実施例1と同様の方法で、導電膜表面の欠陥評価を実施したところ、パーティクル数は1.0個/cm2以上でありパーティクルによる欠点の多い導電膜であることが確認された。
また、実施例1と同様の方法で、導電膜の密着性を評価した結果、膜剥がれが発生することが確認された。
また、実施例1と同様の方法で導電膜の膜応力を測定したところ、導電膜に550MPaの圧縮応力が生じていることを確認した。
また、実施例1と同様の手順で基板の成膜面にMo/Si多層反射膜を成膜して多層反射膜付基板を作製し、多層反射膜のパーティクル個数を欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は10個/cm2以上であり、パーティクルによる表面欠陥が非常に多い多層反射膜であることが確認された。
上記の手順で作製した多層反射膜付基板に、実施例1と同様の手順で吸収層を形成してEUVマスクブランクを作製した。作製したEUVマスクブランクの吸収層表面のパーティクル個数を欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は10個/cm2以上であり、パーティクルによる表面欠陥が非常に多いEUVマスクブランクであることが確認された。
また、上記手順で作製したEUVマスクブランクにおける基板の反り量を測定したところ基板の反り量は0.6μmであった。
比較例2では、基板上に導電膜としてCrN膜をマグネトロンスパッタリング法を用いて形成した導電膜付基板を作製した。CrN膜の成膜条件は以下の通りである。
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとN2の混合ガス(Ar:60vol%、N2:40vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.15nm/sec
膜厚:140nm
実施例1と同様の手順で導電膜の組成分析を行ったところ、導電膜の組成比(at%)は、Cr:N=85.0:15.0であった。
また、導電膜の結晶状態をX線回折装置を用いて確認すると、得られる回折ピークにはシャープなピークが見られないことから、導電膜の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
また、実施例1と同様の方法で導電膜のシート抵抗値を測定すると6.8Ω/□であった。
また、実施例1と同様の方法で導電膜の表面粗さ(rms)を測定すると、0.21nmであった。
また、実施例1と同様の方法で導電膜表面の欠陥評価を実施したところ、パーティクル数は0.025個/cm2以下であり、パーティクルによる欠点の非常に少ない導電膜であることが確認された。
また、実施例1と同様の方法で、導電膜の密着性を評価した結果、膜剥がれが発生することが確認された。
また、実施例1と同様の方法で導電膜の膜応力を測定したところ、導電膜に55MPaの引っ張り応力が生じていることを確認した。
また、実施例1と同様の手順で基板の成膜面にMo/Si多層反射膜を成膜して多層反射膜付基板を作製し、多層反射膜のパーティクル個数を欠陥検査装置を用いて測定した。
その結果、パーティクル個数は10個/cm2以上であり、パーティクルによる表面欠陥が非常に多い多層反射膜であることが確認された。
上記の手順で作製した多層反射膜付基板に、実施例1と同様の手順で吸収層を形成してEUVマスクブランクを作製した。作製したEUVマスクブランクの吸収層表面のパーティクル個数を欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は10個/cm2以上であり、パーティクルによる表面欠陥が非常に多いEUVマスクブランクであることが確認された。
また、上記手順で作製したEUVマスクブランクにおける基板の反り量を測定したところ基板の反り量は1.1μmであり、基板の反り量が大きいことが確認された。
比較例3では、基板上に導電膜としてCrNH膜をマグネトロンスパッタリング法を用いて形成した導電膜付基板を作製した。CrNH膜の成膜条件は以下の通りである。
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとH2とN2の混合ガス(Ar:58.2vol%、H2:1.8vol%、N2:40vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.15nm/sec
膜厚:140nm
実施例1と同様の手順で導電膜の組成分析を行ったところ、導電膜の組成比(at%)は、Cr:N:H=85.2:13.9:0.9であった。
また、導電膜の結晶状態をX線回折装置を用いて確認すると、得られる回折ピークにはシャープなピークが見られないことから、導電膜の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
また、実施例1と同様の方法で導電膜のシート抵抗値を測定すると7.1Ω/□であった。
また、実施例1と同様の方法で導電膜の表面粗さ(rms)を測定すると、0.22nmであった。
また、実施例1と同様の方法で導電膜表面の欠陥評価を実施したところ、パーティクル数は0.025個/cm2以下であり、パーティクルによる欠点の非常に少ない導電膜であることが確認された。
また、実施例1と同様の方法で、導電膜の密着性を評価した結果、膜剥がれが発生することが確認された。
また、実施例1と同様の方法で導電膜の膜応力を測定したところ、導電膜に567MPaの圧縮応力が生じていることを確認した。
また、実施例1と同様の手順で基板の成膜面にMo/Si多層反射膜を成膜して多層反射膜付基板を作製し、多層反射膜のパーティクル個数を欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は10個/cm2以上であり、パーティクルによる表面欠陥の多い多層反射膜であることが確認された。
上記の手順で作製した多層反射膜付基板に、実施例1と同様の手順で吸収層を形成してEUVマスクブランクを作製した。作製したEUVマスクブランクの吸収層表面のパーティクル個数を欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は10個/cm2以上であり、パーティクルによる表面欠陥の多いEUVマスクブランクであることが確認された。
また、上記手順で作製したEUVマスクブランクにおける基板の反り量を測定したところ基板の反り量は0.63μmであった。
比較例4では、基板上に二層構造の導電膜の下層としてCrO膜、上層としてCrN膜をマグネトロンスパッタリング法を用いて形成した導電膜付基板を作製した。CrO膜、CrN膜の成膜条件はそれぞれ以下の通りである。
CrO膜の成膜条件
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとO2の混合ガス(Ar:30vol%、O2:70vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.24nm/sec
膜厚:10nm
CrN膜の成膜条件
ターゲット:Crターゲット
スパッタガス:ArとN2の混合ガス(Ar:60vol%、N2:40vol%、ガス圧:0.1Pa)
投入電力:1500W
成膜速度:0.18nm/sec
膜厚:140nm
実施例1と同様の手順で導電膜の下層(CrO膜)の組成分析を行ったところ、導電膜の下層の組成比(at%)は、Cr:O=85.8:14.2であった。
導電膜の上層(CrN膜)の組成分析を行ったところ、導電膜の上層(CrN膜)の組成比(at%)は、Cr:N=86.0:14.0であった。
