JP2010237501A - フォトマスクブランク又はその製造中間体の検査方法及び良否判定方法 - Google Patents
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Abstract
【効果】フォトマスクブランクの製造方法を最適化して、光学機能膜や加工機能膜のエッチング加工前後で、表面形状の変化が生じるおそれが極めて低いフォトマスクブランクを製造することができると共に、フォトマスク製造時に表面形状の変化による寸法誤差発生が低減されていることが保証されたフォトマスクブランクが与えられる。
【選択図】なし
Description
(1)遮光膜をもつ複数のフォトマスクブランクを一定の条件で製造する。
(2)製造されたフォトマスクブランクより1枚以上をサンプルとして抜き出す。
(3)サンプルの表面形状を測定する。
(4)遮光膜を含む膜を除去してフォトマスク用基板(透明基板)が最表面となるようにする。
(5)得られたフォトマスク用基板(透明基板)の表面形状を測定する。
(6)(3)で得られた表面形状データと(5)で得られた表面形状データを比較し、規定以上の変化をしていないものを合格とする。
請求項1:
フォトマスクブランク又はその製造中間体を構成する膜の応力の評価により、フォトマスクブランク又はその製造中間体を検査する方法であって、
(A)応力の検査対象である膜を有するフォトマスクブランク又はその製造中間体の表面形状を測定する工程、
(B)上記検査対象である膜を除去する工程、及び
(C)上記検査対象である膜が除去された処理基板の表面形状を測定する工程
を含む処理により、上記検査対象である膜の除去前のフォトマスクブランク又はその製造中間体と、上記検査対象である膜の除去後の上記処理基板との双方の表面形状を得、それら表面形状を比較することによって、上記検査対象である膜がもつ応力を評価することを特徴とするフォトマスクブランク又はその製造中間体の検査方法。
請求項2:
上記検査対象である膜が、位相シフト膜、遮光膜、エッチングマスク膜及びエッチングストッパー膜から選ばれる1以上の膜であることを特徴とする請求項1記載の検査方法。
請求項3:
上記フォトマスクブランク又はその製造中間体が、その製造過程において、上記フォトマスクブランク又はその製造中間体を構成する膜にエネルギーを付与する工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項1又は2記載の検査方法。
請求項4:
上記フォトマスクブランク又はその製造中間体が、フォトマスクに加工する際に、更に、他の膜を積層して加工するものであり、上記(A)工程の前に、上記他の膜を上記検査対象である膜上に積層することによって該検査対象である膜に与えられるエネルギーに相当するエネルギーを、上記検査対象である膜に予め付与した後、上記(A)〜(C)工程を含む処理により表面形状を得、それら表面形状を比較することによって、上記検査対象である膜がもつ応力を評価することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の検査方法。
請求項5:
上記他の膜がフォトレジスト膜であることを特徴とする請求項4記載の検査方法。
請求項6:
上記検査対象である膜がもつ応力の評価が、上記検査対象である膜を除去する前のフォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面と、フォトマスクブランク又はその製造中間体から上記検査対象である膜の全てを除去した後の処理基板の最表面とについて、
(1)各々の最表面を表面形状測定装置で測定して、該最表面のXYZ三次元座標データを取得し、
(2)各々の最表面から得られた座標データより、各々の最表面の最小二乗平面を求め、
(3)フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面の座標とその最小二乗平面との間の相対位置、及び処理基板の最表面の座標とその最小二乗平面との間の相対位置を各々固定した状態で、
上記座標及び最小二乗平面を、
(i)2つの最小二乗平面の双方が、XYZ三次元仮想空間のXY平面上に位置し、
(ii)前者の最小二乗平面のフォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面相当領域の中心と、後者の最小二乗平面の処理基板の最表面相当領域の中心との双方が原点に位置し、かつ
(iii)上記2つの最表面相当領域の4つの角の各々が、上記検査対象である膜の除去前後で対応するように、2つの最表面相当領域の対角線方向を合わせて重ねて配置し、
(4)上記配置された座標データの範囲内において、フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面の座標及び処理基板の最表面の座標でX値及びY値が一致する座標対の各々について、フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面のZ値(Z1)から処理基板の最表面のZ値(Z2)の差(Z1−Z2)を求め、
(5)該Z値の差(Z1−Z2)の最大値の絶対値と最小値の絶対値との和をそり変化量とし、該そり変化量により上記表面形状を比較して評価するものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の検査方法。
請求項7:
請求項6記載の検査方法において求められるそり変化量により、フォトマスクブランク又はその製造中間体の良否を判定することを特徴とするフォトマスクブランク又はその製造中間体の良否判定方法。
請求項8:
上記そり変化量の値が(50(nm)/L/152(mm))以下(但し、Lは透明基板の長辺の長さ(mm)を表わす)であるものを良品とすることを特徴とする請求項7記載の良否判定方法。
パターンサイズが65nm以下、特に45nm以下である光リソグラフィーに使用するフォトマスク、特にダブルパターニング用マスクに使用するフォトマスクは、極めて高いマスク精度を要求される。そのため、フォトマスクブランクの加工においても同様に極めて高い加工精度が要求されている。
(A)応力の検査対象である膜を有するフォトマスクブランク又はその製造中間体の表面形状を測定する工程、
(B)検査対象である膜を除去する工程、及び
(C)検査対象である膜が除去された処理基板の表面形状を測定する工程
を含む処理により、検査対象である膜の除去前のフォトマスクブランク又はその製造中間体と、検査対象である膜の除去後の処理基板との双方の表面形状を得、それら表面形状を比較することによって、上記検査対象である膜がもつ応力を評価することができる。
(1)各々の最表面を表面形状測定装置で測定して、最表面のXYZ三次元座標データを取得し、
(2)各々の最表面から得られた座標データより、各々の最表面の最小二乗平面を求め、
(3)フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面の座標とその最小二乗平面との間の相対位置、及び処理基板の最表面の座標とその最小二乗平面との間の相対位置を各々固定した状態で、
上記座標及び最小二乗平面を、
(i)2つの最小二乗平面の双方が、XYZ三次元仮想空間のXY平面上に位置し、
(ii)前者の最小二乗平面のフォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面相当領域の中心と、後者の最小二乗平面の処理基板の最表面相当領域の中心との双方が原点に位置し、かつ
(iii)上記2つの最表面相当領域の4つの角の各々が、検査対象である膜の除去前後で対応するように、2つの最表面相当領域の対角線方向を合わせて重ねて配置し、
(4)上記配置された座標データの範囲内において、フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面の座標及び処理基板の最表面の座標でX値及びY値が一致する座標対の各々について、フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面のZ値(Z1)から処理基板の最表面のZ値(Z2)の差(Z1−Z2)を求め、
(5)該Z値の差(Z1−Z2)の最大値の絶対値と最小値の絶対値との和をそり変化量とする。
(i)2つの最小二乗平面の双方が、XYZ三次元仮想空間のXY平面上に位置するように配置する。
(ii)前者の最小二乗平面のフォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面相当領域の中心と、後者の最小二乗平面の処理基板の最表面相当領域の中心との双方が原点に位置するように配置する。
(iii)2つの最表面相当領域の4つの角の各々が、検査対象である膜の除去前後で対応するように、2つの最表面相当領域の対角線方向を合わせて重ねて配置する。
(ハーフトーン位相シフト膜を有するフォトマスクブランクの製造)
4枚の152mm角の合成石英製フォトマスク用基板を準備し、その上に、ターゲットにMoSiとSiを用い、スパッタガスにアルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスを用いたスパッタ法にて、膜厚76nmのMoSiON膜(Mo:Si:O:N=1:4:1:4(原子比))を成膜した。
上記MoSiON膜を成膜した4枚のフォトマスクブランクに対し、照射幅が1-10m秒のキセノン閃光ランプを用いて、4点の異なるエネルギー量をそれぞれのフォトマスクブランクに照射した。なお、以下において、エネルギーは規格化値を用いて示すが、それぞれの値は、3175V印加したときのエネルギーを1とした場合の値である。
ハーフトーン位相シフト膜成膜前の基板と、形状調整のための高エネルギー付与を行ったフォトマスクブランクとの表面形状は、そり変化量(ΔTIR)で比較した。このそり変化量(ΔTIR)は、次のように求めた。
上記異なるエネルギー量で閃光ランプを照射して形状調整を行った位相シフト膜を有するフォトマスクブランクから、フッ素系エッチングガスを用いるドライエッチングにより、下記のドライエッチング条件で位相シフト膜を除去した。
RF1(RIE):CW 54V
RF2(ICP):CW 325W
Pressure:5mTorr
SF6:18sccm
O2 :45sccm
光学的表面形状測定装置(Tropel社製UltraFlat)を用いて、上記のドライエッチングで位相シフト膜を除去して得た処理基板の表面を測定し表面形状のデータを得た。この表面形状と、上記したハーフトーン位相シフト膜成膜後に閃光ランプ照射を行ったそれぞれのフォトマスクブランクの表面形状とを、上記と同様の方法で比較し、そり変化量(ΔTIR)を求めた。このそり変化量を図2に示す。
(エッチングマスク膜の成膜)
