ULE 基板上にイオンビームスパッタ付着したSi 薄膜のイオンビームによる微少量加工

摘要

次世代リソグラフィー技術の有力候補として，極端紫外光(Extreme Ultra Violet: EUV; 中心波長λ=13.5 nm)を用いたEUV リソグラフィー技術が注目されている．EUV リソグラフィーで使用される非球面ミラーは，収差を支配する形状精度(空間波長：1 mm 以上)，フレア（バックグラウンド光強度）を支配するうねり(空間波長：1 μm～1 mm），反射率に関係する表面粗さ(空間波長：1μm 以下) はそれぞれ0.20 nm rms(root-mean-square) 以下の非常に高い加工精度が要求されている．この高い加工精度を達成するためには，加工による表面層の損傷やプロセスの低収束（1 回の加工による形状精度の向上が数十%程度である），研磨工具の磨耗による形状精度の劣化などの問題を解決しなければならない．機械研磨した後，数mm まで細く絞ったイオンビームを被加工物に照射するイオンビーム形状創生(IBF)を行うことで深さ方向にnm レベルの精度の加工ができるため，空間波長1 mm 以上の形状誤差の効果的な修正が可能となる．EUV リソグラフィー用非球面光学基板として候補に挙がっている低熱膨張基板は，正と負の熱膨張係数の2種類以上の物質で構成され，トータルで膨張係数が0となる．このため，IBF加工時各物質のスパッタレートの違いにより，加工後の表面が荒れる．研磨後の低熱膨張ガラス基板表面を金属もしくは半導体などでコーティングする事で加工される部分が単一元素で構成されることとなるため，スパッタレートの違いによる表面粗さの劣化をなくせると考えられる．低熱膨張基板は絶縁体であるためイオンビーム加工時表面が正に帯電するが，本手法ではこの問題も考えなくて良くなる．我々はこれまでに表面粗さ0.2～0.3 nm rmsまで研磨されたゼロデュア基板上にSiを成膜して，イオンエネルギー3～10 keVのAr~+イオンにより加工を行ったところ，エネルギーが低い方が表面荒れの劣化を小さくできることがわかった[5]．このため本研究では研磨によりゼロデュアよりも表面粗さが小さい面が得られるCORNING社のULE(0.1 nm rms)表面にイオンビームスパッタによりSi を300 nmほどイオンビームスパッタ成膜した試料を用意し，この試料表面へ，イオンビームエネルギー0.5～3 keV のAr~+イオンにより深さ～50nm程度の加工をした時の表面粗さを評価したので報告する．