JP5914035B2 - マスクブランクの製造方法及び転写用マスクの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の構成1は、基板の主表面上に、薄膜を備えたマスクブランクの製造方法であって、成膜室内の下方に設けられた回転ステージに前記基板を載置して、ターゲットをそのスパッタ面が前記基板の主表面に対向し、かつ斜め上方となる位置の前記成膜室内に配置し、前記基板の主表面上にスパッタリング法によって前記薄膜を形成する薄膜形成工程を有し、前記成膜室内に、前記基板の主表面の垂直上方領域の少なくとも一部に、前記成膜室の上方壁の少なくとも一部を覆うように上方シールドが配置され、前記上方シールドの前記基板に対向する面と、前記ターゲットのスパッタ面との間でなす角度が、90度以上135度以下であることを特徴とするマスクブランクの製造方法である。基板の上方に、上方シールドの基板と対向する面と、スパッタ面との間でなす角度αを所定の角度とすることにより、スパッタ粒子に起因する付着物の、上方シールド表面での付着力の低下を抑制することができる。その結果、付着物の基板の表面への落下に起因するパーティクルの発生量を低減し、基板上に成膜された薄膜の欠陥を低下させることができる。
本発明の構成2は、前記ターゲットのスパッタ面の、前記基板の主表面に対する傾斜角が、10度以上30度以下であることを特徴とする、構成1に記載のマスクブランクの製造方法である。前記ターゲットのスパッタ面の、前記基板の主表面に対する傾斜角が所定の角度であることにより、スパッタリング法によって基板の表面に形成される薄膜の膜厚の面内均一性を向上させることができる。
本発明の構成3は、前記薄膜が、DCスパッタリング法によって成膜されることを特徴とする、構成1又は2に記載のマスクブランクの製造方法である。DCスパッタリング法は、RFスパッタリング法等に比べて、基板上に薄膜を形成するときの成膜速度が大幅に速いというメリットがある。しかし、その反面、上方シールド等に付着するスパッタ粒子に起因する付着物の量も増加し、付着物がより剥がれやすくなるというデメリットがある。本発明の上方シールドは、薄膜の形成にDCスパッタリング法を適用した場合でも付着物の基板の表面への落下を抑制することができる。
本発明の構成4は、前記成膜室内に、さらに、前記ターゲットの周囲に設けられ、前記ターゲットのスパッタ面に対して略平行に配置されたターゲット周囲シールドが配置されていることを特徴とする、構成1から3のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法である。略平坦な表面を有するターゲット周囲シールドが配置されていることにより、ターゲット周囲の凹凸のある構造物表面を覆うことができる。これにより、凹凸のある構造物表面に付着する場合に比べて、スパッタ粒子に起因する付着物の付着力を高めることができる。その結果、付着物の基板の表面への落下に起因するパーティクルの発生量を低減し、基板上に成膜された薄膜の欠陥を低下させることができる。
本発明の構成5は、前記成膜室内に、さらに、前記成膜室の側方壁を覆うように側方シールドが配置され、前記成膜室の下方壁を覆うように下方シールドが配置されていることを特徴とする、構成1から4のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法である。略平坦な表面を有する側方シールド及び下方シールドが配置されていることにより、成膜室内の凹凸のある構造物表面を覆うことができる。これにより、凹凸のある構造物表面に付着する場合に比べて、スパッタ粒子に起因する付着物の付着力を高めることができる。その結果、基板の表面への付着物の落下に起因するパーティクルの発生量を低減し、基板上に成膜された薄膜の欠陥を低下させることができる。
本発明の構成6は、構成1から5のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記薄膜に、転写パターンを形成するパターン形成工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法である。構成1から5のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクは、基板の表面への付着物の付着に起因するパーティクルの発生量を低減し、基板上に成膜された薄膜の欠陥を低下させることができるので、高い歩留まりとすることができる。このマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成した転写用マスクも、付着物に起因するパーティクルの発生量及び薄膜の欠陥により生じる問題を低減することができる。なお、マスクブランクの薄膜への転写パターンの形成は、公知の方法を用いて行うことができる。
かかるバイナリマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜を有する形態のものであり、この遮光膜は、クロム、タンタル、ルテニウム、タングステン、チタン、ハフニウム、モリブデン、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ランタン、レニウム、オスニウム、白金、金等の金属単体あるいはその金属の化合物を含む材料からなる。特に、遮光膜をタンタル、タングステン、ハフニウム、イリジウム、ランタン、レニウム、オスニウム、白金若しくは金等の金属単体又はそれらの金属の化合物を含む材料で形成することが好ましい。例えば、タンタルに、酸素、窒素、ホウ素などの元素から選ばれる1種以上の元素を添加したタンタル化合物で構成した遮光膜が挙げられる。
かかるバイナリマスクブランクは、遮光膜を、2層構造や3層構造としたものなどがある。
また、遮光膜の膜厚方向における組成が連続的又は段階的に異なる組成傾斜膜としてもよい。
かかる位相シフトマスクブランクとしては、透光性基板(ガラス基板)上に光半透過膜を有する形態のものであって、その光半透過膜をパターニングしてシフタ部を設けるタイプであるハーフトーン型位相シフトマスクが作製される。かかる位相シフトマスクにおいては、光半透過膜を透過した光に基づき転写領域に形成される光半透過膜パターンによる被転写基板のパターン不良を防止するために、透光性基板上に光半透過膜とその上の遮光膜(遮光帯)とを有する形態とするものが挙げられる。また、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクのほかに、透光性基板をエッチング等により掘り込んでシフタ部を設ける基板掘り込みタイプであるレベンソン型位相シフトマスク用やエンハンサー型位相シフトマスク用のマスクブランクが挙げられる。
また、光半透過膜上に遮光膜を有する形態の場合、上記光半透過膜の材料に遷移金属及びケイ素を含む材料が選ばれる場合が多いので、遮光膜の材料としては、光半透過膜に対してエッチング選択性を有する(エッチング耐性を有する)特にクロムや、クロムに酸素、窒素、炭素などの元素を添加したクロム化合物で構成することが好ましい。
この遮光膜は、遷移金属及びケイ素の化合物を含む材料が挙げられる。具体的には、光遮光膜の材料としては、これらの遷移金属及びケイ素と、酸素及び/又は窒素とを主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、遮光膜は、遷移金属と、酸素、窒素及び/又はホウ素とを主たる構成要素とする材料が挙げられる。使用可能な遷移金属としては、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム及びクロム等が挙げられる。
特に、遮光膜をモリブデンシリサイドの化合物で形成する場合、遮光膜を、MoSi等の下層と、MoSiON等の上層との2層構造としたもの、及びその2層構造に加えてさらに遮光層と基板との間にMoSiON等の最下層を加えた3層構造としたものがある。
また、遮光膜の膜厚方向における組成が連続的又は段階的に異なる組成傾斜膜とすることができる。
半透過膜の材料については、前記のハーフトーン型位相シフトマスクブランクの光半透過膜と同様の材料が適用可能である。各元素の組成比や膜厚は、露光光に対して所定の透過率となるように調整される。遮光膜の材料についても、前記のバイナリマスクブランクの遮光膜が適用可能であるが、半透過膜との積層構造で、所定の遮光性能(光学濃度)となるように、遮光膜材料の組成や膜厚は調整される。
反射型マスクは、EUV(Extreme Ultra Violet)リソグラフィに用いられるマスクである。反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成された構造を有する。露光機(パターン転写装置)に搭載された反射型マスクに入射した光(EUV光)は、吸収体膜のある部分では吸収され、吸収体膜のない部分では多層反射膜により反射された光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。