実施例1と同様の方法により、4枚の152mm角の合成石英製フォトマスク用基板上に、それぞれ、膜厚76nmのMoSiON膜(Mo:Si:O:N=1:4:1:4(原子比))を成膜し、得られたMoSiON膜を成膜した基板に対し、更に、実施例1記載の閃光ランプ照射装置を用い、照射エネルギー1.015での照射を行った。
まず、エッチングマスク膜をもつ4枚のフォトマスクブランクそれぞれの表面形状を、表面形状測定装置(Tropel社製UltraFlat)を用いて測定し、表面解析データを得た。次に、上記フォトマスクブランクより塩素系ドライエッチング条件(Cl2:185sccm、O2:55sccm、He:9.25sccm)を用いてエッチングしたところ、エッチングマスク膜のみが選択的に除去された。
102 フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面の最小二乗平面
201 処理基板の最表面の座標群
202 処理基板の最表面の最小二乗平面
102a,202a 最表面相当領域
Claims (8)
- フォトマスクブランク又はその製造中間体を構成する膜の応力の評価により、フォトマスクブランク又はその製造中間体を検査する方法であって、
(A)応力の検査対象である膜を有するフォトマスクブランク又はその製造中間体の表面形状を測定する工程、
(B)上記検査対象である膜を除去する工程、及び
(C)上記検査対象である膜が除去された処理基板の表面形状を測定する工程
を含む処理により、上記検査対象である膜の除去前のフォトマスクブランク又はその製造中間体と、上記検査対象である膜の除去後の上記処理基板との双方の表面形状を得、それら表面形状を比較することによって、上記検査対象である膜がもつ応力を評価することを特徴とするフォトマスクブランク又はその製造中間体の検査方法。 - 上記検査対象である膜が、位相シフト膜、遮光膜、エッチングマスク膜及びエッチングストッパー膜から選ばれる1以上の膜であることを特徴とする請求項1記載の検査方法。
- 上記フォトマスクブランク又はその製造中間体が、その製造過程において、上記フォトマスクブランク又はその製造中間体を構成する膜にエネルギーを付与する工程を経て得られたものであることを特徴とする請求項1又は2記載の検査方法。
- 上記フォトマスクブランク又はその製造中間体が、フォトマスクに加工する際に、更に、他の膜を積層して加工するものであり、上記(A)工程の前に、上記他の膜を上記検査対象である膜上に積層することによって該検査対象である膜に与えられるエネルギーに相当するエネルギーを、上記検査対象である膜に予め付与した後、上記(A)〜(C)工程を含む処理により表面形状を得、それら表面形状を比較することによって、上記検査対象である膜がもつ応力を評価することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の検査方法。
- 上記他の膜がフォトレジスト膜であることを特徴とする請求項4記載の検査方法。
- 上記検査対象である膜がもつ応力の評価が、上記検査対象である膜を除去する前のフォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面と、フォトマスクブランク又はその製造中間体から上記検査対象である膜の全てを除去した後の処理基板の最表面とについて、
(1)各々の最表面を表面形状測定装置で測定して、該最表面のXYZ三次元座標データを取得し、
(2)各々の最表面から得られた座標データより、各々の最表面の最小二乗平面を求め、
(3)フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面の座標とその最小二乗平面との間の相対位置、及び処理基板の最表面の座標とその最小二乗平面との間の相対位置を各々固定した状態で、
上記座標及び最小二乗平面を、
(i)2つの最小二乗平面の双方が、XYZ三次元仮想空間のXY平面上に位置し、
(ii)前者の最小二乗平面のフォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面相当領域の中心と、後者の最小二乗平面の処理基板の最表面相当領域の中心との双方が原点に位置し、かつ
(iii)上記2つの最表面相当領域の4つの角の各々が、上記検査対象である膜の除去前後で対応するように、2つの最表面相当領域の対角線方向を合わせて重ねて配置し、
(4)上記配置された座標データの範囲内において、フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面の座標及び処理基板の最表面の座標でX値及びY値が一致する座標対の各々について、フォトマスクブランク又はその製造中間体の最表面のZ値(Z1)から処理基板の最表面のZ値(Z2)の差(Z1−Z2)を求め、
(5)該Z値の差(Z1−Z2)の最大値の絶対値と最小値の絶対値との和をそり変化量とし、該そり変化量により上記表面形状を比較して評価するものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の検査方法。 - 請求項6記載の検査方法において求められるそり変化量により、フォトマスクブランク又はその製造中間体の良否を判定することを特徴とするフォトマスクブランク又はその製造中間体の良否判定方法。
- 上記そり変化量の値が(50(nm)/L/152(mm))以下(但し、Lは透明基板の長辺の長さ(mm)を表わす)であるものを良品とすることを特徴とする請求項7記載の良否判定方法。
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