また、導電膜の下層(CrO膜)の結晶状態をX線回折装置を用いて確認すると、得られる回折ピークにはシャープなピークが見られないことから、導電膜の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
また、導電膜の上層(CrN膜)の結晶状態をX線回折装置を用いて確認すると、得られる回折ピークにはシャープなピークが見られないことから、導電膜の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
また、実施例1と同様の方法で導電膜のシート抵抗値を測定すると7.8Ω/□であった。
また、実施例1と同様の方法で導電膜の表面粗さ(rms)を測定すると、0.20nmであった。
また、実施例1と同様に導電膜表面の欠陥評価をしたところ、パーティクル数は0.025個/cm2以下であり、パーティクルによる欠点の非常に少ない導電膜であることが確認された。
また、実施例1と同様の方法で、導電膜の密着性を評価した結果、膜剥がれは発生せず密着性が高いことが確認された。
また、実施例1と同様の方法で導電膜の膜応力を測定したところ、導電膜に65MPaの引っ張り応力が生じていることを確認した。
また、実施例1と同様の手順で基板の成膜面にMo/Si多層反射膜を成膜して多層反射膜付基板を作製し、多層反射膜のパーティクル個数を欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は0.025個/cm2以下であり、パーティクルによる表面欠陥の非常に少ない多層反射膜であることが確認された。
上記の手順で作製した多層反射膜付基板に、実施例1と同様の手順で吸収層を形成してEUVマスクブランクを作製した。作製したEUVマスクブランクの吸収層表面のパーティクル個数を欠陥検査装置を用いて測定した。その結果、パーティクル個数は0.025個/cm2以下であり、パーティクルによる表面欠陥の非常に少ないEUVマスクブランクであることが確認された。
また、上記手順で作製したEUVマスクブランクにおける基板の反り量を測定したところ基板の反り量は1.1μmであり、基板の反り量が大きいことが確認された。
なお、2011年2月4日に出願された日本特許出願2011-022769号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
2:導電膜
21:下層
22:上層
3:多層反射膜
4:吸収層
Claims (19)
- 基板上に導電膜が形成された、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの製造に使用される導電膜付基板であって、
前記導電膜が、基板側に形成される層(下層)と、前記下層の上に形成される層(上層)の少なくとも二層を有し、
前記導電膜の下層が、クロム(Cr)、酸素(O)および水素(H)を含有し、前記導電膜の上層が、クロム(Cr)、窒素(N)および水素(H)を含有することを特徴とする導電膜付基板。 - 前記導電膜の下層におけるCrおよびOの合計含有率が85~99.9at%であり、Hの含有率が0.1~15at%である請求項1に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の下層におけるCrとOの組成比(原子比)がCr:O=9:1~3:7である請求項2に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の上層におけるCrおよびNの合計含有率が85~99.9at%であり、Hの含有率が0.1~15at%である請求項1~3のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の上層におけるCrとNの組成比(原子比)がCr:N=9.5:0.5~3:7である請求項4に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の下層の膜厚が、1~30nmである請求項1~5のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の上層の膜厚が、50~300nmである請求項1~6のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜のシート抵抗値が、20Ω/□以下である請求項1~7のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜が、300MPa~900MPaの圧縮応力を有する請求項1~8のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の下層の結晶状態が、アモルファスである請求項1~9のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の上層の結晶状態が、アモルファスである請求項1~10のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の表面粗さ(rms)が0.5nm以下である請求項1~11のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の下層が、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、およびキセノン(Xe)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む不活性ガスと、酸素(O2)と、水素(H2)と、を含む雰囲気中でCrターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成され、スパッタ中の雰囲気温度が60~120℃である請求項1~12のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 前記導電膜の上層が、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、およびキセノン(Xe)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む不活性ガスと、窒素(N2)と、水素(H2)と、を含む雰囲気中でCrターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成され、スパッタ中の雰囲気温度が60~120℃である請求項1~13のいずれか1項に記載の導電膜付基板。
- 請求項1~14のいずれか1項に記載の導電膜付基板の前記導電膜が設けられた面に対して、反対側に多層反射膜を形成してなるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの多層反射膜付基板。
- 請求項15に記載の多層反射膜付基板において、当該基板の反り量が0.8μm以下である多層反射膜付基板。
- 請求項15または16に記載の多層反射膜付基板の多層反射膜上に吸収層を形成してなるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 請求項17に記載の多層反射膜付基板の多層反射膜上に吸収層を形成してなるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクにおいて、前記基板の反り量が0.8μm以下であるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 請求項17または18に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクをパターニングしたEUVリソグラフィ用反射型マスク。
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