実施例1による成膜には、図4で説明したDCマグネトロンスパッタリング装置(成膜装置)を用いた。ここで、図4に示すDCマグネトロンスパッタリング装置における成膜部13は、図1に示すように、成膜室1を有しており、この成膜室1の内部にマグネトロンカソード2及び基板6を載置するための回転ステージ3が配置されている。マグネトロンカソード2にはバッキングプレート4に接着されたスパッタリングターゲット5が装着されている。実施例1では、バッキングプレート4に無酸素銅を用い、スパッタリングターゲット5とバッキングプレート4の接着材(ボンディング材)にはインジウムを用いている。バッキングプレート4は水冷機構により直接又は間接的に冷却されている。マグネトロンカソード2とバッキングプレート4及びスパッタリングターゲット5は電気的に結合されている。回転ステージ3には基板6が装着されている。
この比較例1では、実施例1の場合と異なり、遮光膜の成膜の際に、所定の傾斜を有する上方シールド82,90ではなく、成膜室1内で基板6の主表面と平行に上方シールドが配置されたDCマグネトロンスパッタリング装置(成膜装置)を適用している。それ以外は、実施例1の構成と同様である。すなわち、この比較例1の成膜装置では、上方シールドの基板6に対向する面とターゲット5のスパッタ面52との間でなす角度αは165度の位置関係にある。
2 マグネトロンカソード
3 回転ステージ
4 バッキングプレート
5 スパッタリングターゲット(ターゲット)
6 基板
7 排気口
8 ガス導入口
11 ロードロック室
12 バルブ
13 成膜部
14、17、18 バルブ
15 搬送室
16 アンロードロック室
19 ロボットアーム
22 上方壁
22a 上方壁の内側表面
24 下方壁
26 側方壁
52 スパッタ面
53 スパッタリングターゲットの中心
54 スパッタリングターゲット中心軸
56 基板回転軸
57 スパッタ面の中心を通り基板の回転軸に対して平行な直線
71 主表面
75 主表面の垂直上方領域
82,90 上方シールド
84 下方シールド
86 側方シールド
88 ターゲット周囲シールド
89 回転ステージ周囲シールド
α 上方シールドの基板と対向する面と、スパッタ面との間でなす角度
θ 傾斜角
Claims (5)
- 基板の主表面上に、薄膜を備えたマスクブランクの製造方法であって、
成膜室内の下方に設けられた回転ステージに前記基板を載置して、ターゲットをそのスパッタ面が前記基板の主表面に対向し、かつ斜め上方となる位置の前記成膜室内に配置し、前記基板の主表面上にスパッタリング法によって前記薄膜を形成する薄膜形成工程を有し、
前記成膜室内に、前記基板の主表面の垂直上方領域の少なくとも一部に、前記成膜室の上方壁の少なくとも一部を覆うように上方シールドが配置され、
前記上方シールドの前記基板に対向する面の端部と、前記ターゲットのスパッタ面を含む面との間でなす角度が、90度以上135度以下であり、
前記ターゲットが、前記成膜室内の前記基板の主表面の前記垂直上方領域からずれた位置に配置され、
前記回転ステージに載置された前記基板の回転軸と、前記ターゲットの中心を通りかつ前記基板の回転軸と平行な直線との間の距離であるオフセット距離が240mm以上400mm以下であり、
前記回転ステージに載置された基板と前記ターゲットの中心との間の垂直距離が、200mm以上380mm以下であり、
前記ターゲットのスパッタ面の、前記基板の主表面に対する傾斜角が、10度以上30度以下であり、
前記基板の主表面は、四角形であることを特徴とするマスクブランクの製造方法。 - 前記薄膜が、DCスパッタリング法によって成膜されることを特徴とする、請求項1に記載のマスクブランクの製造方法。
- 前記成膜室内に、さらに、前記ターゲットの周囲に設けられ、前記ターゲットのスパッタ面に対して略平行に配置されたターゲット周囲シールドが配置されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のマスクブランクの製造方法。
- 前記成膜室内に、さらに、前記成膜室の側方壁を覆うように側方シールドが配置され、前記成膜室の下方壁を覆うように下方シールドが配置されていることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
- 請求項1から4のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記薄膜に、転写パターンを形成するパターン形成工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
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