(57)【要約】  本発明は、基板の後面上に堆積させたコーティングを含むフォトリソグラフィマスクのための基板に関し、コーティングは、（ａ）少なくとも１つの導電層を含み、（ｂ）その少なくとも１つの層の厚みは、３０ｎｍよりも小さく、好ましくは、２０ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、１０ｎｍよりも小さい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の後面上に堆積させたコーティングを含むフォトリソグラフィマスクのための基板であって、
前記コーティングは、
ａ．少なくとも１つの導電層、
を含み、
ｂ．前記少なくとも１つの層の厚みが、３０ｎｍよりも小さく、好ましくは、２０ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、１０ｎｍよりも小さい、
ことを特徴とする基板。
【請求項２】
前記少なくとも１つの層は、２０％よりも高く、好ましくは、４０％よりも高く、最も好ましくは、６０％よりも高い光透過率を含むことを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項３】
前記少なくとも１つの層は、２００Ω／ｓｑよりも小さく、好ましくは、１００Ω／ｓｑよりも小さく、最も好ましくは、５０Ω／ｓｑよりも小さいシート抵抗を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板。
【請求項４】
前記少なくとも１つの層は、少なくとも１つの金属を含み、及び／又は
前記少なくとも１つの金属は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ウォルフラム（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、プラチナ（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び／又は亜鉛（Ｚｎ）、及び／又はこれらの金属のうちの少なくとも２つの混合物を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板。
【請求項５】
前記少なくとも１つの層は、グラフェン及び／又はグラファイトの多層構造を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板。
【請求項６】
前記少なくとも１つの層は、少なくとも１つの第１の層及び少なくとも１つの第２の層を含み、
前記少なくとも１つの第１の層は、少なくとも１つの第１の金属を含み、前記少なくとも１つの第２の層は、少なくとも１つの第２の金属及び／又はグラフェンを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板。
【請求項７】
前記少なくとも１つの層は、少なくとも１つの金属を含む少なくとも１つの第１の層と、少なくとも１つの金属酸化物及び／又は少なくとも１つの金属窒化物を含む少なくとも１つの第２の層とを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板。
【請求項８】
前記少なくとも１つの層は、少なくとも１つのグラフェン単層又はグラフェン多層構造を含む少なくとも１つの第１の層と、少なくとも１つの金属酸化物及び／又は少なくとも１つの金属窒化物を含む少なくとも１つの第２の層とを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板。
【請求項９】
低い熱膨張係数を有する材料を含み、及び／又は
溶融シリカを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの層は、１４８ｍｍ×１４８ｍｍの面積を含み、及び／又は
前記少なくとも１つの層の前記厚みは、該少なくとも１つの層の前記面積にわたって±５％よりも小さく、好ましくは、±２％よりも小さく変化する、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板。
【請求項１１】
基板上に堆積させた前記少なくとも１つの層と基板との複合ヤング率が、２０ＧＰａ〜７０ＧＰａ、好ましくは、３０ＧＰａ〜６０ＧＰａ、最も好ましくは、４０ＧＰａ〜５０ＧＰａの範囲を含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の基板。
【請求項１２】
フォトリソグラフィマスクの基板上にコーティングを堆積させる方法であって、
ａ．前記基板上に少なくとも１つの導電層を堆積させる段階、
を含み、
ｂ．前記少なくとも１つの層の厚みが、３０ｎｍよりも小さく、好ましくは、２０ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、１０ｎｍよりも小さい、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの層を堆積させる段階は、物理蒸着方法を含み、及び／又は
前記物理蒸着方法は、スパッタ堆積方法を含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの層を堆積させる段階は、該少なくとも１つの層の材料の熱蒸着を含み、及び／又は
前記少なくとも１つの層を堆積させる段階は、電子ビームによる該少なくとも１つの層の前記材料の蒸着を含む、
ことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
周囲雰囲気中での前記少なくとも１つの層の熱処理を用いて及び／又は酸素プラズマ雰囲気中での熱処理を用いて該少なくとも１つの層内の金属から金属酸化物を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にコーティングを堆積させる分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業において常に高まる集積密度の結果として、フォトリソグラフィマスクは、益々小さい構造を投影しなければならない。この要求を満たすために、フォトリソグラフィマスクの露光波長は、電磁スペクトルの近紫外領域から中紫外領域を超えて遠紫外領域に移行している。現在、ウェーハ上のフォトレジストの露光には、一般的に１９３ｎｍの波長が使用されている。その結果、より高い分解能を有するフォトリソグラフィマスクの製造は、益々複雑になり、従って、益々高価にもなってきている。有意に短い波長を使用するために、現在、極紫外（ＥＵＶ）波長領域（約１０〜１６ｎｍ）のためのリソグラフィシステムが開発されている。
【０００３】
フォトリソグラフィマスクは、透過率、平面性、純度、及び温度安定性に関して非常に高い要求を満たさなければならない。特に、反射構造で被覆されたＥＵＶ放射線に対する反射マスクの面は、望ましい構造のウェーハのフォトレジスト内での収差を回避するために、約１ｎｍの範囲内で平面である必要がある。これらの課題は、例えば、ＥＵＶリソグラフィシステムのビーム経路に使用されるミラーのようなＥＵＶ反射光学要素にも当てはまる。
【０００４】
上述の課題は、ＥＵＶ光学要素の基板の製造において高精度の技術を要求する。しかし、最良の製造技術であっても、１ｎｍよりも小さい面変化を保証できない。更に、マスクブランクの製作及び／又はマスクブランクからのＥＵＶ光学要素の製作は、これに加えて、更に別の欠陥をＥＵＶ基板内に誘起し、及び／又はそれによってＥＵＶ光学要素内にも誘起する可能性がある。従って、これらの構成要素に対して経済的な製造工程を確立するためには、ＥＵＶ光学要素の欠陥を補正しなければならない。
【０００５】
