JP2014002395A - マスクブランク用基板セットの製造方法、マスクブランクセットの製造方法、フォトマスクセットの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
【解決手段】薄膜が設けられる側の主表面が研磨された基板を複数枚準備する研磨工程と、前記基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状を測定し、前記主表面の中央部を含む一辺が142mmの四角形の内側領域における平坦度が0.3μm以下である基板を複数枚選定する形状選定工程と、前記複数枚の基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状から平均の主表面の形状を算出してこれを基準基板における基準主表面の形状とし、前記複数枚の基板のうちの各基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状を、前記基準主表面の形状に対してフィッティングを行い、そのフィッティング差が40nm以下となる基板をマスクブランク用基板として選定する基板選定工程と、前記マスクブランク用基板を複数枚集め、マスクブランク用基板セットとする工程と、を有する。
【選択図】図1
Description
図5は、本発明の実施の形態に係るマスクブランク用基板セットに用いられるマスクブランク用基板を説明するための図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)におけるY1−Y1線に沿う断面図であり,(c)は(a)におけるXY1−XY1線に沿う断面図である。なお、図5(b)に示す形状は、(a)におけるX1−X1線に沿う断面図における形状とほぼ同じであり、図5(c)に示す形状は、(a)におけるXY2−XY2線に沿う断面図における形状とほぼ同じである。図5(a)に示すマスクブランク用基板は、転写パターンを形成する薄膜を設ける側の主表面が、中央部を含む142mm角内の領域における平坦度が0.3μm以下、かつ、中央部で相対的に高く、周縁部で相対的に低くなる凸形状である。図5(a)において、マスクブランク用基板の一辺の長さをLs(A=152mm)とし、142mm角内の領域の一辺の長さをLb(B=142mm)とし、132mm角内の領域の一辺の長さをLp(C=132mm)としている。なお、142mm角内の領域における平坦度とは、図5(b)や図5(c)に示すように、その領域内でマスクブランク用基板1の最も高い部分と、最も低い部分の領域の差Hが最大の部分のことをいう。
この実施例1で製造するマスクブランク用基板の形状については、その転写パターンを形成する薄膜を設ける側の主表面の形状を、その中央部を含む142mm角内の領域において、平坦度が0.3μmとなる形状とすることを目指して研磨加工される。具体的には、以下の各研磨工程を経て、製造される。
研磨液:酸化セリウム(平均粒径2μm〜3μm)+水
研磨パッド:硬質ポリシャ(ウレタンパッド)
研磨液:酸化セリウム(平均粒径1μm)+水
研磨パッド:軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
研磨液:コロイダルシリカ(平均粒径100nm)+水
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
実施例1と同様に、精密研磨および超精密研磨工程を行って複数のガラス基板を得た。このようにして得られた複数のガラス基板の形状について、波長変調レーザーを用いた波長シフト干渉計で求めた。複数のガラス基板のうち、転写パターンを形成する薄膜を設ける側の主表面の形状が、その中央部を含む142mm角の領域において0.3μm以下であるものを選定した。次に、その選定された複数のガラス基板の中から、基準基板の主表面形状(球面であり、曲率半径r=14,508,150mm、132mm角内の領域において、平坦度が0.3μmとなる曲面形状。)とその中央部を含む132mm角内の領域でフィッティングを行い、差が40nm以下であるものを選定した。さらに選定された複数のガラス基板の中から10枚選択して、マスクブランク用基板セット(基板セット)とした。
実施例1と同様に、精密研磨および超精密研磨工程を行って複数のガラス基板を得た。このようにして得られた複数のガラス基板の形状について、波長変調レーザーを用いた波長シフト干渉計で求めた。複数のガラス基板のうち、転写パターンを形成する薄膜を設ける側の主表面の形状が、その中央部を含む142mm角の領域において0.3μm以下であるものを選定した。次に、その選定された複数のガラス基板の中から、基準基板の主表面形状(球面であり、r=21,762,225mm,132mm角の領域において、平坦度が0.2μmとなる曲面形状。)とその中央部を含む132mm角内の領域でフィッティングを行い、差が40nm以下であるものを選定した。さらに選定された複数のガラス基板の中から10枚選択して、マスクブランク用基板セット(基板セット)とした。
実施例1において作製された各マスクブランク用基板セットについて、各ガラス基板上に、位相シフト膜と、裏面反射防止層、遮光層、および表面反射防止層からなる遮光膜を形成した。具体的には、スパッタターゲットとしてMoとSiの混合ターゲット(原子%比Mo:Si=10:90)を用い、Ar,N2,Heの混合ガスをスパッタリングガス(ガス流量比Ar:N2:He=5:49:46)とし、ガス圧0.3Pa、DC電源の電力を2.8kWで、位相シフト膜としてMoSiN膜を69nmの膜厚に成膜した。次に、位相シフト膜が成膜された基板を250℃で5分間加熱処理(アニール処理)した。
実施例2において作製された各マスクブランク用基板セットについて、各ガラス基板上に、実施例4と同一構造の位相シフト膜と、裏面反射防止層、遮光層、および表面反射防止層からなる遮光膜を形成した。次いで実施例1と同様、作製されたマスクブランクについて、それぞれ検査装置M1350によって欠陥検査を行い、合格となったマスクブランクの中から5枚を選択し、これをマスクブランクセットとした。
