JP4803576B2 - マスクブランク用基板、マスクブランク、露光用マスク、半導体デバイスの製造方法、及びマスクブランク用基板の製造方法 - Google Patents
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Description
尚、上記デザインルール65nmノードとは、INTERNATIONAL TECHNOLOGY ROADMAP FOR SEMICONDUCTORS(LITHOGRAPHY)に示されているTechnology Node ハーフピッチ65nm(hp65)をいう。
(1)外周端面から内側2mmの領域を除いた平坦度測定領域の平坦度が0.6μm以下であること。
(2)平坦度測定領域外周のコーナー部のうち少なくとも3箇所が、外周側に向かって盛り上がった形状をなしていること。
(1)外周端面から内側2mmの領域を除いた平坦度測定領域の平坦度が0.6μm以下であること。
(2)平坦度測定領域のコーナー部の形状が、基板主表面の中心を通り基板の四隅の頂点を結ぶ対角方向における基板主表面の表面形状を測定したときに、前記基板主表面における外周端面から内側15mmの領域を除いた内側方形領域のコーナーにおける高さを基準としたときの外周端面から内側10mmの領域を除いた外側方形領域のコーナーにおける高さが、−0.02μm以上0.05μm以下であること。
上記要件(1)の平坦度が同じであっても、平坦度測定領域の縁部の形状は、外周側に向かって、フラットな形状、縁だれ形状(ロールオフ(roll−off)形状)、又は盛り上がった形状(スキージャンプ(ski−jump)形状)になり得る。これに対し、本願発明者は、平坦度測定領域のコーナー部に要求される要件(2)を見出し、本願発明に至った。
(構成1)露光装置のマスクステージにチャックされるマスクブランク用基板であって、マスクステージにチャックされる側の主表面における外周端面から内側2mmの領域を除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が0.6μm以下であり、平坦度測定領域の四隅のコーナー部のうち、少なくとも3箇所のコーナー部が、外周側に向かって盛り上がった形状をなしている。
このように構成すれば、露光装置のマスクステージにチャックした後の平坦度(フラットネス)が良好なマスクブランク用基板を、多くの手間をかけることなく得ることができる。また、これにより、マスクブランク用基板を用いて製造される露光用マスクによる転写パターンの位置精度を高めることができる。
(構成7)半導体デザインルールで65nm対応のマスクブランクであることを特徴とする構成6の記載のマスクブランク。
このように構成すれば、微細化するパターンに対応可能なマスクブランクを提供することができる。
このように構成すれば、パターン欠陥のない微細な回路配線を有する半導体デバイスが得られる。
図1及び図2は、本発明の第一実施形態に係るマスクブランク用基板10の一例を示す。図1は、マスクブランク用基板10の斜視図である。図2は、マスクブランク用基板10の部分断面図であり、図1に示した一点鎖線ABに沿ったマスクブランク用基板10の主表面12の形状を示す。
尚、本例においてマスクステージのチャック部材は、例えば、国際公開番号WO02/065519に示すような形状、構造を有するものとしても良い。
上述のような主表面12の形状をなしたマスクブランク用基板10は、例えば以下の製造方法によって作製することができる。尚、上記及び以下において、マスクブランク用基板10は、主表面120の形状をなしたマスクブランク用基板100に置き換えて読むことができる。
(1)マスクブランク用基板の主表面の表面形状、平坦度を測定した後、その測定結果に基づいて、主表面の表面形状が上述で規定した形状となるように、局所的に表面加工を施すことにより形状調整を行う。必要に応じて、表面形状、平坦度を測定する前や形状調整を終えた基板主表面を研磨処理する。
(2)複数段階の研磨工程において、予め各研磨工程における形状変化を把握しておいて、各研磨工程における基板主表面の表面形状と平坦度の合わせ込みにより、上述で規定した表面形状、平坦度となるようにする。
(1)主表面の中心付近が凸形状であり、同じ平坦度を表す等高線の形状が同心円に近いこと。
(2)主表面の四隅のうちの少なくとも3箇所が盛り上がった形状になっていること。
(3)最低位が主表面の中心と縁部との間にあること。
そのため、主表面の形状がサドル型、又は鞍型になっている基板は、工程S106において除かれる。
尚、上述の(1)〜(3)を満たす基板を得るための二次研磨における研磨条件は、両面研磨装置の定盤精度(研磨パッドが貼られる側の定盤表面について、ある基準長さでその表面形状を測定したときに、最小自乗法で算出される基準面に対する表面形状における最大値と最小値の差)を100μm以下とし、研磨時の加工圧を50〜150g/cm2にすると歩留まりがよい。
この条件を満たすための仕上げの研磨における研磨条件は、両面研磨装置の定盤精度を50μm以下とし、研磨時の加工圧を50〜100g/cm2、研磨パッドの硬度は、80以下(Asker−C)にすると歩留まりがよい。
本発明に係るマスクブランク用基板10の実施例1〜10、比較例1〜3を、図6及び図7を用いて説明した製造方法により製造した。マスクブランク用基板10の材料は露光光に対して透光性を有する合成石英ガラスである。マスクブランク用基板10の主表面は152mm四方の正方形、平坦度測定領域16は、148mm四方の正方形である。また、露光用マスク時点でのパターンエリアの大きさは、132mm×110mmであることから、マスクブランク用基板においては、90°回転した場合を考慮して、パターンエリア14の大きさを132mm四方の正方形とした。
表2は、本発明の実施例11〜16、及び比較例4〜6の形状特性を示す。尚、表2において、チャック後の平坦度は、チャック後におけるパターンエリア140の平坦度である。表2における高さh’(1)、h’(2)、h’(3)、h’(4)は図4における基板主表面における外周端面から内側15mmの領域を除いた内側方形領域170のコーナー180(4箇所)における高さを基準としたときの外周端面から内側10mmの領域を除いた外側方形領域のコーナー190(4箇所)における高さを示している。
