JP2014038333A - マスクブランク用基板、マスクブランク、露光用マスク、半導体デバイスの製造方法、及びマスクブランク用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクステージにチャックした後の平坦度が良好な、マスクブランク用基板技術を提供する。
【解決手段】マスクパターンを有する薄膜が形成される側となる主表面１２０における外周端面から内側２ｍｍの領域を除いた方形の平坦度測定領域１６０の平坦度が０．６μｍ以下であり、平坦度測定領域は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリア１４０を含む領域であり、基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、基板主表面における外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域１７０のコーナーにおける高さを基準としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域のコーナーにおける高さが、−０．０２μｍ以上−０．０００８μｍ以下の範囲、または０．００２４μｍ以上０．０５μｍ以下の範囲のいずれかの範囲内にあるマスクブランク用基板１００。
【選択図】図３

Description

本発明は、マスクブランク用基板、マスクブランク、露光用マスク、半導体デバイスの
製造方法、及びマスクブランク用基板の製造方法に関する。

従来、露光装置のマスクステージにチャックした後の平坦度が良好なマスク基板を選択
するための方法が様々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−５０４５８号公報

しかし、従来の方法によれば、複数のマスク基板（マスクブランク用基板）の各々につ
いて、主面の表面形状を示す情報と、露光装置のマスクステージにチャックする前後の主
面の平坦度情報を取得するか、又はマスク基板の主面の平坦度と露光装置のマスクチャッ
クの構造とからマスク基板を露光装置にセットした時のシミュレーションによる主面の平
坦度を示す惰報を取得しなければならなかった。そのため、従来、露光装置のマスクステ
ージにチャックした後の平坦度が良好なマスク基板を選択するために、非常に手間がかか
っていた。

本発明は、従来技術にあるような露光装置のマスクステージにチャックした後のマスク
基板の平坦度をシミュレーションする等必要のない、位置精度及びフォーカス精度が良好
なマスクブランク用基板、マスクブランク、露光用マスク、半導体デバイスの製造方法、
及びマスクブランク用基板の製造方法を提供することにある。

数多くの実験を垂ねた結果、露光装置に露光用マスクをセットし、半導体基板上にデザ
インルール６５ｎｍノードの線幅、精度の回路パターンを形成するには、露光用マスクを
構成するマスクブランク用基板におけるマスクステージにチャックされる側の主表面を、
以下の要件（１）、（２）を満たすように形成すればよいことがわかった。
尚、上記デザインルール６５ｎｍノードとは、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＴＥＣＨ
ＮＯＬＯＧＹ ＲＯＡＤＭＡＰ ＦＯＲ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ（ＬＩＴＨＯＧ
ＲＡＰＨＹ）に示されているＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏｄｅ ハーフピッチ６５ｎｍ（
ｈｐ６５）をいう。

即ち、第１の態様として、
（１）外周端面から内側２ｍｍの領域を除いた平坦度測定領域の平坦度が０．６μｍ以下
であること。
（２）平坦度測定領域外周のコーナー部のうち少なくとも３箇所が、外周側に向かって盛
り上がった形状をなしていること。

また、第２の態様として、
（１）外周端面から内側２ｍｍの領域を除いた平坦度測定領域の平坦度が０．６μｍ以下
であること。
（２）平坦度測定領域のコーナー部の形状が、基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点
を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、前記基板主表面におけ
る外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを基準
としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域のコーナーにおける
高さが、−０．０２μｍ以上０．０５μｍ以下であること。

ここで、平坦度とは、基板主表面の表面側に任意に設けた基準面から、主表面内におけ
る表面形状の最大高さと最小高さの差（測定面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面
（焦平面）に対する測定面の最大値と最小値の差）をいう。
上記要件（１）の平坦度が同じであっても、平坦度測定領域の縁部の形状は、外周側に
向かって、フラットな形状、縁だれ形状（ロールオフ（ｒｏｌｌ−ｏｆｆ）形状）、又は
盛り上がった形状（スキージャンプ（ｓｋｉ−ｊｕｍｐ）形状）になり得る。これに対し
、本願発明者は、平坦度測定領域のコーナー部に要求される要件（２）を見出し、本願発
明に至った。

これらの要件を満たしていれば、デザインルール６５ｎｍノードで露光用マスクに要求
される、露光装置のマスクステージにチャックした際の露光用マスクの平坦度０．２４μ
ｍ以下を実現することができる。コーナー部の形状が適切でないと、チャックの際に露光
用マスクの基板が変形し、転写パターンの位置精度、即ち転写パターン間の距離ずれや、
線幅の均一性が悪化してしまう。

本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）露光装置のマスクステージにチャックされるマスクブランク用基板であって
、マスクステージにチャックされる側の主表面における外周端面から内側２ｍｍの領域を
除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が０．６μｍ以下であり、平坦度測定領域の四隅の
コーナー部のうち、少なくとも３箇所のコーナー部が、外周側に向かって盛り上がった形
状をなしている。

このように構成すれば、露光装置のマスクステージにチャックした後の平坦度（フラッ
トネス）が良好なマスクブランク用基板を、多くの手間をかけることなく得ることができ
る。また、これにより、マスクブランク用基板を用いて製造される露光用マスクによる転
写パターンの位置精度を高めることができる。

ここで、平坦度とは、基板表面の測定面から最小二乗法で算出される仮想絶対平面（焦
平面）に対する測定面の最大値と最小値の差である。また、主表面の表面形状は、問わな
い。凸形状、凹形状、樽形状、蒲鉾形状等何でも構わない。

また、上述の（１）の要件として、平坦度測定領域を外周端面から内側２ｍｍの領域を
除いた領域としたのは、外周部での測定が困難であるとともに、測定できたとしてもその
値が正確に表示できないことがあること。また、製造工程の特性上縁だれた形状となるこ
とが自明であるためである。

尚、平坦度測定領域の縁部におけるコーナー部以外の部分は、縁だれた形状であってよ
い。コーナー部とは、例えばコーナー近傍の領域である。平坦度測定領域は、マスクブラ
ンク用基板の平坦度を測定する場合に測定対象となる領域である。更に具体的には、例え
ば、１４８ｍｍ四方の正方形の頂点と、１３２ｍｍ四方の正方形の頂点とを対角とした８
ｍｍ四方の正方形の領域である。例えばマスクブランク用基板の主表面が１５２ｍｍ四方
の正方形である場合、平坦度測定領域は、例えば、１４８ｍｍ四方の正方形の領域である
。

また、露光装置は、例えばステッパーである。マスクブランク用基板は、縮小露光装置
用マスクとして試用されるレチクルに用いられるレチクル用基板であってよい。マスクブ
ランク用基板は、例えば、露光用マスクに加工された後に、露光装置のマスクステージに
チャックされる。

（構成２）平坦度測定領域は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパター
ンエリアを含む領域であり、平坦度測定領域のコーナー部における盛り上がった形状は、
パターンエリアのコーナーのうち、当該盛り上がった形状のコーナー部に最も近いコーナ
ーを基準点とした最大高さが０．２５μｍ以下になる形状である。

パターンエリアは、例えば、主表面の中央部に設定された１３２ｍｍ×１１０ｍｍの領
域である。この場合、また、上述（２）の要件である外周コーナー部が盛り上がった形状
とは、１３２ｍｍ×１１０ｍｍのパターンエリアの各コーナーよりも、１４８ｍｍ四方の
平坦度測定領域の各コーナーの方が高くなっている形状を言う。

この盛り上がった形状を、パターンエリアのコーナーを基準点としたときの最大高さが
０．２５μｍ以下とすることが、吸着後の変形量の点から好ましい。このように構成すれ
ば、チャックした後の平坦度が良好なマスクブランク用基板を、適切に得ることができる
。

（構成３）平坦度測定領域は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパター
ンエリアを含む領域であり、平坦度測定領域のコーナー部における盛り上がった形状が、
基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状
を測定したとき、前記基板主表面における外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側
方形領域のコーナーにおける高さを基準としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域を
除いた外側方形領域のコーナーにおける高さが−０．０２μｍ以上０．０５μｍ以下であ
る形状を、上述（２）の外周コーナー部が盛り上がった形状の要件としてもよい。

（構成４）露光装置のマスクステージにチャックされるマスクブランク用基板であって
、前記マスクステージにチャックされる側の主表面における外周端面から内側２ｍｍの領
域を除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が０．６μｍ以下であり、前記平坦度測定領域
は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含む領域であり、
前記平坦度測定領域のコーナー部における形状は、基板主表面の中心を通り基板の四隅の
頂点を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、前記基板主表面に
おける外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを
基準としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域のコーナーにお
ける高さが、−０．０２μｍ以上０．０５μｍ以下としている。
このように構成すれば、露光装置のマスクステージにチャックした後の平坦度（フラッ
トネス）が良好なマスクブランク用基板を、多くの手間をかけることなく得ることができ
る。また、これにより、マスクブランク用基板を用いて製造される露光用マスクによる転
写パターンの位置精度を高めることができる。

（構成５）露光装置のマスクステージは、マスクブランク用基板の主表面を吸着するチ
ャック部材を有し、チャック部材は、主表面と平行に線状に延伸する３本の支持部であっ
て、３本のうちの少なくとも一部により主表面を支持する３本の支持部と、３本の支持部
の合間に形成される２本の吸引口とを有する。このような３線支持型のチャック部材を用
いることにより、チャックした後のマスクブランク用基板の平坦度を良好にすることがで
きる。

（構成６）構成１乃至５の何れか一に記載のマスクブランク用基板の主表面上にマスク
パターンとなる薄膜が形成されていることを特徴とするマスクブランク。
（構成７）半導体デザインルールで６５ｎｍ対応のマスクブランクであることを特徴と
する構成６の記載のマスクブランク。
このように構成すれば、微細化するパターンに対応可能なマスクブランクを提供するこ
とができる。

（構成８）構成６又は７記載の薄膜をパターニングしてマスクブランク用基板の主表面
上にマスクパターンが形成されていることを特徴とする露光用マスク。このように構成す
れば、微細化するパターンに対応可能な露光用マスクを提供することができる。

（構成９）構成８記載の露光用マスクを露光装置のマスクステージにセットし、露光用
マスクに露光光を照射して、マスクパターンを転写することで、半導体ウエハー上にパタ
ーンを形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
このように構成すれば、パターン欠陥のない微細な回路配線を有する半導体デバイスが
得られる。

