JP2015040985A - Method for producing substrate for mask blank, method for producing mask blank, method for producing transfer mask, and method for producing semiconductor device - Google Patents

Method for producing substrate for mask blank, method for producing mask blank, method for producing transfer mask, and method for producing semiconductor device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a substrate for mask blanks, in which the substrate copes with deformation, when a transfer mask is fastened to a stage of an exposure device, while suppressing a decrease in the production throughput thereof and has effective and extremely high flatness on the main surface thereof and to provide a method for producing a mask blank and a method for producing a transfer mask.SOLUTION: The method for producing the substrate for mask blanks comprises the steps of: acquiring surface shape data of the main surface of a translucent substrate; acquiring the main surface shape of the translucent substrate, which is fastened to the mask stage of the exposure device, by simulation; setting the virtual reference plane, which is defined by the Zernike polynominal expressed in a polar coordinate system and becomes an optically-effective and flat reference plane; acquiring the data (PV values) on a difference between the maximum value and the minimum value of another difference between the main surface shape of the translucent substrate, which shape is acquired by the simulation, and the set virtual reference plane; and selecting the substrate for mask blanks, the value (PV value) of which substrate becomes a predetermined value or smaller.

Description

本発明は、光リソグラフィーに用いるマスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、並びに半導体デバイスの製造方法に係わり、特に光リソグラフィーを行った際に焦点裕度を確保する上で好適なマスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、並びに半導体デバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a manufacturing method of a mask blank substrate used in photolithography, a manufacturing method of a mask blank, a manufacturing method of a transfer mask, and a manufacturing method of a semiconductor device. In particular, the present invention has a focus margin when performing photolithography. The present invention relates to a mask blank substrate manufacturing method, a mask blank manufacturing method, a transfer mask manufacturing method, and a semiconductor device manufacturing method, which are suitable for securing the mask blank.

半導体デバイスの微細化に対応するために、波長193nmのArF露光光を使用する露光装置の高NA化(高開口数化)が進み、さらに液浸露光技術が導入されることによってさらなる高NA化が進んできていて、現在ではNA1.35が実用化されるに至っている。   In order to cope with the miniaturization of semiconductor devices, the exposure apparatus using ArF exposure light having a wavelength of 193 nm has been increased in NA (high numerical aperture), and further increased in NA by introducing immersion exposure technology. Now, NA 1.35 has come into practical use.

このような、微細化の要求、及び高NA化に対応するために、転写用マスクの平坦度を高くすることが求められている。物点であるマスク面の平坦度が低下すると、投影レンズを介して転写されたウエハ上の像点の合焦点位置が振れる。そのため、マスク面の平坦度が落ちると許容される焦点裕度が小さくなる。一方で、光学の原理により、投影レンズの高NA化は焦点深度を低下させる。よって、高NA化が進むに従いリソグラフィー工程での焦点裕度が少なくなるため、マスク面での高い平坦性が求められている。このため、転写用マスクを作製するための原版となるマスクブランクに用いられる透光性基板に対しても、パターンを形成するための薄膜が設けられる側の主表面に対し、高い平坦度が求められている。この平坦度要求に応えるため、例えば、特許文献1に開示されているように、研磨布などの研磨パッドと研磨砥粒を含む研磨液を用いてマスクブランク用基板の表裏両面を研磨する両面研磨がよく用いられてきた。しかし、従来の両面研磨装置による透光性基板の研磨では、その主表面の平坦度を高めることには限界が生じていた。このため、特許文献2に示すような、基板の主表面の形状を測定し、相対的に凸になっている箇所に対してプラズマエッチングを行うことで平坦化する技術が開発されていた。   In order to cope with such a demand for miniaturization and high NA, it is required to increase the flatness of the transfer mask. When the flatness of the mask surface, which is an object point, decreases, the in-focus position of the image point on the wafer transferred through the projection lens shifts. For this reason, when the flatness of the mask surface decreases, the allowable focus tolerance decreases. On the other hand, due to the optical principle, increasing the NA of the projection lens decreases the depth of focus. Therefore, since the latitude in focus in the lithography process decreases as the NA increases, high flatness on the mask surface is required. For this reason, high flatness is required for the main surface on the side where a thin film for forming a pattern is provided, even for a light-transmitting substrate used as a mask blank that is an original for producing a transfer mask. It has been. In order to meet this flatness requirement, for example, as disclosed in Patent Document 1, double-side polishing that polishes both the front and back surfaces of a mask blank substrate using a polishing liquid such as a polishing cloth and a polishing liquid containing polishing grains. Has been used frequently. However, in the polishing of a translucent substrate by a conventional double-side polishing apparatus, there has been a limit to increasing the flatness of the main surface. For this reason, as shown in Patent Document 2, a technique for measuring the shape of the main surface of the substrate and performing plasma etching on a relatively convex portion has been developed.

一方、転写用マスクは、露光装置のマスクステージに真空チャックすることで固定されるが、露光装置によっては転写用マスクを真空チャックするときの力が強いタイプのチャック方式が採用されている場合がある。このようなチャック方式の露光装置に使用される転写用マスクは、マスクステージや真空チャックとの相性により、チャック時に大きく変形することがある。従来においては、チャック前の転写用マスクの平坦度で製品管理を行っているので、チャック前の主表面の形状が高い平坦度の良品であっても、マスクステージや真空チャックとの相性によっては、露光装置のマスクステージにチャックした時に変形し、転写用マスクの平坦度が大きく悪化する場合がある。特に、主表面の形状の対称性が低く、捩れた形状の傾向にある基板においては、その傾向が顕著であった。このため、転写用マスクを真空チャックにチャックしたときの平坦度を考慮する必要が生じてきている。特許文献3には、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により求め、その結果が平坦度仕様を満たすかを基にして良好なマスク基板を選択するための方法が提案されている。   On the other hand, the transfer mask is fixed by vacuum chucking to the mask stage of the exposure apparatus. However, depending on the exposure apparatus, a chuck system that has a strong force for vacuum chucking the transfer mask may be employed. is there. A transfer mask used in such a chuck type exposure apparatus may be greatly deformed during chucking due to compatibility with a mask stage and a vacuum chuck. Conventionally, product management is performed based on the flatness of the transfer mask before chucking, so even if the main surface shape before chucking is a good product with high flatness, depending on the compatibility with the mask stage and vacuum chuck, In some cases, the flatness of the transfer mask is greatly deteriorated due to deformation when chucked on the mask stage of the exposure apparatus. In particular, the tendency is remarkable in a substrate having a low symmetry of the shape of the main surface and a twisted shape. For this reason, it is necessary to consider the flatness when the transfer mask is chucked on the vacuum chuck. Patent Document 3 discloses a method for obtaining a flatness of a mask substrate after being chucked on a mask stage of an exposure apparatus by simulation and selecting a good mask substrate based on whether the result satisfies the flatness specification. Proposed.

また、露光装置の高NA化に伴い、リソグラフィー工程での焦点裕度が少なくなってきていることから、投影光学系のレンズ収差が転写精度に対して与える影響が大きくなってきている。特許文献4では、投影光学系のレンズ加熱効果に起因する収差を補正するためのゼルニケ多項式によって定義可能な表面形状を有する2つの補正光学エレメントについて開示されている。   Further, as the NA of the exposure apparatus is increased, the focus tolerance in the lithography process is decreasing, and thus the influence of lens aberration of the projection optical system on the transfer accuracy is increasing. Patent Document 4 discloses two correction optical elements having a surface shape that can be defined by a Zernike polynomial for correcting aberration caused by the lens heating effect of the projection optical system.

特開平1−40267号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-404067 特開2002−318450号公報JP 2002-318450 A 特開2004−046259号公報JP 2004-046259 A 特開2008−028388号公報JP 2008-028388 A

上記のようにマスクブランク用基板には高い平坦度が求められており、これを受けて、透光性基板の主表面を局所加工する技術開発が進められている。例えば、前述のように、特許文献2には、相対的に凸になっている部分に局所的にプラズマエッチングをかけて平坦度の高いマスクブランク用基板を製造する技術が開示されている。しかし、この方法では、所望の高い平坦度を得るために、1枚の基板ごとに主表面の形状を測定してプラズマエッチング等の局所加工を施す必要があるため、従来よりもスループットが大幅に低下するという問題があった。   As described above, the mask blank substrate is required to have high flatness, and in response to this, technological development for locally processing the main surface of the translucent substrate has been advanced. For example, as described above, Patent Document 2 discloses a technique for manufacturing a mask blank substrate having high flatness by locally performing plasma etching on a relatively convex portion. However, in this method, in order to obtain a desired high flatness, it is necessary to measure the shape of the main surface for each substrate and to perform local processing such as plasma etching. There was a problem of lowering.

一方、特許文献3に開示されている方法で透光性基板を製造した場合、シミュレーションで算出された透光性基板のチャック後における主表面形状が高い平坦度になるようなチャック前の主表面形状だけがマスクブランク用基板として選定される。そのような特徴を持つチャック前の主表面形状を有する透光性基板を高い歩留まりで製造することは難しいという問題があった。また、特許文献4に開示されている露光装置は、レンズ収差の補正、露光処理時の履歴による露光光の波面変化を制御することを目的としており、マスクブランクやマスクに対しては平坦度の高いものが必要となっていた。   On the other hand, when a translucent substrate is manufactured by the method disclosed in Patent Document 3, the main surface before chucking such that the main surface shape after chucking of the translucent substrate calculated by simulation has high flatness. Only the shape is selected as the mask blank substrate. There is a problem that it is difficult to manufacture a translucent substrate having such a characteristic and having a main surface shape before chucking at a high yield. In addition, the exposure apparatus disclosed in Patent Document 4 aims to control lens aberration correction and change of the wavefront of exposure light due to the history during exposure processing, and has a flatness for mask blanks and masks. A high one was necessary.

本発明が解決しようとする課題は、マスクブランク用基板の加工時のスループットを低下させることなく、また、製造装置設備負担を抑え、且つ、露光装置のステージにチャックされた露光時の状態において、実効的な表面平坦度の極めて高いマスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及び、転写用マスクの製造方法を提供することにある。また、その転写用マスクの使用によって、高い転写精度を確保し、回路動作の安定した半導体デバイスを製造することを目的とする。   The problem to be solved by the present invention is to reduce the throughput when processing the mask blank substrate, suppress the burden on the manufacturing equipment, and in the exposure state chucked on the stage of the exposure apparatus, An object of the present invention is to provide a mask blank substrate manufacturing method, a mask blank manufacturing method, and a transfer mask manufacturing method having an extremely high effective surface flatness. Another object of the present invention is to manufacture a semiconductor device having a high circuit accuracy and a stable circuit operation by using the transfer mask.

本発明者は、本発明者が突き止めた上記課題を解決するため、以下の点について検討を行った。マスクブランク用基板の主表面は、背景技術においても述べたように、極めて高い平坦性が求められる。しかしながら、このような完全平坦面を実際に製造するのは大変困難である。また、局所プラズマエッチングなどの手法を使って平坦に近づける工夫も行われているが、この方法はスループットが低く、装置コストなどもかかり、また異物欠陥が発生しやすいなどの副作用も多い。そこで、本発明者は、機械的平坦面を過度に追求するのではなく、光学的平坦面、言い換えれば等波面的平坦面を仮想基準面として追求する方向に発想を転換した。本発明者は、投影レンズを介して像転写を行う上で本質的に求められているものは、機械的な平面では必ずしもなく、波面の揃った光学的平坦面であることを見出した。この点が、本発明の第1の特徴的な点である。   The present inventor has studied the following points in order to solve the above-mentioned problems found by the present inventor. The main surface of the mask blank substrate is required to have extremely high flatness as described in the background art. However, it is very difficult to actually manufacture such a completely flat surface. In addition, there has been a contrivance to bring the surface close to flat using a technique such as local plasma etching, but this method has low side effects such as low throughput, high device cost, and easy occurrence of foreign matter defects. Therefore, the present inventor changed the idea not to excessively pursue a mechanical flat surface but to pursue an optical flat surface, in other words, an equiwavefront flat surface as a virtual reference surface. The present inventor has found that what is essentially required for image transfer through a projection lens is not necessarily a mechanical plane, but an optical flat surface with a uniform wavefront. This is the first characteristic point of the present invention.

本発明者は、露光装置の投影レンズには、レンズ収差を補正する収差補正機能が備え付けられていることに着目した。この機能は、露光装置レンズ組み付け、設置調整、経時変化対応など、元々は露光装置性能向上のために設けられた機能であるが、この機能を使うと、光学的平坦面を、機械的平坦面からずれて研磨された面に対しても近づけられるとの発想に至った。この点が、本発明の第2の特徴的な点である。   The inventor has paid attention to the fact that the projection lens of the exposure apparatus is provided with an aberration correction function for correcting lens aberration. This function is originally provided to improve the performance of the exposure apparatus, such as assembling the exposure apparatus lens, adjusting the installation, and dealing with changes over time. However, if this function is used, the optical flat surface becomes a mechanical flat surface. It came to the idea that it can be moved closer to the polished surface. This is the second characteristic point of the present invention.

また、本発明者は、この光学的平坦面の記述として、極座標系であるゼルニケ多項式近似面を使うことを着想した。この点が、本発明の第3の特徴的な点である。   The inventor has also conceived of using a Zernike polynomial approximation surface, which is a polar coordinate system, as a description of the optical flat surface. This is the third characteristic point of the present invention.

さらに、本発明者は、実測測定されたマスクブランク用基板主表面の形状が、露光時の状態での主表面の形状とは異なることに着眼した。そして、露光時の状態でのマスクブランク用基板主表面(転写主面)の形状を、露光装置のマスクステージにチャックした時の変形シミュレーションにより求め、前記光学的平坦面と前記シミュレーションにより求めた主表面形状をフィッティングさせて、そのずれ量を基に選別することが有効であることを見出した。この点が、本発明の第4の特徴的な点である。   Furthermore, the present inventor has noticed that the shape of the main surface of the mask blank substrate measured and measured is different from the shape of the main surface in the exposure state. Then, the shape of the mask blank substrate main surface (transfer main surface) in the exposure state is obtained by deformation simulation when chucked on the mask stage of the exposure apparatus, and the optical flat surface and the main surface obtained by the simulation are obtained. It was found that it is effective to fit the surface shape and sort based on the amount of deviation. This is the fourth characteristic point of the present invention.

このように、本発明は、前述した着想に基づいてなされたものであり、以下の構成を有する。
(構成1)
対向する1組の主表面を有する透光性基板の一方の主表面に転写パターン形成用の薄膜が設けられたマスクブランクの製造に用いられるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記透光性基板における薄膜が設けられる側の主表面の表面形状を取得する形状測定工程と、
前記透光性基板を露光装置のマスクステージにチャックしたときにおけるチャック後主表面形状をシミュレーションにより得るシミュレーション工程と、
前記チャック後主表面形状を、前記透光性基板の中心を基準とした所定の直径を有する円の内側の算出領域で、極座標系で表現されたゼルニケ多項式によって定義される仮想基準面に対して形状フィッティングを行い、前記チャック後主表面形状と前記仮想基準面との差分データを取得する工程と、
前記差分データの前記算出領域内での最高高さと最低高さとの差が、所定値以下となる表面形状を有する前記透光性基板を選定する工程と
を有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
As described above, the present invention has been made based on the above-described idea, and has the following configuration.
(Configuration 1)
A mask blank substrate manufacturing method used for manufacturing a mask blank in which a thin film for forming a transfer pattern is provided on one main surface of a translucent substrate having a pair of opposing main surfaces,
A shape measuring step for obtaining a surface shape of the main surface on the side where the thin film is provided in the light-transmitting substrate;
A simulation step for obtaining a chucked main surface shape by simulation when the translucent substrate is chucked on a mask stage of an exposure apparatus;
The main surface shape after chucking is a calculation area inside a circle having a predetermined diameter with respect to the center of the translucent substrate, and a virtual reference plane defined by a Zernike polynomial expressed in a polar coordinate system Performing shape fitting, obtaining difference data between the post chuck main surface shape and the virtual reference plane;
A mask blank substrate comprising a step of selecting the translucent substrate having a surface shape in which a difference between a maximum height and a minimum height in the calculation area of the difference data is equal to or less than a predetermined value. Manufacturing method.

(構成2)
前記所定値は、露光転写に用いられる露光光の波長λの1/8であることを特徴とする構成1記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(Configuration 2)
2. The method of manufacturing a mask blank substrate according to Configuration 1, wherein the predetermined value is 8 of a wavelength λ of exposure light used for exposure transfer.

(構成3)
前記所定の直径は、104mmであることを特徴とする構成1または2記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(Configuration 3)
3. The method of manufacturing a mask blank substrate according to Configuration 1 or 2, wherein the predetermined diameter is 104 mm.

(構成4)
前記仮想基準面は、半径に係る変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が2次の項を1以上含むゼルニケ多項式によって定義される形状を有することを特徴とする構成1から3のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(Configuration 4)
The virtual reference plane has a shape defined by a Zernike polynomial in which the order of the variable related to the radius is composed only of terms of the second order or less, and the order of the variable related to the radius includes one or more of the second order terms. 4. A method for manufacturing a mask blank substrate according to any one of configurations 1 to 3.

(構成5)
前記差分形状から算出される決定係数Rが0.9以上であることを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(Configuration 5)
Method for producing a mask blank substrate according to any one of configurations 1, wherein 4 of the coefficient of determination R 2 calculated from the difference shape is 0.9 or more.

(構成6)
前記チャック後主表面形状における前記透光性基板の中心を基準とした一辺が132mmの四角形の内側領域で算出された平坦度は0.2μm以下であることを特徴とする構成1から5のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(Configuration 6)
Any one of configurations 1 to 5, wherein the flatness calculated in a rectangular inner region having a side of 132 mm on the basis of the center of the translucent substrate in the post-chuck main surface shape is 0.2 μm or less. A method for producing a mask blank substrate according to claim 1.

(構成7)
前記選定された透光性基板と、当該透光性基板に対して形状フィッティングを行った前記仮想基準面におけるゼルニケ多項式に係る情報とを対応付けして記録装置に記録する工程を有することを特徴とする構成1から6のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(Configuration 7)
A step of associating the selected light-transmitting substrate with information related to the Zernike polynomial in the virtual reference plane obtained by performing shape fitting on the light-transmitting substrate and recording the information on a recording apparatus. A method for manufacturing a mask blank substrate according to any one of configurations 1 to 6.

(構成8)
構成1から7のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランクの一方の主表面に前記転写パターン形成用の薄膜を設け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。
(Configuration 8)
Manufacturing of a mask blank comprising a step of providing a thin film for forming a transfer pattern on one main surface of a mask blank manufactured by the method for manufacturing a mask blank substrate according to any one of configurations 1 to 7 Method.

(構成9)
対向する1組の主表面を有する透光性基板の一方の主表面に転写パターン形成用の薄膜が設けられたマスクブランクの製造方法であって、
前記マスクブランクにおける前記薄膜の表面形状を取得する形状測定工程と、
前記マスクブランクを露光装置のマスクステージにチャックしたときにおけるチャック後表面形状をシミュレーションにより得るシミュレーション工程と、
前記チャック後表面形状を、前記透光性基板の中心を基準とした所定の直径を有する円の内側の算出領域で、極座標系で表現されたゼルニケ多項式によって定義される仮想基準面に対して形状フィッティングを行い、前記チャック後表面形状と前記仮想基準面との差分データを取得する工程と、
前記差分データの前記算出領域内での最高高さと最低高さとの差が、所定値以下となる表面形状を有する前記マスクブランクを選定する工程と
を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
(Configuration 9)
A mask blank manufacturing method in which a thin film for forming a transfer pattern is provided on one main surface of a translucent substrate having a pair of main surfaces facing each other,
A shape measuring step for obtaining a surface shape of the thin film in the mask blank;
A simulation process for obtaining a chucked surface shape by simulation when the mask blank is chucked on a mask stage of an exposure apparatus;
The post-chuck surface shape is calculated with respect to a virtual reference plane defined by a Zernike polynomial expressed in a polar coordinate system in a calculation region inside a circle having a predetermined diameter with respect to the center of the translucent substrate. Performing a fitting and obtaining difference data between the post chuck surface shape and the virtual reference plane;
And a step of selecting the mask blank having a surface shape in which a difference between a maximum height and a minimum height in the calculation area of the difference data is equal to or less than a predetermined value.

(構成10)
前記所定値は、露光転写に用いられる露光光の波長λの1/8であることを特徴とする構成9記載のマスクブランクの製造方法
(Configuration 10)
10. The method of manufacturing a mask blank according to Configuration 9, wherein the predetermined value is 1/8 of a wavelength [lambda] of exposure light used for exposure transfer.

(構成11)
前記所定の直径は、104mmであることを特徴とする構成9または10記載のマスクブランクの製造方法。
(Configuration 11)
The method for manufacturing a mask blank according to Configuration 9 or 10, wherein the predetermined diameter is 104 mm.

(構成12)
前記仮想基準面は、半径に係る変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が2次の項を1以上含むゼルニケ多項式によって定義される形状を有することを特徴とする構成9から11のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
(Configuration 12)
The virtual reference plane has a shape defined by a Zernike polynomial in which the order of the variable related to the radius is composed only of terms of the second order or less, and the order of the variable related to the radius includes one or more of the second order terms. 12. A method for manufacturing a mask blank according to any one of configurations 9 to 11,

(構成13)
前記差分形状から算出される決定係数Rが0.9以上であることを特徴とする構成9から12のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
(Configuration 13)
Mask blank manufacturing method according to any one of configurations 9, wherein 12 of the coefficient of determination R 2 calculated from the difference shape is 0.9 or more.

(構成14)
前記チャック後主表面形状における前記透光性基板の中心を基準とした一辺が132mmの四角形の内側領域で算出された平坦度は0.2μm以下であることを特徴とする構成9から13のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
(Configuration 14)
Any one of configurations 9 to 13, wherein the flatness calculated in a rectangular inner region having a side of 132 mm on the basis of the center of the translucent substrate in the main surface shape after chucking is 0.2 μm or less. The manufacturing method of the mask blank of crab.

(構成15)
前記選定されたマスクブランクと、当該マスクブランクに対して形状フィッティングを行った前記仮想基準面におけるゼルニケ多項式に係る情報とを対応付けして記録装置に記録する工程を有することを特徴とする構成9から14のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
(Configuration 15)
And a step of associating the selected mask blank with information related to the Zernike polynomial on the virtual reference plane obtained by performing shape fitting on the mask blank and recording the information on a recording apparatus. To 14. The method for producing a mask blank according to any one of 14 to 14.

(構成16)
構成8から15のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記薄膜に転写パターンを形成する工程を備えることを特徴とする転写用マスクの製造方法。
(Configuration 16)
A method for producing a transfer mask, comprising a step of forming a transfer pattern on the thin film of the mask blank produced by the method for producing a mask blank according to any one of Structures 8 to 15.

(構成17)
構成16に記載の転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックし、リソグラフィー法により前記転写用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露光工程を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
(Configuration 17)
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: an exposure step of chucking the transfer mask according to Configuration 16 on a mask stage of an exposure apparatus and transferring the transfer pattern of the transfer mask onto a semiconductor substrate by lithography. .

(構成18)
前記露光装置は、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対し、ゼルニケ多項式で定義される形状の波面補正を行う機能を有し、かつ、マスクステージが前記シミュレーション工程で用いたものと同じ形状を有するものであることを特徴とする構成17記載の半導体デバイスの製造方法。
(Configuration 18)
The exposure apparatus has a function of performing wavefront correction of a shape defined by Zernike polynomials on a wavefront of transmitted light transmitted from a transfer pattern of the transfer mask, and a mask stage used in the simulation process 18. A method of manufacturing a semiconductor device according to Configuration 17, wherein the semiconductor device has the same shape as that of the semiconductor device.

(構成19)
構成7記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の一方の主表面に前記転写パターン形成用の薄膜を設けてマスクブランクを製造する工程と、
前記製造されたマスクブランクの前記転写パターン形成用の薄膜に転写パターンを形成して転写用マスクを製造する工程と、
製造された前記転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックし、リソグラフィー法により前記転写用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露光工程とを有し、
前記露光装置は、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対し、ゼルニケ多項式で定義される形状の波面補正を行う機能を有し、かつ、マスクステージが前記シミュレーション工程で用いたものと同じ形状を有するものであり、
前記露光工程は、前記マスクブランク用基板に対応付けされている前記仮想基準面におけるゼルニケ多項式に係る情報を用い、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対して補正を行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
(Configuration 19)
A step of producing a mask blank by providing the transfer pattern forming thin film on one main surface of the mask blank substrate produced by the method for producing a mask blank substrate according to Configuration 7,
Forming a transfer pattern on the transfer pattern forming thin film of the manufactured mask blank and manufacturing a transfer mask;
An exposure step of chucking the produced transfer mask on a mask stage of an exposure apparatus, and transferring the transfer pattern of the transfer mask onto a semiconductor substrate by a lithography method,
The exposure apparatus has a function of performing wavefront correction of a shape defined by Zernike polynomials on a wavefront of transmitted light transmitted from a transfer pattern of the transfer mask, and a mask stage used in the simulation process Has the same shape as
The exposure step uses the information related to the Zernike polynomial in the virtual reference plane associated with the mask blank substrate, and corrects the wavefront of transmitted light transmitted from the transfer pattern of the transfer mask. A method for manufacturing a semiconductor device.

(構成20)
構成15記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記転写パターン形成用の薄膜に転写パターンを形成して転写用マスクを製造する工程と、
製造された前記転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックし、リソグラフィー法により前記転写用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露光工程とを有し、
前記露光装置は、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対し、ゼルニケ多項式で定義される形状の波面補正を行う機能を有し、かつ、マスクステージが前記シミュレーション工程で用いたものと同じ形状を有するものであり、
前記露光工程は、前記マスクブランクに対応付けされている前記仮想基準面におけるゼルニケ多項式に係る情報を用い、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対して補正を行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
(Configuration 20)
A step of producing a transfer mask by forming a transfer pattern on the transfer pattern forming thin film of the mask blank produced by the method for producing a mask blank according to Configuration 15,
An exposure step of chucking the produced transfer mask on a mask stage of an exposure apparatus, and transferring the transfer pattern of the transfer mask onto a semiconductor substrate by a lithography method,
The exposure apparatus has a function of performing wavefront correction of a shape defined by Zernike polynomials on a wavefront of transmitted light transmitted from a transfer pattern of the transfer mask, and a mask stage used in the simulation process Has the same shape as
The exposure step uses the information related to the Zernike polynomial in the virtual reference plane associated with the mask blank to correct the wavefront of the transmitted light transmitted from the transfer pattern of the transfer mask. A method for manufacturing a semiconductor device.

この発明によれば、転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックした時の影響を考慮して、シミュレーションにより、露光状態での転写用マスクの基板部分(マスクブランク用基板)における主表面形状(転写主面形状)を求め、且つ、機械的平坦性から光学的平坦性に置き換えた基準値で選別することにより、極めて高い実質的な平坦度の要求を満たすマスクブランク用基板が得られる。また、マスクブランク用基板の加工時のスループットを低下させることなく、また、製造装置設備負担も少なく、高平坦なマスクブランク用基板を製造することが可能となる。そのマスクブランク用基板を用いて製造されたマスクブランク及び転写用マスクの実効的平坦度も、マスクブランク用基板同様高いものになる。その転写用マスクを用いて露光を行うと、焦点裕度や高い位置精度が確保され、極めて高い転写精度が得られる。その結果、製造される半導体デバイスの回路動作特性が安定する。   According to the present invention, considering the influence when the transfer mask is chucked on the mask stage of the exposure apparatus, the main surface shape (mask blank substrate) of the transfer mask in the exposure state (mask blank substrate) is determined by simulation. A mask blank substrate that satisfies the requirements for extremely high flatness can be obtained by obtaining the shape of the main transfer surface and selecting the reference value based on the replacement of mechanical flatness with optical flatness. In addition, it is possible to manufacture a highly flat mask blank substrate without reducing the throughput during processing of the mask blank substrate and with less burden on manufacturing equipment. The effective flatness of the mask blank and the transfer mask manufactured using the mask blank substrate is as high as that of the mask blank substrate. When exposure is performed using the transfer mask, focus tolerance and high positional accuracy are ensured, and extremely high transfer accuracy is obtained. As a result, the circuit operating characteristics of the manufactured semiconductor device are stabilized.

本発明の概念を説明するためのマスクブランク用基板の断面図である。It is sectional drawing of the substrate for mask blanks for demonstrating the concept of this invention. 本発明によるマスクブランク用基板の製造工程を示す工程フロー図である。It is a process flow figure showing a manufacturing process of a substrate for mask blanks by the present invention. 透過型転写用マスクをマスクステージに載置した時の断面構造図である。It is a cross-sectional structure diagram when a transmission type transfer mask is placed on a mask stage. 本発明によるマスクブランク用基板の製造工程を示す工程フロー図である。It is a process flow figure showing a manufacturing process of a substrate for mask blanks by the present invention. マスクブランク用基板の主表面の表面高さ等高線分布図であり、(a)はサンプルA、(b)はサンプルB、そして(c)はサンプルCの場合を示す。It is a surface height contour map of the main surface of the mask blank substrate, where (a) shows the case of sample A, (b) shows sample B, and (c) shows the case of sample C. サンプルAにおける直径104mm内の主表面の表面形状分布を示す等高線分布図であり、(a)はマスクステージにチャックした時の表面形状をシミュレーションにより求めた表面形状シミュレーション図、(b)はそれに対応する仮想基準面を示す等高線分布図、そして(c)はシミュレーションで取得した表面形状と仮想基準面との差分を示す差分形状等高線分布図である。It is a contour distribution diagram showing the surface shape distribution of the main surface within a diameter of 104 mm in sample A, (a) is a surface shape simulation diagram obtained by simulation of the surface shape when chucked on the mask stage, (b) corresponds to it. FIG. 4C is a contour distribution diagram showing the virtual reference plane, and FIG. 4C is a differential contour map showing the difference between the surface shape acquired by the simulation and the virtual reference plane. サンプルBにおける直径104mm内の主表面の表面形状分布を示す等高線分布図であり、(a)はマスクステージにチャックした時の表面形状をシミュレーションにより求めた表面形状シミュレーション図、(b)はそれに対応する仮想基準面を示す等高線分布図、そして(c)はシミュレーションで取得した表面形状と仮想基準面との差分を示す差分形状等高線分布図である。It is a contour distribution diagram showing the surface shape distribution of the main surface within a diameter of 104 mm in sample B, (a) is a surface shape simulation diagram obtained by simulation of the surface shape when chucked on the mask stage, (b) corresponds to it. FIG. 4C is a contour distribution diagram showing the virtual reference plane, and FIG. 4C is a differential contour map showing the difference between the surface shape acquired by the simulation and the virtual reference plane. サンプルCにおける直径104mm内の主表面の表面形状分布を示す等高線分布図であり、(a)はマスクステージにチャックした時の表面形状をシミュレーションにより求めた表面形状シミュレーション図、(b)はそれに対応する仮想基準面を示す等高線分布図、そして(c)はシミュレーションで取得した表面形状と仮想基準面との差分を示す差分形状等高線分布図である。It is a contour line distribution diagram showing the surface shape distribution of the main surface within a diameter of 104 mm in sample C, (a) is a surface shape simulation diagram obtained by simulation of the surface shape when chucked on the mask stage, (b) corresponds to it. FIG. 4C is a contour distribution diagram showing the virtual reference plane, and FIG. 4C is a differential contour map showing the difference between the surface shape acquired by the simulation and the virtual reference plane. 露光装置の照明及び投影光学系の構成の概要を示す露光装置光学部の要部断面構成図である。It is a principal part cross-section block diagram of the exposure apparatus optical part which shows the outline | summary of the structure of the illumination of an exposure apparatus, and a projection optical system.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら、その概念を含め具体的に説明する。なお、図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略することがある。   The best mode for carrying out the present invention will be specifically described below including the concept thereof with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be simplified or omitted.

[マスクブランク用基板の製造方法]
ここでは、マスクブランク用基板及びその製造方法に関して説明する。最初に本発明の構成概念を説明し、その後、その概念に基づいて実施した実施例を比較例とともに示す。
[Manufacturing method of mask blank substrate]
Here, a mask blank substrate and a manufacturing method thereof will be described. First, the configuration concept of the present invention will be described, and then, examples implemented based on the concept will be shown together with comparative examples.

まず、本発明は、投影レンズを介して像転写を行う上で本質的に求められているものは、機械的な平面では必ずしもなく、波面の揃った光学的平坦面であることに基づいている。この点について、図1を用いて説明する。マスクブランク用基板の主表面(転写パターン形成用の薄膜が設けられる側である一方の主表面)は、背景技術においても述べたように、極めて高い平坦性が求められる。図1はマスクブランクの断面を示したもので、一般的には、マスクブランク用基板1の主表面は、同図中の符号2に示すように、完全平坦面となるように形成することが理想とされている。しかしながら、このような完全平坦面を実際に製造するのは大変困難である。また、局所プラズマエッチングなどの手法を使って平坦度を高める方法も行われているが、この方法はスループットが低く、装置コストなどもかかり、また異物欠陥が発生しやすいなどの副作用も多い。そこで、本発明においては、機械的平坦面を過度に追求するのではなく、光学的平坦面、言い換えれば等波面的平坦面を仮想基準面として追求する方向に発想を転換したものである。   First, the present invention is based on the fact that what is essentially required for image transfer through a projection lens is not a mechanical plane, but an optical flat surface with a uniform wavefront. . This point will be described with reference to FIG. The main surface of the mask blank substrate (one main surface on the side where the thin film for forming the transfer pattern is provided) is required to have extremely high flatness as described in the background art. FIG. 1 shows a cross section of a mask blank. In general, the main surface of a mask blank substrate 1 can be formed to be a completely flat surface as indicated by reference numeral 2 in FIG. It is considered ideal. However, it is very difficult to actually manufacture such a completely flat surface. In addition, a method of increasing the flatness by using a technique such as local plasma etching has been performed. However, this method has a low throughput, an apparatus cost, and a lot of side effects such as the occurrence of a foreign substance defect. Therefore, in the present invention, the idea is changed not to pursue excessively a mechanical flat surface but to pursue an optical flat surface, in other words, an equiwavefront flat surface as a virtual reference surface.

そして、本発明は、露光装置の投影レンズに備え付けられたレンズ収差を補正する収差補正機能を用いて、光学的平坦面を、機械的平坦面からずれて研磨された面に対して近づけている。この点について、図1を用いて説明する。図1中の符号3は研磨を行って形成された主表面の断面形状を示す。例えば、同図中のA点での理想的機械的平坦面からのずれはd1となるが、露光装置の収差補正機能を使った光学的平坦面(断面)4からのずれはd2と極めて小さくできる。ここでの光学的平坦面とは、この面から波面を揃えて出た光線が、レンズ収差補正機能を使って意図的に投影レンズに収差を与えることにより、理想的な結像を示す面のことである。言い換えれば、ここで言う光学的平坦面とは、ウエハ面を像点面とした時の投影レンズの共役上にある物点面のことで、投影レンズに意図的に収差を与えて、機械的平坦面から所望に近い形状に変形させた物点面を言う。本願では、この物点面の平坦度のことを光学的平坦度と呼ぶことにする。光学的平坦面は、機械的完全平坦面というような一意的に決定される1つの固定面ではなく、マスクブランク用基板の表面形状に応じて投影レンズに収差を与えることである程度の自由度を持って決めることができる。従って、機械的平坦度に比して、光学的平坦度を高めることが容易になる。   In the present invention, the optical flat surface is shifted from the mechanical flat surface and brought close to the polished surface by using an aberration correction function for correcting lens aberration provided in the projection lens of the exposure apparatus. . This point will be described with reference to FIG. Reference numeral 3 in FIG. 1 indicates a cross-sectional shape of the main surface formed by polishing. For example, the deviation from the ideal mechanical flat surface at point A in the figure is d1, but the deviation from the optical flat surface (cross section) 4 using the aberration correction function of the exposure apparatus is extremely small as d2. it can. The optically flat surface here is a surface that shows ideal imaging by light rays that are aligned from the wavefront and intentionally give aberration to the projection lens using the lens aberration correction function. That is. In other words, the optical flat surface referred to here is an object point surface that is on the conjugate of the projection lens when the wafer surface is the image point surface, and mechanically gives aberration to the projection lens. An object surface that is deformed from a flat surface to a desired shape. In the present application, the flatness of the object surface is referred to as optical flatness. The optical flat surface is not a single fixed surface that is uniquely determined as a mechanically flat surface, but provides a certain degree of freedom by giving aberration to the projection lens according to the surface shape of the mask blank substrate. You can decide. Therefore, it is easy to increase the optical flatness as compared with the mechanical flatness.