この得られたマスクブランクを露光装置にチャックした後の平坦度は、表2のようになり、比較例4〜5の場合、露光装置にチャックした後の基板主表面の平坦度は0.24μmを超える結果となった。この平坦度は、半導体基板上に縮小露光(1/4倍)し、転写パターンを形成した場合、レチクルに許容されるフォーカス精度(Focus budget)が0.24μmを満足しない位置精度となり、半導体デザインルール65nmの仕様を逸脱した結果となった。
210・・・頂点、211・・・頂点、212・・・頂点、213・・・頂点、
Claims (15)
- 露光装置のマスクステージにチャックされるマスクブランク用基板であって、
前記マスクステージにチャックされる側の主表面における外周端面から内側2mmの領域を除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が0.6μm以下であり、
前記平坦度測定領域の四隅のコーナー部のうち、少なくとも3箇所のコーナー部が、外周側に向かって盛り上がった形状をなしていることを特徴とするマスクブランク用基板。 - 前記平坦度測定領域は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含む領域であり、
前記平坦度測定領域のコーナー部における前記盛り上がった形状は、前記パターンエリアのコーナーのうち、前記盛り上がった形状の前記コーナー部に最も近い前記コーナーを基準点とした最大高さが0.25μm以下になる形状であることを特徴とする請求項1に記載のマスクブランク用基板。 - 請求項1又は2記載のマスクブランク用基板の主表面上にマスクパターンとなる薄膜が形成されていることを特徴とするマスクブランク。
- 半導体デザインルールで65nm対応のマスクブランクであることを特徴とする請求項3の記載のマスクブランク。
- 請求項3又は4記載の前記薄膜をパターニングしてマスクブランク用基板の主表面上にマスクパターンが形成されていることを特徴とする露光用マスク。
- 請求項5記載の露光用マスクを露光装置のマスクステージにセットし、前記露光用マスクに露光光を照射して、マスクパターンを転写することで、半導体ウエハー上にパターンを形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
- 露光装置のマスクステージにチャックされる露光用マスク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、
基板を研磨する研磨工程と、
前記露光用マスクの基板として用いられるときに前記マスクステージにチャックされる側となる主表面の一部であり、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含み、かつ前記基板の外周端面を含まない平坦度測定領域の平坦度を測定する平坦度測定工程と、
前記平坦度測定領域の平坦度が所定の範囲内であり、かつ前記平坦度測定領域の四隅のコーナー部のうち、少なくとも3箇所のコーナー部が、外周側に向かって盛り上がった形状をなしている前記基板を選定する選定工程と
を備えることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。 - 露光装置のマスクステージにチャックされる側の基板の主表面上にマスクパターンが形成された薄膜を備える露光用マスクであって、
前記基板は、前記マスクステージにチャックされる側の主表面における外周端面から内側2mmの領域を除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が0.6μm以下であり、
前記平坦度測定領域の四隅のコーナー部のうち、少なくとも3箇所のコーナー部が、外周側に向かって盛り上がった形状をなしていることを特徴とする露光用マスク。 - 前記平坦度測定領域は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含む領域であり、
前記平坦度測定領域のコーナー部における前記盛り上がった形状は、前記パターンエリアのコーナーのうち、前記盛り上がった形状の前記コーナー部に最も近い前記コーナーを基準点とした最大高さが0.25μm以下になる形状であることを特徴とする請求項8に記載の露光用マスク。 - 半導体デザインルールで65nmの仕様を満たしていることを特徴とする請求項8又は9記載の露光用マスク。
- 基板の主表面上にマスクパターンが形成された薄膜を備える露光用マスクを露光装置のマスクステージにセットし、前記露光用マスクに露光光を照射して、マスクパターンを転写することで、半導体ウエハー上にパターンを形成する半導体デバイスの製造方法であって、
前記基板は、前記マスクステージにチャックされる側の主表面における外周端面から内側2mmの領域を除いた方形の平坦度測定領域の平坦度が0.6μm以下であり、
前記平坦度測定領域の四隅のコーナー部のうち、少なくとも3箇所のコーナー部が、外周側に向かって盛り上がった形状をなしていることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。 - 前記平坦度測定領域は、マスクパターンを形成するための方形領域であるパターンエリアを含む領域であり、
前記平坦度測定領域のコーナー部における前記盛り上がった形状は、前記パターンエリアのコーナーのうち、前記盛り上がった形状の前記コーナー部に最も近い前記コーナーを基準点とした最大高さが0.25μm以下になる形状であることを特徴とする請求項11に記載の半導体デバイスの製造方法。 - 前記露光装置のマスクステージは、露光用マスクを吸着するチャック部材を有し、
前記チャック部材は、
前記主表面と平行に線状に延伸する3本の支持部であって、3本のうちの少なくとも一部により前記露光用マスクを支持する3本の支持部と、
前記3本の支持部の合間に形成される2本の吸引口と
を有することを特徴とする請求項11又は12記載の半導体デバイスの製造方法。 - 露光用マスクに照射される前記露光光は、ArFエキシマレーザーであることを特徴とする請求項11乃至13の何れか一に記載の半導体デバイスの製造方法。
- 半導体ウエハー上にデザインルール65nmノードの回路パターンを形成することを特徴とする11乃至14の何れか一に記載の半導体デバイスの製造方法。
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