（構成１０）露光装置のマスクステージにチャックされるマスクブランク用基板の製造
方法であって、基板を研磨する研磨工程と、基板におけるマスクステージにチャックされ
る側の主表面の一部であり、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエ
リアを含み、かつ基板の外周端面を含まない平坦度測定領域の平坦度を測定する平坦度測
定工程と、平坦度測定領域の平坦度が所定の範囲内であり、かつ平坦度測定領域の四隅の
コーナー部のうち、少なくとも３箇所のコーナー部が、外周側に向かって盛り上がった形
状をなしている基板を選定する選定工程とを備える。このようにすれば、構成１と同様の
効果を得ることができる。

（構成１１）露光装置のマスクステージにチャックされるマスクブランク用基板の製造
方法であって、基板を研磨する研磨工程と、前記基板における前記マスクステージにチャ
ックされる側の主表面の一部であり、マスクパターンを形成するための方形領域であるパ
ターンエリアを含み、かつ前記基板の外周端面を含まない平坦度測定領域の平坦度を測定
する平坦度測定工程と、前記平坦度測定領域の平坦度が所定の範囲内であり、かつ前記平
坦度測定領域のコーナー部の形状は、基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対
角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、前記基板主表面における外周端
面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを基準としたと
きの外周端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域のコーナーにおける高さが、
−０．０２μｍ以上０．０５μｍ以下である前記基板を選定する選定工程とを備える。こ
のようにすれば、構成１と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、例えば、露光装置のマスクステージにチャックした後の平坦度が良好
なマスクブランク用基板、マスクブランク、及び露光用マスクを適切に得ることができる
。また、例えば、パターン欠陥のない微細な回路配線を有する半導体デバイスが得られる
。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本発明の第一実施形態に係るマスクブランク用基板１０の一例を示す
。図１は、マスクブランク用基板１０の斜視図である。図２は、マスクブランク用基板１
０の部分断面図であり、図１に示した一点鎖線ＡＢに沿ったマスクブランク用基板１０の
主表面１２の形状を示す。

マスクブランク用基板１０は、マスクステージにチャックされる側の主表面１２に、パ
ターンエリア１４及び平坦度測定領域１６を有する。主表面１２は、１５２ｍｍ四方の正
方形である。露光用マスクのパターンエリアは、通常、四隅にコーナー１８を有する１３
２ｍｍ×１１０ｍｍの方形領域である。従って、マスクブランク用基板の段階では、通常
、パターンエリア１４の配置が決定していないので、マスクブランク用基板におけるパタ
ーンエリア１４は、１３２ｍｍ×１１０ｍｍを９０°回転した場合を想定して、１３２ｍ
ｍ四方の正方形領域とする。また、平坦度測定領域１６は、四隅にコーナー２０を有する
１４８ｍｍ四方の正方形の領域である。平坦度測定領域１６の平坦度は、０．６μｍ以下
である。

そして、平坦度測定領域１６の４箇所のコーナー部のうち、少なくとも３箇所のコーナ
ー部は、図２に示すように、外周側に向かって盛り上がった形状をなしている。外周側に
向かう方向とは、パターンエリア１４のコーナー１８から平坦度測定領域１６のコーナー
２０に向かう方向である。また、この盛り上がった形状の高さｈは、０．２５μｍ以下で
ある。この高さｈは、コーナー１８を基準点としたコーナー２０の高さである。この高さ
ｈが０．２５μｍ以下であれば、コーナー１８とコーナー２０との間における主表面１２
の形状は問わない。主表面１２は、例えば点線３２に示しように、コーナー１８とコーナ
ー２０との間において、一旦０．２５μｍよりも高く盛り上がっていてもよい。

図３及び図４は、本発明の第二実施形態に係るマスクブランク用基板１００の一例を示
す。図３は、マスクブランク用基板１００の斜視図である。図４は、マスクブランク用基
板１００の部分断面図であり、図３に示した一点鎖線（Ａ’Ｂ’、Ａ’’Ｂ’’）に沿っ
たマスクブランク用基板１００の主表面１２０の形状を示す。

マスクブランク用基板１００は、マスクステージにチャックされる側の主表面１２０に
、パターンエリア１４０及び平坦度測定領域１６０を有する。主表面１２０は、１５２ｍ
ｍ四方の正方形である。露光用マスクのパターンエリアは、通常、１３２ｍｍ×１１０ｍ
ｍの方形領域である。従って、マスクブランク用基板の段階では、通常、パターンエリア
１４０の配置が決定していないので、マスクブランク用基板におけるパターンエリア１４
０は、１３２ｍｍ×１１０ｍｍを９０°回転した場合を想定して、１３２ｍｍ四方の正方
形領域とする。平坦度測定領域１６０の平坦度は、０．６μｍ以下である。

そして、平坦度測定領域１６０のコーナー部の形状は、以下のように定義される高さｈ
’を有する形状である。その形状は、図３又は図４において、基板主表面の中心Ｏを通り
、基板の四隅の頂点２１０、２１１、２１２、２１３を結ぶ対角方向（対角線Ａ’Ｂ’、
Ａ’’Ｂ’’）における基板主表面の表面形状を測定したときに、基板主表面における外
周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域１７０のコーナー１８０における高
さを基準としたときの外側端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域（この場合
、パターンエリア１４０と同じ）のコーナー１９０における高さｈ’が、−０．０２μｍ
以上０．０５μｍ以下の形状である。上記高さｈ’は、好ましくは、−０．０２μｍ以上
０．０２５μｍ以下、更に好ましくは−０．０１μｍ以上０．０２μｍ以下が望ましい。

マスクブランク用基板１０、１００は、主表面上にマスクパターンとなる薄膜が形成さ
れて、マスクブランクとなる。また、この薄膜をパターニングすることにより、マスクブ
ランク用基板１０、１００の主表面上にマスクパターンが形成されて、露光用マスクとな
る。

尚、マスクブランク用基板１０、１００の材料は特に限定されない。使用する露光光源
に応じて選択される。例えば、ＡｒＦエキシマレーザ露光用マスクブランクやＦ_２エキシ
マレーザ露光用マスクブランクの場合、合成石英ガラスが用いられる。また、ＥＵＶ露光
用マスクブランクの場合、露光時の熱による被転写パターンの歪みを抑えるために、低熱
膨張係数を有する基板材料（例えぱ、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス、合成石英ガラス、β
一石英固溶体を析出した結晶化ガラスなど）が用いられる。

また、マスクブランク用基板１０、１００の主表面上に形成されるマスクパターンとな
る薄膜は、被転写体に転写するときに使用される露光光（露光光源から発せられる光）に
対し、光学的変化をもたらす薄膜であり、例えば、露光光を遮断する遮光膜や、露光光の
位相差を変化させる位相シフト膜、露光光を反射させる反射膜、露光光を吸収する光吸収
体膜などが挙げられる。

遮光膜としては、一般に、Ｃｒ膜、Ｃｒに酸素、窒素、炭素、弗素を選択的に含むＣｒ
合金膜、これらの積層膜、ＭｏＳｉ膜、ＭｏＳｉに酸素、窒素、炭素を選択的に合むＭｏ
Ｓｉ合金膜、これらの積層膜などが挙げられる。

位相シフト膜としては、位相シフト機能のみを有するＳｉＯ_２膜のほかに、位相シフト
機能及び遮光機能を有する金属シリサイド酸化膜、金属シリサイド窒化膜、金属シリサイ
ド酸化窒化膜、金属シリサイド酸化炭化膜、金属シリサイド酸化窒化炭化膜（金属：Ｍｏ
、Ｔｉ、Ｗ、Ｔａなとの遷移金属）、ＣｒＯ膜、ＣｒＦ膜、ＳｉＯＮ膜などのハーフトー
ン膜などが挙げられる。

反射膜としては、Ｍｏ／Ｓｉ周期多層膜、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層
膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期
多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜などの
材料が使用される。

光吸収体膜としては、ＴａやＴａ合金（例えぱ、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＢとＮを
含む材料）、ＣｒやＣｒ合金（例えば、Ｃｒに窒素、酸素、炭素、弗素の少なくとも１つ
の元素が添加された材料）などが使用される。

上述の薄膜は、例えば、ＤＣスパッタリング、ＲＦスパッタリング、イオンビームスパ
ッタリングなとのスパッタリング法で形成することができる。また、本発明のマスクブラ
ンクは、上述の薄膜上にレジスト膜が形成されていてもよい。

図５は、マスクブランク用基板１０、１００をチャックするマスクステージ４６の構成
の一例を示す図であり、マスクステージ４６の側面図である。

本例において、マスクステージ４６は、台部５２及び２個のチャック部材５４を有する
。台部５２は、チャック部材５４を固定する台である。

チャック部材５４は、平行な３本の支持部６２と、支持部６２の合間に形成される２本
の吸引口６４を有する３線支持型である。吸引口６４は、例えば台部５２を介して、真空
装置（図示せず）に接続されており、マスクブランク用基板１０の主表面１２を吸着する
。このようにして、マスクステージ４６は、マスクブランク用基板１０を、露光用の光源
４４及びレンズ４４に対向させて保持する。

ここで、２個のチャック部材５４のそれぞれは、マスクブランク用基板１０の主表面１
２における向かい合う２辺に対応して、それぞれ設けられている。そして、３本の支持部
６２は、主表面１２における対応する辺と平行に延伸している。また、２本の吸引口６４
は、主表面１２における対応する辺の近傍を吸着する。

チャック部材５４は、平坦度測定領域１６（図１参照）外や、平坦度測定領域１６内外
をまたがるマスクブランク用基板の主表面の周縁部を吸着してよい。チャック部材５４が
平坦度測定領域１６内外をまたがる場合、３本の支持部６２のうちの少なくとも１本は、
平坦度測定領域１６の外側に当接するように設けられる。また、その他の支持部６２は、
平坦度測定領域１６の内側に当接するように設けられる。

尚、マスクブランク用基板１０においてチャック部材５４と接触する部分は完全に平坦
ではない場合がある。このような場合、実際に使用される状況において、マスクステージ
４６は、例えば３本の支持部６２のうちの、内側の２本により、マスクブランク用基板１
０を支持する。

マスクブランク用基板１０の主表面１２において、コーナー部を除く周縁部の形状は、
縁だれ形状であるのが好ましい。このようにすれば、２本の支持部６２により、マスクブ
ランク用基板１０を適切に支持できる。縁だれ形状とは、パターンエリア１４（図１参照
）の縁部上の点よりも平坦度測定領域１６の縁部上の点の方が低くなっているような垂れ
ている形状（ロールオフ形状）である。
尚、本例においてマスクステージのチャック部材は、例えば、国際公開番号ＷＯ０２／
０６５５１９に示すような形状、構造を有するものとしても良い。