その一方、ＥＵＶリソグラフィシステムの機能を劣化させる可能性がある機械的な摩耗及び／又はＥＵＶ光学要素からの粒子の形成を回避するために、ＥＵＶマスクブランク及び／又はＥＵＶ光学要素の極めて注意深く精密な取り扱い及び保持が必要である。ＥＵＶ光学要素は、ウェーハ上で多数の半導体基板を露光するのに使用されるので、ＥＵＶ光学要素の製造及び取り扱いに関する高度の労力は、ほとんど常に正当化される。
【０００６】
これらの取り扱い要件を満たすために、マスクＥＵＶブランクは、ＥＵＶ光学要素の製作中に静電チャック上に保持される。更に、ＥＵＶマスクも、ウェーハの照明中に静電チャックを用いてリソグラフィシステム内に保持される。ＥＵＶ光学要素の基板は、典型的に誘電材料又は半導体材料を含むので、光学要素の製作及び／又は作動中に静電チャックを用いて基板を保持することができるためには、基板の後側に導電層を堆積させなければならない。
【０００７】
ＵＳ  ２００６／０１１５７４４  Ａ１は、ＥＵＶフォトマスクの基板の後側に導電層を有するマスクブランクの製造の方法を開示している。この金属層は、１００ｎｍ前後の層厚を有する。後側が導電層によって被覆されたマスクブランクを機械的摩耗の危険性なしに静電チャックを用いて処理することができるか否かを調べるために、網羅的な摩耗試験により、金属層の摩耗耐性が精査されている。
【０００８】
上述したように、基板製造中に既に基板に導入されており、及び／又はＥＵＶ光学要素の製作工程中に導入される誤差は、ＥＵＶ光学要素の製造工程の終了時に補正されなければならない。更に、欠陥は、リソグラフィシステム内でのＥＵＶマスクの作動の進行中に変化する可能性がある。
【０００９】
平面性欠陥及び／又は配置欠陥を補正するために、光学要素の基板内に超短レーザパルスを印加することによってＥＵＶ光学要素の面を制御された態様で修正することができることは既に公知である（ＵＳ  ６  ８４１  ７８６  Ｂ２、ＤＥ  １０  ２００６  ０５４  ８２０  Ａ１、ＵＳ  １３／１７９  ７９９  Ａ１、ＵＳ  ６  ８４４  ２７２  Ｂ２、ＵＳ  ６  ８２１  ６８２  Ｂ２、ＵＳ  ２００７／０  ２２４  ５２２、及びＵＳ  ２００８／０  ０３３  ２０６を参照されたい）。
【００１０】
超短レーザパルスは、ＥＵＶ光学要素の面上に配置された反射光学要素を形成する多層構造を貫通することができないので、この欠陥補償は、ＥＵＶ光学要素の後側を通して行われる。その結果、静電チャックを用いてＥＵＶ光学要素を保持するために後側に堆積される導電層も、超短レーザパルスに対して光透過性を有するべきである。
【００１１】
欧州特許出願ＥＰ  ２  ３１７  ５８２  Ａ１は、光電子デバイスのための電極として同じく光透過性を有する薄層構造を開示している。薄層構造は、少なくとも１つの金属薄膜と少なくとも１つの金属超薄膜とを含み、これらの２つの膜又は層は、異なる材料を有する。
【００１２】
欧州特許明細書ＥＰ  ２  １３３  ９２１  Ｂ１は、環境ストレスに対して安定した超薄肉コーティングを生成するために、周囲雰囲気内で熱処理されるか又は任意的に酸素処理との組合せで熱処理された超薄金属透過性電極を記載している。
【００１３】
静電チャック上に保持されるので、ＥＵＶ光学要素の後側コーティングは、導電性かつ光透過性であることに加えて、特定の機械的要件も満たさなければならない。例えば、静電チャックのピン又は粒子は、基板の後側の面コーティングに凹みを付ける場合がある。更に、後側コーティングは、マスク走査処理中に発生する横加速に耐える必要がある。この理由から、ＵＳ  ２００６／０１１５７４４  Ａ１に記載されているように、ＥＵＶ光学要素の基板の後側のコーティングは、静電チャックを用いたマスクブランク及び／又はＥＵＶ光学要素の取り扱い中の摩耗に耐えなければならない。更に、後側コーティングの導電率は、静電チャックを用いてマスクブランク及び／又はＥＵＶ光学要素を確実に処理することができる程十分に高くなければならない。更に、後側コーティングは、コーティングを通して高い光強度を有する超短レーザパルスをマスクブランク及び／又はＥＵＶ光学要素の基板内に印加することができるように光透過性を有するべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】ＵＳ  ２００６／０１１５７４４  Ａ１
【特許文献２】ＵＳ  ６  ８４１  ７８６  Ｂ２
【特許文献３】ＤＥ  １０  ２００６  ０５４  ８２０  Ａ１
【特許文献４】ＵＳ  １３／１７９  ７９９  Ａ１
【特許文献５】ＵＳ  ６  ８４４  ２７２  Ｂ２
【特許文献６】ＵＳ  ６  ８２１  ６８２  Ｂ２
【特許文献７】ＵＳ  ２００７／０  ２２４  ５２２
【特許文献８】ＵＳ  ２００８／０  ０３３  ２０６
【特許文献９】ＥＰ  ２  ３１７  ５８２  Ａ１
【特許文献１０】ＥＰ  ２  １３３  ９２１  Ｂ１
【特許文献１１】ＥＰ  ２  ３１７  ５６２  Ａ１
【特許文献１２】ＢＲ１１５２６
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ｄ．Ｓ．Ｇｈｏｓｈ他著「超薄金属に基づく広範囲で透過性の電極（Ｗｉｄｅｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｕｌｔｒａｔｈｉｎ  ｍｅｔａｌｓ）」、Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．３４、３２５〜３２７ページ（２００９年）
【非特許文献２】Ｅ．Ｇ．Ｈｅｒｂｅｒｔ、Ｇ．Ｍ．Ｐｆａｒｒ、Ｗ．Ｃ．Ｏｌｉｖｅｒ、Ｂ．Ｎ．Ｌｕｃａｓ、Ｊ．Ｌ．Ｈａｙ著「球面押込による応力−歪み曲線の測定に関して（Ｏｎ  ｔｈｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｔｒｅｓｓ−ｓｔｒａｉｎ  ｃｕｒｖｅｓ  ｂｙ  ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）」、Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ、３９８〜３９９（２００１年）、３３１〜３３５ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明の１つの目的は、導電性であり、光学透過性であり、更に適切な機械的特性を有するコーティング、及びこのコーティングをフォトリソグラフィマスクの基板上に堆積させる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の態様により、請求項１に記載の装置を提供する。実施形態において、装置は、基板の後面上に堆積させたコーティングを含むフォトリソグラフィマスクのための基板を含み、コーティングは、（ａ）少なくとも１つの導電層を含み、（ｂ）少なくとも１つの層の厚みが、３０ｎｍよりも小さく、好ましくは、２０ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、１０ｎｍよりも小さい。
【００１８】
定められた厚みを有する導電コーティングは、少なくとも部分的に光透過性も有する。更に、本発明のコーティングは、特定の機械的要件を満たす。これらのコーティングは、剥離に対して機械的耐性を有する。定められたコーティングは、延性を有し、従って、ＥＵＶ光学要素の基板内に曲げ応力を実質的に導入しない。更に、本発明のコーティングは、強い接着性と、押込に対する弾性とを有する。従って、コーティングは、好ましくは、光学ＥＵＶ要素の基板の故障の前に機械的故障を示すことがない。ＥＵＶ光学要素の作動中にコーティングが粒子を放出する場合には、これらの粒子は、サイズ及び個数が十分に小さく、従って、これらの粒子がＥＵＶ光学要素の機能を阻害することはない。
【００１９】