また、本発明は、この光学的平坦面の記述に極座標系であるゼルニケ多項式近似面を使用している。その極座標の原点は、マスクブランク用基板の中心である。ArF露光装置などに用いられるマスクブランク用基板は、一部隅の部分で面取りはされているものの、縦横とも約152mm幅の四角形であり、またマスクパターン図形のレイアウトもXY座標表示となっていることから、座標系表示として、一般的にはXY座標系が用いられている。あえて四角形のマスクブランク用基板を極座標系で記述したところに本発明の特徴的な点がある。ゼルニケ多項式は直交系の多項式であり、各変数が独立関係にあって取り扱いが容易である。そして、投影レンズの収差特性が、フーリエ変換面である投影レンズの瞳面での波面のゼルニケ多項式展開の各項と対応付けられるため、投影レンズ収差補正とブランク基板面の光学的平坦面を結びつけるのに大変好適である。なお、ArF露光装置としては、現在の主流はArFスキャナであるが、スキャナに限るものではなく、ステッパでも構わない。また、光源もArFエキシマレーザ(波長193nm)に限るものではなく、例えばKrFエキシマレーザ(波長248nm)などでも構わない。   In the present invention, a Zernike polynomial approximate surface which is a polar coordinate system is used to describe the optical flat surface. The origin of the polar coordinates is the center of the mask blank substrate. A mask blank substrate used in an ArF exposure apparatus or the like is chamfered at some corners, but has a rectangular shape with a width of about 152 mm in both vertical and horizontal directions, and the mask pattern graphic layout is also displayed in XY coordinates. For this reason, the XY coordinate system is generally used as the coordinate system display. A characteristic feature of the present invention is that a square mask blank substrate is described in a polar coordinate system. Zernike polynomials are orthogonal polynomials, and each variable is independent and easy to handle. Since the aberration characteristics of the projection lens are associated with the terms of the Zernike polynomial expansion of the wavefront at the pupil plane of the projection lens, which is the Fourier transform plane, the projection lens aberration correction is linked to the optical flat surface of the blank substrate surface. It is very suitable for this. As an ArF exposure apparatus, the current mainstream is an ArF scanner, but the ArF exposure apparatus is not limited to a scanner, and may be a stepper. Further, the light source is not limited to the ArF excimer laser (wavelength 193 nm), and may be a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), for example.

このように、光学的平坦面を仮想基準面として、その表面形状をゼルニケ多項式近似で表した形状に対して、研磨された透光性基板の主表面形状とフィッティングをとって、その差が基準値以下のものをマスクブランク用基板として選定することが本発明の骨子である。ここで、このフィッティングにおいては、マスクブランク用基板から製造された転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックする時に発生する応力に伴う転写用マスクの基板部分(透光性基板やマスクブランク用基板と実質同じ、以下、透光性基板あるいはマスクブランク用基板と記載する。)の変形やマスクブランク用基板の自重撓み変形も考慮する。すなわち、研磨された透光性基板の主表面形状をフリースタンディング状態で計測した場合は、その主表面形状の計測データを用いて露光装置のマスクステージにチャックした時に発生する応力に伴う透光性基板の変形や透光性基板の自重撓み変形をシミュレーションにより求め、露光装置で露光する時の透光性基板の主表面形状(転写主面形状)に対して、前記仮想基準面とのフィッティングを行う。このシミュレーションの代表的な手法は有限要素法であるが、この方法に限定されるものではない。また、このシミュレーションにあたっては、マスクステージのチャック形状、チャックが接触する領域を含む透光性基板の主表面形状、透光性基板の弾性係数、及び透光性基板の比重などを考慮すると良い。ここで、チャックされる領域よりも外側の領域まで透光性基板の主表面形状をシミュレーションに組み入れておくことが好ましい。   In this way, with the optical flat surface as the virtual reference surface and the surface shape represented by the Zernike polynomial approximation, fitting with the main surface shape of the polished translucent substrate, the difference is the reference It is the gist of the present invention to select a substrate having a value less than the value as a mask blank substrate. Here, in this fitting, the transfer mask substrate portion (translucent substrate or mask blank substrate) caused by stress generated when the transfer mask manufactured from the mask blank substrate is chucked on the mask stage of the exposure apparatus. (Hereinafter, referred to as a light-transmitting substrate or a mask blank substrate) and a self-weight bending deformation of the mask blank substrate. That is, when the main surface shape of the polished translucent substrate is measured in a free standing state, the translucency associated with the stress generated when chucking the mask stage of the exposure apparatus using the measurement data of the main surface shape The deformation of the substrate and the self-weight bending deformation of the translucent substrate are obtained by simulation, and the main surface shape (transfer main surface shape) of the translucent substrate when exposed by the exposure apparatus is fitted with the virtual reference plane. Do. A typical method of this simulation is the finite element method, but it is not limited to this method. In this simulation, it is preferable to consider the chuck shape of the mask stage, the main surface shape of the translucent substrate including the area where the chuck contacts, the elastic coefficient of the translucent substrate, the specific gravity of the translucent substrate, and the like. Here, it is preferable to incorporate the main surface shape of the translucent substrate in the simulation up to the region outside the region to be chucked.

上記フィッティングによってマスクブランク用基板を選定する指標としては、透光性基板の主表面における所定の直径を有する円の内側の算出領域で算出される仮想基準面と透光性基板の主表面形状の差分の最高高さと最低高さの差、いわゆるPV値が好適であることが、検討の結果わかった。一点でもPV値が外れると、その場所では波面がその分ずれるので、その場所での転写特性に悪影響が出る。   As an index for selecting the mask blank substrate by the fitting, the virtual reference plane calculated in the calculation area inside the circle having a predetermined diameter on the main surface of the translucent substrate and the main surface shape of the translucent substrate are used. As a result of examination, it was found that a difference between the maximum height and the minimum height of the difference, that is, a so-called PV value is suitable. If the PV value deviates even at one point, the wavefront is shifted by that amount, and the transfer characteristics at that location are adversely affected.

上記算出領域は、露光装置のスキャン露光時の露光スリット長を考慮して設定されるべきである。算出領域(仮想基準面の大きさと等価。)は、84mm以上の直径を有する円の内側領域であることが少なくとも望まれる。また、算出領域は、94mm以上の直径を有する円の内側領域であると好ましく、露光スリット長の最大値である104mmの直径を有する円の内側領域であるとより好ましい。   The calculation area should be set in consideration of the exposure slit length during the scan exposure of the exposure apparatus. The calculation area (equivalent to the size of the virtual reference plane) is at least desirably an inner area of a circle having a diameter of 84 mm or more. The calculation area is preferably an inner area of a circle having a diameter of 94 mm or more, and more preferably an inner area of a circle having a diameter of 104 mm, which is the maximum value of the exposure slit length.

マスクブランク用基板の選定の基準値は、その選定されたマスクブランク用基板から作製される転写用マスクに対する要求精度に応じて定めれば良いが、十分な波面制御が求められる場合は、位相差による投影露光時の悪影響が充分小さく、波面計測測定装置の計測精度基準の1つとなっている露光波長λの1/8、すなわちλ/8とすることが好ましい。転写評価の結果、通常はこの基準で十分な転写精度が得られた。露光装置の調整時や品質管理(QC:Quality Control)を行うとき等、より高い精度が求められるときは、選別の基準値をλ/10とすることがさらに好ましい。   The reference value for selection of the mask blank substrate may be determined according to the required accuracy for the transfer mask produced from the selected mask blank substrate, but if sufficient wavefront control is required, the phase difference It is preferable to set the exposure wavelength λ to 1/8, that is, λ / 8, which is one of the measurement accuracy standards of the wavefront measuring and measuring apparatus, ie, λ / 8. As a result of the transfer evaluation, usually, sufficient transfer accuracy was obtained with this standard. When higher accuracy is required, such as when adjusting the exposure apparatus or when performing quality control (QC), it is more preferable to set the selection reference value to λ / 10.

フィッティングによってマスクブランク用基板を選定する第2の指標は、前述の差分形状から算出される決定係数Rである。決定係数Rとは、重相関係数の2乗で、寄与率とも呼ばれるもので、標本値から求めた回帰方程式の当てはまりの良さの尺度として良く用いられる指標である。その定義式は、実測値をy、回帰方程式による推定値をfとすると、 Second index to select a substrate for a mask blank by fitting a coefficient of determination R 2 calculated from the above-described difference shape. The coefficient of determination R 2 is the square of the multiple correlation coefficient, which is also known as the contribution rate is a well-index which is used as a measure of the goodness of true regression equation obtained from the sample value. The defining equation is that the actual measurement value is y and the estimated value by the regression equation is f.

Figure 2015040985
であり、この値が1に近いほど相対的な残差が少ないことを表す。PV値がポイントでの異常を選別する指標に対し、決定係数Rは形状全体の残差の大きさを表す指標となる。マスクを作成して転写との相関をとって種々調べた結果、決定係数Rが0.9以上で十分な転写精度が得られた。
Figure 2015040985
The closer this value is to 1, the smaller the relative residual. To index the PV value is selected for malfunction at a point, the coefficient of determination R 2 is an indicator of the magnitude of the residuals overall shape. By creating a mask result of examining various taking a correlation between the transfer coefficient of determination R 2 was obtained sufficient transfer accuracy 0.9 or more.

加えて、より好ましい転写性能を与えるマスクブランク用基板を製造するために、以下の点について詳細な検討を行った。   In addition, in order to manufacture a mask blank substrate that gives more preferable transfer performance, the following points were examined in detail.

投影レンズの収差補正機能は、ゼルニケ多項式における半径に係わる変数の次数が3次以降の高次の項も可能である。このため、仮想基準面を定義するゼルニケ多項式における半径に係わる変数の次数についても、露光装置の投影レンズの収差補正機能で補正可能な形状の次数であること以外の制約はない。たとえば、仮想基準面を定義するゼルニケ多項式は、半径に係わる変数の次数が4次である項を1つ以上含むものであってもよく、半径に係わる変数の次数が3次である項を1つ以上含むものであってもよい。   The aberration correction function of the projection lens can also be a higher-order term in which the degree of the variable related to the radius in the Zernike polynomial is third or higher. For this reason, the order of the variable related to the radius in the Zernike polynomial defining the virtual reference plane is not limited except that it is the order of the shape that can be corrected by the aberration correction function of the projection lens of the exposure apparatus. For example, the Zernike polynomial defining the virtual reference plane may include one or more terms in which the degree of the variable relating to the radius is the fourth order, and the term in which the order of the variable relating to the radius is the third order is 1 One or more may be included.

一方、高次の項まで使ってフィッティングを行うと、ある時点では良いが、露光状況によっては投影レンズの高次の収差が変動して、不都合が生じる場合があるということもわかった。この点については、[露光方法及びそれを用いたデバイスの製造方法]において詳細を後述する。また、次数が1次の項のみでは1次元的なティルト補正であり、これでは十分な光学平坦性を得ることができないこともわかった。よって半径に係わる変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係わる変数の次数が2次の項を1つ以上含むことが好ましいことが、詳細な検討の結果わかった。その必要な代表の2次の項はデフォーカスの項であり、デフォーカスの項は、アリゾナ大学表記では第4項、標準形では第5項にあたる。なお、ゼルニケ多項式近似は標準形、アリゾナ大学方式、及びフリンジゼルニケ方式など各種の方式があるが、本発明の適用にあたっては、どの形式のゼルニケ多項式近似を用いても問題はない。   On the other hand, when fitting was performed using even higher-order terms, it was good at a certain point in time, but it was also found that depending on the exposure situation, higher-order aberrations of the projection lens may fluctuate, resulting in inconvenience. Details of this point will be described later in [Exposure Method and Device Manufacturing Method Using the Same]. It was also found that if the order is only a first-order term, it is a one-dimensional tilt correction, and sufficient optical flatness cannot be obtained with this. As a result of detailed examination, it has been found that it is preferable that the order of the variable related to the radius is composed only of terms of the second order or less, and that the order of the variable related to the radius includes one or more terms of the second order. The necessary representative second-order term is the defocus term, which corresponds to the fourth term in the University of Arizona notation and the fifth term in the standard form. There are various types of Zernike polynomial approximation, such as the standard form, the University of Arizona method, and the Fringe Zernike method. However, any type of Zernike polynomial approximation may be used in applying the present invention.

前述の手法では、マスクブランクの中心を基準とした所定の直径(最大で104mm)の内側領域における光学的平坦度は十分確保されるが、チップ露光は最大104mm×132mm領域で行われる。そこで前述の光学的平坦度選別に加え、マスクブランク用基板の中心を基準とした一辺が132mmの四角形の内側領域において、露光装置のマスクステージにチャックしたときにおけるチャック後主表面形状(転写主面形状)を前記シミュレーションした後の平坦度を0.2μm以下とする基準を併用すると、全面にわたってさらに良い転写結果が得られた。なお、チップ露光は最大でも104mm×132mmと、本測定基準領域の132mm×132mmより小さいが、これはマスクブランクの向きを限定しないためである。また、マスクブランク用基板の主表面は、所定以上の表面粗さに鏡面研磨されている必要がある。主表面は、一辺が5μmの四角形の内側領域で算出される自乗平方根平均粗さRqが0.2nm以下であることが好ましく、0.15nm以下であるとより好ましい。なお、表面粗さは、例えば原子間力顕微鏡(AFM)によって測定できる。   In the above-described method, sufficient optical flatness is ensured in an inner region having a predetermined diameter (up to 104 mm) with respect to the center of the mask blank, but chip exposure is performed in a maximum 104 mm × 132 mm region. Therefore, in addition to the above-described optical flatness selection, the main surface shape after chucking (transfer main surface) when chucked on the mask stage of the exposure apparatus in a rectangular inner region having a side of 132 mm with respect to the center of the mask blank substrate. When a standard for flatness after simulation of the shape) of 0.2 μm or less was used in combination, a better transfer result was obtained over the entire surface. Note that the maximum chip exposure is 104 mm × 132 mm, which is smaller than 132 mm × 132 mm in the main measurement reference region, because this does not limit the orientation of the mask blank. Further, the main surface of the mask blank substrate needs to be mirror-polished to a surface roughness of a predetermined level or more. The main surface preferably has a square root mean roughness Rq calculated in a square inner region having a side of 5 μm of 0.2 nm or less, and more preferably 0.15 nm or less. The surface roughness can be measured by, for example, an atomic force microscope (AFM).

次に本発明の概念に沿って高平坦度なマスクブランク用基板を製造する工程を、図2のマスクブランク用基板の製造工程フローチャート図を参照しながら説明する。   Next, a process for manufacturing a mask blank substrate having a high flatness according to the concept of the present invention will be described with reference to a mask blank substrate manufacturing process flowchart shown in FIG.

最初は、図2の工程S1に示すように、合成石英インゴットからマスクブランク用基板の形状に透光性基板を切り出し、次に同図の工程S2に示すように、切り出した透光性基板の主表面、端面及び面取り面に対して研磨を行う研削工程、続いて同図の工程S3に示すように、主表面に対してその表面を精密に研磨する工程を行う。この研磨は通常多段階で行われる。研磨の方法は様々であってここでは特に制限を設けるわけではないが、酸化セリウム等の研磨剤を用いたCMP(Chemical Mechanical Polishing)やコロイダルシリカ等の研磨剤を用いたポリッシングが好適に行われる。その後、同図の工程S4に示すように、主表面の精密な形状測定を行う。以上の工程S4までは、通常の方法であってよい。なお、ここではマスクブランク材料として一般的な合成石英ガラスの場合を示したが、露光光に対して透明であって、転写用マスクの基板として用いることができるものであれば、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、露光波長によっては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、無アルカリガラス、フッ化カルシウムガラスなども適用可能である。   First, as shown in step S1 of FIG. 2, the light-transmitting substrate is cut out from the synthetic quartz ingot into the shape of the mask blank substrate, and then, as shown in step S2 of FIG. A grinding process for polishing the main surface, the end face and the chamfered surface, followed by a process for precisely polishing the surface of the main surface as shown in step S3 in FIG. This polishing is usually performed in multiple stages. There are various polishing methods, and there is no particular limitation here, but CMP (Chemical Mechanical Polishing) using a polishing agent such as cerium oxide or polishing using a polishing agent such as colloidal silica is suitably performed. . Thereafter, as shown in step S4 of FIG. Up to the above step S4 may be a normal method. Here, the case of a general synthetic quartz glass is shown as a mask blank material, but it is not necessarily limited to this as long as it is transparent to exposure light and can be used as a substrate for a transfer mask. Is not to be done. For example, depending on the exposure wavelength, soda lime glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, alkali-free glass, calcium fluoride glass, and the like are also applicable.

本発明の特徴は、図2の工程S5以降にある。まず、工程S5で、露光装置のマスクステージに前記透光性基板をチャックした時の主表面(転写主面)の変形を計算して、後工程で選定されたマスクブランク用基板を基に作製される転写用マスクの露光時の状態での基板部分の主表面の表面形状をシミュレーションにより取得する。   The feature of the present invention is after step S5 in FIG. First, in step S5, the deformation of the main surface (transfer main surface) when the translucent substrate is chucked on the mask stage of the exposure apparatus is calculated and produced based on the mask blank substrate selected in the subsequent step. The surface shape of the main surface of the substrate portion in the exposure state of the transfer mask to be obtained is obtained by simulation.

図3は、透過型の転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックした時の断面図である。この場合、マスクステージ50の上に透過型の転写用マスク51を載置し、吸着部52により真空吸着あるいは減圧吸着する。これは、特に露光装置がスキャナの場合、ウエハと同期してマスクを高速にスキャンする必要があり、マスクステージ50から転写用マスク51がずれないように固定するためである。マスクステージ50と転写用マスク51とが接触する部分55は転写用マスクの周辺部であり、且つ、マスクパターン53が形成されている主表面(転写主面)54の側である。このような使用法となるため、この透光性基板の主表面形状をシミュレーションするにあたっては、マスクステージと接触する可能性のある外周部分まで含めたマスクブランク用基板の主表面形状、真空吸着あるいは減圧吸着するためのチャック部の形状、チャック部が接触する部分のマスクブランク用基板の表面形状を、計算に取り込むことが望ましい。転写用マスク51は、外周部の一部を支えられた状態で水平に置かれるため、自重による撓みも発生する。そこで、真空吸着あるいは減圧吸着とマスクステージとの接触部によって発生する応力と自重撓みを考慮して、シミュレーションを行う。ここで、工程S4で取得した主表面形状を基にこのシミュレーションが行われるが、この形状の測定法に留意しておく必要がある。透光性基板の主表面の形状が、透光性基板の自重や外部応力により変形することが少ないフリースタンディング状態での計測の場合は実計測値の適用で良いが、複数箇所のピン上に透光性基板を水平に載置して測定する場合は、自重撓みなどによりフリー状態から変形するので、その変形を考慮してシミュレーションを行うのが望ましい。なお、フリースタンディングでの計測とは、例えば、透光性基板の側面を底部にして透光性基板を垂直に立てた状態で計測する方法である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the transmissive transfer mask chucked on the mask stage of the exposure apparatus. In this case, a transmission type transfer mask 51 is placed on the mask stage 50 and vacuum suction or vacuum suction is performed by the suction portion 52. This is because, particularly when the exposure apparatus is a scanner, it is necessary to scan the mask at high speed in synchronization with the wafer, and the transfer mask 51 is fixed so as not to be displaced from the mask stage 50. A portion 55 where the mask stage 50 and the transfer mask 51 are in contact is the peripheral portion of the transfer mask and is on the main surface (transfer main surface) 54 side where the mask pattern 53 is formed. Because of this usage, in simulating the main surface shape of the translucent substrate, the main surface shape of the mask blank substrate including the outer peripheral part that may come into contact with the mask stage, vacuum suction or It is desirable to take into account the shape of the chuck portion for suctioning under reduced pressure and the surface shape of the mask blank substrate where the chuck portion contacts. Since the transfer mask 51 is placed horizontally in a state where a part of the outer peripheral portion is supported, bending due to its own weight also occurs. Therefore, the simulation is performed in consideration of the stress generated by the contact portion between the vacuum suction or vacuum suction and the mask stage and the self-weight deflection. Here, although this simulation is performed based on the main surface shape acquired at process S4, it is necessary to pay attention to the measuring method of this shape. In the case of measurement in the free-standing state where the shape of the main surface of the translucent substrate is less likely to be deformed by the weight of the translucent substrate or external stress, actual measurement values can be applied. When measuring by placing the translucent substrate horizontally, it is deformed from the free state due to its own weight deflection or the like, so it is desirable to perform the simulation in consideration of the deformation. Note that the free standing measurement is, for example, a method of measuring in a state where the translucent substrate stands vertically with the side surface of the translucent substrate as the bottom.

次に、仮想基準面の算出計算を行う。この仮想基準面は、前述のように、極座標系で表現されたゼルニケ多項式によって決定される光学的平坦面である。前述のように効率を鑑みると、この仮想基準面は、半径に係わる変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係わる変数の次数が2次の項を1つ以上含むゼルニケ多項式によって定義されるのが実用的であるが、より高次の項を含んで精度を上げても良い。範囲は、例えば透光性基板の中央を中心とした直径104mmの円内とする。この仮想基準面の算出にあたっては、工程S5でシミュレーションされた透光性基板の主表面の表面形状(転写主面)を参考にして算出計算される。次に、図2の工程S7に示すように、工程S5で算出計算された仮想基準面形状と工程S5でシミュレーションされた透光性基板の主表面形状との差分を計算し、差分形状のデータ(差分データ)を取得する。その後、図2の工程S8に示すように、工程S7で得られた差分データから最高高さと最低高さの差、いわゆるPV値を計算する。その後、図2の工程S9に示すように、工程S8で求めたPV値が予め定めた所定値X以下であるか、それを超える値であるかを判定し、X以下の透光性基板は高平坦マスクブランク用基板として選別して終了する(図2の工程S10)。それを超える透光性基板は、低・中平坦品として、ミドルレイヤーやラフレイヤー用のマスクブランク用基板としての活用を考えるか、工程S3の研磨工程に戻すか、局所加工工程を経て工程S4以降再度同様の工程を踏むか、あるいはこの透光性基板を廃棄する(図2の工程S11)。ここで、所定値Xは、この基準で選定されたマスクブランク用基板を使って作製される透過型の転写用マスクの適用層、例えば、ポリ層(ゲート層)であるとか、配線層であるとか、拡散層であるとかによって求められる精度が異なるため、要求される必要精度に応じて値を定めるのが実用的である。光学的な見地に立つと、所定値Xとしては、例えば、露光波長λの1/8が挙げられる。光学計測で公知のように、露光波長λの1/8という値は波面制御の代表的な基準値であり、その値を境に結像性能等に大きな違いがあるためである。
以上のマスクブランク用基板の製造方法により、実用的に極めて高い平坦度を有するマスクブランク用基板が、高いスループットを持って製造することが可能となる。ArFエキシマ露光の場合のλ/8は25nm(小数点以下切上げ)であり、従来法より格段に高い光学的平坦度が、マスクブランク用基板の加工時のスループットを低下させることなく得られ、また、製造装置設備負担も抑えることが可能となる。
Next, calculation calculation of a virtual reference plane is performed. As described above, this virtual reference surface is an optical flat surface determined by the Zernike polynomial expressed in the polar coordinate system. As described above, in view of efficiency, this virtual reference plane is composed of Zernike that is composed only of terms in which the degree of the variable relating to the radius is not more than second order, and the degree of the variable relating to the radius is one or more of the second order terms. Although it is practical to be defined by a polynomial, the accuracy may be increased by including higher-order terms. The range is, for example, within a circle with a diameter of 104 mm centered on the center of the translucent substrate. The virtual reference plane is calculated with reference to the surface shape (transfer main surface) of the main surface of the translucent substrate simulated in step S5. Next, as shown in step S7 of FIG. 2, the difference between the virtual reference surface shape calculated in step S5 and the main surface shape of the light-transmitting substrate simulated in step S5 is calculated, and the difference shape data is calculated. (Difference data) is acquired. After that, as shown in step S8 of FIG. 2, a difference between the maximum height and the minimum height, so-called PV value, is calculated from the difference data obtained in step S7. Thereafter, as shown in step S9 of FIG. 2, it is determined whether the PV value obtained in step S8 is a predetermined value X or less, or a value exceeding the predetermined value X. Selection is completed as a highly flat mask blank substrate (step S10 in FIG. 2). Translucent substrates exceeding this range are considered to be used as mask blank substrates for middle layers and rough layers as low / medium flat products, or returned to the polishing step of step S3, or through a local processing step to step S4. Thereafter, the same process is performed again or the translucent substrate is discarded (process S11 in FIG. 2). Here, the predetermined value X is an application layer of a transmission type transfer mask manufactured using a mask blank substrate selected based on this criterion, for example, a poly layer (gate layer) or a wiring layer. Since the required accuracy differs depending on whether it is a diffusion layer or the like, it is practical to determine the value according to the required required accuracy. From an optical standpoint, the predetermined value X is, for example, 1/8 of the exposure wavelength λ. This is because, as is well known in optical measurement, the value of 1/8 of the exposure wavelength λ is a typical reference value for wavefront control, and there is a great difference in imaging performance and the like with that value as a boundary.
By the above mask blank substrate manufacturing method, a mask blank substrate having extremely high flatness can be manufactured with high throughput. In the case of ArF excimer exposure, λ / 8 is 25 nm (rounded up after the decimal point), and optical flatness much higher than that of the conventional method can be obtained without reducing the throughput when processing the mask blank substrate. It is possible to reduce the burden on the manufacturing equipment.

次に、決定係数Rを用いたもう一つのマスクブランク用基板を製造する工程を、図4のマスクブランク用基板の製造工程フローチャート図を参照しながら説明する。工程S9までは前述の図2のマスクブランク用基板の製造方法と同一である。違いは工程S9以降で、PV値が予め定めた所定値X以下の透光性基板であった場合、図4の工程S12に示すように、差分形状(差分データ)から算出される決定係数Rを計算する。そして図4の工程S13に示すように、決定係数Rが0.9以上の透光性基板は高平坦マスクブランク用基板として選別し、終了する。0.9未満の透光性基板は、低・中平坦品として、ミドルレイヤーやラフレイヤー用のマスクブランク用基板としての活用を考えるか、工程S3の研磨工程に戻すか、局所加工工程を経て工程S4以降再度同様の工程を踏むか、あるいはこの透光性基板を廃棄する。この方法では、1点異常点のみの判定ではなく、形状全体の光学平坦面とのフィッティング度をも併用して選別するため、そのマスクブランク用基板を使って製造された転写用マスクの転写精度は高い。 Next, a process for producing another mask blank substrate with a coefficient of determination R 2, will be described with reference to the manufacturing process flow chart of a substrate for a mask blank of FIG. The process up to step S9 is the same as the method for manufacturing the mask blank substrate of FIG. The difference is that after step S9, if the PV value is a translucent substrate having a predetermined value X or less, a determination coefficient R calculated from the difference shape (difference data) as shown in step S12 of FIG. 2 is calculated. Then, as shown in step S13 in FIG. 4, the translucent substrate of the coefficient of determination R 2 is 0.9 or more is selected as a substrate for a high flat mask blank ends. A translucent substrate of less than 0.9 is considered to be used as a mask blank substrate for middle layer or rough layer as a low / medium flat product, or it is returned to the polishing step of step S3, or through a local processing step After step S4, the same steps are performed again, or the light transmitting substrate is discarded. In this method, the transfer accuracy of the transfer mask manufactured using the mask blank substrate is selected because the selection is made not only by determining one abnormal point but also by using the fitting degree with the optical flat surface of the entire shape. Is expensive.

なお、工程S12及びS13は、差分形状を算出する工程S7が行われた後であれば、どの段階で行われてもよい。たとえば、工程S12を工程S8と工程S9の間で行ってもよいし、工程S12とS13を工程S9よりも先に行ってもよい。また、PV値の計算と所定値(基準値)との比較判定(工程S8及びS9)と、決定係数Rの計算と基準値との比較判定(工程S12及びS13)の順番を入れ替えることも可能である。なお、ここで決定した仮想基準面の情報は保持しておいて、露光装置のレンズ収差補正機能に反映させることが、投影レンズの共役面での露光が容易に可能になるので、好ましい。 The steps S12 and S13 may be performed at any stage as long as the step S7 for calculating the difference shape is performed. For example, step S12 may be performed between step S8 and step S9, and step S12 and step S13 may be performed before step S9. The calculation and predetermined value of the PV value and the comparison determination (reference value) (step S8 and S9), also change the order of the comparison determination (step S12 and S13) between the calculated and reference values of the coefficient of determination R 2 Is possible. Note that it is preferable to retain the virtual reference plane information determined here and reflect the information on the lens aberration correction function of the exposure apparatus because exposure on the conjugate plane of the projection lens can be easily performed.

[マスクブランクの製造方法]
本発明のマスクブランクの製造方法は、前述のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の一方の主表面に転写パターン形成用の薄膜を設ける工程を備えることを特徴としている。
[Manufacturing method of mask blank]
The mask blank manufacturing method of the present invention includes a step of providing a transfer pattern forming thin film on one main surface of the mask blank substrate manufactured by the above-described mask blank substrate manufacturing method.

ここで重要となるのは薄膜の応力の制御で、この薄膜による応力でマスクブランク用基板が歪むと、基板表面の平坦度は変化する。この膜応力による基板主表面の変形は、同心円状の2次曲面という比較的単純な変形であり、露光機の収差補正によって対応できるが、一方で、薄膜の応力が大きすぎると、マスクブランクから転写用マスクを製造する際に行われる薄膜のパターンニング時に、薄膜パターンの位置ずれが起こるという問題が生じる。マスクブランクの中心を基準とし、一辺が132mmの四角形の内側領域の機械的平坦度の変化量と膜応力の関係を調べたところ、平坦度変化量10nm、20nm、25nm、30nm、40nm、及び50nmに対応する膜応力は、それぞれ55MPa、110MPa、137MPa、165MPa、220MPa、及び275MPaであった。この結果から、薄膜の応力は、275MPa以下が望ましく、165MPa以下だとさらに望ましく、110MPa以下だとさらに一層望ましいことがわかる。   What is important here is the control of the stress of the thin film. When the mask blank substrate is distorted by the stress of the thin film, the flatness of the substrate surface changes. The deformation of the main surface of the substrate due to the film stress is a relatively simple deformation of a concentric quadratic curved surface and can be dealt with by correcting the aberration of the exposure machine. On the other hand, if the stress of the thin film is too large, A problem arises in that the thin film pattern is displaced during patterning of the thin film performed when the transfer mask is manufactured. When the relationship between the amount of change in mechanical flatness and the film stress in the inner region of a square having a side of 132 mm on the basis of the center of the mask blank was examined, the amount of change in flatness was 10 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 40 nm, and 50 nm. The film stresses corresponding to were 55 MPa, 110 MPa, 137 MPa, 165 MPa, 220 MPa, and 275 MPa, respectively. From this result, it is understood that the stress of the thin film is desirably 275 MPa or less, more desirably 165 MPa or less, and even more desirably 110 MPa or less.

したがって、薄膜の膜応力を調整する必要があるが、その方法としては、例えば、加熱処理(アニール)を行う方法やフラッシュランプ等の高エネルギー光を薄膜に対して照射する光照射処理を行う方法などがある。この膜応力調整に留意して薄膜形成を行えば、露光波長λの1/8という光学的に高平坦なマスクブランクを製造することができ、そのマスクブランクを使って製造された転写用マスクを用いて露光を行うと、焦点深度、位置ずれ、及び解像度に優れ、それを使って製造される半導体デバイスの回路特性も安定する。   Therefore, it is necessary to adjust the film stress of the thin film. Examples of the method include a method of performing a heat treatment (annealing) and a method of performing a light irradiation process of irradiating the thin film with high energy light such as a flash lamp. and so on. If thin film formation is performed while paying attention to this film stress adjustment, an optically high flat mask blank of 1/8 of the exposure wavelength λ can be manufactured, and a transfer mask manufactured using the mask blank can be manufactured. When the exposure is performed, the depth of focus, the positional deviation, and the resolution are excellent, and the circuit characteristics of a semiconductor device manufactured using the same are also stabilized.

本発明のマスクブランク及び本発明のマスクブランクの製造方法で製造されるマスクブランクは、以下の(1)〜(3)の構成のものを適用することができる。
(1)遷移金属を含む材料からなる遮光膜を備えたバイナリマスクブランク
かかるバイナリマスクブランクは、透光性基板上に遮光膜(転写パターン形成用の薄膜)を有する形態のものであり、この遮光膜は、クロム、タンタル、ルテニウム、タングステン、チタン、ハフニウム、モリブデン、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ロジウム等の遷移金属単体あるいはその化合物を含む材料からなる。例えば、クロムや、クロムに酸素、窒素、炭素などの元素から選ばれる1種以上の元素を添加したクロム化合物で構成した遮光膜が挙げられる。また、例えば、タンタルに、酸素、窒素、ホウ素などの元素から選ばれる1種以上の元素を添加したタンタル化合物で構成した遮光膜が挙げられる。かかるバイナリマスクブランクは、遮光膜を、遮光層と表面反射防止層の2層構造や、さらに遮光層と基板との間に裏面反射防止層を加えた3層構造としたものなどがある。また、遮光膜の膜厚方向における組成が連続的又は段階的に異なる組成傾斜膜としてもよい。
The mask blank manufactured by the mask blank of the present invention and the mask blank manufacturing method of the present invention can be applied with the following configurations (1) to (3).
(1) Binary mask blank provided with a light-shielding film made of a material containing a transition metal The binary mask blank has a light-shielding film (a thin film for forming a transfer pattern) on a light-transmitting substrate. The film is made of a material containing a transition metal alone or a compound thereof such as chromium, tantalum, ruthenium, tungsten, titanium, hafnium, molybdenum, nickel, vanadium, zirconium, niobium, palladium, rhodium. For example, a light-shielding film composed of chromium or a chromium compound in which one or more elements selected from elements such as oxygen, nitrogen, and carbon are added to chromium. Further, for example, a light shielding film composed of a tantalum compound in which one or more elements selected from elements such as oxygen, nitrogen, and boron are added to tantalum. Such binary mask blanks include a light shielding film having a two-layer structure of a light shielding layer and a front surface antireflection layer, or a three-layer structure in which a back surface antireflection layer is added between the light shielding layer and the substrate. Moreover, it is good also as a composition gradient film | membrane from which the composition in the film thickness direction of a light shielding film differs continuously or in steps.

(2)遷移金属及びケイ素(遷移金属シリサイド、特にモリブデンシリサイドを含む)の化合物を含む材料からなる光半透過膜を備えた位相シフトマスクブランク
かかる位相シフトマスクブランクとしては、透光性基板(ガラス基板)上に光半透過膜(転写パターン形成用の薄膜)を有する形態のものであって、該光半透過膜をパターニングしてシフタ部を設けるタイプであるハーフトーン型位相シフトマスクが作製される。かかる位相シフトマスクにおいては、光半透過膜を透過した光に基づき転写領域に形成される光半透過膜パターンによる被転写基板のパターン不良を防止するために、透光性基板上に光半透過膜とその上の遮光膜(遮光帯)とを有する形態とするものが挙げられる。また、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクのほかに、透光性基板をエッチング等により掘り込んでシフタ部を設ける基板掘り込みタイプであるレベンソン型位相シフトマスク用やエンハンサー型位相シフトマスク用のマスクブランクが挙げられる。
(2) Phase shift mask blank provided with a light semi-transmissive film made of a material containing a compound of transition metal and silicon (including transition metal silicide, particularly molybdenum silicide) As such a phase shift mask blank, a light-transmitting substrate (glass A half-tone type phase shift mask having a light semi-transmissive film (thin film for forming a transfer pattern) on a substrate) and having a shifter portion by patterning the light semi-transmissive film is produced. The In such a phase shift mask, in order to prevent a pattern defect of the transferred substrate due to the light semi-transmissive film pattern formed in the transfer region based on the light transmitted through the light semi-transmissive film, the light semi-transmissive is formed on the light-transmissive substrate. The thing which has a form which has a film | membrane and the light shielding film (light shielding zone) on it is mentioned. In addition to halftone phase shift mask blanks, mask blanks for Levenson type phase shift masks and enhancer type phase shift masks, which are substrate digging types in which a translucent substrate is dug by etching or the like to provide a shifter portion. Is mentioned.

前記ハーフトーン型位相シフトマスクブランクの光半透過膜は、実質的に露光に寄与しない強度の光(例えば、露光波長に対して1%〜30%)を透過させるものであって、所定の位相差(例えば180度)を有するものである。この光半透過膜をパターニングした光半透過部と、光半透過膜が形成されていない実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部とによって、光半透過部を透過して光の位相が光透過部を透過した光の位相に対して実質的に反転した関係になるようにすることによって、光半透過部と光透過部との境界部近傍を通過し回折現象によって互いに相手の領域に回り込んだ光が互いに打ち消しあうようにし、境界部における光強度をほぼゼロとし境界部のコントラスト即ち解像度を向上させるものである。   The light-semitransmissive film of the halftone phase shift mask blank transmits light having an intensity that does not substantially contribute to exposure (for example, 1% to 30% with respect to the exposure wavelength). It has a phase difference (for example, 180 degrees). The light semi-transmissive portion is transmitted through the light semi-transmissive portion by a light semi-transmissive portion patterned with the light semi-transmissive film and a light transmissive portion that does not have the light semi-transmissive film and transmits light having an intensity substantially contributing to exposure. By making the phase of the light a substantially inverted relationship with respect to the phase of the light transmitted through the light transmission part, the light passes through the vicinity of the boundary between the light semi-transmission part and the light transmission part, and is caused by diffraction phenomenon The light that has entered the area of the other party cancels each other, and the light intensity at the boundary is made almost zero, thereby improving the contrast or resolution of the boundary.

この光半透過膜は、例えば遷移金属及びケイ素(遷移金属シリサイドを含む)の化合物を含む材料からなり、これらの遷移金属及びケイ素と、酸素及び/又は窒素を主たる構成要素とする材料が挙げられる。遷移金属には、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、クロム等が適用可能である。また、光半透過膜上に遮光膜を有する形態の場合、上記光半透過膜の材料が遷移金属及びケイ素を含むので、遮光膜の材料としては、光半透過膜に対してエッチング選択性を有する(エッチング耐性を有する)特にクロムや、クロムに酸素、窒素、炭素などの元素を添加したクロム化合物で構成することが好ましい。   This light semi-transmissive film is made of a material containing a compound of, for example, a transition metal and silicon (including a transition metal silicide), and includes a material mainly composed of these transition metal and silicon, and oxygen and / or nitrogen. . As the transition metal, molybdenum, tantalum, tungsten, titanium, hafnium, nickel, vanadium, zirconium, niobium, palladium, ruthenium, rhodium, chromium, or the like is applicable. In the case of having a light-shielding film on the light semi-transmissive film, the material of the light semi-transmissive film contains a transition metal and silicon. It is preferable to have chromium (having etching resistance), particularly chromium, or a chromium compound in which elements such as oxygen, nitrogen, and carbon are added to chromium.

レベンソン型位相シフトマスクは、バイナリマスクブランクと同様の構成のマスクブランクから作製されるため、転写パターン形成用の薄膜の構成については、バイナリマスクブランクの遮光膜と同様である。エンハンサー型位相シフトマスク用のマスクブランクの光半透過膜は、実質的に露光に寄与しない強度の光(例えば、露光波長に対して1%〜30%)を透過させるものではあるが、透過する露光光に生じさせる位相差が小さい膜(例えば、位相差が30度以下。好ましくは0度。)であり、この点が、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクの光半透過膜とは異なる。この光半透過膜の材料は、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクの光半透過膜と同様の元素を含むが、各元素の組成比や膜厚は、露光光に対して所定の透過率と所定の小さな位相差となるように調整される。   Since the Levenson-type phase shift mask is manufactured from a mask blank having the same configuration as the binary mask blank, the configuration of the thin film for forming the transfer pattern is the same as that of the light shielding film of the binary mask blank. The light semi-transmissive film of the mask blank for the enhancer-type phase shift mask transmits light having an intensity that does not substantially contribute to exposure (for example, 1% to 30% with respect to the exposure wavelength). This is a film having a small phase difference generated in the exposure light (for example, a phase difference of 30 degrees or less, preferably 0 degrees), and this is different from the light semi-transmissive film of the halftone phase shift mask blank. The material of this light semi-transmissive film includes the same elements as the light semi-transmissive film of the halftone type phase shift mask blank, but the composition ratio and film thickness of each element have a predetermined transmittance and predetermined ratio to the exposure light. The phase difference is adjusted to be small.

(3)遷移金属、遷移金属及びケイ素(遷移金属シリサイド、特にモリブデンシリサイドを含む)の化合物を含む材料からなる遮光膜を備えたバイナリマスクブランク
この遮光膜(転写パターン形成用の薄膜)は、遷移金属及びケイ素の化合物を含む材料からなり、これらの遷移金属及びケイ素と、酸素又は窒素のうちの少なくとも1つ以上を主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、遮光膜は、遷移金属と、酸素、窒素又はホウ素のうちの少なくとも1つ以上を主たる構成要素とする材料が挙げられる。遷移金属には、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、クロム等が適用可能である。特に、遮光膜をモリブデンシリサイドの化合物で形成する場合であって、遮光層(MoSi等)と表面反射防止層(MoSiON等)の2層構造や、さらに遮光層と基板との間に裏面反射防止層(MoSiON等)を加えた3層構造がある。また、遮光膜の膜厚方向における組成が連続的又は段階的に異なる組成傾斜膜としてもよい。
(3) Binary mask blank provided with a light shielding film made of a material containing a compound of transition metal, transition metal and silicon (including transition metal silicide, particularly molybdenum silicide). This light shielding film (thin film for forming a transfer pattern) A material containing a compound of a metal and silicon, and a material mainly composed of at least one of these transition metals and silicon and oxygen or nitrogen can be given. Examples of the light shielding film include a material mainly composed of a transition metal and at least one of oxygen, nitrogen, and boron. As the transition metal, molybdenum, tantalum, tungsten, titanium, hafnium, nickel, vanadium, zirconium, niobium, palladium, ruthenium, rhodium, chromium, or the like is applicable. In particular, when the light shielding film is formed of a molybdenum silicide compound, it has a two-layer structure of a light shielding layer (MoSi, etc.) and a surface antireflection layer (MoSiON, etc.), and the back surface antireflection between the light shielding layer and the substrate. There is a three-layer structure to which layers (MoSiON, etc.) are added. Moreover, it is good also as a composition gradient film | membrane from which the composition in the film thickness direction of a light shielding film differs continuously or in steps.

また、レジスト膜の膜厚を薄膜化して微細パターンを形成するために、遮光膜上にエッチングマスク膜を有する構成としてもよい。このエッチングマスク膜は、遷移金属シリサイドを含む遮光膜のエッチングに対してエッチング選択性を有する(エッチング耐性を有する)特にクロムや、クロムに酸素、窒素、炭素などの元素を添加したクロム化合物からなる材料で構成することが好ましい。このとき、エッチングマスク膜に反射防止機能を持たせることにより、遮光膜上にエッチングマスク膜を残した状態で転写用マスクを作製してもよい。   In order to form a fine pattern by reducing the thickness of the resist film, an etching mask film may be provided over the light shielding film. This etching mask film has etching selectivity (etching resistance) with respect to etching of the light-shielding film containing transition metal silicide, and in particular, chromium, or a chromium compound in which elements such as oxygen, nitrogen, and carbon are added to chromium. It is preferable to use a material. At this time, by providing the etching mask film with an antireflection function, the transfer mask may be manufactured with the etching mask film remaining on the light shielding film.

なお、上記(1)〜(3)において、透光性基板(ガラス基板)と遮光膜との間、又は
光半透過膜と遮光膜との間に、遮光膜や光半透過膜に対してエッチング耐性を有するエッ
チングストッパー膜を設けてもよい。エッチングストッパー膜は、エッチングストッパー
膜をエッチングするときにエッチングマスク膜を同時に剥離することができる材料として
もよい。
In the above (1) to (3), the light-shielding film or the light semi-transmissive film is interposed between the light-transmitting substrate (glass substrate) and the light-shielding film or between the light semi-transmissive film and the light-shielding film. An etching stopper film having etching resistance may be provided. The etching stopper film may be a material that can peel off the etching mask film at the same time when the etching stopper film is etched.

[転写用マスクの製造方法]
本発明の転写用マスクの製造方法は、前記のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成する工程を備えることを特徴としている。以下、マスクブランクから転写用マスクを製造する工程について説明する。なお、ここで使用するマスクブランクは、前述(2)の位相シフトマスクブランクであり、透光性基板上に、光半透過膜(転写パターン形成用の薄膜)と遮光膜が順に積層した構造を備える。また、この転写用マスク(位相シフトマスク)の製造方法は一例であり、一部の手順を変えても製造することは可能である。
[Transfer Mask Manufacturing Method]
The method for manufacturing a transfer mask according to the present invention includes a step of forming a transfer pattern on a thin film of the mask blank manufactured by the above-described mask blank manufacturing method. Hereinafter, the process of manufacturing the transfer mask from the mask blank will be described. The mask blank used here is the phase shift mask blank of (2) described above, and has a structure in which a light semi-transmissive film (a thin film for forming a transfer pattern) and a light shielding film are sequentially laminated on a translucent substrate. Prepare. In addition, the method of manufacturing the transfer mask (phase shift mask) is an example, and the transfer mask (phase shift mask) can be manufactured even if some procedures are changed.

まず、位相シフトマスクブランクの遮光膜上に、レジスト膜をスピン塗布法によって形成する。このレジスト膜には、電子線露光描画用の化学増幅型レジストが好ましく用いられる。次に、レジスト膜に対して、光半透過膜に形成すべき転写パターンを電子線で露光描画し、現像等の所定の処理を施し、転写パターンを有するレジストパターンを形成する。続いて、遮光膜に対してレジストパターンをマスクとしたドライエッチングを行い、遮光膜に光半透過膜に形成すべき転写パターンを形成する。ドライエッチング後、レジストパターンを除去する。次に、光半透過膜に対し、転写パターンを有する遮光膜をマスクとしたドライエッチングを行い、光半透過膜に転写パターンを形成する。続いて、レジスト膜をスピン塗布法で再度形成し、遮光膜に形成すべきパターン(遮光帯等のパターン)を電子線で露光描画し、現像等の所定の処理を施し、レジストパターンを形成する。遮光膜に対し、遮光帯等のパターンを有するレジストパターンをマスクとするドライエッチングを行い、遮光膜に遮光帯等のパターンを形成する。そして、所定の洗浄処理等を施し、転写用マスク(位相シフトマスク)が出来上がる。   First, a resist film is formed on the light shielding film of the phase shift mask blank by a spin coating method. For this resist film, a chemically amplified resist for electron beam exposure drawing is preferably used. Next, a transfer pattern to be formed on the light translucent film is exposed and drawn with an electron beam on the resist film, and a predetermined process such as development is performed to form a resist pattern having the transfer pattern. Subsequently, dry etching using the resist pattern as a mask is performed on the light shielding film to form a transfer pattern to be formed on the light semi-transmissive film on the light shielding film. After dry etching, the resist pattern is removed. Next, the light semi-transmissive film is dry-etched using a light-shielding film having a transfer pattern as a mask to form a transfer pattern on the light semi-transmissive film. Subsequently, a resist film is formed again by a spin coating method, and a pattern (pattern such as a light shielding band) to be formed on the light shielding film is exposed and drawn with an electron beam, and a predetermined process such as development is performed to form a resist pattern. . The light shielding film is subjected to dry etching using a resist pattern having a pattern such as a light shielding band as a mask to form a pattern such as a light shielding band on the light shielding film. Then, a predetermined cleaning process or the like is performed to complete a transfer mask (phase shift mask).

本方法で製造された転写用マスクの基板露出面(パターン形成用薄膜が残されていない開口部の基板主表面)の光学的平坦度は所望の所定値X、あるいは露光波長λの1/8以下と極めて高く、十分な波面コントロールがなされた転写用マスクを製造することが可能となった。波面コントロールが十分なされるため、この転写用マスクを用いて露光を行うと、焦点深度、位置ずれ、及び解像度に優れ、それを使って製造される半導体デバイスの回路特性も安定していた。   The optical flatness of the substrate exposed surface of the transfer mask manufactured by this method (the substrate main surface of the opening where the thin film for pattern formation is not left) is 1/8 of the desired predetermined value X or the exposure wavelength λ. It was possible to manufacture a transfer mask that was extremely high as follows and had sufficient wavefront control. Since the wavefront control is sufficient, when exposure is performed using this transfer mask, the focal depth, the positional deviation, and the resolution are excellent, and the circuit characteristics of a semiconductor device manufactured using the same are also stable.

本発明は、転写用マスクの種類によらずに効果的で、バイナリマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、エンハンサーマスク、及びレベンソン型位相シフトマスクともに効果がある。   The present invention is effective regardless of the type of transfer mask, and is effective for both binary masks, halftone phase shift masks, enhancer masks, and Levenson type phase shift masks.

この中で、バイナリマスクは最も汎用に用いられ、特別な方法で遮光帯を作る必要もないので、量産上効果が大きい。また、ハーフトーン型位相シフトマスクに関しては、パターン開口部はもとより光半透過部からも露光光が透過するため、波面制御の転写性能への影響が大きいので、本方法で製造された転写用マスクは特に効果が大きい。   Among them, the binary mask is most widely used, and it is not necessary to make a light shielding band by a special method, so that the mass production effect is great. In addition, with regard to the halftone phase shift mask, since exposure light is transmitted from not only the pattern opening but also from the light semi-transmission part, the influence of the wavefront control on the transfer performance is great, so the transfer mask manufactured by this method Is particularly effective.

[露光方法及びそれを用いたデバイスの製造方法]
ここでは、前述の方法で製造したマスクを用いた露光方法及びそれを用いたデバイスの製造方法について述べる。
最初に、露光装置の光学系部分の概要を装置構成の概要を断面図にして示した装置構成概要図である図9を参照しながら説明する。露光装置の光学系部分は以下の構成になっている。光源31から露光光32が発せられ、照明光学系33を介して転写用マスク34に露光光が照射される。転写用マスク34を透過した露光光は投影レンズ35及び38を介してウエハステージ39上に載置されたウエハ40上に照射されて露光が行われる。投影レンズ35及び38の間にある瞳36部分には一般的に可動絞りが設置されていて投影レンズの開口数(NA:Numerical Aperture)が調整できるようになっている。投影レンズ35及び38はこの図では各々1枚のレンズで描かれているが実際には多数のレンズ群から成り立っており、その相互位置は一部微動できるようになっていて低次を中心としたレンズ収差の補正ができる機構が組み込まれている。また、瞳36の近傍には位相フィルタ37が組み込まれていて、この位相フィルタ37を調整することによって高次のレンズ収差、特にレンズ部分ヒーティングによる高次収差のリアルタイム補正が可能なようになっている。
[Exposure Method and Device Manufacturing Method Using the Same]
Here, an exposure method using the mask manufactured by the above-described method and a device manufacturing method using the same will be described.
First, the outline of the optical system portion of the exposure apparatus will be described with reference to FIG. 9 which is a schematic view of the apparatus configuration showing the outline of the apparatus configuration as a sectional view. The optical system portion of the exposure apparatus has the following configuration. Exposure light 32 is emitted from the light source 31, and the exposure light is irradiated onto the transfer mask 34 via the illumination optical system 33. The exposure light transmitted through the transfer mask 34 is irradiated onto the wafer 40 placed on the wafer stage 39 via the projection lenses 35 and 38 to perform exposure. In general, a movable diaphragm is installed at the pupil 36 between the projection lenses 35 and 38 so that the numerical aperture (NA) of the projection lens can be adjusted. Although each of the projection lenses 35 and 38 is depicted as a single lens in this figure, it actually comprises a large number of lens groups, and their mutual positions can be partially moved so that the lower order is the center. It incorporates a mechanism that can correct the lens aberration. In addition, a phase filter 37 is incorporated in the vicinity of the pupil 36. By adjusting the phase filter 37, high-order lens aberrations, particularly high-order aberrations by lens partial heating can be corrected in real time. ing.

この低次のレンズ収差補正はティルト、非点収差などゼルニケの多項式の6項までを含む。すなわち、半径に係る変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が2次の項を1以上含むゼルニケ多項式によって規定される項を補正する機能がある。本発明の転写用マスクを用いると、この低次のレンズ収差補正によって投影レンズ35、38にとってウエハ40上と共役の位置に転写用マスクの主表面を持ってくることができ、この転写用マスクの主表面は光学的平坦面となる。このため、この転写用マスクを用いて露光を行うと、焦点深度、位置ずれ、及び解像度に優れ、それを使って製造される半導体デバイスの回路特性も安定する。   This low-order lens aberration correction includes up to six Zernike polynomials such as tilt and astigmatism. That is, there is a function of correcting a term defined by a Zernike polynomial in which the order of the variable related to the radius is composed only of terms of the second order or less and the order of the variable related to the radius includes one or more of the second order terms. When the transfer mask of the present invention is used, the main surface of the transfer mask can be brought to a position conjugate with the projection lens 35, 38 on the wafer 40 by this low-order lens aberration correction. The main surface is an optically flat surface. For this reason, when exposure is performed using this transfer mask, the depth of focus, the positional deviation, and the resolution are excellent, and the circuit characteristics of a semiconductor device manufactured using the same are also stabilized.

照明光学系33にはズーミング機構や可動式マルチミラー光学系などが組み込まれていて、所望の形状の照明を設定できるようになっている。通常照明は照明部と遮光部(光が遮断される部分)からなっている。照明部は中央を中心とした円形で、その円の大きさで照明条件を定義する。(これをコヒーレンシーと呼んでいる)一方、メモリ系デバイスを中心に最近よく使われるようになってきているのがダイポール照明と呼ばれるものである。中央からX軸上に離れて円形状の小さな照明部が配置され、その周りは遮光部となっているのがXダイポールと呼ばれるものである。照明部が円形から扇型などに変形された変形ダイポール照明も使われることがある。このXダイポール照明はX方向の解像度が高く、X方向に密で微細なパターンの形成に適している。このXダイポール照明の際、照明光を、通常なら遮光部(フィールド部)に回る光もこの照明部に集中させ、照射効率を上げる機構が照明部33に組み込まれている。したがって投影レンズ35及び38においては、レンズの一部分に集中的に強い露光光が通り、部分的レンズヒーティングが起こる。この熱によってレンズは歪むので複雑な高次のレンズ収差が発生する。また、デバイス製造においては、Xダイポール照明ばかりでなく、Yダイポール照明も多用される。この場合は、Y方向に密で微細なパターンの形成に適している。メモリでは、特に微細なパターン形成が要求されるのがワード線とビット線であるが、一般にその両者は直行関係の配置、すなわちX方向に密な配線と、Y方向に密な配線とからなる。そのようなこともあってXダイポール照明とYダイポール照明が両者多用して用いられる。また、ロジックパターンなどでの様々な形状のパターン形成には、通常照明が多用される。このように様々な照明が使われるので、レンズヒーティングが起こる場所も様々で、レンズ高次収差の発生も様々である。ヒーティングなので露光を始めた時と続けて多量処理をしている時でも異なり、高次のレンズ収差補正は経時変化に追従する必要もある。この高次の収差補正は、ゼルニケの多項式で表すと半径方向3次以上の項であり、その項は逐次補正がなされることになる。よって、転写用マスクの光学平坦面を、半径方向3次以上のゼルニケ多項式の項まで補正しても、ある時点でのある照明状態での光学的平坦に過ぎず、様々な使用状況の中では十分な波面コントロールにはならない。したがって、前述したように、半径に係る変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が2次の項を1以上含むゼルニケ多項式によって転写用マスクの仮想基準面である光学平坦面を設定するのが効率的で、効果的である。但し、これは露光装置を汎用な層やデバイスに適用した場合であり、特定層に特化利用したり、逐次補正を必要としてもより高い精度を要求したりする時はより高次の項まで取り込むことが効果的である。   The illumination optical system 33 incorporates a zooming mechanism, a movable multi-mirror optical system, and the like so that illumination of a desired shape can be set. Normal illumination consists of an illumination part and a light-shielding part (a part where light is blocked). The illumination unit is a circle centered at the center, and the illumination condition is defined by the size of the circle. (This is called coherency). On the other hand, dipole illumination has recently been frequently used mainly in memory devices. A small circular illumination part is arranged away from the center on the X axis, and a light shielding part around it is called an X dipole. Deformed dipole illumination in which the illumination unit is transformed from a circular shape into a fan shape may also be used. This X dipole illumination has a high resolution in the X direction and is suitable for forming a dense and fine pattern in the X direction. In the X-dipole illumination, a mechanism for increasing the irradiation efficiency by concentrating the illumination light to the illumination unit, usually the light that travels to the light shielding unit (field unit), is incorporated in the illumination unit 33. Therefore, in the projection lenses 35 and 38, intense exposure light intensively passes through a part of the lens, and partial lens heating occurs. The lens is distorted by this heat, and complicated high-order lens aberration is generated. In device manufacturing, not only X dipole illumination but also Y dipole illumination is frequently used. This case is suitable for forming a dense and fine pattern in the Y direction. In a memory, a word line and a bit line are particularly required to form a fine pattern, but generally both of them are arranged in an orthogonal relationship, that is, a dense wiring in the X direction and a dense wiring in the Y direction. . For this reason, both X dipole illumination and Y dipole illumination are frequently used. Also, illumination is often used for pattern formation of various shapes such as logic patterns. Since various illuminations are used in this way, there are various places where lens heating occurs, and there are various occurrences of lens high-order aberrations. Because of the heating, the high-order lens aberration correction needs to follow changes with time, even when a large amount of processing is performed continuously after the start of exposure. This higher-order aberration correction is a third-order term in the radial direction when expressed by a Zernike polynomial, and the term is sequentially corrected. Therefore, even if the optical flat surface of the transfer mask is corrected up to a third or higher order Zernike polynomial term in the radial direction, it is only optically flat in a certain illumination state at a certain point in time. Not enough wavefront control. Therefore, as described above, the virtual reference plane of the transfer mask is formed by a Zernike polynomial in which the order of the variable related to the radius is composed only of the terms of the second order or less and the order of the variable of the radius is one or more of the second order terms. It is efficient and effective to set the optical flat surface. However, this is the case when the exposure apparatus is applied to a general-purpose layer or device, and when higher accuracy is required even if it is specifically used for a specific layer or requires sequential correction, it is up to higher order terms. It is effective to capture.

以下、露光適用の応用例3例を以下に示す。
<ハーフトーン型位相シフトマスクのサブピーク転写回避例>
ここで示すのは、ハーフトーン型位相シフトマスクを用いた時にしばしば問題となるサブピーク転写不良を改善した例である。ウエハ用レジストとしてポジレジストを用いた場合、サブピーク現象によってレジスト部であるべき場所にレジストくぼみが生じることがある。このくぼみは被加工膜のエッチングの際に突き抜けを起こし、デバイス回路の欠陥の巣となって、デバイスの製造歩留まりを落としたり、回路動作の不安定要因になったりする。レジスト膜厚を厚くできればこの問題は解消されるが、レジスト解像度の問題やパターン倒れの問題などがあってレジストを厚くすることは困難である。この問題の解決法の一つはレンズに低次の収差を与え、サブピークが出にくくすることであるが、一方でこの方法では露光裕度、特にフォーカス裕度が小さくなる。したがってマスクブランク用基板や転写用マスクに対してはより厳しい平坦度が要求される。そこで、本実施の形態のマスクブランク用基板及び転写用マスクを用い、このマスクブランク用基板や転写用マスクに対して光学平坦面を与えるべく投影レンズに対し、極座標表示のゼルニケ多項式によって定義される収差補正を加え、さらにその補正の上にサブピーク転写防止の低次の補正を加えて露光を行った。その結果、必要な焦点裕度を確保した上で、上記ハーフトーン型位相シフトマスクを用いた時のサブピーク転写の問題を回避することができた。これは、本実施の形態のマスクブランク用基板及び転写用マスクでは、光学平坦度λ/8以下が達成されることによる。
Hereinafter, three application examples of exposure application will be described below.
<Example of sub-peak transfer avoidance of halftone phase shift mask>
The following shows an example in which sub-peak transfer failure, which often becomes a problem when a halftone phase shift mask is used, is improved. When a positive resist is used as a wafer resist, a resist dent may be generated at a position to be a resist portion due to a sub-peak phenomenon. This indentation penetrates when the film to be processed is etched, and becomes a nest of defects in the device circuit, thereby reducing the manufacturing yield of the device or causing the circuit operation to become unstable. Although this problem can be solved if the resist film thickness can be increased, it is difficult to increase the resist thickness due to problems such as resist resolution and pattern collapse. One solution to this problem is to give low-order aberrations to the lens and make it difficult to produce sub-peaks. On the other hand, this method reduces the exposure latitude, particularly the focus tolerance. Therefore, a stricter flatness is required for the mask blank substrate and the transfer mask. Therefore, the mask blank substrate and the transfer mask of the present embodiment are used, and the projection lens is defined by a Zernike polynomial in polar coordinates so as to give an optical flat surface to the mask blank substrate and the transfer mask. Aberration correction was added, and further, low-order correction for preventing sub-peak transfer was added and exposure was performed. As a result, it was possible to avoid the problem of sub-peak transfer when the halftone phase shift mask was used while securing the required focus latitude. This is because an optical flatness of λ / 8 or less is achieved in the mask blank substrate and transfer mask of the present embodiment.

<露光装置QC適用例>
ここで示すのは、露光装置の品質管理(QC:Quality Control)に適用した例である。露光装置の投影レンズの高次の収差補正は前述の通り、露光状況に応じて逐次調整されるものであるが、半径に係る変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が2次の項を1以上含むゼルニケ多項式で記述されるような低次の項は、前述のように半導体デバイスの適用層によっては変化させるが、露光装置管理という観点では基準値は半固定で運用すべきものである。通常はこれらの低次のレンズ収差補正は経時的に変化しないものであるが、停電や、温度調整チャンバーの異常停止による露光装置の温度環境変化、及び地震などが起こると変化が生じる。そこで、露光装置の低次のレンズ収差補正管理のQCが必要になるが、このQCには極めて平坦で、波面の揃った基準マスクが必要となる。レンズ収差の評価であるため、そこで使用する基準マスクに関しては、高度な光学測定器に要求されるのと同様の光学平坦度λ/8以下の平坦性が要求される。本実施の形態のマスクブランク用基板及び転写用マスクはこの要求を満たすので、露光装置のレンズ収差補正機能調整に最適であった。
<Application example of exposure apparatus QC>
Here, an example applied to quality control (QC: Quality Control) of an exposure apparatus is shown. As described above, the higher-order aberration correction of the projection lens of the exposure apparatus is sequentially adjusted according to the exposure situation. However, the order of the variable related to the radius is composed only of terms of the second order or less, and the radius A low-order term such that the order of such a variable is described by a Zernike polynomial including one or more second-order terms varies depending on the application layer of the semiconductor device as described above, but is a reference value in terms of exposure apparatus management. Should be operated semi-fixed. Normally, these low-order lens aberration corrections do not change with time, but they change when a power failure, a change in the temperature environment of the exposure apparatus due to an abnormal stop of the temperature adjustment chamber, an earthquake, or the like occurs. Therefore, a low-order lens aberration correction management QC of the exposure apparatus is required, but this QC requires a reference mask that is extremely flat and has a uniform wavefront. Since this is an evaluation of lens aberration, the reference mask used there is required to have a flatness with an optical flatness of λ / 8 or less similar to that required for an advanced optical measuring instrument. Since the mask blank substrate and the transfer mask according to the present embodiment satisfy this requirement, they are optimal for adjusting the lens aberration correction function of the exposure apparatus.

<露光装置レンズ収差補正機能調整適用例>
ここでは、露光装置のレンズ収差補正機能調整に適用した例を示す。上記の通り、露光装置にはレンズ収差補正機能が組み込まれている。この機能を調整、評価するにあたっては極めて平坦で、波面収差の源とならない基準マスクが必要となる。レンズ収差の評価であるため、そこで使用する基準マスクに関しては、高度な光学測定器に要求されるのと同様の光学平坦度λ/8以下の平坦性が要求される。本実施の形態のマスクブランク用基板及び転写用マスクはこの要求を満たすので、露光装置のレンズ収差補正機能調整に最適であった。
<Example of exposure apparatus lens aberration correction function adjustment application>
Here, an example applied to the lens aberration correction function adjustment of the exposure apparatus is shown. As described above, the lens aberration correction function is incorporated in the exposure apparatus. In adjusting and evaluating this function, a reference mask that is extremely flat and does not become a source of wavefront aberration is required. Since this is an evaluation of lens aberration, the reference mask used there is required to have a flatness with an optical flatness of λ / 8 or less similar to that required for an advanced optical measuring instrument. Since the mask blank substrate and the transfer mask according to the present embodiment satisfy this requirement, they are optimal for adjusting the lens aberration correction function of the exposure apparatus.

[マスクブランク用基板の製造]
本実施の形態のマスクブランク用基板の製造方法に従って3枚のマスクブランク用基板のサンプルを作成し、評価を行った。サンプルAが実施例、サンプルB及びCの2枚が参考例の位置づけとなる。マスクブランク用基板選別まで、この3枚は全て以下に示す同一の工程で製造した。
[Manufacture of mask blank substrates]
According to the mask blank substrate manufacturing method of the present embodiment, three mask blank substrate samples were prepared and evaluated. Sample A is the example, and samples B and C are the reference examples. Until the mask blank substrate selection, all three sheets were manufactured in the same process shown below.

まず、合成石英ガラス基板(大きさ152.4mm×152.4mm、厚さ6.75mm)を切り出し、この合成石英ガラス基板の端面を面取加工、及び研削加工し、さらに酸化セリウム砥粒を含む研磨液で粗研磨処理及び精密研磨した。その後、このガラス基板を両面研磨装置のキャリアにセットし、下記条件で超精密研磨を行った。
研磨パッド:軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
研磨液:コロイダルシリカ砥粒(平均粒径100nm)と水
加工圧力:50〜100g/cm
加工時間:60分
超精密研磨終了後、ガラス基板を希フッ酸液中に浸漬させてコロイダルシリカ砥粒を除去する洗浄を行った。その後、ガラス基板の主表面及び端面に対してスクラブ洗浄を行い、その後純水によるスピン洗浄、及びスピン乾燥を行って、表面が研磨加工されたガラス基板を3枚準備した。そしてそのガラス基板の表面形状(フラットネス)をフリースタンディング状態で平坦度測定装置(Corning Tropel社製 UltraFlat200M)を用いて実測した。
First, a synthetic quartz glass substrate (size: 152.4 mm × 152.4 mm, thickness: 6.75 mm) is cut out, the end surface of the synthetic quartz glass substrate is chamfered and ground, and further contains cerium oxide abrasive grains. Rough polishing treatment and precision polishing were performed with a polishing liquid. Thereafter, this glass substrate was set on a carrier of a double-side polishing apparatus, and ultraprecision polishing was performed under the following conditions.
Polishing pad: Soft polisher (suede type)
Polishing liquid: colloidal silica abrasive grains (average particle diameter 100 nm) and water processing pressure: 50 to 100 g / cm 2
Processing time: 60 minutes After the ultraprecision polishing was completed, the glass substrate was immersed in a dilute hydrofluoric acid solution to perform cleaning to remove the colloidal silica abrasive grains. Thereafter, scrub cleaning was performed on the main surface and the end surface of the glass substrate, followed by spin cleaning with pure water and spin drying to prepare three glass substrates whose surfaces were polished. The surface shape (flatness) of the glass substrate was measured in a free-standing state using a flatness measuring device (UltraFlat 200M manufactured by Corning Tropel).

その実測データを図5に示す。(a)、(b)及び(c)は順に、サンプルA、B及びCの場合で、ガラス基板の中心を基準とした直径104mmの円領域で実測した主表面形状の等高線分布図を示す。ここで、図の縦軸、横軸は半径52mmを1に規格化した表示としている。右側に示したZ値は高さを表し、その単位はμmとなっている。
サンプルA、B及びCの機械的平坦度の実測値、すなわち、マスクステージへチャックする前のフリー状態の機械的平坦度は、最高点の絶対値と最低点での絶対値の和であるTIR(Total Indicator Reading)で表して、転写露光領域(ショット領域)が収まる132mm×132mm領域の場合は、順番に、358nm、195nm及び266nmであり、また、104mm直径の円領域の場合は順番に、190nm、87nm及び147nmであった。
The actual measurement data is shown in FIG. (A), (b), and (c) show the contour distribution map of the main surface shape measured in a circular region with a diameter of 104 mm with reference to the center of the glass substrate in the case of Samples A, B, and C, respectively. Here, the vertical axis and the horizontal axis in the figure are displayed with the radius 52 mm normalized to 1. The Z value shown on the right side represents the height, and its unit is μm.
The measured values of the mechanical flatness of the samples A, B, and C, that is, the mechanical flatness in the free state before chucking to the mask stage, is the sum of the absolute value at the highest point and the absolute value at the lowest point. In the case of a 132 mm × 132 mm area where the transfer exposure area (shot area) fits, expressed in (Total Indicator Reading), the order is 358 nm, 195 nm, and 266 nm, and in the case of a 104 mm diameter circular area, 190 nm, 87 nm and 147 nm.

