JP6266286B2 - 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、及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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、及び半導体デバイスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6266286B2 JP6266286B2 JP2013201579A JP2013201579A JP6266286B2 JP 6266286 B2 JP6266286 B2 JP 6266286B2 JP 2013201579 A JP2013201579 A JP 2013201579A JP 2013201579 A JP2013201579 A JP 2013201579A JP 6266286 B2 JP6266286 B2 JP 6266286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask blank
- manufacturing
- mask
- substrate
- transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 216
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims description 144
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 116
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 81
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 45
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 33
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 87
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 75
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 57
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 44
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 26
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 24
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000006870 function Effects 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 4
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021350 transition metal silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000005383 fluoride glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- -1 molybdenum silicide compound Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003482 tantalum compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
マスクブランク基板、マスクブランク、及び転写用マスクに対しては、使用される世代、品種、及び層などに応じて要求される平坦度が異なるが、このPV値の情報により、露光波長λの1/8であるλ/8というような極めて高い平坦度要求を含め、所望の平坦度の透光性基板を選定することができるようになる。また、光学的平坦面での露光を行う時の投影レンズ収差パラメータの設定が、前記ゼルニケ多項式の情報により簡便かつ適格に行えるようになる。そして、前記ゼルニケ多項式の情報とPV値の情報を記録装置に記録して置くことで、記録された透光性基板を好適な用途で活用できるように選別することができる。
(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、
前記透光性基板の薄膜が設けられる側の主表面を、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、前記主表面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を算出する工程と、
前記透光性基板と、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する工程と、
前記最高高さと最低高さとの差、及び前記対応付けされたゼルニケ多項式に係る情報を記録装置に記録する工程を有する
ことを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
前記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し、
前記対応付けする工程及び前記記録する工程を、前記選定した透光性基板について行う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。
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2記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記所定の直径は、104mmであ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。
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。
前記差分データから算出される決定係数R2が0.9以上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。
前記薄膜が設けられる側の主表面は、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における平坦度が0.2μm以下であ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。
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。
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の転写パターン形成用の薄膜の表面を、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、前記薄膜の表面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を算出する工程と、
前記マスクブランクと、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する工程と、
前記最高高さと最低高さとの差、及び前記対応付けされたゼルニケ多項式に係る情報を記録装置に記録する工程を有する
ことを特徴とするマスクブランクの製造方法。
前記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し、
前記対応付けする工程及び前記記録する工程を、前記選定した前記マスクブランクについて行う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。
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10記載のマスクブランクの製造方法。
前記所定の直径は、104mmであ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。
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12のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
前記差分データから算出される決定係数R2が0.9以上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。
前記薄膜の表面は、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における平坦度が0.2μm以下であ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。
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。
構成16記載の転写用マスクの製造方法で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載置し、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。
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、
前記露光工程は、前記転写用マス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構成17記載の半導体デバイスの製造方法。
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。
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。また、そのマスクブランク基板を使用した転写用マスクの露光にあたっては、ゼルニケ多項式の情報を露光装置のレンズ収差入力データに反映させて、光学的平坦面での露光を行う。以上のマスクブランク用基板の製造方法により、光学的平坦度に関し、λ/8という極めて高い精度をも満たす要求精度に応じた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)であるが、そのような高い平坦度を、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、製造装置の設備負担も抑えることが可能となる。
なお、工程S7とS10の順番、及びS12とS13の順番は入れ替わっても良い。
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(転写用主面)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。
(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種類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種類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。
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。
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。
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。
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。
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4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から発せられた露光光32は、照明光学系33を介して転写用マスク34に照射される。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、これにより露光が行われる。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。
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。
<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低下させたり、回路動作の不安定要因になりうる。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るため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には、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があるが、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以下が達成されるものを選定できたことによる。
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ように選定できるので、露光装置のレンズ収差補正機能調整に好適である。
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ように選定できるので、露光装置のレンズ収差補正機能調整に好適である。
[実施例]
本実施の形態のマスクブランク基板の製造方法に従って6枚の透光性基板サンプルを作成し、評価を行った。必要とされる光学的平坦度であるPVの所定値XをArF露光波長λの1/8である25nm(小数点以下繰り上げ)という極めて高い値とすると、サンプルA、Bの2枚がマスクブランク用基板の実施例、サンプルX1、X3の2枚が比較例、サンプルC、X2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の選別まで、この6枚は全て以下に示す同一の工程で製造した。