以下、本発明のマスクブランク用基板の製造方法について説明する。
上述のような主表面１２の形状をなしたマスクブランク用基板１０は、例えば以下の製
造方法によって作製することができる。尚、上記及び以下において、マスクブランク用基
板１０は、主表面１２０の形状をなしたマスクブランク用基板１００に置き換えて読むこ
とができる。
（１）マスクブランク用基板の主表面の表面形状、平坦度を測定した後、その測定結果に
基づいて、主表面の表面形状が上述で規定した形状となるように、局所的に表面加工を施
すことにより形状調整を行う。必要に応じて、表面形状、平坦度を測定する前や形状調整
を終えた基板主表面を研磨処理する。
（２）複数段階の研磨工程において、予め各研磨工程における形状変化を把握しておいて
、各研磨工程における基板主表面の表面形状と平坦度の合わせ込みにより、上述で規定し
た表面形状、平坦度となるようにする。

上記製造方法（１）においては、各研磨工程において、例えば磁性流体研磨法（ＭＲＦ
）により、基板毎に個別の加工を行う。そのため、所望の表面形状及び平坦度のマスクブ
ランク用基板１０を、適切に製造することができる。

図６は、上記の製造方法（２）に対応するマスクブランク用基板１０の製造方法の一例
を示すフローチャートである。本例の製造方法においては、最初に、マスクブランク用基
板１０の元になる基板を準備し（Ｓ１００）、この基板に対して仕上げ前の研削・研磨を
行う（Ｓ１０２）。この仕上げ前の研削・研磨は、例えば、研削、一次研磨、及び二次研
磨等の複数の研削・研磨工程を含む工程であってよい。研削は、基板表面の平坦性の向上
、及びキズの除去を目的とする加工である。一次研磨、及び二次研磨は、基板表面の表面
粗さを順次低減させるための加工である。一次研磨、及び二次研磨は、例えば、酸化セリ
ウムを主剤とする研磨剤を用いた研磨であり、研磨パッドが張られた上下定盤面内を基板
が遊星運動しながら複数枚（例えば、２０枚程度）同時に両面研磨する両面研磨装置を用
いて研磨を行う工程である。

次に、研磨された基板の平坦度を測定し（Ｓ１０４）、最終的に合格品を得るのに適し
た基板を選別する（Ｓ１０６）。工程Ｓ１０６においては、例えば、以下の（１）〜（３
）を満たす基板を選別し選定する。
（１）主表面の中心付近が凸形状であり、同じ平坦度を表す等高線の形状が同心円に近い
こと。
（２）主表面の四隅のうちの少なくとも３箇所が盛り上がった形状になっていること。
（３）最低位が主表面の中心と縁部との間にあること。
そのため、主表面の形状がサドル型、又は鞍型になっている基板は、工程Ｓ１０６にお
いて除かれる。
尚、上述の（１）〜（３）を満たす基板を得るための二次研磨における研磨条件は、両
面研磨装置の定盤精度（研磨パッドが貼られる側の定盤表面について、ある基準長さでそ
の表面形状を測定したときに、最小自乗法で算出される基準面に対する表面形状における
最大値と最小値の差）を１００μｍ以下とし、研磨時の加工圧を５０〜１５０ｇ／ｃｍ^２
にすると歩留まりがよい。

次に、コロイダルシリカを主剤とする研磨剤と、スウェードタイプの研磨パッドとを用
いて、仕上げの研磨を行う（Ｓ１０８）。この仕上げの研磨は、工程Ｓ１０６において選
別された複数枚の基板に対する両面鏡面研磨加工である。この仕上げの研磨は、上述と同
様に、研磨パッドが張られた上下定盤面内を基板が遊星運動しながら複数枚（例えば、２
０枚程度）同時に両面研磨する両面研磨装置を用いて研磨が行われる。また、この仕上げ
の研磨により、平坦度測定領域１６のコーナー部（四隅）は、図２を用いて説明したよう
な盛り上がった形状に加工される。

次に、基板の平坦度を再度測定し（Ｓ１１０）、マスクブランク用基板１０の完成品と
して、平坦度測定領域１６の平坦度が０．６μｍ以下であり、かつ平坦度測定領域１６の
四隅のコーナー部のうち、少なくとも３箇所のコーナー部が、外周側に向かって盛り上が
った形状をなしている基板を選別する（Ｓ１１２）。
この条件を満たすための仕上げの研磨における研磨条件は、両面研磨装置の定盤精度を
５０μｍ以下とし、研磨時の加工圧を５０〜１００ｇ／ｃｍ^２、研磨パッドの硬度は、８
０以下（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）にすると歩留まりがよい。

このように製造すれば、露光装置のマスクステージにチャックした後の露光用マスクの
平坦度が良好になる要件を満たすマスクブランク用基板１０を、適切に得ることができる
。また、このマスクブランク用基板１０を用いて、マスクブランク、及び露光用マスクを
適切に得ることができる。

尚、工程Ｓ１０８における仕上げの研磨において、基板のコーナー部は、研磨パッドの
沈み込み等により、縁だれる方向（凸化方向）に加工される場合がある。そのため、工程
Ｓ１０２における仕上げ前の研削・研磨においては、基板を、若干凹形状になるように研
磨するのが好ましい。工程Ｓ１０６では、仕上げの研磨において基板が凸化方向に研磨さ
れることを考慮して、基板を選別するのが好ましい。

また、工程Ｓ１０４、及び工程Ｓ１１０では、光学干渉式の方法により、平坦度を測定
する。この方法は、例えばレーザ光等のコヒーレントな光を基板表面に当てて反射させ、
基板表面の高さの差を反射光の位相のずれとして観測することにより平坦度を測定する。
この方法においては、基板の主表面と外周端面との境界から所定の領域（２ｍｍ程度）は
、高精度に測定できず、平坦度の信頼性に影響を及ぼす。そのため、本例においては、主
表面からこの領域を除いた部分を、平坦度測定領域とする。

尚、上記第二実施形態のマスクブランク用基板１００は、工程Ｓ１１２において、平坦
度測定領域１６０の平坦度が０．６μｍ以下であり、かつ平坦度測定領域のコーナー部に
おける形状が、基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対角方向における基板主
表面の表面形状を測定したときに、基板主表面における外周端面から内側１５ｍｍの領域
を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを基準としたときの外周端面から内側１０
ｍｍの領域を除いた外周方形領域のコーナーにおける高さが、−０．０２μｍ以上０．０
５以下の形状をなしている基板を選別し、選定することによって得られる。

図７は、工程Ｓ１０８における仕上げ研磨の工程を更に詳しく説明する図である。図７
（ａ）は、マスクブランク用基板１０の対角断面の形状変化を示す。図７（ｂ）は、マス
クブランク用基板１０の横断面の形状変化を示す。工程Ｓ１０８は、工程Ｓ１０６におい
て選別された基板（元材）を、経緯１、２として示した中間状態を経て、最終的な形状に
研磨する。

ここで、工程Ｓ１０６で選別された元材は、対角断面について、中心付近が凸形状であ
り、コーナー部（隅）が盛り上がった額縁形状になっており、基板中心とコーナー部との
間が凹んでいる。また、元材は、横断面について、中心付近が凸形状であり、端部が盛り
上がった額縁形状になっており、基板中心と端部との間が凹んでいる。尚、横断面の端部
は、フラット形状であってもよい。また、横断面における基板中心と端部との間は、フラ
ット形状であってもよい。

そして、中間状態の経緯１に向かって、対角断面は、コーナー部の部位１、９の加工が
中心部の部位５の加工よりも早く進む条件で研磨される（部位１、９＞部位５の加工）。
この間、中間の部位３等には、微加工がなされる。

また、経緯１に向かって、横断面は、端部の部位１、９の加工と中心部の部位５の加工
とが同程度に進む条件で研磨される（部位１、９＝部位５の加工）。この間、中間の部位
３等には、微加工がなされる。この研磨は、例えば、横断面において部位１、９の高さと
部位５の高さとが近似する程度まで進められる。

次に、中間状態の経緯２に向かって、対角断面は、更に、コーナー部の部位１、９の加
工が中心部の部位５の加工よりも早く進む条件で研磨される（部位１、９＞部位５の加工
）。この間、中間の部位３等には、更に微加工がなされる。この研磨は、例えば、対角断
面において部位１、９の高さと部位５の高さとが近似する程度まで進められる。

また、経緯２に向かって、横断面は、更に、端部の部位１、９の加工と中心部の部位５
の加工とが同程度に進む条件で研磨される（部位１、９＝部位５の加工）。この研磨によ
り、部位１、９は縁だれた形状に加工される。

そして、最終形状に向かって、対角断面は、更に、コーナー部の部位１、９の加工が中
心部の部位５の加工よりも早く進む条件で研磨される（部位１、９＞部位５の加工）。こ
の間、中間の部位３等には、更に微加工がなされる。この研磨は、部位１、９の額縁形状
が残っている間に終了する。尚、このまま研磨を続ければ、部位１、９は、縁だれた形状
に加工が進んでしまう。

また、最終形状に向かって、横断面は、すべての部位で均一な研磨がなされ、凸型形状
に加工される。このように研磨すれば、マスクブランク用基板１０の仕上げの研磨を、適
切に行うことができる。

以下、実施例により、本発明を更に詳しく説明する。
本発明に係るマスクブランク用基板１０の実施例１〜１０、比較例１〜３を、図６及び
図７を用いて説明した製造方法により製造した。マスクブランク用基板１０の材料は露光
光に対して透光性を有する合成石英ガラスである。マスクブランク用基板１０の主表面は
１５２ｍｍ四方の正方形、平坦度測定領域１６は、１４８ｍｍ四方の正方形である。また
、露光用マスク時点でのパターンエリアの大きさは、１３２ｍｍ×１１０ｍｍであること
から、マスクブランク用基板においては、９０°回転した場合を考慮して、パターンエリ
ア１４の大きさを１３２ｍｍ四方の正方形とした。

表１は、本発明の実施例１〜１０、及び比較例１〜３の形状特性を示す。また、図８〜
図２０は、実施例１〜１０、比較例１〜３の主表面形状を示す鳥瞰図である。尚、表１に
おいて、チャック後の平坦度は、チャック後におけるパターンエリア１４の平坦度である
。

これらのマスクブランク用基板１０における平坦度測定領域１６を含む主表面上に、膜
応力による平坦度変化が０．０８μｍ以下の低膜応力のクロムを主成分とする反射防止機
能付き遮光膜をスパッタリングにより形成し、更に、回転塗布方法でポジ型レジストを形
成してマスクブランクを得た。

この得られたマスクブランクを露光装置にチャックした後の平坦度は、表１のようにな
り、比較例１〜３の場合、露光装置にチャックした後の基板主表面の平坦度は０．２４μ
ｍを超える結果となった。この平坦度は、半導体基板上に縮小露光（１／４倍）し、転写
パターンを形成した場合、レチクルに許容されるフォーカス精度（Ｆｏｃｕｓ ｂｕｄｇ
ｅｔ）が０．２４μｍを満足しない位置精度となり、半導体デザインルール６５ｎｍの仕
様を逸脱した結果となった。

ここで、比較例１では、平坦度測定領域１６の平坦度が０．６μｍを超えている。また
、比較例２、３では、平坦度測定領域１６のコーナー部のうち、スキージャンプ形状にな
っているのが３箇所未満である。

これに対し、実施例１〜１０では、平坦度測定領域１６の平坦度が０．６μｍ以下であ
り、平坦度測定領域１６のコーナー部のうち、少なくとも３箇所のコーナー部が、スキー
ジャンプ形状である。そのため、実施例１〜１０の場合、露光装置にチャックした後の基
板主表面の平坦度は０．２４μｍ以下になった。この場合、レチクルに許容されるフォー
カス精度（Ｆｏｃｕｓ ｂｕｄｇｅｔ）が０．２４μｍを満足する位置精度となり、半導
体デザインルール６５ｎｍの仕様を満たす。

以下、本発明に係るマスクブランク用基板１００の実施例１１〜１６、比較例４〜６を
図６及び図７を用いて説明した製造方法により製造した。
表２は、本発明の実施例１１〜１６、及び比較例４〜６の形状特性を示す。尚、表２に
おいて、チャック後の平坦度は、チャック後におけるパターンエリア１４０の平坦度であ
る。表２における高さｈ’（１）、ｈ’（２）、ｈ’（３）、ｈ’（４）は図４における
基板主表面における外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域１７０のコー
ナー１８０（４箇所）における高さを基準としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域
を除いた外側方形領域のコーナー１９０（４箇所）における高さを示している。

これらのマスクブランク用基板１００における平坦度測定領域１６０を含む主表面上に
、膜応力による平坦度変化が０．０８μｍ以下の低膜応力のクロムを主成分とする反射防
止機能付き遮光膜をスパッタリングにより形成し、更に、回転塗布方法でポジ型レジスト
を形成してマスクブランクを得た。
この得られたマスクブランクを露光装置にチャックした後の平坦度は、表２のようにな
り、比較例４〜５の場合、露光装置にチャックした後の基板主表面の平坦度は０．２４μ
ｍを超える結果となった。この平坦度は、半導体基板上に縮小露光（１／４倍）し、転写
パターンを形成した場合、レチクルに許容されるフォーカス精度（Ｆｏｃｕｓ ｂｕｄｇ
ｅｔ）が０．２４μｍを満足しない位置精度となり、半導体デザインルール６５ｎｍの仕
様を逸脱した結果となった。

ここで、比較例４、５では、高さｈ’が−０．０２μｍ以上０．０５μｍ以下の条件を
逸脱していた。また比較例６では、平坦度測定領域１６０の平坦度が０．６μｍを超えて
いた。

これに対し、実施例１１〜１６では、平坦度測定領域１６０の平坦度が０．６μｍ以下
であり、４箇所全ての高さｈ’が−０．０２μｍ以上０．０５μｍ以下であった。そのた
め、実施例１１〜１６の場合、露光装置にマスクブランク用基板をチャックした後の基板
主表面の平坦度は０．２４μｍ以下となった。この場合、レチクルに許容されるフォーカ
ス精度（Ｆｏｃｕｓ ｂｕｄｇｅｔ）が０．２４μｍを満足する位置精度となり、半導体
デザインルール６５ｎｍの仕様を見たす結果となった。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記
載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能で
あることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的
範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明は、例えばマスクブランク用基板、マスクブランク、露光用マスクに好適に利用
できる。

マスクブランク用基板１０の斜視図である。 マスクブランク用基板１０の部分断面図である。 マスクブランク用基板１００の斜視図である。 マスクブランク用基板１００の部分断面図である。 マスクステージ４６の構成の一例を示す図であり、マスクステージ４６の側面図である。 マスクブランク用基板１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。 仕上げ研磨の工程を更に詳しく説明する図である。 図７（ａ）は、マスクブランク用基板１０の対角断面の形状変化を示す。 図７（ｂ）は、マスクブランク用基板１０の横断面の形状変化を示す。 実施例１の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例２の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例３の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例４の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例５の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例６の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例７の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例８の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例９の主表面形状を示す鳥瞰図である。 実施例１０の主表面形状を示す鳥瞰図である。 比較例１の主表面形状を示す鳥瞰図である。 比較例２の主表面形状を示す鳥瞰図である。 比較例３の主表面形状を示す鳥瞰図である。

１０・・・マスクブランク用基板、１２・・・主表面、１４・・・パターンエリア、１６
・・・平坦度測定領域、１８・・・コーナー、２０・・・コーナー、３２・・・点線、４
４・・・光源、４４・・・レンズ、４６・・・マスクステージ、５２・・・台部、５４・
・・チャック部材、６２・・・支持部、６４・・・吸引口、１００・・・マスクブランク
用基板、１２０・・・主表面、１４０・・・パターンエリア、１６０・・・平坦度測定領
域、１７０・・・内側方形領域、１８０・・・コーナー、１９０・・・コーナー、
２１０・・・頂点、２１１・・・頂点、２１２・・・頂点、２１３・・・頂点、

Claims (15)

1. 露光装置のマスクステージにチャックされる露光用マスクの基板として用いられるマスクブランク用基板であって、
   前記基板から前記露光用マスクが製造されるときにマスクパターンを有する薄膜が形成される側となる主表面における外周端面から内側２ｍｍの領域を除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が０．６μｍ以下であり、
   前記平坦度測定領域は、前記マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含む領域であり、
   基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、前記基板主表面における外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを基準としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域のコーナーにおける高さが、−０．０２μｍ以上−０．０００８μｍ以下の範囲、または０．００２４μｍ以上０．０５μｍ以下の範囲のいずれかの範囲内にあることを特徴とするマスクブランク用基板。
2. 請求項１記載のマスクブランク用基板の主表面上にマスクパターンとなる薄膜が形成されていることを特徴とするマスクブランク。
3. 前記薄膜は、前記主表面上に前記薄膜が形成される前後で生じる平坦度変化が０．０８μｍ以下となる膜応力を有することを特徴とする請求項２記載のマスクブランク。
4. 請求項２または３に記載の前記薄膜をパターニングしてマスクブランク用基板の主表面上にマスクパターンが形成されていることを特徴とする露光用マスク。
5. 請求項４記載の露光用マスクを露光装置のマスクステージにチャックさせ、前記露光用マスクに露光光を照射して、マスクパターンを転写することで、半導体ウエハー上にパターンを形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
6. 露光装置のマスクステージにチャックされる露光用マスクの基板として用いられるマスクブランク用基板の製造方法であって、
   基板を研磨する研磨工程と、
   前記基板から前記露光用マスクが製造されるときにマスクパターンを有する薄膜が形成される側となる主表面の一部であり、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含み、かつ前記基板の外周端面を含まない平坦度測定領域の平坦度を測定する平坦度測定工程と、
   前記平坦度測定領域の平坦度が所定の範囲内であり、かつ基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、前記基板主表面における外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを基準としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域のコーナーにおける高さが、−０．０２μｍ以上−０．０００８μｍ以下の範囲、または０．００２４μｍ以上０．０５μｍ以下の範囲のいずれかの範囲内にある前記基板を選定する選定工程とを備えることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
7. 請求項６記載のマスクブランク用基板の製造方法により製造されたマスクブランク用基板の主表面上にマスクパターンとなる薄膜が形成する工程を備えることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
8. 前記薄膜は、前記主表面上に前記薄膜が形成される前後で生じる平坦度変化が０．０８μｍ以下となる膜応力を有することを特徴とする請求項７記載のマスクブランクの製造方法。
9. 請求項７または８に記載のマスクブランクの製造方法により製造されたマスクブランクの前記薄膜をパターニングしてマスクパターンを形成する工程を備えることを特徴とする露光用マスクの製造方法。
10. 請求項９記載の露光用マスクの製造方法により製造された露光用マスクを露光装置のマスクステージにチャックさせ、前記露光用マスクに露光光を照射して、マスクパターンを転写することで、半導体ウエハー上にパターンを形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
11. 基板の主表面上にマスクパターンが形成された薄膜を備え、露光装置のマスクステージにチャックされる露光用マスクであって、
    前記基板は、前記マスクパターンが形成される側の主表面における外周端面から内側２ｍｍの領域を除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が０．６μｍ以下であり、
    前記平坦度測定領域は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含む領域であり、
    基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、前記基板主表面における外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを基準としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域のコーナーにおける高さが、−０．０２μｍ以上−０．０００８μｍ以下の範囲、または０．００２４μｍ以上０．０５μｍ以下の範囲のいずれかの範囲内にあることを特徴とする露光用マスク。
12. 請求項１１記載の露光用マスクを露光装置のマスクステージにチャックさせ、前記露光用マスクに露光光を照射して、マスクパターンを転写することで、半導体ウエハー上にパターンを形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
13. 基板の主表面上にマスクパターンが形成された薄膜を備える露光用マスクを露光装置のマスクステージにチャックさせ、前記露光用マスクに露光光を照射して、マスクパターンを転写することで、半導体ウエハー上にパターンを形成する半導体デバイスの製造方法であって、
    前記基板は、前記マスクパターンが形成される側の主表面における外周端面から内側２ｍｍの領域を除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が０．６μｍ以下であり、
    前記平坦度測定領域は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含む領域であり、
    基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、前記基板主表面における外周端面から内側１５ｍｍの領域を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを基準としたときの外周端面から内側１０ｍｍの領域を除いた外側方形領域のコーナーにおける高さが、−０．０２μｍ以上−０．０００８μｍ以下の範囲、または０．００２４μｍ以上０．０５μｍ以下の範囲のいずれかの範囲内にあることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
14. 露光用マスクに照射される前記露光光は、ＡｒＦエキシマレーザであることを特徴とする請求項１３記載の半導体デバイスの製造方法。
15. 半導体ウエハー上にデザインルール６５ｎｍノードの回路パターンを形成することを特徴とする請求項１３または１４に記載の半導体デバイスの製造方法。