この3つのサンプルに対して、実施の形態で示した方法により、露光装置のマスクステージにチャックした時における薄膜が設けられる側の主表面(転写主面)の形状をシミュレーションした。また、半径に係る変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が2次の項を1以上含むゼルニケ多項式によって定義された仮想基準面を求め、さらに前記シミュレーションされた主表面形状と仮想基準面との差分形状(差分データ)を求めた。その結果を等高線分布図で表したものを、サンプルA、B及びCの順に、図6、図7及び図8に示す。各図の(a)はチャック後の形状をシミュレーションにより求めた主表面(転写主面)の形状、(b)はゼルニケ多項式によって定義された仮想基準面の形状、そして(c)は両者の差分の形状(差分データ)である。ここで、図の縦軸、横軸は半径52mmを1に規格化した表示としている。右側に示したZ値は高さを表し、その単位はμmとなっている。ちなみに、ここでのゼルニケ多項式としてはアリゾナ大学表記のものを用い、その1項から6項まで使ってマスクステージチャック後のシミュレーション形状に近づけるようにフィッティングを行って仮想基準面を生成した。ただし、前述のように、これは一実施例であり、ゼルニケ多項式としては、アリゾナ大学表記のものに限るものではない。標準ゼルニケ表記やフリンジゼルニケ表記等のほかの表記方式を適用した場合であっても、同様の仮想基準面を得ることは可能である。   For these three samples, the shape of the main surface (transfer main surface) on the side where the thin film is provided when the sample was chucked to the mask stage of the exposure apparatus was simulated by the method described in the embodiment. Further, a virtual reference plane defined by a Zernike polynomial in which the order of the variable related to the radius is composed only of terms of the second order or less and the order of the variable related to the radius includes one or more of the second order terms is obtained, and the simulation The difference shape (difference data) between the measured main surface shape and the virtual reference plane was obtained. The results expressed in contour map are shown in FIGS. 6, 7 and 8 in the order of samples A, B and C. (A) of each figure is the shape of the main surface (transfer main surface) obtained by simulation of the shape after chucking, (b) is the shape of the virtual reference surface defined by the Zernike polynomial, and (c) is the difference between the two. This is the shape (difference data). Here, the vertical axis and the horizontal axis in the figure are displayed with the radius 52 mm normalized to 1. The Z value shown on the right side represents the height, and its unit is μm. By the way, as the Zernike polynomial here, the one expressed by the University of Arizona was used, and the virtual reference plane was generated by fitting from the first to sixth terms so as to approximate the simulation shape after the mask stage chuck. However, as described above, this is an example, and the Zernike polynomial is not limited to the one represented by the University of Arizona. Even when other notation methods such as standard Zernike notation and fringe Zernike notation are applied, the same virtual reference plane can be obtained.

本実施例等で使用したアリゾナ大学表記のゼルニケ多項式の各項は、表1のとおりである。各項は半径がρ、位相(方位角)がθである極座標系で表記されている。表1において、jは項の番号(第j項)であり、Zj(ρ,θ)はその番号の項の内容である。表1では参考までに第10項まで表記したが、本実施例等で使用したのは第6項までである。   Table 1 shows each term of the Zernike polynomial in the University of Arizona used in this example. Each term is expressed in a polar coordinate system in which the radius is ρ and the phase (azimuth angle) is θ. In Table 1, j is the number of a term (jth term), and Zj (ρ, θ) is the content of the term of that number. In Table 1, up to the 10th term is shown for reference, but up to the 6th term is used in this example.

Figure 2015040985
Figure 2015040985

サンプルAの場合、マスクブランク用基板をマスクステージにチャックしたとしてシミュレーションによって求めた機械的平坦度は、その平坦度指標の1つであるPV値で表して、104mm直径の円領域で97nmであった。一方、シミュレーションによるマスクステージチャック後の主表面形状とゼルニケ多項式で記述された仮想基準面形状との差分形状(差分データ)から算出される本発明による光学的平坦度の観点に立つと、PV値は24nmであり、ArF露光の露光波長λ(193nm)のλ/8である25nm(小数点以下切上げ)以下の値となった。すなわち、本発明を適用することにより、露光時の環境であるマスクステージにチャックした状態でλ/8以下の極めて高い平坦度を得ることができた。また、シミュレーションによるマスクステージチャック後の主表面形状とゼルニケ多項式で記述された仮想基準面形状との差分形状(差分データ)から算出された決定係数Rは0.974であり、0.9以上の十分な値であった。加えて、転写露光領域(ショット領域)が収まる132mm×132mm領域のシミュレーションによって求めたマスクステージチャック後の機械的平坦度は172nmであった。サンプルAは、104mm直径の円領域及び132mm×132mm領域の平坦度も、決定係数Rも極めて十分な値を有していた。 In the case of Sample A, the mechanical flatness obtained by simulation assuming that the mask blank substrate was chucked on the mask stage was 97 nm in a 104 mm diameter circular region expressed by a PV value which is one of the flatness indexes. It was. On the other hand, in terms of the optical flatness according to the present invention calculated from the difference shape (difference data) between the main surface shape after mask stage chucking by simulation and the virtual reference surface shape described by the Zernike polynomial, the PV value Was 24 nm, which was a value equal to or less than 25 nm (rounded up after the decimal point), which is λ / 8 of the exposure wavelength λ (193 nm) of ArF exposure. That is, by applying the present invention, it was possible to obtain extremely high flatness of λ / 8 or less in a state of being chucked on a mask stage which is an environment at the time of exposure. The coefficient of determination R 2 calculated from the difference shape between the virtual reference plane shape (difference data) written in the main surface shape and Zernike polynomials after the mask stage chuck simulation is 0.974, 0.9 or higher It was a sufficient value. In addition, the mechanical flatness after the mask stage chuck obtained by simulation of a 132 mm × 132 mm region where the transfer exposure region (shot region) fits was 172 nm. In Sample A, the flatness of the 104 mm diameter circular region and the 132 mm × 132 mm region, and the determination coefficient R 2 had extremely sufficient values.

サンプルBの場合、マスクブランク用基板をマスクステージにチャックしたとしてシミュレーションによって求めた機械的平坦度は、PV値で表して、104mm直径の円領域で54nmであった。一方、シミュレーションによるマスクステージチャック後の主表面形状とゼルニケ多項式で記述された仮想基準面形状との差分形状(差分データ)から算出される本発明による光学的平坦度の観点に立つと、PV値は24nmであり、ArF露光の露光波長λ(193nm)のλ/8である25nm(小数点以下切上げ)以下の値となった。すなわち、本発明を適用することにより、露光時の環境であるマスクステージにチャックした状態でλ/8以下の極めて高い平坦度を得ることができた。一方、シミュレーションによるマスクステージチャック後の主表面形状とゼルニケ多項式で記述された仮想基準面形状との差分形状(差分データ)から算出された決定係数Rは0.745であり、0.9を下回って104mm直径の円領域全体での光学的平坦面(仮想基準面)とのフィッティング乖離が目立った。なお、転写露光領域(ショット領域)が収まる132mm×132mm領域のシミュレーションによって求めたマスクステージチャック後の機械的平坦度は152nmであった。 In the case of sample B, the mechanical flatness obtained by simulation assuming that the mask blank substrate was chucked on the mask stage was 54 nm in a circular region having a diameter of 104 mm, expressed as a PV value. On the other hand, in terms of the optical flatness according to the present invention calculated from the difference shape (difference data) between the main surface shape after mask stage chucking by simulation and the virtual reference surface shape described by the Zernike polynomial, the PV value Was 24 nm, which was a value equal to or less than 25 nm (rounded up after the decimal point), which is λ / 8 of the exposure wavelength λ (193 nm) of ArF exposure. That is, by applying the present invention, it was possible to obtain extremely high flatness of λ / 8 or less in a state of being chucked on a mask stage which is an environment at the time of exposure. On the other hand, the coefficient of determination R 2 calculated from the difference shape between the virtual reference plane shape (difference data) written in the main surface shape and Zernike polynomials after the mask stage chuck simulation is 0.745, 0.9 The fitting divergence from the optical flat surface (virtual reference surface) in the entire circular region having a diameter of 104 mm was conspicuous. The mechanical flatness after the mask stage chuck obtained by simulation of a 132 mm × 132 mm region where the transfer exposure region (shot region) fits was 152 nm.

サンプルCの場合、マスクブランク用基板をマスクステージにチャックしたとしてシミュレーションによって求めた機械的平坦度は、PV値で表して、104mm直径の円領域で99nmであった。一方、シミュレーションによるマスクステージチャック後の主表面形状とゼルニケ多項式で記述された仮想基準面形状との差分形状(差分データ)から算出される本発明による光学的平坦度の観点に立つと、PV値は48nmであり、ArF露光の露光波長λ(193nm)の約λ/4という値であった。また、シミュレーションによるマスクステージチャック後の主表面形状とゼルニケ多項式で記述された仮想基準面形状との差分形状(差分データ)から算出された決定係数Rは0.820であり、0.9を下回った。なお、転写露光領域(ショット領域)が収まる132mm×132mm領域のシミュレーションによって求めたマスクステージチャック後の機械的平坦度は245nmであった。サンプルCは、本発明の方法を用いてもサンプルAやBより平坦度が劣るサンプルである。 In the case of sample C, the mechanical flatness obtained by simulation assuming that the mask blank substrate was chucked on the mask stage was 99 nm in a circular region having a diameter of 104 mm, expressed as a PV value. On the other hand, in terms of the optical flatness according to the present invention calculated from the difference shape (difference data) between the main surface shape after mask stage chucking by simulation and the virtual reference surface shape described by the Zernike polynomial, the PV value Was 48 nm, which was about λ / 4 of the exposure wavelength λ (193 nm) of ArF exposure. The coefficient of determination R 2 calculated from the difference shape between the virtual reference plane shape (difference data) written in the main surface shape and Zernike polynomials after the mask stage chuck simulation is 0.820, 0.9 Below. The mechanical flatness after the mask stage chuck obtained by simulation of a 132 mm × 132 mm region where the transfer exposure region (shot region) fits was 245 nm. Sample C is a sample that is less flat than Samples A and B even when the method of the present invention is used.

[マスクブランクの製造]
ここでは、ハーフトーン用マスクブランクを製造した例を示す。まず前述の方法で製造し、選別基準を通過したマスクブランク用基板(実施例サンプルA、B)を準備し、その上に窒化されたモリブデン及びシリコンからなる光半透過膜を形成した。具体的には、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(Mo:Si=10mol%:90mol%)を用い、アルゴン(Ar)と窒素(N)とヘリウム(He)との混合ガス雰囲気(ガス流量比 Ar:N:He=5:49:46)で、ガス圧0.3Pa、DC電源の電力を3.0kWとして、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、モリブデン、シリコン及び窒素からなるMoSiN膜を69nmの膜厚で形成した。次いで、上記MoSiN膜が形成された基板に対して、加熱炉を用いて、大気中で加熱温度を450℃、加熱時間を1時間として、加熱処理を行った。なお、このMoSiN膜は、ArFエキシマレーザーにおいて、透過率は6.16%、位相差が184.4度となっていた。
[Manufacture of mask blanks]
Here, the example which manufactured the mask blank for halftones is shown. First, a mask blank substrate (Example Samples A and B) which was manufactured by the above-described method and passed the selection standard was prepared, and a light semi-transmissive film made of nitrided molybdenum and silicon was formed thereon. Specifically, using a mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (Mo: Si = 10 mol%: 90 mol%), mixing argon (Ar), nitrogen (N 2 ), and helium (He). In a gas atmosphere (gas flow ratio Ar: N 2 : He = 5: 49: 46), a gas pressure of 0.3 Pa, a DC power source power of 3.0 kW, and reactive sputtering (DC sputtering), molybdenum, silicon, and A MoSiN film made of nitrogen was formed to a thickness of 69 nm. Next, the substrate on which the MoSiN film was formed was subjected to heat treatment using a heating furnace in the atmosphere at a heating temperature of 450 ° C. and a heating time of 1 hour. This MoSiN film had an transmittance of 6.16% and a phase difference of 184.4 degrees in an ArF excimer laser.

次に、上記光半透過膜の上に、遮光膜を成膜した。具体的には、スパッタターゲットにクロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴン(Ar)と二酸化炭素(CO)と窒素(N)とヘリウム(He)との混合ガス雰囲気(ガス圧0.2Pa,ガス流量比 Ar:CO:N:He=20:35:10:30)とし、DC電源の電力を1.7kWとし、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、膜厚30nmのCrOCN層を成膜した。続いて、アルゴン(Ar)と窒素(N)との混合ガス雰囲気(ガス圧0.1Pa,ガス流量比 Ar:N=25:5)とし、DC電源の電力を1.7kWとし、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、膜厚4nmのCrN層を成膜した。最後に、アルゴン(Ar)と二酸化炭素(CO)と窒素(N)とヘリウム(He)との混合ガス雰囲気(ガス圧0.2Pa,ガス流量比Ar:CO:N:He=20:35:5:30)とし、DC電源の電力を1.7kWとし、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、膜厚14nmのCrOCN層を成膜し、合計膜厚48nmの3層積層構造のクロム系遮光膜を形成した。その後、280℃で15分間の加熱処理を加えて、膜応力を0近くまで軽減した。 Next, a light shielding film was formed on the light semi-transmissive film. Specifically, a chromium (Cr) target is used as a sputtering target, and a mixed gas atmosphere of argon (Ar), carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), and helium (He) (gas pressure 0.2 Pa, Gas flow ratio Ar: CO 2 : N 2 : He = 20: 35: 10: 30), the power of the DC power source is 1.7 kW, and a 30 nm thick CrOCN layer is formed by reactive sputtering (DC sputtering). Filmed. Subsequently, a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and nitrogen (N 2 ) (gas pressure 0.1 Pa, gas flow ratio Ar: N 2 = 25: 5) was set, and the power of the DC power source was set to 1.7 kW. A 4 nm thick CrN layer was formed by reactive sputtering (DC sputtering). Finally, a mixed gas atmosphere of argon (Ar), carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), and helium (He) (gas pressure 0.2 Pa, gas flow ratio Ar: CO 2 : N 2 : He = 20: 35: 5: 30), the power of the DC power source is 1.7 kW, and a CrOCN layer having a film thickness of 14 nm is formed by reactive sputtering (DC sputtering). A chromium-based light shielding film was formed. Thereafter, a heat treatment at 280 ° C. for 15 minutes was applied to reduce the film stress to near zero.

本方法によって製造したマスクブランクの表面の光学的平坦度は、マスクステージにチャックされた露光時の状態で、ArF露光の露光波長λ(193nm)のλ/8である25nm以下となり、λ/8という十分な波面コントロールがなされたマスクブランクとなった。   The optical flatness of the surface of the mask blank manufactured by this method is 25 nm or less which is λ / 8 of the exposure wavelength λ (193 nm) of ArF exposure in the exposure state chucked on the mask stage. A mask blank with sufficient wavefront control.

なお、上記マスクブランクの製造方法では、マスクブランク用基板の平坦度を測定し、マスクステージにチャックした時の主表面形状をシミュレーションし、前記の仮想基準面と差分形状のデータをとって、光学平坦度選別を行った後、薄膜を形成してマスクブランクを製造したが、薄膜形成と光学平坦度選別の順番を逆にしてもよい。すなわち、マスクブランク用基板上に薄膜を形成した後、マスクブランクの平坦度を測定し、マスクステージにチャックした時の主表面形状をシミュレーションし、前記の仮想基準面と差分形状データをとって、光学平坦度選別を行ってもよい。   In the above mask blank manufacturing method, the flatness of the mask blank substrate is measured, the main surface shape when it is chucked on the mask stage is simulated, and the virtual reference plane and differential shape data are taken to obtain the optical After performing the flatness screening, a thin film was formed to produce a mask blank, but the order of thin film formation and optical flatness screening may be reversed. That is, after forming a thin film on the mask blank substrate, measure the flatness of the mask blank, simulate the main surface shape when chucked on the mask stage, take the difference shape data and the virtual reference plane, Optical flatness sorting may be performed.

[転写用マスクの製造および半導体デバイスの製造]
ここでは、前述の方法で製造したマスクブランク上の薄膜に対してパターン形成を行って転写用マスクを製造した。転写用マスクの製造工程については、上記[転写用マスク及びその製造方法]で記載した方法と同様であるので説明は省略する。また、この転写用マスクを用いた露光にあたっては、適用したゼルニケ多項式のパラメータを露光装置のレンズ収差補正機能に反映させて、転写用マスクの転写主面54が光学的平坦面になる設定とした。
[Manufacture of transfer masks and semiconductor devices]
Here, the transfer mask was manufactured by patterning the thin film on the mask blank manufactured by the method described above. The manufacturing process of the transfer mask is the same as the method described in the above [Transfer mask and manufacturing method thereof], and the description thereof will be omitted. In the exposure using this transfer mask, the applied Zernike polynomial parameters are reflected in the lens aberration correction function of the exposure apparatus so that the transfer main surface 54 of the transfer mask becomes an optical flat surface. .

本方法で製造された転写用マスクの転写主面54の光学的平坦度は、マスクステージにチャックされた露光時の状態で、露光波長λの1/8以下と極めて高く、十分な波面コントロールがなされた転写用マスクを製造することが可能となった。波面コントロールが十分なされるため、この転写用マスクを用いて露光を行うと、焦点深度、位置ずれ、及び解像度に優れ、それを使って製造される半導体デバイスの回路特性も安定していた。   The optical flatness of the transfer main surface 54 of the transfer mask manufactured by this method is extremely high at 1/8 or less of the exposure wavelength λ in the exposure state chucked on the mask stage, and sufficient wavefront control is possible. It has become possible to produce a transfer mask that has been made. Since the wavefront control is sufficient, when exposure is performed using this transfer mask, the focal depth, the positional deviation, and the resolution are excellent, and the circuit characteristics of a semiconductor device manufactured using the same are also stable.

