JP6803186B2 - マスクブランク用基板、多層反射膜付き基板、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 - Google Patents
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Description
本発明の構成1は、主表面を有する基板からなるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記主表面を、所定の大きさの加工スポットを所定のスキャンピッチでスキャンすることにより、前記主表面を局所加工する工程を含み、
前記主表面の加工開始から加工終了までの間に、前記加工スポットの大きさ及び前記スキャンピッチのうち少なくとも1つを変更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である。
本発明の構成2は、前記主表面を局所加工する工程の前に、前記主表面の表面形状を測定し、測定した結果に基づいて前記加工スポットの大きさ又は前記スキャンピッチを変更する位置を決定することを特徴とする構成1のマスクブランク用基板の製造方法である。
本発明の構成3は、前記主表面を局所加工する工程における加工が、前記基板の前記主表面に対して、磁性体粒子を含む研磨液を介在させた状態で磁力を印加可能な研磨部材を近接させ、前記研磨液に前記研磨部材から磁力を印加し、前記研磨液を前記主表面に接触させることによって加工スポットを形成し、前記主表面と前記研磨部材とを相対回転運動させることにより行われることを特徴とする構成1又は2のマスクブランク用基板の製造方法である。
本発明の構成4は、前記加工スポットの大きさが、前記研磨部材と前記基板との距離、前記相対回転運動の回転数、前記研磨液に印加する磁力の大きさ、及び前記研磨液の粘度から選択される少なくとも一つを変えることにより変更されることを特徴とする構成3のマスクブランク用基板の製造方法である。
本発明の構成5は、構成1〜4のいずれかのマスクブランク用基板の製造方法によって得られた基板の前記主表面の一つの上に、裏面導電膜を形成することを含むことを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法である。
本発明の構成6は、構成1〜5のいずれかのマスクブランク用基板の製造方法によって得られた基板の前記主表面の一つの上に、多層反射膜を形成することを含むことを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法である。
本発明の構成7は、構成1〜4のいずれかのマスクブランク用基板の製造方法によって得られた基板の前記主表面上、又は、構成6の多層反射膜付き基板の製造方法によって得られた多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、転写パターン用薄膜を形成することを含むことを特徴とするマスクブランクの製造方法である。
本発明の構成8は、構成7のマスクブランクの製造方法によって得られたマスクブランクの前記転写パターン用薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを含むことを特徴とする転写用マスクの製造方法である。
本発明の構成9は、構成8の転写用マスクの製造方法によって製造された転写用マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法である。
基板準備工程(ステップS1)は、ガラス基板1を準備する工程である。
主表面研磨工程(ステップS2)は、基板準備工程(ステップS1)で準備したガラス基板1の一方の主表面102面又は両方の主表面102を精密研磨する工程である。
第1の表面形状測定工程(ステップS3)は、主表面研磨工程(ステップS2)で研磨されたガラス基板1の主表面102の凹凸形状(平坦度及びローカルスロープアングル)を測定する工程である。
局所加工工程(ステップS4)は、第1の表面形状測定工程(ステップS3)で測定したガラス基板1の主表面102の凹凸形状に基づき、所定の加工取り代に応じた加工条件で表面加工する工程である。
第1の表面形状測定工程(ステップS3)と同様の手法で、第1主表面102(表面)及び第2主表面102(裏面)の表面形状を測定する。
仕上げ研磨工程(ステップS6)は、所定の最終表面形状になるように行われる研磨である。
A.マスクブランク用基板1の製造
1.基板準備工程(ステップS1)
マスクブランク用基板1を製造するにあたって、基板準備工程(ステップS1)として、6025サイズ(152mm×152mm×6.35mm)のTiO2−SiO2低熱膨張ガラス基板1(単に「基板1」ともいう。)を準備した。
次に、研磨工程(ステップS2)として、準備したTiO2−SiO2ガラス基板1の主表面102(第1の主表面102)及び裏面(第2の主表面102)を研磨した。ここで、この研磨は、以下に示す粗研磨加工工程、精密研磨加工工程、及び超精密研磨加工工程からなる。
端面101の面取加工及び研削加工を終えた上記ガラス基板1を両面研磨装置に10枚セットし、以下の研磨条件で粗研磨を行った。10枚セットを2回行い、合計20枚のガラス基板1の粗研磨を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨スラリー:酸化セリウム(平均粒径2〜3μm)を含有する水溶液
研磨パッド:硬質ポリシャ(ウレタンパッド)
粗研磨を終えたガラス基板1を両面研磨装置に10枚セットし、以下の研磨条件で精密研磨を行った。10枚セットを2回行い、合計20枚のガラス基板1の精密研磨を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨スラリー:酸化セリウム(平均粒径1μm)を含有する水溶液
研磨パッド:軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
精密研磨を終えたガラス基板1を再び両面研磨装置に10枚セットし、以下の研磨条件で超精密研磨を行った。10枚セットを2回行い、合計20枚のガラス基板1の超精密研磨を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨スラリー:コロイダルシリカを含有するアルカリ性水溶液(pH10.2)
(コロイダルシリカ含有量50wt%)
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
研磨スラリー供給温度:25℃
以下の工程は、20枚のガラス基板1の内の1枚を例に挙げて示すが、同様の工程を残り19枚のガラス基板1に対しても行った。
その後、ガラス基板1の第1の主表面102及び第2の主表面102について、必要加工量に応じた局所的な表面加工の加工条件を設定した。設定方法は以下の通りである。事前にダミー基板1を用いて、実際の加工と同じようにダミー基板1を、一定時間基板1移動させずにある地点(スポット)で加工し、その形状を平坦度測定装置(トロペル社製 UltraFlat200)にて測定し、単位時間当たりにおけるスポットでの加工体積を算出した。そして、単位時間当たりにおけるスポットでの加工体積と、上述したように算出した必要加工量に従い、ガラス基板1をラスタ走査する際の走査スピード(スキャン速度)を決定した。
第1の表面形状測定工程(ステップS3)と同様に、ガラス基板1の第1の主表面102及び第2の主表面102の凹凸形状を測定した。測定結果によると、基板1の主表面102の端面101近傍には、異常な加工(研磨)が行われている異常加工領域は存在しなかった。また、第2の主表面102(裏面)のローカルスロープアングルを測定したところ、1.2μradだった。両主表面102とも所定の平坦度内に収まっており、異常加工領域が存在しなかったため、次の仕上げ研磨工程(ステップS6)に進んだ。
まず、平坦度改善工程である局所加工工程によって荒れたガラス基板1の主表面102及び裏面の平滑性を高めるために、研磨スラリーを用いて行う低荷重の機械的研磨により微小量だけガラス基板1の第1の主表面102(表面)及び第2の主表面(裏面)を研磨した。この研磨は、基板1の大きさよりも大きい研磨パッドが張り付けられた上下の研磨定盤の間にキャリアで保持されたガラス基板1をセットし、コロイダルシリカ砥粒を含有する研磨スラリーを供給しながら、ガラス基板1を、上下の研磨定盤内で自転しながら公転することによって行った。加工圧力、上下定盤の各回転数及び研磨時間は、適宜調整して行った。ここで、加工取り代は200nmであり、加工時間は30分であった。
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
研磨剤:コロイダルシリカ砥粒(平均粒径50nm)
加工液:アルカリ水溶液(NaOH)+研磨剤(濃度:約2wt%)、pH=11
研磨定盤回転数:約1〜50rpm
加工圧力:約0.1〜10kPa
研磨時間:約1〜10分
次に、このようにして作製された実施例1のマスクブランク用基板1のうち、ローカルスロープアングルが所定の範囲内の値である15枚について、それらの主表面上に、イオンビームスパッタリング法により、シリコン膜(Si)からなる膜厚4.2nmの高屈折率層と膜厚2.8nmのモリブデン膜(Mo)からなる低屈折率層とを交互に、高屈折率層と低屈折率層とを1ペアとし、40ペア積層して、膜厚280nmの多層反射膜を形成した。
次に、このようにして作製された実施例1の多層反射膜付き基板の保護膜上に、ホウ化タンタル(TaB)ターゲットを使用し、アルゴン(Ar)ガスと窒素(N2)ガスとの混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、タンタルホウ素窒化物(TaBN)からなる膜厚50nmの下層吸収体層を形成し、さらに、下層吸収体膜上に、ホウ化タンタル(TaB)ターゲットを使用し、アルゴン(Ar)ガスと酸素(O2)ガスとの混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、タンタルホウ素酸化物(TaBO)からなる膜厚20nmの上層吸収体層を形成することにより、下層吸収体層と上層吸収体層とからなる吸収体膜(膜厚70nm)を形成した。
次に、このようにして作製された実施例1の反射型マスクブランクの吸収体膜上に、電子線描画(露光)用化学増幅型レジストをスピンコート法により塗布し、加熱及び冷却工程を経て、膜厚が150nmのレジスト膜を形成した。
上述の方法によって製造した実施例1のEUV露光用の反射型マスクを使用して、EUV露光装置を用いた露光により、反射型マスク上に形成された吸収体膜パターンを、半導体基板1上に形成したレジスト膜に転写した。その結果、半導体デバイスに形成される転写パターンの寸法精度や位置精度は向上し、所望の特性を持った半導体デバイスを高い歩留まりで製造することができた。
実施例2のマスクブランク用基板1、多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスクを、基本的に実施例1と同様に、製造した。ただし、実施例2のマスクブランク用基板1の製造の際に、局所加工工程(ステップS5)において、ガラス基板1の加工(研磨)開始直後、主表面102の端面101近傍の加工(研磨)の際の加工スポット4を、通常の加工スポット4の大きさ(加工スポット4の長さL)とし、スキャンピッチを、通常の加工(研磨)のスキャンピッチPの1/3(すなわち、P/3)として、150往復水平方向に研磨し、その後、スキャンピッチを通常の加工(研磨)のスキャンピッチPにした。
比較例1のマスクブランク用基板1、多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスクを、基本的に実施例1と同様に、製造した。ただし、比較例1のマスクブランク用基板1の製造の際に、局所加工工程(ステップS5)において、ガラス基板1の加工(研磨)開始直後、主表面102の端面101近傍の加工(研磨)の際の加工スポット4を、通常の加工スポット4の大きさ(加工スポット4の長さL)とし、スキャンピッチを、通常の加工(研磨)のスキャンピッチPとして、加工スポット4の大きさ及びスキャンピッチの変更は行わず、基板1全体にわたって通常の局所加工を行った。
2 磁性研磨スラリー(研磨液)
3 研磨部材(電磁石)
4 加工スポット
11 凸部分
21 磁性流体
22 研磨スラリー
41 正常加工部
42 端部
43 無基板部
44 異常加工部
101 端面
101a、101c 側面部
101b、101e 面取斜面部
101d、101f 端面部分
102 主表面
110a 角部
d 電磁石と基板との距離
L 加工スポットの長さ(大きさ)
P スキャンピッチ
Claims (8)
- 主表面を有する基板からなるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記主表面を、所定の大きさの加工スポットを所定のスキャンピッチでスキャンすることにより、前記主表面を局所加工する工程を含み、
前記主表面を局所加工する工程の前に、前記主表面の表面形状を測定し、測定した結果に基づいて前記加工スポットの大きさ又は前記スキャンピッチを変更する位置を決定し、
前記主表面の加工開始から加工終了までの間に、前記加工スポットの大きさ及び前記スキャンピッチのうち少なくとも1つを変更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。 - 前記主表面を局所加工する工程における加工は、前記基板の前記主表面に対して、磁性体粒子を含む研磨液を介在させた状態で磁力を印加可能な研磨部材を近接させ、前記研磨液に前記研磨部材から磁力を印加し、前記研磨液を前記主表面に接触させることによって加工スポットを形成し、前記主表面と前記研磨部材とを相対回転運動させることにより行われ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の製造方法。
- 前記加工スポットの大きさは、前記研磨部材と前記基板との距離、前記相対回転運動の回転数、前記研磨液に印加する磁力の大きさ、及び前記研磨液の粘度から選択される少なくとも一つを変えることにより変更されることを特徴とする請求項2に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法によって得られた基板の前記主表面の一つの上に、裏面導電膜を形成することを含むことを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法によって得られた基板の前記主表面の一つの上に、多層反射膜を形成することを含むことを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法によって得られた基板の前記主表面上、又は、請求項5に記載の多層反射膜付き基板の製造方法によって得られた多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、転写パターン用薄膜を形成することを含むことを特徴とするマスクブランクの製造方法。
- 請求項6に記載のマスクブランクの製造方法によって得られたマスクブランクの前記転写パターン用薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを含むことを特徴とする転写用マスクの製造方法。
- 請求項7に記載の転写用マスクの製造方法によって製造された転写用マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
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