更に、本発明のコーティングは、滑らかな面を有する。これらのコーティングは、ＥＵＶ光学要素の作動寿命中に望ましくない粒子を実質的に生成しない。従って、本発明のコーティングを有する基板を有するマスクブランク及び／又はＥＵＶ光学要素は、静電チャックによって保持されるのに非常に適している。更に、超短レーザパルスは、制御された態様で本発明のコーティングを透過することができる。
【００２０】
更に別の態様において、少なくとも１つの層は、２０％よりも高く、好ましくは、４０％よりも高く、最も好ましくは、６０％よりも高い光透過率を含む。
【００２１】
高い透過率は、コーティング層内に吸収される光強度の低い割合につながり、従って、コーティング層の低い熱負荷をもたらす。
【００２２】
一般的にではあるが、特に低透過率のコーティングの場合に、コーティングを形成する少なくとも１つの層は、入射光を吸収するのではなく、反射することが好ましい。露光中のコーティング層の低い熱負荷は、コーティング層と基板の間の境界面における応力に関しても有益であり、基板からのコーティング層の不要な剥離を防ぐ。
【００２３】
別の態様により、少なくとも１つの層の光透過率は、３００ｎｍ〜１１００ｎｍ、好ましくは、４００ｎｍ〜１０００ｎｍ、最も好ましくは、５００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域を含む。
【００２４】
定められた波長領域は、実質的に電磁スペクトルの可視部分を含む。しかし、基板及び／又は多層欠陥の補正に使用される超短レーザパルスが、赤外線（ＩＲ）波長領域又は紫外（ＵＶ）波長領域に透過窓を必要とする場合には、透過窓は、電磁スペクトルのより長い又はより短い波長に向けてシフトさせることもできる。入射光の反射部分は、吸収を代償としてより長い波長で増大するので、現時点では、より長い波長に向けての透過窓のシフトが好ましい。
【００２５】
別の態様において、少なくとも１つの層は、２００Ω／ｓｑよりも小さく、好ましくは、１００Ω／ｓｑよりも小さく、最も好ましくは、５０Ω／ｓｑよりも小さいシート抵抗を含む。
【００２６】
現時点で好ましい用途では、導電コーティング層は、ＥＵＶマスクブランク及び／又はＥＵＶ光学要素を静電チャック上に保持するために適用される。従って、コーティング層内では、静電誘導に起因する電流しか流れていない。これは、コーティング層内を流れる電流量がそれ程でもないことを意味する。
【００２７】
更に別の態様において、少なくとも１つの層の厚みは、０．２ｎｍよりも大きい。
【００２８】
上述したように、コーティング層の電流能力は限定されることができる。従って、コーティング層の厚みは、非常に薄いものであるように選択することができる。極めて薄いコーティング層の堆積は、コーティング層の光透過率が高いという利点を有する。
【００２９】
有益な態様において、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの金属を含む。別の態様において、少なくとも１つの金属は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ウォルフラム（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、プラチナ（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、及び／又は亜鉛（Ｚｎ）、及び／又はこれらの金属のうちの少なくとも２つの混合物を含む。
【００３０】
典型的には、金属は、バンド内電子遷移に起因して短波長で高い吸収係数を有し、その電子プラズマに起因して長波長で高い反射率を示す。十分に薄い金属層は、光透過性を有するか又は少なくとも部分的に光透過性を有する（本明細書の導入部に挙げたＥＰ  ２  ３１７  ５６２  Ａ１及びＥＰ  ２  １３３  ９２１  Ｂ１を参照されたい）。特に、金属薄層は、一部の場合にＵＶ（約２００ｎｍ）からＩＲ（約２５μｍ）までの広い範囲にわたって非常に透過性が高くなる可能性がある（Ｄ．Ｓ．Ｇｈｏｓｈ他著「超薄金属に基づく広範囲で透過性の電極（Ｗｉｄｅｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｕｌｔｒａｔｈｉｎ  ｍｅｔａｌｓ）」、Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．３４、３２５〜３２７ページ（２００９年）を参照されたい）。
【００３１】
一方、金属は、非常に薄い層であっても小さいシート抵抗を有するように製作することができるような高い比導電率を有する。典型的には、金属は、ＥＵＶ基板よりも高い熱膨張係数を有する。しかし、金属は延性を有し、従って、非常に薄い層は、ＥＵＶ基板の材料膨張に適応することができる。金属の延性は、静電チャック上で得られる小粒子に関しても非常に有益である。更に、コーティング層の強い接着性は、大きい印加荷重の下でもコーティングの部分的な剥離を防ぐ。剥離又は薄肉コーティング自体からの粒子の形成の事象において、これらの粒子は、コーティングの小さい厚みに起因して小さいサイズのものである可能性が高い。粒子が小さい程、これらの粒子がＥＵＶリソグラフィシステムの性能に対して有する効果は小さい。従って、薄い金属は、マスクブランク又はＥＵＶ光学要素の取り扱いに必要とされる優れた材料特性を有する。
【００３２】
別の有益な態様において、少なくとも１つの層は、グラフェン及び／又はグラファイトの多層構造を含む。
【００３３】
グラフェンは、高い導電率を有し、５０ｎｍよりも小さい厚みを有するグラフェン層は、非常に高い光透過率を示す。従って、グラフェンの単層及び／又はグラファイトの多層の堆積は、高い光透過率を有し、同時に低いシート抵抗を有する極めて薄い層の製作を可能にする。
【００３４】
更に別の好ましい態様において、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの第１の層と少なくとも１つの第２の層とを含み、少なくとも１つの第１の層は、少なくとも１つの第１の金属を含み、少なくとも１つの第２の層は、少なくとも１つの第２の金属を含む。別の態様において、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの第１の層と少なくとも１つの第２の層とを含み、少なくとも１つの第１の層は、金属を含み、少なくとも１つの第２の層は、グラフェンを含む。別の態様により、少なくとも１つの第１の層及び少なくとも１つの第２の層の厚みは、１５ｎｍよりも小さく、好ましくは、１０ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、５ｎｍよりも小さい。
【００３５】
２つ又はそれよりも多くの層を有するコーティングを製作することにより、コーティング設計の柔軟性が高められる。この手法は、電気特性と光学特性と機械的特性との特定の組合せを特定の用途に適応させることを可能にする。２つ又はそれよりも多くの層を含むコーティングの全体的な厚みは、単一の層のみを有するコーティングの厚み範囲である。
【００３６】
別の態様により、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの金属を含む少なくとも１つの第１の層と、少なくとも１つの金属酸化物を含む少なくとも１つの第２の層とを含む。更に別の態様において、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの金属を含む少なくとも１つの第１の層と、少なくとも１つの金属窒化物を含む少なくとも１つの第２の層とを含む。更に別の態様において、少なくとも１つの第１の層の厚みは、１５ｎｍよりも小さく、好ましくは、１０ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、５ｎｍよりも小さく、少なくとも１つの第２の層の厚みは、１０ｎｍよりも小さく、好ましくは、５ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、３ｎｍよりも小さい。