なお、本発明のマスクブランク用基板およびマスクブランクでは、露光装置における収差補正機能への負荷を考慮し、ゼルニケ多項式の次数が2次の項までの収差補正機能を使用した場合の表面形状がλ/8以下であるものとしている。しかし、露光装置の収差補正機能等の性能向上や投影レンズの品質向上等によって、より多くの負荷を基板やマスクブランクの表面形状に係る波面収差の補正に割いても、露光転写への影響が小さい場合においては、仮想基準面の範囲を半径に係る変数の次数が3次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が3次の項を1以上含むゼルニケ多項式で定義される表面形状まで広げてもよい。このようなゼルニケ多項式で定義される表面形状を仮想基準面とすることにより、本発明のマスクブランク用基板やマスクブランクを製造する際の歩留まりを大幅に向上させることができる。   In the mask blank substrate and mask blank of the present invention, in consideration of the load on the aberration correction function in the exposure apparatus, the surface shape when the aberration correction function with the second order of the Zernike polynomial is used is λ. / 8 or less. However, even if more load is allocated to the correction of wavefront aberration related to the surface shape of the substrate or mask blank due to the performance improvement of the aberration correction function of the exposure apparatus and the quality improvement of the projection lens, the influence on the exposure transfer is not affected In a small case, the range of the virtual reference plane is defined by a Zernike polynomial in which the order of the variable related to the radius is composed only of the third order or less and the order of the variable related to the radius is one or more of the third order terms. It may be extended to the surface shape. By using the surface shape defined by such a Zernike polynomial as a virtual reference plane, the yield in manufacturing the mask blank substrate and the mask blank of the present invention can be greatly improved.

[比較例]
ここでは、実施例で作製した3枚のサンプルA、B及びCを用いて、機械的平坦面による従来技術によって評価した場合を示す。したがって物自体はマスクブランク用基板の段階から、転写用マスクに至るまで実施例と同じものである。マスクステージへのチャック時のマスクブランク用基板の主表面(転写用主面)形状のシミュレーションも実施例と同様に行っている。実施例との違いは、機械的平坦面を利用したか光学的平坦面を利用したかにある。実施例で行ったゼルニケ多項式で記述される仮想基準面を算出し、シミュレーションによって求めたマスクステージにチャックした時のマスクブランク用基板の主面形状(転写主面形状)との差分形状データを取得し、PV計算値から選定を行うという工程は比較例では行っていない。比較例ではチャックのシミュレーションで求めた機械的平坦面を用いている。したがってこの転写用マスクを用いた露光においても、露光装置へこの転写用マスク固有のレンズ収差補正、すなわち光学的平坦面とするためのゼルニケ多項式パラメータの反映を行っていない。
[Comparative example]
Here, the case where it evaluated by the prior art by a mechanical flat surface using the three samples A, B, and C produced in the Example is shown. Accordingly, the object itself is the same as that of the embodiment from the stage of the mask blank substrate to the transfer mask. The simulation of the shape of the main surface (transfer main surface) of the mask blank substrate at the time of chucking to the mask stage is performed in the same manner as in the example. The difference from the embodiment is whether a mechanical flat surface or an optical flat surface is used. Calculates a virtual reference plane described by the Zernike polynomial in the embodiment, and obtains difference shape data from the main surface shape (transfer main surface shape) of the mask blank substrate when chucked on the mask stage obtained by simulation However, the process of selecting from the PV calculated value is not performed in the comparative example. In the comparative example, a mechanical flat surface obtained by chuck simulation is used. Therefore, even in exposure using this transfer mask, lens aberration correction specific to this transfer mask, that is, reflection of Zernike polynomial parameters for making an optical flat surface is not performed on the exposure apparatus.

サンプルA、B及びCのマスクブランク用基板をマスクステージへチャックした時の主表面(転写主面)の直径104mm領域の機械的表面形状は、前述のように、図6、図7及び図8の(a)に示されている。その機械的平坦度をPV値を用いて表すと、104mm直径の円領域の場合は、サンプルAで97nm、サンプルBで54nm、そしてサンプルCで99nmであった。最良のサンプルBの場合でも54nmであり、光学的平坦面を使った実施例の24nmの倍以上の値となった。54nmという値は、ArF露光の露光波長λ(193nm)の約λ/4で、十分な波面制御はできなかった。サンプルAやCに至ってはさらにその倍近い値であり、これは約λ/2に相当して、不十分なものであった。なお、転写露光領域(ショット領域)が収まる132mm×132mm領域の場合は、サンプルAで172nm、サンプルBで152nm、そしてサンプルCで245nmであった。このように波面コントロールが不十分なため、この転写用マスクを用いて露光を行うと、焦点深度、位置ずれ、及び解像度に面内分布が生じ、それを使って製造される半導体デバイスの回路特性も不安定となった。   As described above, the mechanical surface shape of the 104 mm diameter region of the main surface (transfer main surface) when the mask blank substrates of Samples A, B, and C are chucked on the mask stage is shown in FIGS. (A). When the mechanical flatness was expressed using PV values, it was 97 nm for sample A, 54 nm for sample B, and 99 nm for sample C in the case of a 104 mm diameter circular region. Even in the case of the best sample B, it was 54 nm, which was more than double the value of 24 nm of the example using the optical flat surface. The value of 54 nm was about λ / 4 of the exposure wavelength λ (193 nm) of ArF exposure, and sufficient wavefront control was not possible. Samples A and C are nearly double the value, which corresponds to about λ / 2 and is insufficient. In the case of a 132 mm × 132 mm region in which the transfer exposure region (shot region) fits, it was 172 nm for sample A, 152 nm for sample B, and 245 nm for sample C. Because of this insufficient wavefront control, when exposure is performed using this transfer mask, in-plane distribution occurs in the depth of focus, misalignment, and resolution, and the circuit characteristics of the semiconductor device manufactured using the in-plane distribution Became unstable.

1…マスクブランク用基板、2…機械的平坦面、3…基板主表面、4…光学的平坦面、31…光源、32…露光光、33…照明光学系、34…マスク、35…投影レンズ、36…瞳、37…位相フィルタ、38…投影レンズ、39…ウエハステージ、40…ウエハ、50…マスクステージ、51…転写用マスク、52…吸着部、53…マスクパターン、54…主表面、55…接触部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mask blank substrate, 2 ... Mechanical flat surface, 3 ... Substrate main surface, 4 ... Optical flat surface, 31 ... Light source, 32 ... Exposure light, 33 ... Illumination optical system, 34 ... Mask, 35 ... Projection lens 36 ... pupil, 37 ... phase filter, 38 ... projection lens, 39 ... wafer stage, 40 ... wafer, 50 ... mask stage, 51 ... transfer mask, 52 ... suction part, 53 ... mask pattern, 54 ... main surface, 55: Contact portion.

Claims (20)

対向する1組の主表面を有する透光性基板の一方の主表面に転写パターン形成用の薄膜が設けられたマスクブランクの製造に用いられるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記透光性基板における薄膜が設けられる側の主表面の表面形状を取得する形状測定工程と、
前記透光性基板を露光装置のマスクステージにチャックしたときにおけるチャック後主表面形状をシミュレーションにより得るシミュレーション工程と、
前記チャック後主表面形状を、前記透光性基板の中心を基準とした所定の直径を有する円の内側の算出領域で、極座標系で表現されたゼルニケ多項式によって定義される仮想基準面に対して形状フィッティングを行い、前記チャック後主表面形状と前記仮想基準面との差分データを取得する工程と、
前記差分データの前記算出領域内での最高高さと最低高さとの差が、所定値以下となる表面形状を有する前記透光性基板を選定する工程と
を有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
A mask blank substrate manufacturing method used for manufacturing a mask blank in which a thin film for forming a transfer pattern is provided on one main surface of a translucent substrate having a pair of opposing main surfaces,
A shape measuring step for obtaining a surface shape of the main surface on the side where the thin film is provided in the light-transmitting substrate;
A simulation step for obtaining a chucked main surface shape by simulation when the translucent substrate is chucked on a mask stage of an exposure apparatus;
The main surface shape after chucking is a calculation area inside a circle having a predetermined diameter with respect to the center of the translucent substrate, and a virtual reference plane defined by a Zernike polynomial expressed in a polar coordinate system Performing shape fitting, obtaining difference data between the post chuck main surface shape and the virtual reference plane;
A mask blank substrate comprising a step of selecting the translucent substrate having a surface shape in which a difference between a maximum height and a minimum height in the calculation area of the difference data is equal to or less than a predetermined value. Manufacturing method.
前記所定値は、露光転写に用いられる露光光の波長λの1/8であることを特徴とする請求項1記載のマスクブランク用基板の製造方法。   2. The method of manufacturing a mask blank substrate according to claim 1, wherein the predetermined value is 1/8 of a wavelength [lambda] of exposure light used for exposure transfer. 前記所定の直径は、104mmであることを特徴とする請求項1または2記載のマスクブランク用基板の製造方法。   3. The method of manufacturing a mask blank substrate according to claim 1, wherein the predetermined diameter is 104 mm. 前記仮想基準面は、半径に係る変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が2次の項を1以上含むゼルニケ多項式によって定義される形状を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。   The virtual reference plane has a shape defined by a Zernike polynomial in which the order of the variable related to the radius is composed only of terms of the second order or less, and the order of the variable related to the radius includes one or more of the second order terms. The method for manufacturing a mask blank substrate according to any one of claims 1 to 3. 前記差分形状から算出される決定係数Rが0.9以上であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。 Method for producing a substrate for a mask blank according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the coefficient of determination R 2 calculated from the difference shape is 0.9 or more. 前記チャック後主表面形状における前記透光性基板の中心を基準とした一辺が132mmの四角形の内側領域で算出された平坦度は0.2μm以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。   6. The flatness calculated in a rectangular inner region having a side of 132 mm with respect to the center of the translucent substrate in the main surface shape after chucking is 0.2 μm or less. The manufacturing method of the board | substrate for mask blanks in any one. 前記選定された透光性基板と、当該透光性基板に対して形状フィッティングを行った前記仮想基準面におけるゼルニケ多項式に係る情報とを対応付けして記録装置に記録する工程を有することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。   A step of associating the selected light-transmitting substrate with information related to the Zernike polynomial in the virtual reference plane obtained by performing shape fitting on the light-transmitting substrate and recording the information on a recording apparatus. A method for manufacturing a mask blank substrate according to any one of claims 1 to 6. 請求項1から7のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランクの一方の主表面に前記転写パターン形成用の薄膜を設け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。   A mask blank comprising: a step of providing a thin film for forming the transfer pattern on one main surface of a mask blank manufactured by the method for manufacturing a mask blank substrate according to claim 1. Production method. 対向する1組の主表面を有する透光性基板の一方の主表面に転写パターン形成用の薄膜が設けられたマスクブランクの製造方法であって、
前記マスクブランクにおける前記薄膜の表面形状を取得する形状測定工程と、
前記マスクブランクを露光装置のマスクステージにチャックしたときにおけるチャック後表面形状をシミュレーションにより得るシミュレーション工程と、
前記チャック後表面形状を、前記透光性基板の中心を基準とした所定の直径を有する円の内側の算出領域で、極座標系で表現されたゼルニケ多項式によって定義される仮想基準面に対して形状フィッティングを行い、前記チャック後表面形状と前記仮想基準面との差分データを取得する工程と、
前記差分データの前記算出領域内での最高高さと最低高さとの差が、所定値以下となる表面形状を有する前記マスクブランクを選定する工程と
を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
A mask blank manufacturing method in which a thin film for forming a transfer pattern is provided on one main surface of a translucent substrate having a pair of main surfaces facing each other,
A shape measuring step for obtaining a surface shape of the thin film in the mask blank;
A simulation process for obtaining a chucked surface shape by simulation when the mask blank is chucked on a mask stage of an exposure apparatus;
The post-chuck surface shape is calculated with respect to a virtual reference plane defined by a Zernike polynomial expressed in a polar coordinate system in a calculation region inside a circle having a predetermined diameter with respect to the center of the translucent substrate. Performing a fitting and obtaining difference data between the post chuck surface shape and the virtual reference plane;
And a step of selecting the mask blank having a surface shape in which a difference between a maximum height and a minimum height in the calculation area of the difference data is equal to or less than a predetermined value.
前記所定値は、露光転写に用いられる露光光の波長λの1/8であることを特徴とする請求項9記載のマスクブランクの製造方法。   10. The method of manufacturing a mask blank according to claim 9, wherein the predetermined value is 1/8 of a wavelength [lambda] of exposure light used for exposure transfer. 前記所定の直径は、104mmであることを特徴とする請求項9または10記載のマスクブランクの製造方法。   11. The method for manufacturing a mask blank according to claim 9, wherein the predetermined diameter is 104 mm. 前記仮想基準面は、半径に係る変数の次数が2次以下の項のみで構成され、かつ半径に係る変数の次数が2次の項を1以上含むゼルニケ多項式によって定義される形状を有することを特徴とする請求項9から11のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。   The virtual reference plane has a shape defined by a Zernike polynomial in which the order of the variable related to the radius is composed only of terms of the second order or less, and the order of the variable related to the radius includes one or more of the second order terms. The method for producing a mask blank according to claim 9, wherein the mask blank is produced. 前記差分形状から算出される決定係数Rが0.9以上であることを特徴とする請求項9から12のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。 The method for manufacturing a mask blank according to claim 9, wherein a determination coefficient R 2 calculated from the difference shape is 0.9 or more. 前記チャック後主表面形状における前記透光性基板の中心を基準とした一辺が132mmの四角形の内側領域で算出された平坦度は0.2μm以下であることを特徴とする請求項9から13のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。   14. The flatness calculated in a rectangular inner region having a side of 132 mm on the basis of the center of the translucent substrate in the main surface shape after chucking is 0.2 μm or less. The manufacturing method of the mask blank in any one. 前記選定されたマスクブランクと、当該マスクブランクに対して形状フィッティングを行った前記仮想基準面におけるゼルニケ多項式に係る情報とを対応付けして記録装置に記録する工程を有することを特徴とする請求項9から14のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。   The step of associating the selected mask blank with information related to the Zernike polynomial on the virtual reference plane that has been shape-fitted on the mask blank, and recording the information on a recording apparatus. The manufacturing method of the mask blank in any one of 9 to 14. 請求項8から15のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記薄膜に転写パターンを形成する工程を備えることを特徴とする転写用マスクの製造方法。   A method for producing a transfer mask, comprising a step of forming a transfer pattern on the thin film of the mask blank produced by the method for producing a mask blank according to claim 8. 請求項16に記載の転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックし、リソグラフィー法により前記転写用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露光工程を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。   17. A semiconductor device manufacturing method comprising: an exposure step of chucking the transfer mask according to claim 16 on a mask stage of an exposure apparatus and transferring the transfer pattern of the transfer mask onto a semiconductor substrate by lithography. Method. 前記露光装置は、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対し、ゼルニケ多項式で定義される形状の波面補正を行う機能を有し、かつ、マスクステージが前記シミュレーション工程で用いたものと同じ形状を有するものであることを特徴とする請求項17記載の半導体デバイスの製造方法。   The exposure apparatus has a function of performing wavefront correction of a shape defined by Zernike polynomials on a wavefront of transmitted light transmitted from a transfer pattern of the transfer mask, and a mask stage used in the simulation process 18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein the semiconductor device has the same shape as that of the semiconductor device. 請求項7記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の一方の主表面に前記転写パターン形成用の薄膜を設けてマスクブランクを製造する工程と、
前記製造されたマスクブランクの前記転写パターン形成用の薄膜に転写パターンを形成して転写用マスクを製造する工程と、
製造された前記転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックし、リソグラフィー法により前記転写用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露光工程とを有し、
前記露光装置は、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対し、ゼルニケ多項式で定義される形状の波面補正を行う機能を有し、かつ、マスクステージが前記シミュレーション工程で用いたものと同じ形状を有するものであり、
前記露光工程は、前記マスクブランク用基板に対応付けされている前記仮想基準面におけるゼルニケ多項式に係る情報を用い、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対して補正を行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
Providing a mask blank by providing the thin film for forming the transfer pattern on one main surface of the mask blank substrate manufactured by the method for manufacturing a mask blank substrate according to claim 7;
Forming a transfer pattern on the transfer pattern forming thin film of the manufactured mask blank and manufacturing a transfer mask;
An exposure step of chucking the produced transfer mask on a mask stage of an exposure apparatus, and transferring the transfer pattern of the transfer mask onto a semiconductor substrate by a lithography method,
The exposure apparatus has a function of performing wavefront correction of a shape defined by Zernike polynomials on a wavefront of transmitted light transmitted from a transfer pattern of the transfer mask, and a mask stage used in the simulation process Has the same shape as
The exposure step uses the information related to the Zernike polynomial in the virtual reference plane associated with the mask blank substrate, and corrects the wavefront of transmitted light transmitted from the transfer pattern of the transfer mask. A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項15記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記転写パターン形成用の薄膜に転写パターンを形成して転写用マスクを製造する工程と、
製造された前記転写用マスクを露光装置のマスクステージにチャックし、リソグラフィー法により前記転写用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露光工程とを有し、
前記露光装置は、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対し、ゼルニケ多項式で定義される形状の波面補正を行う機能を有し、かつ、マスクステージが前記シミュレーション工程で用いたものと同じ形状を有するものであり、
前記露光工程は、前記マスクブランクに対応付けされている前記仮想基準面におけるゼルニケ多項式に係る情報を用い、前記転写用マスクの転写パターンから透過した透過光の波面に対して補正を行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
Forming a transfer pattern on the transfer pattern forming thin film of the mask blank manufactured by the mask blank manufacturing method according to claim 15, and manufacturing a transfer mask;
An exposure step of chucking the produced transfer mask on a mask stage of an exposure apparatus, and transferring the transfer pattern of the transfer mask onto a semiconductor substrate by a lithography method,
The exposure apparatus has a function of performing wavefront correction of a shape defined by Zernike polynomials on a wavefront of transmitted light transmitted from a transfer pattern of the transfer mask, and a mask stage used in the simulation process Has the same shape as
The exposure step uses the information related to the Zernike polynomial in the virtual reference plane associated with the mask blank to correct the wavefront of the transmitted light transmitted from the transfer pattern of the transfer mask. A method for manufacturing a semiconductor device.
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