実施例3において作製された各マスクブランク用基板セットについて、各ガラス基板上に、実施例4と同一構造の位相シフト膜と、裏面反射防止層、遮光層、および表面反射防止層からなる遮光膜を形成した。次いで実施例1と同様、作製されたマスクブランクについて、それぞれ検査装置M1350によって欠陥検査を行い、合格となったマスクブランクの中から5枚を選択し、これをマスクブランクセットとした。
実施例1において作製された各マスクブランク用基板セットについて、各ガラス基板上に、遮光膜として、MoSiON膜(裏面反射防止層)、MoSi(遮光層)、MoSiON膜(反射防止層)を形成した。具体的には、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、ArとO2とN2とHeをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比Ar:NO:N2:He=5:4:49:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を7nmの膜厚で形成し、次いで、同じターゲットを用い、Arをスパッタリングガス圧0.1Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデンおよびシリコンからなる膜(MoSi膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を35nmの膜厚で形成し、次いで、Mo:Si=4:96(原子%比)のターゲットを用い、ArとO2とN2とHeをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比Ar:NO:N2:He=5:4:49:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約4:96)を10nmの膜厚で形成した。遮光性膜10の合計膜厚は52nmとした。この条件で成膜された裏面反射防止層、遮光層および表面反射防止層は、遮光膜全体で低応力であり、基板の形状変化を最小限に抑制できた。
実施例2において作製された各マスクブランク用基板セットについて、各ガラス基板上に、実施例7と同一構造の裏面反射防止層、遮光層、および表面反射防止層からなる遮光膜を形成した。次いで実施例1と同様、作製されたマスクブランクについて、それぞれ検査装置M1350によって欠陥検査を行い、合格となったマスクブランクの中から5枚を選択し、これをマスクブランクセットとした。
実施例3において作製された各マスクブランク用基板セットについて、各ガラス基板上に、実施例7と同一構造の裏面反射防止層、遮光層、および表面反射防止層からなる遮光膜を形成した。次いで実施例1と同様、作製されたマスクブランクについて、それぞれ検査装置M1350によって欠陥検査を行い、合格となったマスクブランクの中から5枚を選択し、これをマスクブランクセットとした。
実施例2において、超精密研磨工程および超音波洗浄まで行ったガラス基板に対し、その主表面にMRF(Magneto Rheological Finishing)加工法による局所加工を行った。最初に、このガラス基板の主表面の平坦度を、波長変調レーザーを用いた波長シフト干渉計で測定した(測定領域:基板中心と同心の142mm角内の領域)。次に、その実測値を基に、まず、基板主表面の142mm角内の領域で平坦度が0.3μm以下の範囲になっているかを検証する。平坦度が0.3μmを超えている場合には、最も低い箇所から見て、0.3μmを超える高さの領域を局所加工が必要な領域として特定し、必要加工量を算出する。次に、基板主表面の実測値を基に、基板主表面の132mm角内の領域に対して、基準基板の基準曲面に対してフィッティングを行う。この場合では、132mm角内の領域の基板主表面に対して、基準曲面が所定の許容される最大のフィッティング差(40nm)よりも上方の高さに位置しないようにフィッティングさせる。そして、フィッティングさせた基準曲面に対し、基板主表面が所定の許容される最大のフィッティング差(40nm)よりも上方に位置する箇所を局所加工が必要な領域として特定し、必要加工量を算出する。この段階で、局所加工の必要がないと判断された基板については、本発明のマスクブランク用基板として使用可能な合格品となる。
研磨液:コロイダルシリカ(平均粒径70nm)
+アルカリ水溶液(NaOH、pH11)
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
実施例3において、超精密研磨工程および超音波洗浄まで行ったガラス基板に対し、実施例10と同様に、その主表面にMRF(Magneto Rheological Finishing)加工法による局所加工を行った。ここでは、基板主表面の142mm角内の領域で平坦度が0.3μm以下の範囲となるようにするのはもちろん、132mm角内の領域で平坦度が0.2μm以下の範囲になるように局所加工を行った。その結果、得られたガラス基板の形状は、転写パターンを形成する薄膜を設ける主表面の形状が中央で相対的に高く、周縁部で相対的に低くなるような凸形状であった。さらに、仮想基準主表面とフィッティングしたときの差が40nm以下のもの、すなわち本発明のマスクブランク用基板として使用可能な合格品は、100枚中100枚であり、極めて高い歩留まりで製造することができた。
2 主表面
3 基準主表面
4 磁性研磨スラリー
5 研磨スポット
6 電磁石
13 凸部分
41 磁性流体
42 研磨スラリー
Claims (14)
- マスクブランク用基板を複数枚セットとしたマスクブランク用基板セットの製造方法であって、
薄膜が設けられる側の主表面が研磨された基板を複数枚準備する研磨工程と、
研磨工程後の前記基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状を測定し、前記主表面の中央部を含む一辺が142mmの四角形の内側領域における平坦度が0.3μm以下である基板を複数枚選定する形状選定工程と、
前記形状選定工程で選定された前記複数枚の基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状から平均の主表面の形状を算出してこれを基準基板における基準主表面の形状とし、前記複数枚の基板のうちの各基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状を、前記基準主表面の形状に対して中央部を含む一辺が132mmの四角形の内側領域でフィッティングを行い、そのフィッティング差が40nm以下となる基板をマスクブランク用基板として選定する基板選定工程と、
前記基板選定工程で選定されたマスクブランク用基板を複数枚集め、マスクブランク用基板セットとする工程と、
を有することを特徴とするマスクブランク用基板セットの製造方法。 - 前記形状選定工程は、前記基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状が、中央部で相対的に高く、周縁部で相対的に低くなるような凸形状である基板を複数枚選定する工程であることを特徴とする請求項1に記載のマスクブランク用基板セットの製造方法。
- 前記マスクブランク用基板は、その主表面に転写パターンが形成された薄膜を備えたフォトマスクを作製し、前記フォトマスクを複数枚セットとしたフォトマスクセットを作製するために用いられるものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマスクブランク用基板セットの製造方法。
- 前記フォトマスクセットの各フォトマスクは、前記基板の主表面上にダブルパターニング技術またはダブル露光技術のいずれかを適用できるように生成された転写パターンが形成された薄膜を有するものであることを特徴とする請求項3に記載のマスクブランク用基板セットの製造方法。
- 前記基準主表面は、中央部を含む132mm角内の領域における平坦度が0.2μm以下であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のマスクブランク用基板セットの製造方法。
- マスクブランク用基板の主表面に転写パターンを形成するための薄膜を備えたマスクブランクを複数枚セットとしたマスクブランクセットの製造方法であって、
前記薄膜が設けられる側の主表面が研磨された基板を複数枚準備する研磨工程と、
研磨工程後の前記基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状を測定し、前記主表面の中央部を含む一辺が142mmの四角形の内側領域における平坦度が0.3μm以下である基板を複数枚選定する形状選定工程と、
前記形状選定工程で選定された前記複数枚の基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状から平均の主表面の形状を算出してこれを基準基板における基準主表面の形状とし、前記複数枚の基板のうちの各基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状を、前記基準主表面の形状に対して中央部を含む一辺が132mmの四角形の内側領域でフィッティングを行い、そのフィッティング差が40nm以下となる基板をマスクブランク用基板として選定する基板選定工程と、
前記基板選定工程で選定されたマスクブランク用基板の前記薄膜が設けられる側の主表面に前記薄膜を形成してマスクブランクを製造する薄膜形成工程と、
前記薄膜形成工程で製造されたマスクブランクを複数枚集め、マスクブランクセットとする工程と、
を有することを特徴とするマスクブランクセットの製造方法。 - 前記形状選定工程は、前記基板における薄膜が設けられる側の主表面の形状が、中央部で相対的に高く、周縁部で相対的に低くなるような凸形状である基板を複数枚選定する工程であることを特徴とする請求項6に記載のマスクブランクセットの製造方法。
- 前記マスクブランクは、前記薄膜に転写パターンを設けてフォトマスクを作製し、前記フォトマスクを複数枚セットとしたフォトマスクセットを作製するために用いられるものであることを特徴とする請求項6または請求項7に記載のマスクブランクセットの製造方法。
- 前記フォトマスクセットの各フォトマスクは、前記基板の主表面上にダブルパターニング技術またはダブル露光技術のいずれかを適用できるように生成された転写パターンが形成された薄膜を有するものであることを特徴とする請求項8に記載のマスクブランクセットの製造方法。
- 前記基準主表面は、中央部を含む132mm角内の領域における平坦度が0.2μm以下であることを特徴とする請求項6から請求項9のいずれかに記載のマスクブランクセットの製造方法。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載のマスクブランク用基板セットの製造方法で製造されたマスクブランク用基板セットにおける各マスクブランク用基板の前記薄膜が設けられる側の主表面に前記薄膜を形成してマスクブランクを製造する薄膜形成工程と、
前記薄膜形成工程で製造されたマスクブランクを複数枚集め、マスクブランクセットとする工程と、を有することを特徴とするマスクブランクセットの製造方法。 - 請求項11に記載のマスクブランクセットの製造方法で製造されたマスクブランクセットにおける各マスクブランクの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フォトマスクセットの製造方法。
- 請求項6から請求項10のいずれかに記載のマスクブランクセットの製造方法で製造されたマスクブランクセットにおける各マスクブランクの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フォトマスクセットの製造方法。
- 請求項12または請求項13に記載のフォトマスクセットの製造方法で製造されたフォトマスクセットを用いて、リソグラフィ法により各フォトマスクの転写パターンを半導体基板上にパターン転写することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
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