【００３７】
この特徴は、コーティング設計の柔軟性を環境に配慮する可能性と組み合わせる。所定の酸化物膜及び／又は窒化物膜の形成は、下層の金属コーティング層が雰囲気酸素による攻撃を受けることを防止し、付加的な機械強度を与えることができる。
【００３８】
別の態様により、少なくとも１つの層は、少なくとも１つのグラフェン単層又はグラフェン多層を含む少なくとも１つの第１の層と、少なくとも１つの金属酸化物及び／又は少なくとも１つの金属窒化物を含む少なくとも１つの第２の層とを含む。更に別の態様において、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの単一グラフェンシート又は複数のグラフェンシートを含む少なくとも１つの第１の層と、少なくとも１つの金属窒化物を含む少なくとも１つの第２の層とを含む。更に別の態様において、少なくとも１つの第１の層の厚みは、１５ｎｍよりも小さく、好ましくは、１０ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、５ｎｍよりも小さく、少なくとも１つの第２の層の厚みは、１０ｎｍよりも小さく、好ましくは、５ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、３ｎｍよりも小さい。
【００３９】
更に別の態様において、基板は、低い熱膨張係数を有する材料を含む。更に別の態様において、基板は、溶融シリカを含む。
【００４０】
例えば、溶融シリカは、低熱膨張（ＬＴＥ）係数を有する材料である。例えば、透過性誘電材料、ガラス材料、及び／又は半導体材料のような他の適切なＬＴＥ材料を基板材料として使用することができる。ＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）、及びＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ（登録商標）は、低熱膨張（ＬＴＥ）係数を有する材料の製品例である。ＥＵＶ基板に対するＬＴＥ材料の適用は、ＥＵＶ光学要素の温度安定性要件を満たすのに役立つ。
【００４１】
更に別の態様において、基板の前面は、多層構造を含む。更に別の態様により、前面は、極紫外フォトリソグラフィマスクのパターン要素を形成する吸収層を含む。
【００４２】
極めて短い波長に起因して、ＥＵＶマスクは、約１ｎｍの範囲内で平面でなければならない。定められたコーティングは、取りわけ、定められたコーティングを通して通してＥＵＶマスクの基板内に超短レーザパルスを導入することにより、製作が完了したＥＵＶマスクの平面性欠陥を補正する可能性を開く。
【００４３】
更に別の態様により、少なくとも１つの層は、１４８ｍｍ×１４８ｍｍの面積を含む。更に別の態様において、少なくとも１つの層の厚みは、少なくとも１つの層の面積にわたって±５％よりも小さく、好ましくは、±２％よりも小さく変化する。更に別の態様において、１００μｍ2までの面積にわたる少なくとも１つの層の面粗度は、≦０．６ｎｍ二乗平均平方根である。
【００４４】
定められたコーティングは、ミリメートル又は更にサブミリメートルの範囲の小さい面積に対して製作することができるが、大きい面積上に全面積にわたって高い一定品質を伴って堆積させることもできる。コーティングの滑らかな面は、欠陥補償に向けてＥＵＶマスクブランク及び／又はＥＵＶ光学要素の基板内に超短レーザパルスによって局所的に印加される光強度の精密な制御を可能にする。
【００４５】
更に別の態様において、基板上に堆積させた少なくとも１つの層と基板との複合ヤング率は、２０ＧＰａ〜７０ＧＰａ、好ましくは、３０ＧＰａ〜６０ＧＰａ、最も好ましくは、４０ＧＰａ〜５０ＧＰａの範囲を含む。
【００４６】
超薄肉コーティングの堆積では、基板の材料特性とコーティング層の材料特性とを別々に考えるだけでは十分ではない。むしろ、組み合わされた構造の特性が、コーティング及び基板の材料システムを特徴付ける。所定の複合材料パラメータの範囲は、電気特性と光学特性と機械的特性との有益な組合せを有するＥＵＶ基板上の後側コーティングをもたらす。
【００４７】
更に別の態様により、基板は、極紫外フォトリソグラフィマスクのための基板である。更に別の態様により、コーティングは、極紫外フォトリソグラフィマスクをその作動中に静電的につかみ、少なくとも１つの層は、１μｍの焦点直径及び１０20Ｗ／ｃｍ2の最大光強度を有する超短レーザパルスをコーティングを通して基板内に透過させることを可能にする。
【００４８】
上述したように、ＥＵＶ基板の後側コーティングは、導電率に対する非常に高い要求を満たさなくてもよい。しかし、コーティングは、コーティング及び／又は基板内にいかなる損傷も誘起することなく、非常に高い光強度に耐えなければならない。更に、コーティングは、光ビームを制御されない態様で変更してはならない。これは、超短レーザパルスの反射及び／又は吸収の予め決められた仕様を確実にするために、コーティング層の厚み均一性及び面粗度に対して厳しい仕様をもたらす。
【００４９】
更に別の態様により、フォトリソグラフィマスクの基板上にコーティングを堆積させる方法は、（ａ）基板上に少なくとも１つの導電層を堆積させる段階を含み、（ｂ）少なくとも１つの層の厚みは、３０ｎｍよりも小さく、好ましくは、２０ｎｍよりも小さく、最も好ましくは、１０ｎｍよりも小さい。
【００５０】
別の態様において、少なくとも１つの層を堆積させる段階は、物理蒸着方法を含む。更に別の態様により、物理蒸着方法は、スパッタ堆積方法を含む。更に別の態様において、物理蒸着方法は、反応性蒸着を含む。
【００５１】
堆積は、高真空チャンバ内で発生する。それによって堆積層の組成及び厚みを精密に制御することが可能になる。更に、堆積層の高い品質を確実するために、堆積工程の前に真空チャンバ内の基板の温度を予め決められたレベルに調節することができる。
【００５２】
更に別の態様により、少なくとも１つの層を堆積させる段階は、少なくとも１つの層の材料の熱蒸着を含む。更に別の態様において、少なくとも１つの層を堆積させる段階は、電子ビームによる少なくとも１つの層の材料の蒸着を含む。更に別の態様において、材料の熱蒸着又は電子ビームによる蒸着をイオンアシスト蒸着と組み合わせる段階を含む。更に別の態様において、少なくとも１つの層を堆積させる段階は、化学気相蒸着を含む。別の態様により、少なくとも１つの層を堆積させる段階は、分子ビーム蒸着を含む。
【００５３】
グラフェンは、化学気相蒸着工程を使用することによって金属基板上で成長させることができる。次に、金属基板を溶解することができ、グラフェン単層が、ＥＵＶ光学要素の生成に使用される基板の後側に転写される。
【００５４】
最後に、別の態様は、周囲雰囲気中及び／又は酸素プラズマ雰囲気中での少なくとも１つの層の熱処理を用いて少なくとも１つの層内の金属から金属酸化物を形成する段階を更に含む。更に別の態様は、窒素プラズマ雰囲気中での少なくとも１つの層の熱処理を用いて少なくとも１つの層内の金属から金属窒化物を形成する段階を含む。
【００５５】
これに代えて、堆積後熱処理の代わりに酸素及び水素の雰囲気中での堆積で予め金属酸化物を形成することも可能である。
【００５６】
極度に短い作動波長の結果として、ＥＵＶリソグラフィシステムは、真空環境内で作動しなければならない。従って、ＥＵＶマスク基板上に堆積される定められたコーティング層は、いかなる酸化問題も有するはずがない。それにも関わらず、金属薄肉コーティング層上に極めて薄い酸化物及び／又は窒化物層を制御された態様で形成することができる。これは、他の用途に対して定められたコーティングを例えば雰囲気中の酸素のような環境内の反応性物質との反応から保護することを可能にする。堆積させたコーティングのその作動寿命中の制御されない態様での変更は、従って防止することができる。