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/cm2
加工時間:60分
超精密研磨終了後、ガラス基板(透光性基板)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、表面が平坦加工されたガラス基板を6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)を平坦度測定装置(Corning Tropel社製 UltraFlat200M)で実測した。
各サンプル基板における各仮想基準面のゼルニケ多項式近似式を図17に示す。このゼルニケ多項式近似式の情報は記録装置に記録され、露光を行う時の投影レンズ収差入力データに反映した。また、差分形状から求めたPV値も記録装置に記録し、後述のように、平坦度の観点からのマスクブランク用基板の選定に活用した。
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(N2)とヘリウム(He)との混合ガス雰囲気(ガス流量比 Ar:N2: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。
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転写にあたっては、記録装置に記録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用主面が光学的平坦面になる設定とした。
[比較例]
Claims (18)
- 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、
前記透光性基板の薄膜が設けられる側の主表面を、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、前記主表面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を算出する工程と、
前記透光性基板と、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する工程と、
前記最高高さと最低高さとの差、及び前記対応付けされたゼルニケ多項式に係る情報を記録装置に記録する工程を有する
ことを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。 - 前記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し、
前記対応付けする工程及び前記記録する工程を、前記選定した透光性基板について行う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。 - 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2記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記所定の直径は、104mmであ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。
- 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。
- 前記差分データから算出される決定係数R2が0.9以上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。
- 前記薄膜が設けられる側の主表面は、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における平坦度が0.2μm以下であることを特徴とする請求項1から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。
- 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。
- 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の転写パターン形成用の薄膜の表面を、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、前記薄膜の表面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を算出する工程と、
前記マスクブランクと、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する工程と、
前記最高高さと最低高さとの差、及び前記対応付けされたゼルニケ多項式に係る情報を記録装置に記録する工程を有する
ことを特徴とするマスクブランクの製造方法。 - 前記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し、
前記対応付けする工程及び前記記録する工程を、前記選定した前記マスクブランクについて行う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。 - 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10記載のマスクブランクの製造方法。
- 前記所定の直径は、104mmであ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。
- 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12のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
- 前記差分データから算出される決定係数R2が0.9以上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。
- 前記薄膜の表面は、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における平坦度が0.2μm以下であることを特徴とする請求項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。
- 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。
- 請求項16記載の転写用マスクの製造方法で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載置し、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。
- 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、
前記露光工程は、前記転写用マス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請求項17記載の半導体デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013201579A JP6266286B2 (ja) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | 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、及び半導体デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013201579A JP6266286B2 (ja) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | 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、及び半導体デバイスの製造方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015068919A JP2015068919A (ja) | 2015-04-13 |
JP2015068919A5 JP2015068919A5 (ja) | 2016-11-04 |
JP6266286B2 true JP6266286B2 (ja) | 2018-01-24 |
Family
ID=52835651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013201579A Active JP6266286B2 (ja) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | 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、及び半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6266286B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI694304B (zh) * | 2015-06-08 | 2020-05-21 | 日商Agc股份有限公司 | Euv微影術用反射型光罩基底 |
KR102030023B1 (ko) * | 2015-08-05 | 2019-10-08 | 교세라 가부시키가이샤 | 플러그 커넥터 |
JP6973280B2 (ja) * | 2018-05-08 | 2021-11-24 | 信越化学工業株式会社 | インプリントモールド用合成石英ガラス基板 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010278034A (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-09 | Canon Inc | 露光装置及びデバイス製造方法 |
CN102822743B (zh) * | 2010-03-30 | 2014-09-03 | Hoya株式会社 | 掩模坯料用基板的制造方法、掩模坯料的制造方法、转印用掩模的制造方法以及半导体器件的制造方法 |
JP4819191B2 (ja) * | 2011-04-14 | 2011-11-24 | Hoya株式会社 | マスクブランク用基板、マスクブランク、フォトマスクおよび半導体デバイスの製造方法 |
US8760188B2 (en) * | 2011-06-30 | 2014-06-24 | Silicon Image, Inc. | Configurable multi-dimensional driver and receiver |
JP5835968B2 (ja) * | 2011-07-05 | 2015-12-24 | キヤノン株式会社 | 決定方法、プログラム及び露光方法 |
KR101597186B1 (ko) * | 2013-06-21 | 2016-02-24 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크용 기판, 마스크 블랭크, 전사용 마스크 및 이들의 제조방법, 그리고 반도체 디바이스의 제조방법 |
-
2013
- 2013-09-27 JP JP2013201579A patent/JP6266286B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015068919A (ja) | 2015-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6320944B2 (ja) | マスクブランク用基板、マスクブランク、転写用マスク及びこれらの製造方法並びに半導体デバイスの製造方法 | |
JP6033987B1 (ja) | マスクブランク用基板、マスクブランク及びこれらの製造方法、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 | |
JP5686216B1 (ja) | マスクブランクス、位相シフトマスク及びその製造方法 | |
TWI497191B (zh) | 光罩基底、轉印用光罩、轉印用光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 | |
JP2015111283A5 (ja) | ||
JP6266286B2 (ja) | 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、及び半導体デバイスの製造方法 | |
JP6199115B2 (ja) | 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、及び半導体デバイスの製造方法 | |
JP5881417B2 (ja) | マスクブランク用合成石英ガラス基板の複屈折仕様決定方法、マスクブランク用合成石英ガラス基板の製造方法、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 | |
JP6599493B2 (ja) | マスクブランク用基板、マスクブランク、転写用マスク及び半導体デバイスの製造方法 | |
JP5596111B2 (ja) | 半導体デバイスの製造方法 | |
JP2013195719A (ja) | マスクブランク、転写用マスク、及び半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160914 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160914 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170412 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170412 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170530 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171205 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6266286 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |