KR102190850B1 - 마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법 - Google Patents

마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 박막의 내부 응력을 작게 할 수 있는 마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 수소 함유량이 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만인 유리 재료를 포함하고, 대향하는 1조의 주 표면을 갖는 투광성 기판을 준비하는 공정과, 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에, 규소 또는 금속을 함유하는 재료를 포함하는 박막을 형성하는 공정과, 상기 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행하는 공정을 갖고 있다. 상기 박막을 형성하기 전의 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상과, 상기 박막을 제거한 후에 노출되는 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터 얻어지는 차분 형상을 기초로 하여 산출되는 소정 영역 내의 평탄도 변화량이, 절댓값으로 100㎚ 이하이다.

Description

마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법 {PROCESS FOR PRODUCING MASK BLANK AND PROCESS FOR PRODUCING TRANSFER MASK}
본 발명은 마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치의 제조 공정에서는, 포토리소그래피법을 사용하여 미세 패턴의 형성이 행해지고 있다. 이 미세 패턴의 형성에는, 통상, 수 매나 되는 포토마스크(이하, 「전사용 마스크」라고 함)가 사용되고 있다. 이 전사용 마스크는, 일반적으로, 투광성의 유리 기판 상에 금속 박막 등을 포함하는 미세 패턴을 형성한 것이며, 이 전사용 마스크의 제조에 있어서도 포토리소그래피법이 사용되고 있다.
포토리소그래피법에 의한 전사용 마스크의 제조에는, 마스크 블랭크가 사용된다. 마스크 블랭크는, 일반적으로, 합성 석영 유리 등을 포함하는 투광성 기판의 주 표면 상에 스퍼터링법으로 박막을 형성함으로써 제조된다. 이 마스크 블랭크의 박막은, 내부 응력을 가진 상태에서 기판의 주 표면 상에 형성되는 경향이 있다.
마스크 블랭크의 주 표면에는 높은 평탄도가 요구된다. 마스크 블랭크용 기판으로서 사용할 수 있는 투광성 기판의 주 표면에도 높은 평탄도가 요구된다. 그 때문에, 마스크 블랭크용 기판의 주 표면에는, 연삭이나 연마 등의 가공이 실시된다. 그러나, 그러한 평탄도가 높은 주 표면을 갖는 투광성 기판 상에, 내부 응력이 큰 박막을 형성했을 경우, 투광성 기판의 주 표면이 변형되어 버려, 투광성 기판의 주 표면 평탄도가 악화된다는 문제가 있었다.
한편, 박막이 전사 패턴을 형성하기 위한 것인 경우, 에칭 등에 의하여 박막의 일부(광 투과부)가 제거되어 패턴이 형성된다. 박막이 큰 내부 응력을 갖는 경우, 에칭 등에 의하여 박막의 일부(광 투과부로 되는 부분)가 제거되었을 때, 박막이 내부 응력으로부터 해방됨으로써, 투광성 기판 상에서의 패턴 위치가 이동해 버리는 일이 있다(패턴의 위치 어긋남).
최근의 전사용 마스크에서는, 패턴의 위치 정밀도에 대한 요구가 점점 엄격해지고 있다. 특히 더블 패터닝 기술이 적용되는 전사용 마스크의 제조에 있어서는, 허용되는 위치 어긋남량은 매우 작다.
더블 패터닝 기술에서는, 반도체 디바이스 상에 형성하는 매우 미세한 전사 패턴을, 2개의 비교적 성긴 패턴으로 분할한다. 그리고 그 분할된 각 패턴을 갖는 2매의 전사용 마스크를 제작하고, 그 2개의 전사용 마스크를 사용하여 반도체 디바이스 상에 패턴을 노광 전사한다. 이것에 의하여, 반도체 디바이스 상에 매우 미세한 패턴을 형성할 수 있다. 그러나 더블 패터닝 기술에서는, 2매의 전사용 마스크에 형성된 패턴의 설계 패턴으로부터의 위치 어긋남량이 크면, 반도체 디바이스 상에 2매의 전사용 마스크를 사용하여 패턴을 노광 전사했을 때, 패턴이 단선이나 단락된 상태에서 형성되어 버리는 경우가 있다.
이상과 같은 문제가 있으므로, 이전부터 마스크 블랭크의 박막의 내부 응력을 작게 하기 위한 기술에 대해서는 연구가 되고 있었다.
예를 들어 박막의 내부 응력을 저감시키는 방법으로서, 특허문헌 1에는, 투광성 기판 상에 스퍼터링법으로 박막을 형성한 후, 그 박막에 대하여 150℃ 이상의 온도에서 열처리를 행하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 투광성 기판 상에 형성된 박막에 대하여, 섬광 램프를 사용하여 고에너지선을 조사하는 방법이 기재되어 있다.
그러나 특허문헌 3에 기재되어 있는 바와 같이, 섬광 램프를 사용하여 고에너지선을 박막에 조사하는 방법의 경우, 고에너지선의 조사량에 따라서는, 유리 기판에 큰 영향을 주어 버려, 합성 석영 유리 기판의 주 표면 형상이 변형되어 버리는 문제가 있는 것이 판명되어 있다.
일본 특허 공개 제2002-162726호 공보 일본 특허 공개 제2004-199035호 공보 일본 특허 공개 제2010-237502호 공보
본 발명자의 예의 연구의 결과, 마스크 블랭크의 박막의 내부 응력을 저감시키는 수단으로서 가열 처리를 행하는 경우에 있어서, 이하와 같은 문제가 있는 것이 판명되었다.
종래, 가열 처리에 의하여 박막의 내부 응력이 저감된 것을 확인하는 방법으로서, 차분 형상으로부터 산출한 평탄도가 사용되고 있었다. 이 차분 형상이란, 박막을 형성하기 전에 있어서의 투광성 기판의 주 표면을 평탄도 측정 장치로 측정하여 얻어진 주 표면 형상과, 박막을 형성하고, 가열 처리를 더 행한 후에 있어서의 박막의 표면을 평탄도 측정 장치로 측정하여 얻어진 표면 형상 간의 차분을 취한 형상을 말한다. 이 차분 형상이 작을수록, 박막의 내부 응력은 저감되어 있다고 생각되고 있었다.
그러나 가열 처리를 행해 차분 형상을 충분히 작게 한 마스크 블랭크를 사용하여, 박막에 테스트 패턴을 형성하여 검증을 행한 바, 비교적 큰 패턴의 위치 어긋남이 발생하는 것이 판명되었다. 이 검증은 이하의 수순으로 행해졌다.
처음에, 마스크 블랭크의 박막 상에 레지스트막을 도포 형성하였다. 그 레지스트막에 테스트 패턴을 노광 묘화하고, 이어서 현상 처리를 행하여, 테스트 패턴을 갖는 레지스트 패턴을 형성하였다. 그리고 패턴 위치 측정 장치를 사용하여, 레지스트 패턴의 위치를 측정하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 마스크로서 사용하여, 박막을 건식 에칭하고, 박막에 테스트 패턴을 형성하였다. 레지스트 패턴을 제거 후, 패턴 위치 측정 장치를 사용하여, 박막에 형성된 테스트 패턴의 위치를 측정하였다.
마지막으로, 레지스트 패턴의 위치와, 박막에 형성된 테스트 패턴의 위치를 비교하여, 박막에 형성된 테스트 패턴의 위치 어긋남량을 산출하였다.
상기 검증의 결과, 마스크 블랭크의 가열 처리 전후에서의 표면 형상의 차분 형상에서 보면 박막의 내부 응력은 충분히 저감되어 있을 터임에도 불구하고, 실제로 박막에 형성된 테스트 패턴의 위치 어긋남량은, 허용 범위 외의 크기로 되어 있었다.
이와 같이, 가열 처리 후의 마스크 블랭크 박막에 실제로 패턴을 형성하면, 그 패턴의 레지스트 패턴으로부터의 위치 어긋남량이 허용 범위 외로 되어 버리는 현상이 발생하고 있어, 문제로 되고 있었다.
또한 이러한 문제는, 박막의 내부 응력을 저감시키기 위한 처리로서, 가열 처리가 아니라, 섬광 램프에 의하여 고에너지선을 조사하는 처리를 행했을 경우에도, 마찬가지로 발생하는 것이 확인되었다. 또한 박막의 내부 응력을 저감시키기 위한 처리로서, 레이저 광을 조사하는 처리(레이저 어닐링 처리)를 행했을 경우에도, 마찬가지의 현상이 발생하는 것이 확인되었다.
따라서 본 발명은 박막의 내부 응력을 작게 할 수 있는, 마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 예의 연구의 결과, 마스크 블랭크에 대하여 가열 처리를 행함으로써, 가열 처리 전의 투광성 기판의 주 표면 형상과, 가열 처리 후의 박막의 표면 형상의 차분 형상을 작게 했을 경우에도, 투광성 기판의 주 표면 형상이 가열 처리에 의하여 변형되어 있기 때문에, 박막의 내부 응력이 충분히 저감되어 있지 않은 것을 밝혀내었다.
이 현상은, 구체적으로는 이하의 방법에 의하여 확인되었다.
처음에, 연삭 및 연마가 실시됨으로써, 높은 평탄도의 주 표면을 갖고 있는 투광성 기판을 준비하였다. 이 투광성 기판의 주 표면 형상을, 평탄도 측정 장치를 사용하여 측정하였다.
다음으로, 형상을 측정한 측의 투광성 기판의 주 표면 상에 스퍼터링법을 사용하여 박막을 형성하였다. 그리고 그 박막의 표면 형상을, 평탄도 측정 장치를 사용하여 측정하였다.
계속해서, 박막을 형성하기 전에 측정한 투광성 기판의 주 표면 형상과, 박막의 표면 형상의 차분 형상을 도출하여, 박막을 형성하기 전후에서의 평탄도 변화량을 산출하였다.
미리 실험에서 도출해 둔 마스크 블랭크의 가열 조건과 평탄도 변화량의 상관 관계에 기초하여, 변화된 마스크 블랭크의 박막의 표면 형상을 원상태로 되돌리기 위한 가열 조건을 선정하고, 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 가열 처리를 행하였다. 그리고 가열 처리 후의 박막의 표면 형상을, 평탄도 측정 장치를 사용하여 측정하였다.
다음으로, 건식 에칭에 의하여, 투광성 기판 상의 박막을 전면 제거하였다. 그리고 박막을 제거한 후의 투광성 기판의 주 표면 형상을, 평탄도 측정 장치를 사용하여 측정하였다.
이 측정 결과로부터, 가열 처리 후의 박막의 표면 형상은, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 주 표면 형상과 거의 동일해져 있는 것을 알 수 있었다. 그러나 박막을 제거한 후에 측정한 투광성 기판의 주 표면 형상은, 박막을 형성하기 전에 측정한 투광성 기판의 주 표면 형상과 명백히 상이하였다. 이는, 투광성 기판의 주 표면 형상이, 박막을 형성하기 전에 평탄도를 측정한 시점에서부터, 박막을 제거 후에 평탄도를 측정한 시점 사이에 변화된 것을 의미한다.
투광성 기판의 주 표면 형상을 변형시킬 가능성이 있는 요인으로서는, 몇 가지가 생각된다. 먼저, 스퍼터링법으로 기판의 주 표면에 스퍼터 입자를 퇴적시켜 박막을 형성하는 프로세스의 영향이 생각된다. 또한 박막을 제거할 때의 건식 에칭에 의한 영향도 생각된다. 그러나 가열 처리만을 제외하고 상기와 동일한 수순으로 측정을 행했을 경우, 박막을 제거한 후에 측정한 투광성 기판의 주 표면 형상과, 박막을 형성하기 전에 측정한 투광성 기판의 주 표면 형상 간에서, 측정 장치의 오차 범위를 초과하는 차는 발생하고 있지 않았다. 즉, 투광성 기판의 주 표면에 박막을 형성할 때의 스퍼터링에 의한 영향과, 박막을 제거할 때의 건식 에칭에 의한 영향은, 투광성 기판의 주 표면 형상의 변형에는 관계하고 있지 않았다.
투광성 기판의 주 표면 형상을 변형시킬 가능성이 있는 요인으로서는, 가열 처리도 생각된다. 그러나 박막이 형성되어 있지 않은 투광성 기판에 대하여 상기와 동일한 조건에서 가열 처리를 행했을 경우, 가열 처리 전후에, 투광성 기판의 주 표면 형상에는, 측정 장치의 오차 범위를 초과하는 차는 발생하고 있지 않았다.
본 발명자는, 이들 검증의 결과로부터, 투광성 기판의 주 표면에 박막이 형성되어 있는 상태에서, 그 투광성 기판에 대하여 가열 처리를 행했을 때, 박막이 형성되어 있는 측의 투광성 기판의 주 표면 형상이 변형되는 것을 밝혀내었다.
또한 본 발명자는, 상기와 마찬가지의 검증을 행함으로써, 투광성 기판의 주 표면에 박막이 형성되어 있는 상태에서, 그 투광성 기판에 대하여 섬광 램프를 사용하여 고에너지선을 조사하는 처리를 행했을 때, 박막이 형성되어 있는 측의 투광성 기판의 주 표면 형상이 변형되는 것을 밝혀내었다.
그리고 본 발명자는, 이러한 현상이 발생하는 요인에 대하여, 한층 더 검증을 행하였다. 그 결과, 투광성 기판 중에 수소가 포함되어 있는 것에 의하여, 투광성 기판의 주 표면 형상이 변형되어 있는 것을 밝혀내었다.
구체적으로는, 투광성 기판의 수소 함유량이 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만(바람직하게는 1.0×1018 분자 수/㎤ 이하, 보다 바람직하게는 6.0×1017 분자 수/㎤ 이하, 더욱 바람직하게는 2.0×1017 분자 수/㎤ 이하)이면, 투광성 기판의 주 표면 평탄도 변화량을 100㎚ 이하(바람직하게는 50㎚ 이하, 보다 바람직하게는 30㎚ 이하)로 제어할 수 있음을 밝혀내었다.
이상의 검토 결과, 이하의 마스크 블랭크의 제조 방법 또는 전사용 마스크의 제조 방법을 적용함으로써, 박막 형성 전의 투광성 기판의 주 표면 형상과, 가열 처리 후 또는 섬광 램프를 사용하여 광(고에너지선)을 조사한 후의 박막의 표면 형상의 차분 형상을, 박막이 갖는 내부 응력의 지표로서 사용할 수 있다는 결론에 이르렀다.
(구성 1)
투광성 기판 상에 박막을 구비하는 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
수소 함유량이 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만인 유리 재료를 포함하고, 대향하는 1조의 주 표면을 갖는 투광성 기판을 준비하는 공정과,
상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에, 규소 또는 금속을 함유하는 재료를 포함하는 박막을 형성하는 공정과,
상기 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행하는 공정을 갖고,
상기 박막을 형성하기 전의 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상과, 상기 박막을 제거한 후에 노출되는 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터 얻어지는 차분 형상을 기초로 하여 산출되는 소정 영역 내의 평탄도 변화량이, 절댓값으로 100㎚ 이하인
것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 2)
상기 투광성 기판에 있어서의 다른 쪽의 주 표면에는, 박막이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는, 구성 1에 기재된 마스크 블랭크 제조 방법.
(구성 3)
상기 박막을 형성하는 공정은, 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에 대하여 스퍼터법을 사용하여 박막을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 또는 2에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 4)
상기 가열 처리의 가열 온도가 300℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 5)
상기 광 조사 처리는, 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 처리인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 6)
상기 유리 재료는 합성 석영 유리인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 7)
상기 박막은, 전이 금속과 규소를 함유하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성8)
상기 박막은, 내부 응력이 360㎫ 이하인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 9)
구성 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 제조 방법으로 제조된 마스크 블랭크의 상기 박막에 전사 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 전사용 마스크의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 박막의 내부 응력을 작게 할 수 있는 마스크 블랭크의 제조 방법 및 전사용 마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 투광성 기판의 사시도이다.
본 발명은, 투광성 기판 상에 박막을 구비하는 마스크 블랭크의 제조 방법이며,
수소 함유량이 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만인 유리 재료를 포함하고, 대향하는 1조의 주 표면을 갖는 투광성 기판을 준비하는 공정과,
상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에, 규소 또는 금속을 함유하는 재료를 포함하는 박막을 형성하는 공정과,
상기 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행하는 공정을 갖고,
상기 박막을 형성하기 전의 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상과, 상기 박막을 제거한 후에 노출되는 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터 얻어지는 차분 형상을 기초로 하여 산출되는 소정 영역 내의 평탄도 변화량이, 절댓값으로 100㎚ 이하인 것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법이다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 노광 광을 투과시키는 투과형 마스크를 제작하기 위한 투과형 마스크 블랭크, 또는 노광 광을 반사하는 반사형 마스크를 제작하기 위한 반사형 마스크 블랭크에 적용하는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 위상 시프트 마스크를 제작하기 위한 위상 시프트 마스크 블랭크에 적용하는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 더블 패터닝 기술이 적용되는 전사용 마스크를 제작하기 위한 마스크 블랭크에 바람직하게 적용하는 것이 가능하다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 수소 함유량이 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만, 바람직하게는 1.0×1018 분자 수/㎤ 이하, 보다 바람직하게는 6.0×1017 분자 수/㎤ 이하, 더욱 바람직하게는 2.0×1017 분자 수/㎤ 이하인 유리 재료를 포함하고, 대향하는 1조의 주 표면을 갖는 투광성 기판을 준비하는 공정을 갖고 있다.
한편, 단파장의 펄스 레이저 광인 KrF 엑시머 레이저나 ArF 엑시머 레이저가 노광 광으로서 적용되는 전사용 마스크에 사용하는 투광성 기판은, 수소를 함유하고 있는 경우가 많다. 이는, 특히 에너지가 높은 광인 ArF 엑시머 레이저는, 투광성 기판의 내부를 투과할 때 내부 구조에 손상을 끼치는 경우가 있고, 수소가 그 손상을 수복하는 역할을 갖기 때문이다. 이 점을 고려했을 경우, 본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법에 있어서의 투광성 기판은, 수소 함유량이 1.0×1017 분자 수/㎤ 이상인 유리 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
투광성 기판의 재료로서는, 예를 들어 합성 석영 유리, 소다 석회 유리, 알루미노실리케이트 유리, 저열팽창 유리(예를 들어 SiO2-TiO2계 유리), β 석영 고용체를 석출시킨 결정화 유리 등의 유리 재료를 사용하는 것이 가능하다.
투광성 기판의 재료 중에 포함되는 수소 함유량은, 레이저 라만 산란 분광법에 의하여 측정하는 것이 가능하다. 예를 들어 닛폰 분코사 제조 HQS-1000을 사용하여, 포톤 카운트법에 의하여 측정할 수 있다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에, 막 응력(내부 응력)을 갖는 규소 또는 금속을 함유하는 재료를 포함하는 박막을 형성하는 공정을 갖고 있다. 또한 여기서 말하는 「주 표면」이란, 예를 들어 도 1에 있어서, 투광성 기판의 측면(72) 및 모따기면(73)을 제외한 한 쌍의 주 표면(71)을 의미한다. 또한 이 박막은, 한쪽의 주 표면에만 형성되어 있는 구성, 한쪽의 주 표면 및 그 주 표면에 인접하는 모따기면에까지 연속적으로 형성되어 있는 구성, 또한 그들 모따기면에 인접하는 측면의 일부에까지 연속적으로 형성되어 있는 구성을 포함한다.
투광성 기판의 한쪽의 주 표면에 형성하는 박막으로서는, 예를 들어 차광막, 다층 반사막, 위상 시프트막(하프톤형 위상 시프트막), 광 반투과막 등을 들 수 있다.
투광성 기판의 한쪽의 주 표면에의 박막의 형성에는, 공지된 방법을 사용하는 것이 가능한데, 스퍼터링법을 사용하는 것이 바람직하고, 반응성 스퍼터링법을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 스퍼터링법을 사용함으로써 형성되는 박막을 아몰퍼스 구조나 미결정 구조로 할 수 있다. 또한 스퍼터링법으로 형성되는 박막은 막 응력이 높아지는 경향이 있기 때문에, 본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법을 적절히 사용할 수 있다.
박막의 재료인 「규소 또는 금속을 함유하는 재료」로서는, 예를 들어 규소를 포함하는 재료, 규소 이외의 금속을 포함하는 재료, 규소와 규소 이외의 금속을 포함하는 재료, 나아가 이들에 산소, 질소 및 탄소 중 어느 1종 이상을 포함하는 재료 등을 들 수 있다. 규소 이외의 금속으로서는, 전이 금속, 예를 들어 W, Mo, Ti, Ta, Zr, Hf, Nb, V, Co, Cr, Ni 등을 예로서 들 수 있다. 이러한 재료로서는, 예를 들어 몰리브덴 실리사이드 산화물(MoSiO), 몰리브덴 실리사이드 질화물(MoSiN), 몰리브덴 실리사이드 탄화물(MoSiC), 몰리브덴 실리사이드 산화질화물(MoSiON), 몰리브덴 실리사이드 산화탄화물(MoSiOC), 몰리브덴 실리사이드 산화질화탄화물(MoSiONC) 등을 들 수 있다. 단, 박막에 대한 가열 처리 또는 광 조사 처리는, 투광성 기판으로부터 수소가 탈리하는 현상이 일어나는 조건에서 행해진다. 따라서 이러한 조건에서의 가열 처리나 광 조사 처리에 의하여 크게 열화되어 버리는 재료는, 본 발명의 박막 재료로서 바람직하지 않다. 이러한 재료로서는, 크롬 금속, 크롬 산화물(CrO), 크롬 질화물(CrN), 크롬 탄화물(CrC), 크롬 산질화물(CrON), 크롬 산화탄화물(CrOC), 크롬 탄화질화물(CrCN), 크롬 산질화탄화물(CrOCN) 등을 들 수 있다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 막 응력을 저감시키기 위한 「가열 처리」 또는 「광 조사 처리」를 행하는 공정을 갖고 있다. 또한 여기서 말하는 「막 응력」이란, 박막의 내부 응력을 의미하고 있다. 박막의 내부 응력은, 압축 응력인 경우도 있고, 인장 응력인 경우도 있다.
먼저, 막 응력을 저감시키기 위한 가열 처리에 대하여 설명한다.
박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 가열 처리를 행함으로써, 박막의 내부 응력을 저감시킬 수 있다. 가열 처리를 위한 수단으로서는, 예를 들어 전기 가열로, 히터, 할로겐 램프, 적외선 램프 등을 사용하는 것이 가능한데, 이 중에서는 전기 가열로를 사용하는 것이 바람직하다.
가열 처리는, 투광성 기판 주위에, 수소가 최대한 배제된 기체가 존재하는 상태에서 행해지는 것이 바람직하다. 공기 중에 있어서의 수소의 존재량은 적지만, 수증기는 많이 존재한다. 청정실 내의 공기의 습도는 조절되어 있지만, 청정실 내의 공기에는 비교적 많은 수증기가 포함되어 있다. 투광성 기판에 대한 가열 처리를 드라이 에어 중에서 행함으로써, 수증기에 기인하는 수소의 투광성 기판에의 침입을 억제할 수 있다. 또한 수소나 수증기를 포함하지 않는 기체(질소 등의 불활성 가스나 희가스 등) 중에서 투광성 기판을 가열 처리하는 것이 보다 바람직하다. 또한 투광성 기판의 가열 처리는 진공 중에서 행할 수도 있다.
가열 처리에 있어서의 투광성 기판의 가열 온도는 300℃ 이상, 바람직하게는 400℃ 이상, 보다 바람직하게는 450℃ 이상이다. 주 표면에 박막이 형성된 투광성 기판을 이러한 온도 범위에서 가열함으로써, 박막의 내부 응력을 충분히 저감시킬 수 있다.
다음으로, 막 응력을 저감시키기 위한 광 조사 처리에 대하여 설명한다.
광 조사 처리에서는, 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 섬광 램프로부터 발해지는 광(고에너지선)을 조사하는 처리를 행한다. 또는 광 조사 처리에서는, 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 레이저 광을 조사하는 처리를 행한다.
섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 광 조사 처리의 경우, 섬광 램프는, 연속한, 폭이 넓은 파장 영역을 가지는 광을 발할 수 있는 광원이다. 섬광 램프로서는, 예를 들어 크세논 등의 가스를 유리 등의 광을 통과시키는 재료를 포함하는 관에 봉입하고, 이것에 고전압을 펄스 형상으로 인가함으로써 광을 발할 수 있는 램프를 사용할 수 있다.
섬광 램프의 조사 강도는, 박막의 종류나 조성에 의하여 상이한데, 0.1 내지100J/㎠, 바람직하게는 1 내지 50J/㎠, 보다 바람직하게는 10 내지 50J/㎠이다. 조사 강도가 이 범위보다도 크면, 막이 비산되거나, 표면 거?s이 발생하거나 할 우려가 있다. 조사 강도가 이 범위보다도 작으면, 막 응력을 저감시키는 효과가 작아질 우려가 있다.
섬광 램프에 의한 광의 조사 시간은 1초 이하, 바람직하게는 0.1초 이하, 더욱 바람직하게는 0.01초 이하이다. 섬광 램프로부터 발해지는 광의 조사 시간을 짧게 함으로써, 투광성 기판을 그다지 가열하지 않고 막 응력을 저감시킬 수 있다. 이것에 의하여, 투광성 기판에 손상을 끼치는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 투광성 기판의 주 표면에 형성된 박막에 섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 경우, 1회로 조사가 완료되도록 조사해도, 복수 회로 나누어 조사해도 된다. 또한 막을 다층 구조로 하는 경우에는, 막을 성막할 때마다 조사하는 것도, 복수의 막을 성막하고 난 후 통합하여 조사할 수도 있다. 또한 섬광 램프로부터의 광은, 막면으로부터 조사해도, 기판이 광을 통과시킬 때는 기판면으로부터 조사해도 된다. 또한 섬광 램프에 의하여 광을 조사할 때 투광성 기판이 놓이는 장소 주위의 분위기는, 아르곤 등의 불활성 가스, 질소, 산소, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합 가스, 진공 중, 대기 중 등, 어떠한 분위기여도 된다.
한편, 레이저 광을 조사하는 광 조사 처리의 경우, 박막이 형성된 투광성 기판의 박막의 표면에 대하여 레이저 광을 조사함으로써, 박막을 극히 단시간(예를 들어 수십 nsec)에 고온(예를 들어 1000℃ 이상)으로 가열함으로써, 박막의 응력을 저감시킬 수 있다. 박막에 조사하는 레이저 광의 파장은, 박막의 재료에 따라 상이하기 때문에 일률적으로 말할 수는 없지만, 157㎚ 내지 633㎚의 범위가 바람직하고, 248㎚ 내지 308㎚의 범위가 보다 바람직하다. 또한 레이저 광의 강도에 대해서도, 박막의 재료에 따라 상이하기 때문에 일률적으로 말할 수는 없지만, 에너지 밀도가 100 내지 500mJ/㎠인 범위가 바람직하고, 200 내지 400mJ/㎠인 범위가 보다 바람직하다. 예를 들어 레이저 광에 XeCl 엑시머 레이저(파장 308㎚)를 적용하면 바람직하다.
본 발명에 있어서, 투광성 기판의 주 표면에 형성된 박막에 레이저 광을 조사하는 경우, 박막의 표면을 주사하도록 레이저 광을 조사하는 것이 바람직하다. 레이저 발진기로부터 발생한 레이저 광을, 라인 빔 광학계에 의하여 라인 빔으로 성형한 후에, 레이저 광에 의하여 박막의 표면을 주사해도 된다. 박막에 대한 레이저 광의 조사는 1회여도 되고, 복수 회여도 된다. 또한 막을 다층 구조로 하는 경우에는, 막을 성막할 때마다 레이저 광을 조사하는 것도, 복수의 막을 성막하고 난 후 통합하여 레이저 광을 조사할 수도 있다. 또한 레이저 광은, 막면으로부터 조사해도, 기판이 광을 통과시킬 때는 기판면으로부터 조사해도 된다. 또한 레이저 광을 조사할 때 투광성 기판이 놓이는 장소 주위의 분위기는, 아르곤 등의 불활성 가스, 질소, 산소, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합 가스, 진공 중, 대기 중 등, 어떤 분위기여도 된다.
섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 광 조사 처리 및 레이저 광을 조사하는 광 조사 처리는, 투광성 기판의 주위에 수소가 최대한 배제된 기체가 존재하는 상태에서 행해지는 것이 바람직하다. 공기 중에는 수소 자체의 존재량은 적지만, 수증기는 많이 존재한다. 청정실 내의 공기의 습도는 조절되어 있지만, 청정실 내의 공기에는 비교적 많은 수증기가 포함되어 있다. 투광성 기판에 대한 광 조사 처리를 드라이 에어 중에서 행함으로써, 수증기에 기인하는 수소의 투광성 기판에의 침입을 억제할 수 있다. 또한 수소 및 수증기를 포함하지 않는 기체(질소 등의 불활성 가스 및 희가스 등) 중에서, 투광성 기판에 대하여 광을 조사하는 것이 바람직하다. 광 조사 처리는, 대기압의 기체 중 또는 진공 중에서 행할 수도 있다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상과, 박막을 제거한 후에 노출되는 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터 얻어지는 차분 형상을 기초로 하여 산출되는 소정 영역 내의 평탄도 변화량이, 절댓값으로 100㎚ 이하인 것을 특징으로 한다. 평탄도 변화량의 절댓값은, 바람직하게는 80㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 50㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 30㎚ 이하다.
박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상의 측정은, 표면 형상 해석 장치(표면 형상 측정 장치)를 사용하여 행할 수 있다. 박막을 제거한 후에 노출되는 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상의 측정도, 표면 형상 해석 장치(표면 형상 측정 장치)을 사용하여 행할 수 있다. 또한 박막 형성 전 및 박막 제거 후에 있어서의 투광성 기판의 주 표면 형상의 차분 형상, 및 차분 형상에 기초하는 평탄도 변화량의 산출도, 표면 형상 해석 장치를 사용하여 행할 수 있다. 표면 형상 해석 장치로서는, 예를 들어 UltraFLAT 200M(Corning TROPEL사 제조)을 사용할 수 있다. 또한 차분 형상에 기초하는 평탄도 변화량의 산출은, 공지된 방법을 사용하여 행하는 것이 가능하며, 예를 들어 일본 특허 공개 제2010-237502호 공보에 개시된 방법을 사용하여 행하는 것이 가능하다.
차분 형상에 기초하는 평탄도 변화량을 산출하는 소정 영역은, 적어도 박막에 있어서 전사 패턴이 형성되는 영역이 포함될 필요가 있다. 소정 영역은, 투광성 기판의 주 표면 중심을 기준으로 한 1변이 132㎜인 사각형의 내측 영역(이하, 이 영역을 「132㎜ 사방의 내측 영역」이라고 함)인 것이 바람직하고, 1변이 142㎜인 사각형의 내측 영역(이하, 이 영역을 「142㎜ 사방의 내측 영역」이라고 함)이면 보다 바람직하다. 또한 차분 형상을 산출하는 영역은, 소정 영역을 포함하는 영역일 필요가 있다. 또한 주 표면이나 박막의 표면 형상을 표면 형상 측정 장치로 측정하는 영역도, 소정 영역을 포함하는 영역일 필요가 있다.
박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면은, 높은 평탄도를 갖는 것이 바람직하다. 132㎜ 사방의 내측 영역에서 산출한 한쪽의 주 표면 평탄도가 0.3㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.2㎛ 이하이면 보다 바람직하며, 0.1㎛ 이하이면 더욱 바람직하다. 또한 142㎜ 사방의 내측 영역에서 산출한 한쪽의 주 표면 평탄도가 0.3㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.2㎛ 이하이면 보다 바람직하며, 0.1㎛ 이하이면 더욱 바람직하다. 또한 한쪽의 주 표면에 대향하는 다른 쪽의 주 표면도, 동등 이상의 평탄도를 갖는 것이 바람직하다.
박막의 제거는, 박막에 패턴을 형성할 때 사용되는 건식 에칭과 마찬가지의 방법으로 행할 수 있다. 예를 들어 박막이 규소(Si) 및 전이 금속(예를 들어 Mo)을 포함하는 재료를 포함하는 경우에는, 불소계 가스를 포함하는 에칭 가스를 사용한 건식 에칭에 의하여 박막을 제거하는 것이 가능하다. 또한 박막을 구성하는 재료의 조성에 따라서는, 산소를 함유하지 않는 염소계 가스를 포함하는 에칭 가스를 사용한 건식 에칭이나, 염소계 가스와 산소 가스를 포함하는 에칭 가스를 사용한 건식 에칭에 의하여 박막을 제거하는 것도 가능하다. 또한 박막을 구성하는 재료의 조성에 따라서는, 박막의 제거에 습식 에칭을 적용해도 된다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법에 의하면, 박막을 형성하기 전(한쪽의 주 표면 위에 아무것도 형성되어 있지 않은 상태)의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상과, 박막을 제거한 후에 노출되는 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터 얻어지는 차분 형상을 기초로 하여 산출되는 소정 영역 내의 평탄도 변화량이, 절댓값으로 100㎚ 이하로 되어 있다. 본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법에 의하면, 가열 처리나 광 조사 처리 전후에 있어서의 투광성 기판의 박막이 형성되는 측의 주 표면 형상의 변화량을 대폭 억제할 수 있다. 이로 인하여, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 주 표면 형상과, 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 박막의 표면 형상의 차분 형상을, 박막이 갖는 내부 응력의 보다 정확한 지표로서 사용하는 것이 가능해진다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법에서는, 차분 형상의 산출 방법으로서, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터, 박막을 제거한 후에 노출되는 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 차분 형상을 얻는 방법과, 박막을 제거한 후에 노출되는 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 차분 형상을 얻는 방법 중 어느 쪽도 적용 가능하다.
상술한 바와 같이, 종래 기술을 사용했을 경우에는, 투광성 기판의 박막이 형성되어 있는 한쪽의 주 표면 형상 자체가, 가열 처리 또는 광 조사 처리에 의하여 크게 변화해 버린다. 이 때문에, 투광성 기판에 대하여 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행한 후에 있어서의 박막의 표면 형상과, 투광성 기판의 한쪽의 주 표면의 형상의 차분 형상을 지표로 하여 가열 처리 또는 광 조사 처리의 조건을 조정하더라도, 박막의 내부 응력을 충분히 저감할 수는 없었다.
이에 비하여, 본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법에 의하면, 가열 처리 또는 광 조사 처리 전후에 있어서의 기판의 한쪽의 주 표면 형상의 변화를 대폭 억제할 수 있다. 이로 인하여, 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행한 후에 있어서의 박막의 표면 형상과, 투광성 기판의 한쪽의 주 표면의 형상의 차분 형상을 지표로 하여 가열 처리 또는 광 조사 처리의 처리 조건을 조정하더라도, 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에 형성된 박막의 내부 응력을 360㎫ 이하, 바람직하게는 300㎫ 이하, 보다 바람직하게는 180㎫ 이하로 저감시킬 수 있다.
단파장의 펄스 레이저 광인 KrF 엑시머 레이저나 ArF 엑시머 레이저가 노광 광으로서 적용되는 전사용 마스크에 사용하는 투광성 기판의 재료로서는, 어느 정도의 수소가 함유된 유리 재료를 사용하는 것이 일반적이다. 이는, 특히 에너지가 높은 ArF 엑시머 레이저는, 유리 재료 중을 투과할 때 내부 구조에 손상을 끼치는 일이 있고, 수소가 그 손상을 수복하는 역할을 갖기 때문이다. 한편, 종래, 투광성 기판의 유리 재료에는, 수소를 함유시키는 것에 의한 단점은 특별히 발견되고 있지 않았다.
본 발명자는, 투광성 기판을 형성하는 유리 재료 중의 수소가, 가열 처리 또는 광 조사 처리 전후에 있어서의 투광성 기판의 주 표면 형상의 변화에 영향을 주고 있을 가능성을 의심하였다. 그리고 그 가능성을 확인하기 위하여, 수소 함유량이 상이한 복수의 투광성 기판을 준비하고, 이하의 검증을 행하였다. 처음에, 각 투광성 기판의 박막을 형성하기 전의 주 표면 형상을 평탄도 측정 장치로 측정하였다. 다음으로, 준비한 각 투광성 기판에, 동일한 조건에서 박막을 한쪽의 주 표면에만 형성하였다. 계속해서, 박막이 형성된 후의 각 투광성 기판에 대하여 동일한 조건에서 가열 처리를 행하였다. 다음으로, 가열 처리 후의 각 투광성 기판의 박막을, 에칭에 의하여 전면 제거하였다. 다음으로, 박막을 제거한 후의 주 표면의 형상을, 평탄도 측정 장치로 측정하였다. 또한 박막을 형성하기 전의 주 표면 형상과, 박막을 제거한 후의 주 표면 형상의 차분 형상을 산출하였다. 그리고 차분 형상으로부터 산출되는 소정 영역 내의 주 표면의 평탄도 변화량과, 수소 함유량의 상관성을 검증하였다.
그 결과, 투광성 기판을 형성하는 유리 재료의 수소 함유량이 많아질수록, 주 표면의 평탄도 변화량이 커지는 것이 판명되었다. 또한 투광성 기판을 형성하는 유리 재료의 수소 함유량을 적어도 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만으로 함으로써, 주 표면의 평탄도 변화량을 절댓값으로 100㎚ 이하로 억제할 수 있는 것도 밝혀내었다. 또한 상기 검증 중, 다른 쪽의 주 표면에 대해서도 동일한 조건에서 박막을 형성한 마스크 블랭크(2개의 주 표면 중 어느 것에도 동일한 박막을 형성한 마스크 블랭크)를 적용하여 검증을 행했을 경우, 차분 형상으로부터 산출되는 소정 영역 내의 평탄도 변화량은, 투광성 기판의 수소 함유량에 관계 없이, 어느 쪽도 평탄도 측정 장치의 측정 오차 범위 내였다.
이들 검증 결과로부터, 투광성 기판의 수소 함유량이 주 표면의 형상 변화에 영향을 주는 원인은, 이하와 같이 추측된다. 또한 이하의 고찰은, 출원 시점에 있어서의 본 발명자들의 추측에 기초하는 것이며, 본 발명의 범위를 하등 제한하는 것은 아니다.
수소를 함유하는 유리 재료를 포함하는 투광성 기판을 가열 처리하면, 표면(특히 표면적이 큰 2개의 주 표면)으로부터 수소가 탈리해 간다. 수소가 탈리해 가기 전까지 그 수소와 결합하고 있었던 Si 등의 원소는, 별도의 원소와 결합하고자 한다. 이때, 수소가 탈리하여 발생한 내부 공간의 간극이 줄어듦으로써, 내부 구조가 줄어드는 방향으로 작용하는 응력(인장 응력)이 발생한다. 모든 표면에 박막을 전혀 형성하고 있지 않은 상태(모든 표면이 대기 중에 노출된 상태)의 투광성 기판의 경우, 기판의 내부에 비하여 표면 근방의 표층 쪽이 수소 함유량은 적어, 표층에 인장 응력이 발생하기 쉽다. 그러나 이 경우, 2개의 주 표면 근방의 표층 양쪽 모두에, 수소 함유량은 동일한 정도로 저하되어 있어, 표층에 발생하는 인장 응력도 동일한 정도로 되어, 균형이 유지되어, 어느 한쪽의 주 표면의 형상이 현저히 변화되기는 어렵다.
한편, 수소를 함유하는 유리 재료를 포함하는 투광성 기판에 대하여 한쪽의 주 표면에만 박막이 형성되어 있는 상태에서 가열 처리를 행했을 경우, 박막이 형성된 주 표면측에서는, 박막에 의하여 수소의 대기 중에의 탈리가 억제된다. 이 때문에, 박막이 형성된 주 표면측의 표층의 수소 함유량은, 박막이 형성되어 있지 않은 다른 쪽의 주 표면(표면이 대기 중에 노출된 상태의 주 표면)측의 표층의 수소 함유량보다도 많아지는 경향이 발생한다. 동시에, 박막이 형성된 주 표면측의 표층의 인장 응력은, 박막이 형성되어 있지 않은 다른 쪽의 주 표면측의 표층의 인장 응력보다도 작아지는 경향이 발생한다. 이 결과, 박막이 형성된 측의 주 표면이 볼록 형상의 경향으로 변형되고, 박막이 형성되어 있지 않은 측의 주 표면이 오목 형상의 경향으로 변형된다.
투광성 기판을 형성하는 유리 재료에 존재하고 있었던 수소의 함유량이 많아질수록, 가열 처리에서 탈리하는 수소의 양도 많아진다. 이 결과, 투광성 기판의 주 표면측의 표층에 발생하는 인장 응력도 커진다. 박막이 형성된 한쪽의 주 표면측의 인장 응력과, 박막이 형성되어 있지 않은 다른 쪽의 주 표면에 발생하는 인장 응력과의 차도, 유리 재료의 수소 함유량이 많아질수록 커진다. 반대로, 투광성 기판을 형성하는 유리 재료의 수소 함유량을 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만으로 적게 함으로써, 박막이 형성된 한쪽의 주 표면측의 인장 응력과, 박막이 형성되어 있지 않은 다른 쪽의 주 표면에 발생하는 인장 응력의 차가 대폭 작아져, 주 표면의 평탄도 변화량을 절댓값으로 100㎚ 이하로 억제할 수 있다.
또한 상기 검증이나 고찰에서는, 투광성 기판에 있어서의 다른 쪽의 주 표면이 노출된 상태에서 가열 처리나 광 조사 처리를 행하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나 다른 쪽의 주 표면에도 박막이 형성되어 있는 경우에도, 투광성 기판을 형성하는 유리 재료의 수소 함유량을 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만으로 하지 않으면, 한쪽의 주 표면에 큰 형상 변화가 발생하는 경우도 있다. 예를 들어 한쪽의 주 표면에 형성된 박막에 비하여, 다른 쪽의 주 표면에 형성된 박막이 수소를 대폭 통과하기 쉬운 특성을 갖고 있는 경우(박막을 형성하는 재료의 상이, 막 두께의 대폭적인 상이, 박막의 적층 구조의 대폭적인 상이 등)을 들 수 있다.
한편, 가열 처리의 경우와 마찬가지로, 섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 광 조사 처리를 적용하는 경우의 검증을 행하였다. 광 조사 처리 전후로 투광성 기판에 있어서의 한쪽의 주 표면 형상 자체가 변화하는 것이나, 투광성 기판의 수소 함유량을 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만으로 함으로써, 그 주 표면의 형상 변화를 대폭 저감시킬 수 있는지까지는, 가열 처리의 경우와 마찬가지였다. 그러나 광 조사 처리의 경우, 투광성 기판에 있어서의 한쪽의 주 표면 형상이, 오목 형상으로 변화하는 경향이 있는 점이, 가열 처리의 경우와 크게 상이하다. 이 원인은, 이하와 같이 추측된다. 또한 이하의 고찰도, 출원 시점에 있어서의 본 발명자들의 추측에 기초하는 것이며, 본 발명의 범위를 하등 제한하는 것은 아니다.
섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 광 조사 처리를 행하는 시간은, 가열 처리를 행하는 시간에 비하여 대폭 짧다(광 조사 처리가 초 단위인 것에 비하여, 가열 처리는 수십 분 내지 수 시간임). 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 광 조사 처리를 행했을 때, 수소가 탈리하는 온도까지 가열되는 것은, 박막과 그 박막이 형성되어 있는 측인 한쪽의 주 표면측의 표층까지이다. 섬광 램프의 광이 조사되지 않는 다른 쪽의 주 표면은, 수소가 탈리하는 온도에까지는 가열되지 않는다. 투광성 기판의 박막이 형성되어 있는 한쪽의 주 표면측의 표층으로부터는 수소가 탈리하고, 그것에 의하여 인장 응력이 강해지는 경향이 발생하지만, 수소가 탈리하지 않는 다른 쪽의 주 표면 내부 응력에는 실질적인 변화는 발생하지 않는다. 이 결과, 박막이 형성되어 있는 측의 주 표면은, 그 인장 응력의 영향으로 오목 형상의 경향으로 변형되고, 그에 수반하여, 박막이 형성되어 있지 않은 측의 다른 쪽 주 표면은 볼록 형상의 경향으로 변형된다.
또한 레이저 광을 조사하는 광 조사 처리를 적용하는 경우의 검증도 행한 바, 섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 광 조사 처리의 경우와 마찬가지의 경향이 얻어졌다. 레이저 광을 조사하는 광 조사 처리도, 섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 광 조사 처리와 마찬가지로, 수소가 탈리하는 온도까지 가열되는 것은, 박막과 투광성 기판의 박막이 형성되어 있는 측의 주 표면 표층까지인 것에 기인한다고 추측된다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법에서는, 수소 함유량이 7.4×1018 분자 수/㎤ 미만, 바람직하게는 1.0×1018 분자 수/㎤ 이하, 보다 바람직하게는 6.0×1017 분자 수/㎤ 이하, 더욱 바람직하게는 2.0×1017 분자 수/㎤ 이하인 투광성 기판을 사용하고 있다. 이것에 의하여, 한쪽의 주 표면에 박막이 형성되어 있는 투광성 기판을 가열 처리했을 경우에도, 투광성 기판으로부터의 수소의 탈리가 적어, 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상이 볼록 형상으로 변형되는 것을 억제할 수 있다. 또한 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에 형성된 박막에 대하여 섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사했을 경우나, 레이저 광을 조사했을 경우에도, 투광성 기판으로부터는 수소가 거의 탈리하지 않기 때문에, 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상이 오목 형상으로 변형되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법에 의하면, 가열 처리 또는 광 조사 처리에 의하여 투광성 기판의 주 표면 형상이 볼록 형상 또는 오목 형상으로 변형되는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 주 표면 형상과, 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 박막의 표면 형상과의 차분 형상을, 박막이 갖는 내부 응력의 지표로서 사용하는 것이 가능해진다. 즉, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 주 표면 형상과, 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 박막의 표면 형상의 차분 형상을 소정값 이내로 제어함으로써, 박막의 내부 응력을360㎫ 이하(바람직하게는 300㎫ 이하, 보다 바람직하게는 180㎫ 이하)로 저감시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법은, 이하의 (1) 내지 (3)에 나타내는 마스크 블랭크에 적용할 수 있다.
(1) 전이 금속을 포함하는 재료를 포함하는 차광막을 구비한 바이너리 마스크 블랭크
이러한 바이너리 마스크 블랭크는, 투광성 기판 상에 차광막(박막)을 갖는 형태의 것이다. 이 차광막은, 크롬, 탄탈륨, 루테늄, 텅스텐, 티타늄, 하프늄, 몰리브덴, 니켈, 바나듐, 지르코늄, 니오븀, 팔라듐, 로듐 등의 전이 금속 단체 또는 그 화합물을 포함하는 재료를 포함한다. 예를 들어 탄탈륨에, 산소, 질소, 붕소 등의 원소로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 첨가한 탄탈륨 화합물을 포함한 차광막을 들 수 있다.
이러한 바이너리 마스크 블랭크는, 차광막을, 차광층과 표면 반사 방지층의 2층 구조나, 또한 차광층과 기판 사이에 이면 반사 방지층을 더한 3층 구조로 한 것 등이 있다.
또한 차광막의 막 두께 방향으로 있어서의 조성이 연속적 또는 단계적으로 상이한 조성 경사 막으로 해도 된다.
(2) 전이 금속 및 규소(전이 금속 실리사이드, 특히 몰리브덴 실리사이드를 포함함)의 화합물을 포함하는 재료를 포함하는 광 반투과막을 구비한 위상 시프트 마스크 블랭크
이러한 위상 시프트 마스크 블랭크의 예로서는, 투광성 기판 상에 광 반투과막(박막)을 갖는 형태의 것으로서, 상기 광 반투과막을 패터닝하여 시프터부를 설치하는 타입인 하프톤형 위상 시프트 마스크를 들 수 있다. 이러한 위상 시프트 마스크의 예로서는, 광 반투과막을 투과한 광에 기초하여 전사 영역에 형성되는 광 반투과막 패턴에 의한 피전사 기판의 패턴 불량을 방지하기 위하여, 투광성 기판 상에 광 반투과막과 그 위의 차광막(차광대)을 갖는 형태의 것을 들 수 있다. 또한 위상 시프트 마스크 블랭크의 예로서는, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 외에, 투광성 기판을 에칭 등에 의하여 새겨 시프터부를 설치하는 기판 새김 타입인 레벤슨형 위상 시프트 마스크용의 마스크 블랭크나, 인핸서형 위상 시프트 마스크용의 마스크 블랭크를 들 수 있다.
상기 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 광 반투과막은, 실질적으로 노광에 기여하지 않는 강도의 광(예를 들어 노광 파장에 대하여 1％ 내지 30％)을 투과시키는 것으로서, 소정의 위상차(예를 들어 180도)을 갖는 것이다. 이 광 반투과막을 패터닝한 광 반투과부와, 광 반투과막이 형성되어 있지 않은, 실질적으로 노광에 기여하는 강도의 광을 투과시키는 광 투과부에 의하여, 광 반투과부를 투과한 광의 위상이, 광 투과부를 투과한 광의 위상에 대하여 실질적으로 반전된 관계로 되도록 한다. 이것에 의하여, 광 반투과부와 광 투과부의 경계부 근방을 통과한 광이, 회절 현상에 의하여 상대의 영역으로 유입되어 서로 상쇄되기 때문에, 경계부가 있어서의 광 강도가 거의 제로로 되어, 경계부의 콘트라스트, 즉, 해상도가 향상된다.
이 광 반투과막은, 예를 들어 전이 금속 및 규소(전이 금속 실리사이드를 포함함)의 화합물을 포함하는 재료를 포함한다. 이러한 재료의 예로서, 전이 금속 및 규소와, 산소 및/또는 질소를 주된 구성 요소로 하는 재료를 들 수 있다. 적용 가능한 전이 금속은, 예를 들어 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 티타늄, 하프늄, 니켈, 바나듐, 지르코늄, 니오븀, 팔라듐, 루테늄, 로듐, 크롬 등이다.
또한 광 반투과막 상에 차광막을 갖는 형태의 마스크 블랭크의 경우, 상기 광 반투과막의 재료가 전이 금속 및 규소를 포함한다. 이 때문에, 차광막의 재료는, 광 반투과막에 대하여 에칭 선택성을 갖는(에칭 내성을 갖는) 재료, 특히 크롬이나, 크롬에 산소, 질소, 탄소 등의 원소를 첨가한 크롬 화합물인 것이 바람직하다.
레벤슨형 위상 시프트 마스크는, 바이너리 마스크 블랭크와 마찬가지의 구성의 마스크 블랭크로부터 제작된다. 이 때문에, 패턴 형성용의 박막 구성은, 바이너리 마스크 블랭크의 차광막과 마찬가지이다. 인핸서형 위상 시프트 마스크용의 마스크 블랭크의 광 반투과막은, 실질적으로 노광에 기여하지 않는 강도의 광(예를 들어 노광 파장에 대하여 1％ 내지 30％)을 투과시키는 것이기는 하지만, 투과하는 노광 광에 발생시키는 위상차가 작은 막(예를 들어 위상차가 30도 이하. 바람직하게는 0도)이다. 이 점에 있어서, 인핸서형 위상 시프트 마스크용의 마스크 블랭크의 광 반투과막은, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 광 반투과막과는 상이하다. 이 광 반투과막의 재료는, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 광 반투과막과 마찬가지의 원소를 포함하는데, 각 원소의 조성비나 막 두께는, 노광 광에 대하여 소정의 투과율과 소정의 작은 위상차로 되도록 조정된다.
(3) 전이 금속 또는 전이 금속 및 규소(전이 금속 실리사이드, 특히 몰리브덴 실리사이드를 포함함)의 화합물을 포함하는 재료를 포함하는 차광막을 구비한 바이너리 마스크 블랭크
이 차광막(박막)은, 전이 금속 및 규소의 화합물을 포함하는 재료를 포함한다. 이러한 재료의 예로서, 전이 금속 및 규소와, 산소 및/또는 질소를 주된 구성 요소로 하는 재료를 들 수 있다. 또한 차광막의 재료의 예로서, 전이 금속과, 산소, 질소 및/또는 붕소를 주된 구성 요소로 하는 재료를 들 수 있다. 적용할 수 있는 전이 금속은, 예를 들어 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 티타늄, 하프늄, 니켈, 바나듐, 지르코늄, 니오븀, 팔라듐, 루테늄, 로듐, 크롬 등이다.
특히 차광막을 몰리브덴 실리사이드의 화합물로 형성하는 경우, 차광막은, 차광층(MoSi 등)과 표면 반사 방지층(MoSiON 등)의 2층 구조여도 되고, 또한 차광층과 기판 사이에 이면 반사 방지층(MoSiON 등)을 더한 3층 구조여도 된다.
또한 차광막은, 막 두께 방향으로 있어서의 조성이 연속적 또는 단계적으로 상이한 조성 경사 막이어도 된다.
또한 미세 패턴을 형성하기 위하여, 차광막 상에 에칭마스크막을 형성하여, 레지스트막의 두께를 작게 해도 된다. 이 에칭마스크막은, 전이 금속 실리사이드를 포함하는 차광막의 에칭에 대하여 에칭 선택성을 갖는(에칭 내성을 갖는) 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 에칭마스크막은, 특히 크롬이나, 크롬에 산소, 질소, 탄소 등의 원소를 첨가한 크롬 화합물을 포함하는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 에칭마스크막에 반사 방지 기능을 갖게 함으로써, 차광막 상에 에칭마스크막을 남긴 상태에서 전사용 마스크를 제작해도 된다.
본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법에 의하여 제조된 마스크 블랭크의 박막에 전사 패턴을 형성함으로써, 전사용 마스크를 제조할 수 있다. 박막에의 전사 패턴의 형성은, 공지된 방법을 사용하여 행하는 것이 가능하다.
실시예
이하, 실시예에 의하여, 본 발명의 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명한다. 아울러, 실시예에 대한 비교예에 대해서도 설명한다.
[실시예 1]
먼저, 주 표면의 치수가 약 152㎜×약 152㎜이고, 두께가 약 6.35㎜인 합성 석영 유리를 포함하는 투광성 기판을 준비하였다. 이 투광성 기판은, 주 표면을 소정의 평탄도 및 표면 조도로 연마되고, 그 후, 소정의 세정 처리 및 건조 처리가 실시된 것이었다. 또한 이 투광성 기판은, 박막이 형성되는 측의 주 표면(한쪽의 주 표면)의 142㎜ 사방의 내측 영역에서의 평탄도는 0.3㎛ 이하이고, 표면 형상은 볼록 형상이었다. 또한 주 표면의 표면 조도는, 1변이 1㎛의 사각형 내의 측정 영역에서의 제곱 평방근 평균 조도 Rq로 0.2㎚ 이하였다. 이 투광성 기판의 재료 중의 수소 농도를 레이저 라만 분광 광도법에 의하여 측정한 바, 2.0×1017[분자 수/㎤]였다. 그리고 이 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을, 표면 형상 해석 장치(UltraFLAT 200M(Corning TROPEL사 제조))를 사용하여 측정하였다(측정 영역은, 투광성 기판의 중심을 기준으로 한, 1변이 142㎜인 사각형의 내측 영역이다. 이후, 표면 형상 해석 장치로 측정하는 표면 형상의 측정 영역은 이와 동일함).
다음으로, 합성 석영 유리를 포함하는 투광성 기판 상에, ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)용의 하프톤형 위상 시프트막(박막)을 형성하였다. 구체적으로는, 합성 석영 유리를 포함하는 투광성 기판 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 사용하여, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의하여, MoSiN막을 막 두께 67㎚로 성막하였다. 스퍼터링 타겟에는, 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타깃(원자％비 Mo:Si=6:94)을 사용하였다. 성막 가스에는, 아르곤과 질소와 헬륨의 혼합 가스(가스압 0.3㎩, 가스 유량비 Ar:N2:He=12.5:50:100)를 사용하였다. DC 전원의 전력을, 3.0㎾로 하였다. 이 하프톤형 위상 시프트막은, ArF 엑시머 레이저의 파장에 있어서, 투과율이6.1％, 위상차가 177.1도의 광학 특성을 갖고 있었다. 그리고 투광성 기판의 주 표면 상에 형성된 하프톤형 위상 시프트막(박막)의 표면 형상을, 상기와 동일한 표면 형상 해석 장치를 사용하여 측정하였다.
다음으로, 이 박막을 구비한 투광성 기판에 대하여 450℃에서 30분간의 가열 처리(어닐링 처리)를 행하고, 박막의 막 응력을 저감시키는 처리를 행하였다. 그리고 가열 처리 후의 박막의 표면 형상을, 상기와 동일한 표면 형상 해석 장치를 사용하여 측정하였다.
다음으로, 에칭 가스로서 SF6과 He의 혼합 가스를 사용하여, 건식 에칭에 의하여, 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 상에 형성된 박막을 전면 제거하였다. 그리고 박막의 전면 제거 후의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을, 상기와 동일한 표면 형상 해석 장치를 사용하여 측정하였다.
이 실시예 1과 마찬가지의 공정으로, 재료 중의 수소 농도가 2.0×1017[분자 수/㎤]인 투광성 기판을 준비하였다. 이 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을, 표면 형상 해석 장치를 사용하여 측정하였다. 다음으로, 이 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 상에 마찬가지의 조건에서 MoSiN 막을 포함하는 하프톤형 위상 시프트막(박막)을 반응성 스퍼터링에 의하여 형성하였다. 이 박막이 형성된 후의 투광성 기판에 대하여 마찬가지의 조건에서 가열 처리를 행하였다. 그리고 가열 처리 후의 박막의 표면 형상을, 마찬가지로 표면 형상 해석 장치로 측정하였다. 이 박막이 형성된 투광성 기판은, 가열 처리 후의 박막의 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량이, -0.024[㎛]였다.
다음으로, 이 하프톤형 위상 시프트막(박막) 상에 크롬계 재료를 포함하는 차광막을 형성하였다. 이것에 의하여, 투광성 기판 상에, 하프톤형 위상 시프트막과 차광막이 적층된 마스크 블랭크를 제조하였다. 차광막은, 투광성 기판측으로부터, CrOCN층/CrN층/CrOCN층이 적층된 구조를 갖고 있으며, 3층의 합계 막 두께가 48㎚였다. 계속해서, 차광막 상에 레지스트막을 스핀 도포법에 의하여 형성하였다. 다음으로, 레지스트막에 테스트 패턴을 묘화 노광하고, 현상 처리 등을 행하고, 레지스트 패턴을 형성하였다. 테스트 패턴이 형성된 레지스트막에 대하여 패턴 위치 측정 장치(KLA-Tencor사 제조 LMS IPRO Series)를 사용하여 테스트 패턴의 측정을 행하였다. 이 레지스트 패턴을 마스크로 한 건식 에칭을 행하고, 차광막에 테스트 패턴을 형성하였다.
계속해서, 레지스트막을 박리하고, 테스트 패턴이 형성된 차광막을 마스크로 한 건식 에칭을 행하고, 하프톤형 위상 시프트막에 테스트 패턴을 형성하였다. 이 공정에 의하여, 투광성 기판 상에, 테스트 패턴이 형성된 하프톤형 위상 시프트막과 차광막의 적층 구조를 갖는 패턴 테스트용의 전사용 마스크를 제작하였다. 테스트 패턴이 형성된 하프톤형 위상 시프트막과 차광막에 대하여 패턴 위치 측정 장치를 사용하여, 테스트 패턴의 측정을 행하였다.
그리고 패턴 위치 측정 장치를 사용하여, 레지스트막에 형성된 테스트 패턴과, 하프톤형 위상 시프트막과 차광막에 형성된 테스트 패턴을 비교하였다. 그리고 하프톤형 위상 시프트막에 형성된 테스트 패턴의 위치 어긋남량을 구한 바, 최대로 1.2㎚였다. 이 위치 어긋남량은, 더블 패터닝 기술이 적용되는 전사용 마스크여도, 충분히 허용할 수 있는 범위 내의 크기였다.
[실시예 2]
실시예 2에서는, 박막의 막 응력을 저감시키기 위한 처리로서, 박막이 형성된 투광성 기판을 가열하는 가열 처리를 행하는 대신, 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 처리(광 조사 처리)를 행하였다. 광 조사 처리에서는, 크세논 섬광 램프를 사용하여, 조사 강도 15J/㎠로 0.01초간 광을 조사하는 처리를 행하였다. 가열 처리 대신 광 조사 처리를 행한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 수순에 의하여, 투광성 기판의 주 표면 형상 및 박막의 표면 형상의 측정을 행하였다.
[비교예 1]
비교예 1에서는, 재료 중의 수소 농도가 7.4×1018[분자 수/㎤]인 투광성 기판을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건 및 수순에 의하여, 투광성 기판의 주 표면 형상 및 박막의 표면 형상의 측정을 행하였다.
[비교예 2]
비교예 2에서는, 재료 중의 수소 농도가 7.4×1018[분자 수/㎤]인 투광성 기판을 사용한 것 이외에는 상기 실시예 2와 동일한 조건 및 수순에 의하여, 투광성 기판의 주 표면 형상 및 박막의 표면 형상의 측정을 행하였다.
실시예 1, 2 및 비교예 1, 2 각각에 대하여, 이하의 (1) 내지 (5)의 평탄도 변화량([㎛])을 산출하였다. 이들 평탄도 변화량은, 어느 쪽도 142㎜ 사방의 내측 영역에서 산출된 것이다. 또한 평탄도 변화량이 정의 수치인 경우에는 표면 형상이 볼록 방향으로 변화된 것을 의미하고, 부의 수치인 경우에는 표면 형상이 오목 방향으로 변화된 것을 의미한다.
(1) 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 박막의 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량
(2) 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 박막의 표면 형상으로부터, 박막을 전면 제거한 후의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량
(3) 박막을 전면 제거한 후의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량
(4) 가열 처리 전 또는 광 조사 처리 전의 박막의 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량
(5) 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 박막의 표면 형상으로부터, 가열 처리 전 또는 광 조사 처리 전의 박막의 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량
[표 1]
Figure 112015052679380-pct00001
표 1에 나타낸 결과를 보면 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서는, 박막을 전면 제거한 후에 노출되는 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량이 0.023㎛(가열 처리에 의하여 표면 형상이 볼록 방향으로 미소하게 변화되어 있음)로 되어 있어, 절댓값으로 100㎚ 이하로 되어 있었다.
이에 비하여, 비교예 1에서는, 박막을 전면 제거한 후에 노출되는 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량이, 0.112㎛(가열 처리에 의하여 표면 형상이 볼록 방향으로 대폭 변화되어 있음)로 되어 있어, 절댓값으로 100㎚ 이하로 되어 있지 않았다.
실시예 2에서는, 박막을 전면 제거한 후에 노출되는 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량이 -0.025㎛(광 조사 처리에 의하여 표면 형상이 오목 방향으로 미소하게 변화되어 있음)로 되어 있어, 절댓값으로 100㎚ 이하로 되어 있었다.
이에 비하여, 비교예 2에서는, 박막을 전면 제거한 후에 노출되는 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량이 -0.131㎛(광 조사 처리에 의하여 표면 형상이 오목 방향으로 대폭 변화되어 있음)로 되어 있어, 절댓값으로 100㎚ 이하로 되어 있지 않았다.
투광성 기판 상에 형성된 박막의 막 응력을 보다 정확하게 특정하기 위해서는, 「(2) 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 박막의 표면 형상으로부터, 박막을 전면 제거한 후의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량」을 지표로 하는 것이 바람직하다. 그러나 이 평탄도 변화량의 지표를 사용하기 위해서는, 박막을 박리해야 한다는 문제가 있다. 「(1) 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후의 박막의 표면 형상으로부터, 박막을 형성하기 전의 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상을 차감하여 얻어지는 차분 형상으로부터 산출되는 평탄도 변화량」을, 박막의 막 응력을 특정하기 위한 지표로 하면, 박막을 제거할 필요가 없어진다.
비교예 1이나 비교예 2의 마스크 블랭크는, 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후에 있어서의 기판의 주 표면 형상이 크게 변화해 버려 있는 것에 기인하여, (1)의 평탄도 변화량과 (2)의 평탄도 변화량의 차가 지나치게 커져 있다. 이 때문에, (1)의 평탄도 변화량은, 막 응력을 특정하는 지표로서 적용할 수는 없다. 이에 비하여, 실시예 1이나 실시예 2의 마스크 블랭크는, 가열 처리 후 또는 광 조사 처리 후에 있어서의 기판의 주 표면 형상의 변화가 작으므로, (1)의 평탄도 변화량과 (2)의 평탄도 변화량의 차가 미소하다. 이 때문에, 실시예 1이나 실시예 2의 마스크 블랭크는, 막 응력을 특정하는 지표로서 (1)의 평탄도 변화량을 적용하더라도 실용상 문제가 발생하지 않는다.
71: 주 표면
72: 측면
73: 모따기면

Claims (9)

  1. 투광성 기판 상에 박막을 구비하는 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
    대향하는 1조의 주 표면을 갖는 투광성 기판을 준비하는 공정과,
    상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에, 규소 및 금속 중 적어도 한쪽을 함유하는 재료를 포함하는 박막을 형성하는 공정과,
    상기 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행하는 공정을 갖고,
    상기 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행하는 공정은, 수소 함유량이 2.0Х1017 분자 수/㎤ 이하인 유리 재료를 포함하는 투광성 기판을 준비함으로써, 상기 박막을 형성하기 전의 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상과, 상기 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행하는 공정 후에 상기 박막을 제거하여 노출시켰을 때의 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상로부터 얻어지는 차분 형상을 기초로 하여 산출되는 소정 영역 내의 평탄도 변화량이, 절댓값으로 100㎚ 이하로 되도록 한 후에, 상기 가열 처리 또는 광 조사 처리를 행한 후에 있어서의 상기 박막의 표면 형상과, 상기 박막을 형성하기 전의 상기 투광성 기판의 한쪽의 주 표면 형상의 차분 형상을 지표로 하여 상기 가열 처리 또는 광 조사 처리의 처리 조건을 조정하는
    것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 기판에 있어서의 다른 쪽의 주 표면에는 박막이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 박막을 형성하는 공정은, 투광성 기판의 한쪽의 주 표면에 대하여 스퍼터법을 사용하여 박막을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열 처리의 가열 온도가 300℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 조사 처리는, 박막이 형성된 투광성 기판에 대하여 섬광 램프로부터 발해지는 광을 조사하는 처리인 것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리 재료는 합성 석영 유리인 것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 박막은, 전이 금속과 규소를 함유하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 박막은, 내부 응력이 360㎫ 이하인 것을 특징으로 하는, 마스크 블랭크의 제조 방법.
  9. 제1항에 기재된 제조 방법으로 제조된 마스크 블랭크의 상기 박막에 전사 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 전사용 마스크의 제조 방법.
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