【００５７】
本発明をより明快に理解してその実際の用途を把握するために、以下の図を提示し、かつ以下で参照する。これらの図は、単なる例として提示し、決して本発明の範囲を限定しないことに注意しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ＥＵＶフォトリソグラフィマスクを示す略断面図である。
【図２】６インチのマスクと静電チャックのピンとを示す略上面図である。
【図３】静電チャックによって保持されたフォトリソグラフィマスクを示す概略図である。
【図４】基板後面に透過性導電性コーティングを有し、図１の多層システムを構成する単一の層を有する不均一な基板前面を有するＥＵＶフォトリソグラフィマスクの基板を示す概略図である。
【図５】低温度係数（ＬＴＥ）ガラス基準サンプルの硬度深さプロファイル測定を示す図である。
【図６】基板として使用されるＬＴＥガラス基準サンプルのヤング率プロファイルの決定を示す図である。
【図７】図５の基板上に堆積させた３つの金属薄肉コーティングの硬度深さプロファイルの測定を示す図である。
【図８】図７の３つの金属薄肉コーティングにおけるヤング率深さプロファイルの決定を提示する図である。
【図９】基板として使用されるＬＴＥガラス基準サンプル上に配置された薄肉コーティング層の硬度及びヤング率の決定のための球面サファイア先端（半径７９μｍ）を使用する静荷重押込装置を示す概略図である。
【図１０】材料内へのその弾性範囲の球面押込を示す概略図である。
【図１１】弾性接触（左）と弾塑性接触（右）に関する負荷−除荷曲線とを示す概略図である。
【図１２】基板として使用されるＬＴＥガラス基準サンプル上に堆積させた３つの薄肉コーティング層の球面押込曲線を示す図である。
【図１３】図１２の球面押込曲線をｈ3/2の関数として示し、更にヘルツの式への当て嵌めを示す図である。
【図１４】図１３の３つのサンプルの平均押込接触圧力を面内への合計先端変位の関数として示す図である。
【図１５】球面サファイア先端（半径７９μｍ）を１０ｍＮの垂直荷重及び１０μｍ／ｓの先端スクラッチ速度の下に使用するナノスクラッチ試験装置を示す概略図である。
【図１６】静荷重押込測定に使用された基準基板（ＬＴＥガラス）及び３つのサンプルコーティングに対するスクラッチ深さプロファイルを表す図である。
【図１７】図１６のスクラッチ深さプロファイルに加えて測定のエラーバーを示す図である。
【図１８】基準基板、並びに図１６の３つの薄肉コーティング層に対して球面サファイア先端（半径７９μｍ）を用いて実施された動摩擦係数をスクラッチ距離の関数として示す図である。
【図１９】図１８の動摩擦係数を表し、更に測定のエラーバーを示す図である。
【図２０】基準ＬＴＥガラス基板、並びにサンプルＢ及びＣに対して円柱ガラスフラットパンチ先端（半径５００μｍ）を用いた場合の動摩擦係数をスクラッチ距離の関数として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
ここで以下において、本発明の例示的な実施形態を示す添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明は、異なる形態に実施することができ、本明細書に示す実施形態に限定されると解釈すべきではない。限定されるのではなく、これらの実施形態は、本発明の開示が完全なものになり、本発明の範囲を当業者に伝えることになるように提供するものである。
【００６０】
図１は、１３．５ｎｍの露光波長に対するフォトリソグラフィマスク１００の概略断面図を示している。現在適用されているフォトリソグラフィマスクとは異なり、マスク１００は、多層ミラー構造１４５に基づく反射光学要素である。フォトリソグラフィマスク１００の多層ミラーシステム１４５は、溶融シリカ基板のような適切な基板１１０の基板面１１５上に堆積される。他の透過性誘電材料、ガラス材料、又は半導体材料、例えば、ＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）、ＵＬＥ（登録商標）、又はＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭをフォトリソグラフィマスクのための基板として適用することができる。
【００６１】
図１の例では、多層ミラーシステム１４５は、交替するモリブデン（Ｍｏ）層１３０とシリコン（Ｓｉ）層１４０（以下ではＭｏＳｉ層と呼ぶ）の４０対を含む。各Ｍｏ層１３０の厚みは４．１５ｎｍであり、Ｓｉ層１４０の厚みは２．８０ｎｍである。多層構造１４５を保護するために、この構造上には、シリコンと７ｎｍの深さの自然酸化物とからなるキャップ層１５０が配置される。多層ミラーシステム１４５では、Ｍｏ層１３０は、散乱層として機能し、それに対してシリコン層は、分離層として機能する。散乱層では、Ｍｏの代わりに、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、及びイリジウム（Ｉｒ）のような高いＺ数を有する他の元素を利用することができる。
【００６２】
基板１１０上の多層構造１４５は、ＥＵＶ電磁放射線に対するミラーとして作用する。フォトリソグラフィマスク１００にするためには、キャップ層１５０上にバッファ構造１６０と吸収構造１７０が更に堆積される。バッファ層１６０は、更に別の処理、例えば、吸収構造１７０のエッチング又は修復中に、多層ミラー構造１４５を保護するために堆積させることができる。考えられるバッファ構造材料は、例えば、溶融シリカ（ＳｉＯ2）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ルテニウム（Ｒｕ）、クロム（Ｃｒ）、及び／又は窒化クロム（ＣｒＮ）である。吸収構造１７０は、ＥＵＶ波長領域の光子に対して大きい吸収率を有する材料を含む。これらの材料の例は、クロム（Ｃｒ）及び／又は窒化タンタル（ＣｒＮ）である。吸収構造１７０上に入射する実質的に全てのＥＵＶ光子１８０を吸収するには、約５０ｎｍの厚みで十分である。それとは対照的に、キャップ層１５０上に入射する光子１８０の大部分は、光子１９０として反射される。この場合に、並びに本明細書の更に別の箇所において、「実質的に」という用語は、測定限界内のある一定の量の数値を意味する。
【００６３】
基板１１０の後面１２５すなわち基板後面１２５は、従来技術によると、厚みが５０ｎｍよりも大きく、一般的に１００ｎｍから２００ｎｍの範囲にある厚い金属コーティング１２０を有する。典型的には、このコーティング１２０はクロムを含む。図３で説明するように、厚い金属コーティング１２０は、ＥＵＶスキャナにより又はマスク１００の製作中に静電力の印加により、フォトリソグラフィマスク１００を固定又は保持するのに使用される。
【００６４】
図２は、６インチのフォトリソグラフィマスク２００の基板２１０の上面図を示している。６インチのマスクの基板２１０は、１５２ｍｍ×１５２ｍｍの典型的な横寸法、及び実質的に６．３５ｍｍの厚み又は高さを有する。高品質区域２２０は、マスク基板２１０の外側物理寸法を決定し、マスク１００の吸収構造１７０から形成されたパターン要素を配置することができる区域２３０に実質的に等しい。外側寸法又は高品質区域２２０は、実質的に１４２ｍｍ×１４２ｍｍである。図２の内側正方形区域２３０は、静電チャックのピン区域を示している。図２では、ピン区域２３０のピン２４０を黒い正方形に示している。６インチのマスク２００に適応された静電チャックのピン区域２４０は、実質的に１２７ｍｍ×１２７ｍｍである。
【００６５】
図３は、静電チャック３００によって保持されるマスク３１０を略示している。静電チャック３００は、電極３３０が内部に配置されるチャック体３２０を含む。チャック体３２０のうちで電極３３０よりも小さい部分は、図３の例では厚みｔDを有する誘電材料層３４０を形成する。電圧供給源３５０は、静電チャック３００の電極３３０とマスク３１０の間に電圧を印加し、それによって電極３３０と３１０は、その間に誘電材料層３４０を挟むコンデンサーを形成する。図２のピン配置２５０とは対照的に、図３１０の静電チャック３１０は、ピン配置を持たず、マスク３１０に向けられたチャック体の面は平坦である。
【００６６】
図４は、図３のマスク３１０をより詳細に示している。基板４１０は、ここでもまた、前面４１５と後面４２５を有する。フォトリソグラフィマスク４００の基板４１０は平坦ではなく、２つの隆起部を有する。基板前面４１５上には、基板前面４１５の欠陥を再現する単一のＭｏＳｉ層４３０が配置される。更に別の３９層のＭｏＳｉ層及び図１の吸収構造が除かれている。残りのＭｏＳｉ層のコーティングも、一般的に基板前面４１５の欠陥を再現することになる。まれに幸運な場合には、残りの３９層のＭｏＳｉ層のコーティングは、基板前面４１５の欠陥を平滑化することになり、それによって上部の層は、フォトリソグラフィマスク４００の基板４１０の基板前面４１５に近いＭｏＳｉ層よりも少ない欠陥しか示さない。それとは対照的に、残りのＭｏＳｉ層の堆積が基板前面４１５の欠陥を悪化させることになるかなり高い確率がある。
【００６７】
フォトリソグラフィマスク４００をＥＵＶスキャナに例えば図３の電磁チャック３１０によって固定する場合には、基板前面４１５の凹凸は、実質的に理想的なフォトリソグラフィマスク１００と比較して収差をもたらす。不均等な基板前面４１５によってもたらされる収差は、ウェーハの位置を変更すること、又は再現スケールを変化させることのいずれによっても除去することができない。既に説明したように、基板前面４１５の平坦からの１ｎｍ（ナノメートル）の範囲のずれは、収差を誘起するのに既に十分である。
【００６８】
上述したように、フォトリソグラフィマスク４００の基板４１０内に光ビームの超短光パルスを局所的に導入することにより、基板前面４１５の不均一性を補正することができる。しかし、光ビームの光パルスは、多層ミラー構造１４５によって吸収されることで基板面１１５を貫通することはできず、基板後面１２５も、多層構造１４５又は基板後面１２５上の金属コーティング１２０のいずれかによって吸収されるので貫通することができない。
【００６９】
従って、図１の厚い金属コーティング１２０は、図４では導電性光透過性コーティング４５０で置換されている。導電性光透過性コーティング４５０は、基板４１０及び製造が完了したフォトリソグラフィマスク４００をレーザビームの光パルス、特に超短光パルスを用いて基板後面４２５を通して照射することを可能にする。
【００７０】
ＥＵＶミラーは、キャップ構造１６０と吸収構造１７０を持たないことを除いて、フォトリソグラフィマスク１００の構造を有することができる。従って、ＥＵＶの基板上にも、超短光パルスが基板後面からこの基板内に入射することができるように、導電性光透過性コーティング４５０を堆積させることができる。
【００７１】
ＥＵＶマスク４００の導電性光透過性コーティング４５０は、更に、ＥＵＶマスクの特定の取り扱いに関連する特定の要求を満たす。以下の表は、３つの金属薄肉コーティングのデータを提示している。これらのサンプルは、ＥＵＶフォトリソグラフィマスクの後側コーティングの所定の電気的及び光学的要件を満たす。
【００７２】
表１：調査したサンプルコーティングの材料及び幾何学パラメータ
（表１）
2014532313.tif 000003
【００７３】
下段の行にあるシート抵抗は、サンプルを室温で外気中に保存した後の数値を示している。表１から分るように、初期シート抵抗に対する有意な変化はなく、これは、堆積コーティング層の高い環境安定性を示している。
【００７４】
更に、２つの追加のサンプルを製作した。これらのサンプルは、それぞれ３ｎｍ又は８ｎｍの厚みを有する同じくニッケル（Ｎｉ）層である。８ｎｍ厚のサンプルには、雰囲気中で１時間にわたって２００℃のオーブン内で熱処理を加えた。３ｎｍ厚のＮｉサンプルは、１２０Ω／ｓｑのシート抵抗及び６８％の透過率を示している。熱処理を加えた８ｎｍ厚のＮｉサンプルは、２８Ω／ｓｑのシート抵抗及び４０％の透過率を有していた。
【００７５】
以下では、これらのサンプルコーティングが、ＥＵＶマスクの作動寿命中に静電チャックを用いたＥＵＶマスクの取り扱いを可能にする機械的特性も有することを明らかにする調査を提供する。この目的のために、表１における３つの異なるコーティングのナノ機械的特徴付けを実施した。これらの調査は、基板上に堆積させたコーティングの機械的特性を明らかにするものである。以下の調査において適用した基板は、ＬＴＥチタニアシリカガラス（ＵＬＥ（登録商標）、コーニングコード７９７２）であった。基板は、１２ｍｍ×１２ｍｍの寸法、及び６ｍｍの厚み又は高さを有するものであった。
【００７６】
３つの個々のサンプルに対するコーティング層をイオンスパッタリング技術を使用することによって基板上に堆積させた。この目的のために、基板サンプルをスパッタリング装置（組み込み基板バイアスを有するＡｊａ  Ｏｒｉｏｎ）の高真空チャンバ内に導入した。堆積工程は、全てがスパッタリング機械の高真空チャンバ内で実施される少なくとも３つの部分を含む。
【００７７】
第１の部分は、不純物及び／又は汚染物質を基板面から除去するためのプラズマ洗浄工程を含む。洗浄工程におけるプラズマは、スパッタリング機械の基板バイアスによって生成される。表２は、プラズマ洗浄工程の最も有意なパラメータを要約している。
【００７８】
表２：プラズマ洗浄工程の主要パラメータ
（表２）
2014532313.tif 000004
【００７９】
第２の部分は、物理蒸着である実際の堆積工程を含み、特に、本明細書で説明するサンプルコーティングの製作ではスパッタリング堆積方法が適用される。
【００８０】
基板上に堆積させたコーティングの厚みを制御し、かつ極めて均一な層の形成のためには、一般的に、低エネルギ堆積工程を有することが重要である。従って、堆積コーティング層の高いコーティング均一性、並びに小さい厚みを得るためには、低い成長率が必要である。表３は、スパッタリング工程の最も重要なパラメータを提示している。
【００８１】
表３：スパッタリング堆積工程の主要パラメータ
（表３）
2014532313.tif 000005
【００８２】
第３の部分は、以前に堆積させたコーティング層上に堆積後プラズマ処理を適用することによる外部酸化物層の生成を含む。事後プラズマ処理は、ここでもまた、基板バイアスによって生成される。表４は、堆積後プラズマ工程の最も有意なパラメータを要約している。
【００８３】
表４：堆積後プラズマ処理の主要パラメータ
（表４）
2014532313.tif 000006
【００８４】
堆積後プラズマ処理の時間は、望ましい堆積コーティングレベルに依存する。真空チャンバ内に酸素の代わりに窒化物を導入する場合には、定められた量の堆積コーティングを窒化することができる。堆積コーティング層の不活性化のために、酸素と窒素の混合物を適用することも考えることができる。
【００８５】
第１の部分では、ベルコビッチ先端及び球面サファイア先端を用いた基板、並びに表１の３つのコーティングの静荷重押込測定を提供する。第２の部分では、ここでもまた、基板及び表１の３つのコーティングサンプルに対して球面サファイア先端を用いたナノスクラッチ摩擦試験を説明する。更に、円柱ガラスフラットパンチ先端を用いて実施したナノスクラッチ摩擦測定も提供する。
【００８６】
静荷重押込測定を三面ピラミッド形ダイヤモンドベルコビッチ先端（参照：ＴＢ−１４９９０）を用いて実施した。ベルコビッチ先端は、基板としてのＵＬＥ（登録商標）ガラスサンプル上で較正した。測定は、４５Ｈｚにおいて２ｎｍの調和変位振幅を与えるようにＡＣ荷重を制御することによる連続剛性測定（ＣＳＭ）作動モードで実施した。サンプルは、測定ドリフト率が０．０５０ｓ-1よりも小さくなるまで機器（Ｎａｎｏ  Ｉｎｄｅｎｔｅｒ  ＸＰ（ＭＴＳ  Ａｇｉｌｅｎｔ）と熱平衡化させた。合計で１５回の押込測定を０．０５０ｓ-1の一定の歪み速度で実施した。基板の溶融シリカに対して０．１８のポアソン比を仮定した。
【００８７】
図５は、平均公称硬度（Ｈ）を侵入深さの関数として示している。図６は、ヤング率（Ｅ）を基板材料内の侵入深さの関数として提示している。
【００８８】
図５及び図６は、溶融シリカが均一材料であるということにもかかわらず、硬度深さプロファイル及びヤング率深さプロファイルが、面内への約８０ｎｍよりも小さい先端変位では低下する傾向を示すことを示している。その結果、浅い先端侵入では、ベルコビッチ先端と基板面の間の接触は、人工的な低いＨ値及びＥ値をもたらす実質的に球面の接触である。その結果、先端面積係数は、１００ｎｍから２００ｎｍまでのＨ深さプロファイル及びＥ深さプロファイルに着目して較正された。１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲の硬度プロファイルの平均から、Ｈ＝９．５７±０．２１ＧＰａの硬度平均値が得られた。同じく１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲の硬度プロファイルの平均から、Ｅ＝７１．１±０．８ＧＰａのヤング率平均値が得られた。
【００８９】
図７及び図８は、コーティングの硬度及びヤング率の推移を図５及び図６の説明において記載した手順を用いたナノ押込によって決定された先端変位（深さ）の関数として示している。各コーティングに対して、ここでもまた、合計で１５回の押込を０．０５０ｓ-1の一定の歪み速度で２００ｎｍの侵入深さまで実施した。
【００９０】
図７及び図８は、３つの異なるサンプルのコーティングが有意な差を示さないことを明らかにしている。その一方、硬度深さプロファイルとヤング率深さプロファイルの両方は、硬度に対して８ＧＰａ、ヤング率に対して６５ＧＰａの漸近値への傾向を有する指数関数的増大挙動を示している。これらの数値は、基板値の８０％から９０％の範囲にある。層厚が非常に小さく（＜１０ｎｍ）、従って、下層の基板の機械的影響が重大になるので、３つのコーティングの固有の硬度値及びヤング率値をこれらの曲線から決定するのは困難である。
【００９１】
実際には、コーティング硬度評価において基板の影響を無視するためには押込深さよりも１０倍大きい層厚で十分であること（１０分の１規則）が広く仮定されている。解析されたコーティングは＜１０ｎｍであるので、基板の機械的効果を防ぐための最小押込深さは１ｎｍよりも小さくなり、この深さは、圧子の先端丸めを遥かに下回る。他方で、押込部の下で誘起される弾性場応力は、塑性域よりもかなり大きい深さまで延びるので、これらのコーティングの固有のヤング率値の決定には１０分の１規則はもはや有効ではない。
【００９２】
観察される１０ｎｍよりも小さい先端変位における硬度及びＥ係数の低下は、２つの効果に起因するものである。先端丸めは、溶融シリカ基準基板においても観察され、これを図４及び図５に示している。コーティングの硬度及びそのＥ係数は、基板のそれぞれの数値よりも小さい。
【００９３】
図９は、ベルコビッチ先端の代わりに球面サファイア先端を用いて静荷重押込測定を適用するための配置を略示している。球面サファイア先端は、７９μｍの半径を有する（参考文献ＢＲ１１５２６）（図９には示していない）。最大印加力は１２ｍＮであった。測定は、ここでもまた、４５Ｈｚにおいて２ｎｍの調和変位振幅を与えるようにＡＣ荷重を制御する連続剛性測定（ＣＳＭ）を用いて実施した。３つのサンプルコーティングは、測定ドリフト率が０．０５０ｓ-1よりも小さくなるまで測定機器と熱平衡化させた。各コーティングに対して、５回の個々の押込を約８５ｎｍの最大侵入深さまで０．０５０ｓ-1の一定の歪み速度で実施した。
【００９４】
図１０は、弾性領域内への、すなわち、材料に対する永久変形が誘起されず、材料変形が完全に弾力的に回復する場合の球面押込に対する材料の機械的応答を略示している。弾性接触下では、印加される垂直荷重（Ｆ）と面内への合計先端変位（ｈ）との間の関係は、以下のヘルツの式によって与えられる（Ｅ．Ｇ．Ｈｅｒｂｅｒｔ、Ｇ．Ｍ．Ｐｆａｒｒ、Ｗ．Ｃ．Ｏｌｉｖｅｒ、Ｂ．Ｎ．Ｌｕｃａｓ、Ｊ．Ｌ．Ｈａｙ著「球面押込による応力−歪み曲線の測定に関して（Ｏｎ  ｔｈｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｔｒｅｓｓ−ｓｔｒａｉｎ  ｃｕｒｖｅｓ  ｂｙ  ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）」、Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ、３９８〜３９９（２００１年）、３３１〜３３５ページ）。
2014532313.tif 000007
ここで、Ｒは、先端半径であり、Ｅrは、次式で与えられる等価ヤング率である。
2014532313.tif 000008
ここで、Ｅi及びＥsは、先端圧子及びサンプルそれぞれのヤング率であり、
2014532313.tif 000009
及び
2014532313.tif 000010
は、先端圧子及びサンプルそれぞれのポアソン比の値である。
【００９５】
図１１（左部分）は、材料内に永久変形が誘起されない弾性接触における負荷−除荷押込曲線を略示している。図１１（右部分）は、弾塑性接触、すなわち、面上に残留圧痕が形成される場合の負荷−除荷曲線を略示している。
【００９６】
ヘルツの解析は、２つの更に別の式を与える。第１の式は、サンプル内への合計変位（ｈ）と接触深さ（ｈc）の間の簡単な次式の関係である。
2014532313.tif 000011
【００９７】
第２の式は、サンプル内への合計変位（ｈ）と接触半径（ａ）の間の次式のヘルツの関係である。
2014532313.tif 000012
【００９８】
それに応じて、押込応力又は平均接触圧力（σc）と押込力（Ｆ）とは次式で与えられる。
2014532313.tif 000013
【００９９】
式４を使用することにより、式５を弾性押込に対して次式の形式に書き直すことができる。
2014532313.tif 000014
【０１００】
図１２は、基板として使用される溶融石英基準サンプル上に堆積させた上述のように定められた３つのコーティング層における合計先端変位（ｈ）の関数として押込荷重（Ｆ）を示している。図１２から分るように、３つのサンプルの間には有意な差は観察されない。荷重曲線と非荷重曲線は重なり、これは、球面サファイア先端とコーティング層の間の接触が完全に弾力的であることを示している。これは、図１３に提示しているｈ3/2の関数としての押込荷重（Ｆ）の間の線形関係によって確認される。
【０１０１】
図１３の３つの曲線の当て嵌めから、コーティング−基板システムの複合ヤング率（Ｅs）を推定することができる。ヘルツの式（式２）内に数値Ｅｉ≒４００ＧＰａ及び
2014532313.tif 000015
≒０．３を代入することにより、以下の値が得られる。
【０１０２】
表５：コーティング−基板複合システムのヤング率
（表５）
2014532313.tif 000016
【０１０３】
球面サファイア先端を用いた測定の結果は、ベルコビッチ先端を用いたナノ押込測定と調和する（図７及び図８を参照されたい）。
【０１０４】
その一方、図１３からは、１２ｍＮの押込荷重が弾性領域内に８４ｎｍの合計先端侵入をもたらすことを見ることができる。この先端侵入は、ｈc＝４２ｎｍの接触深さ及び接触半径ａ＝２．５８μｍに対応する。これらの押込条件の下での球面先端と３つのサンプルの基板−コーティングシステムとの間の弾性接触を図９に示している。
【０１０５】
図１２から、式９を用いて平均接触圧力（σc）を計算することができる。図１４は、この関係を合計先端変位（ｈ）の関数として提示している。平均接触圧力は、面の近くの１・１０7Ｐａから約８０ｎｍでの５・１０8〜６・１０8まで増大する。
【０１０６】
最後の部分のナノスクラッチ測定を提示して説明する。図１５は、ナノスクラッチ測定を実施するのに使用される装置を示している。この装置は、上記に既に説明した静荷重球面押込において既に適用した７９μｍの半径を有する球面サファイア先端と、５００μｍの半径を有する円柱ガラスフラットパンチ先端とを含む。図１５に示すように、球面サファイア先端に１０ｍＮの垂直定荷重を印加した。スクラッチ先端速度又はプロファイリング先端速度は１０μｍ／ｓであった。スクラッチ長さは、１００μｍであった。図１５では、ｈcは、スクラッチを実施する最中の深さであり、ｈscは、接触スクラッチ深さを定める。上述したように球面押込先端では、完全弾性接触ｈscをｈs／２によって近似することができる（式３を参照されたい）。代表的な動摩擦係数を得るために、ここでもまた、基板として使用される溶融シリカ基準サンプル、並びに表１に定められた３つのサンプルコーティングの各々に対して、合計で５回のナノスクラッチ測定を実施した。各ナノスクラッチ測定は、以下の３つの段階を含む。（ｉ）プログラムされたスクラッチの１００μｍの全長の事前プロファイリング。事前プロファイリング試験の最中の球面サファイア先端の垂直荷重は５０μＮであった。（ｉｉ）１０ｍＮの垂直荷重による定荷重スクラッチ、及び（ｉｉｉ）生成されたスクラッチの事後プロファイリング。スクラッチ測定（段階ｉｉにおける）中には、材料内の球面先端の侵入深さ、垂直荷重、及び横力が記録される。誘起されたスクラッチの残存深さは、同じ球面サファイア圧子先端を５０μＮのプロファイリング定荷重下に用いて実施した事前事後プロファイリングから決定された。垂直力（Ｆ＝１０ｍＮ）に対する横力の比を取ることによって動摩擦係数（μ）を計算した。
2014532313.tif 000017
【０１０７】
図１６は、基板のスクラッチ深さ１６１０と、基板上に堆積させたコーティングサンプルＡ、Ｂ、及びＣのスクラッチ深さ１６２０とをスクラッチ距離の関数として提示している。更に、図１６は、基板の残存スクラッチ深さ１６３０、並びにコーティングＡ、Ｂ、及びＣの残存スクラッチ深さ１６４０も示している。図１７は、５回の測定の平均からもたらされるエラーバーを含む図１６の測定を表している。
【０１０８】
図１６及び図１７から分るように、スクラッチ深さは、７０ｎｍと９５ｎｍの間の範囲を含む。これらの数値は、１０ｍＮの垂直荷重において約７５ｎｍであった静荷重球面押込から得られた先端変位に近い（図１２を参照されたい）。その一方、溶融シリカ基板におけるスクラッチ深さは、約６２ｎｍ〜６９ｎｍであり、従って、コーティング−基板システムにおけるものよりも有意に低い。
【０１０９】
更に、３つのコーティングサンプルにおける残存スクラッチ深さ１６４０（事後プロファイリング測定から得られたもの）は、０ｎｍ〜６ｎｍの範囲にあり、それに対して溶融シリカ基板１６３０の残存深さは、０ｎｍに近く、従って、これは、基板の完全な弾性回復を示している。
【０１１０】
図１８は、動摩擦係数の推移をスクラッチ距離の関数として提示している。図１７と同様に、図１９は、この場合にも平均測定のエラーバーを示している。
【０１１１】
表６は、５回のスクラッチ測定、並びに基板における合計スクラッチ長さに沿った平均から得られた動摩擦係数の平均値を要約している。
【０１１２】
表６：球面サファイア先端（半径７９μｍ）を用いたナノスクラッチ測定から決定された動摩擦係数（μ）
（表６）
2014532313.tif 000018
【０１１３】
測定誤差を考慮することにより、３つのコーティングは、球面サファイア先端を用いて得られた０．１５≦μ≦０．１７という非常に似通った動摩擦係数を示し、それに対して溶融シリカ基板は、測定が同じく球面サファイア先端を用いて実施された場合にμ＝０．２２という高い動摩擦係数を示している。
【０１１４】
更に、２つのコーティング（サンプルＡ及びサンプルＢ）、並びにこれらのコーティングサンプルに対する基板として使用されたＬＴＥガラスに対して、１０００μｍの先端直径を有するガラスフラットパンチ圧子を使用することにより、ナノスクラッチ摩擦試験を実施した。スクラッチ先端速度は、ここでもまた、１０μｍ／ｓであった。スクラッチ長さは１ｍｍであった。式７に示すように、垂直力に対する横力の比を取ることによって動摩擦係数（μ）を計算した（式７を参照されたい）。
【０１１５】
それぞれの動摩擦係数を得るために、コーティングＡ及びコーティングＢに対して合計で１５回のナノスクラッチ測定を実施した。既に示したように、各ナノスクラッチ測定は、ここでもまた、（ｉ）プログラムされたスクラッチの全長（１ｍｍ）の事前プロファイリング、（ｉｉ）５８０ｍＮの垂直力による定荷重スクラッチ、及び（ｉｉｉ）生成されたスクラッチの事後プロファイリングという３つの段階を含む。スクラッチ中には、上述のように先端侵入深さ、垂直荷重、及び横力が記録される。式７に示すように、垂直力に対する横力の比を取ることによって動摩擦係数（μ）を計算した。
【０１１６】
図２０は、動摩擦係数の推移をコーティングＡ、コーティングＢ、並びにコーティングのない基板に対するスクラッチ距離の関数として示している。
【０１１７】
表７は、合計スクラッチ長さに沿った全ての測定の平均から得られた動摩擦係数の平均値を要約している。図２０から分るように、コーティングＡ及びコーティングＢは、約０．４の範囲に動摩擦係数を有し、それに対してＬＴＥガラス基板は、約０．３のμの数値を示している。
【０１１８】
表７：円柱ガラスフラットパンチ先端（半径５００μｍ）を用いたナノスクラッチ測定から決定された動摩擦係数（μ）
（表７）
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【０１１９】
測定の誤差を考慮すると、コーティングＡ及びコーティングＢは、０．３７≦μ≦０．４３という非常に似通った動摩擦係数を示している。その一方、ＬＴＥガラス基板は、小さい動摩擦μ＝０．２８を有する。
【０１２０】
表６及び表７は、ＥＵＶマスク１００の基板４１０、１１０の後面４２５上に配置された金属極薄肉コーティング層４５０が、後部基板４２５の電気特性と光学特性と機械的特性との独特の組合せを有することを明らかにしている。超短レーザパルスは、不均一性を補正するために、コーティング４５０を有する基板後面４２５を貫通することができる。定められたコーティングの導電率は、静電チャックを用いたＥＵＶマスク及び／又はＥＵＶ光学要素の取り扱いを確実にする程十分に高い。更に、非常に薄くはあるが、定められたコーティングは、ＥＵＶマスク作動寿命中の静電チャックを用いたＥＵＶマスク１００の取り扱いに耐える摩耗耐性を有する。
【符号の説明】
【０１２１】
４００  フォトリソグラフィマスク
４１５  基板前面
４２５  基板後面
４３０  ＭｏＳｉ層
４５０  導電性光透過性コーティング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図７】
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【図９】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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