JP4856798B2 - 反射型マスクブランクの製造方法及び反射型マスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造等に使用される反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法に関する。

従来、半導体産業において、Ｓｉ基板等に微細なパターンからなる集積回路を形成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視光や紫外光を用いたフォトリソグラフィー法が用いられてきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速している一方で、従来の光露光の短波長化は露光限界に近づいてきた。パターンの解像限界は、光露光の場合、露光波長の１／３と言われ、例えばArFエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を用いて、６０ｎｍ程度である。さらに最近の液浸露光にて、解像性向上が実現されており、４５ｎｍ程度が解像可能と予想されるが、光露光のさらなる高解像化は難しい。そこで４５ｎｍよりも高解像の露光技術として、ArFエキシマレーザーよりさらに短波長のＥＵＶ光を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィー（以下、「ＥＵＶＬ」と記す。）が有望視されている。ここで、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２〜１００ｎｍ程度の光のことである。

ＥＵＶＬの像形成原理は、フォトリソグラフィーと同じであるが、ＥＵＶ光に対する、あらゆる物質の吸収は大きく、また屈折率が１に近いため、光露光のような屈折光学系は使用できず、すべて反射光学系を用いる。また、その際用いられるマスクとしては、従来はメンブレンを用いた透過型マスクが提案されていたが、ＥＵＶ光に対するメンブレンの吸収が大きいため露光時間が長くなり、スループットが確保できないという問題がある。その為、現状では反射型マスクが一般的に使用されている。

例えば、特公平７−２７１９８号公報（特許文献１）、特開平８−２１３３０３号公報（特許文献２）には、基板上に多層膜構造を有する反射層が設けられ、該反射層上に軟Ｘ線または真空紫外線を吸収する吸収体がパターン状に設けられている露光用反射型マスクが開示されている。図６は、このような従来の露光用反射型マスクブランクおよび露光用反射型マスクの一例を示す断面模式図である。図６（Ａ）に示す露光用反射型マスクブランクは、基板１００上に多層膜構造を有する多層反射膜１０１が成膜され、該多層反射膜１０１上にエッチングストッパー層１０２が成膜され、該エッチングストッパー層１０２上に吸収層１０３が成膜された構造になっている。この露光用反射型マスクブランクの吸収層１０３にパターン１０３ａを形成し、多層反射膜１０１上の不要なエッチングストッパー層１０２を吸収層パターン１０３ａに沿って除去して図６（Ｂ）に示す露光用反射型マスクが製造される。この露光用反射型マスクに入射した軟Ｘ線等の露光光は、多層反射膜１０１が露出した部分では反射され、吸収層のパターン１０３ａが形成された部分では、反射されずに吸収される。この結果、反射部分と吸収部分の高いコントラストでパターン（光像）を形成することができる。

特公平７−２７１９８号公報 特開平８−２１３３０３号公報 特開２００６−３９２２３号公報

しかし、上述したような基板１００上に多層反射膜１０１等を成膜した露光用反射型マスクにおいては、高反射率を得るために多層反射膜１０１の各層の膜密度を高くする必要がある。すると、必然的に多層反射膜１０１は高い圧縮応力を有することになる。この高い圧縮応力のため、基板１００は図７に示すように凸面に大きく反って（変形）しまう。この結果、ＥＵＶ光の反射面である多層反射膜１０１の表面にも反りが生じてしまう。例えば、６インチ角（１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍ）、６．３５ｍｍ厚の石英ガラス基板上の約０．３μｍ厚の多層反射膜に対し、４００ＭＰａ程度の圧縮応力がかかった場合、１４２ｍｍ×１４２ｍｍのエリアにおいて１０００ｎｍ程度の反り（変形）が起きてしまう。

多層反射膜１０１上に形成される吸収層１０３及びエッチングストッパー層１０２はパターン形成されるため、ゼロに近い低応力を有する必要があり、マスクブランクのフラットネスは、主に多層反射膜の膜応力に支配される。EUV光用の反射型マスクは、露光中に真空チャックにて固定されるのが一般的である。従って、たとえ図７のようにマスクが変形していたとしても、真空チャックによりマスクフラットネスをある程度矯正することは可能であったが、マスク表面（パターン形成面）の平坦性を完全に保証できるわけではない。マスクの変形（反り）は、基板自体の持つゆがみ、基板上に成膜される多層反射膜等の膜応力により起こり、また上述の真空チャックによるマスク基板の変形も生じるため、実際のマスク表面の表面形状は極めて複雑である。

ところで、反射型マスクを用いて、被転写基板である半導体基板上へのパターン転写を行う場合、マスク表面の表面形状が平坦でないと、露光時に半導体基板上での位置ずれが生じるという問題がある。図５を参照して説明すると、通常ＥＵＶ光をマスクに対して斜め（角度θ）方向から露光するため、マスク表面に仮に距離ｄの凹凸差があると、マスクからの反射光を縮小光学系で１／Ｍに縮小して半導体基板であるＳｉウェハ面に露光した場合、Ｓｉウェハ面では、ΔＰ＝（ｄ×ｔａｎθ）／Ｍの位置ずれが生じてしまう。このような位置ずれは、EUV光露光時の重ね合わせ精度の低下を招くため問題となる。例えば、４５ｎｍハーフピッチ（ＤＲＡＭ）では、マスクの平坦性に起因した位置ずれを１．３ｎｍ以下にすることが要求されており、マスクの基板の平坦性（平坦度）としては、１４８ｍｍ×１４８ｍｍの領域において５０ｎｍ以下が必要となる。
しかしながら、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において５０ｎｍ以下の平坦性は、基板の研磨技術により、再現良く、かつ低コストで作製するのが難しいため、露光時の位置ずれについて要求値を満たすことは困難であった。

なお、上記特許文献３には、マスクブランク基板の平坦度変化量データに基づいて、露光装置のチャック手段によりマスクをチャックした状態でマスク上のマスクパターンが所定の位置になるように、描画されるパターンの位置補正データを生成し、パターンの描画位置を補正しながら描画することにより、マスクパターンの位置ずれを防止する露光用マスクの製造方法が開示されている。
しかしながら、マスクブランクの平坦度変化量データだけに基づいてパターン描画位置を補正したとしても、位置ずれが起こる要因は、マスク表面、裏面の表面形状や平坦度などの表面形態、マスクの基板の板厚ばらつき、及び露光装置のマスクステージの表面形状や平坦度などの表面形態の複雑な表面状態にあるため、特許文献３に開示された方法では、精度の高い補正ができないおそれがある。上述したように、特にＥＵＶ光露光用の反射型マスクでは極めて厳しいパターン位置精度が要求されているため、マスクの基板や、マスクの原版となるマスクブランクの表面形状や平坦度などの表面形態情報を正確に取得して、極めて精度の高い補正を行わないと、マスクのフラットネスに起因する半導体基板上でのパターンの位置ずれを防止することはできない。

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、マスクのパターン形成面のフラットネスに起因するパターン転写時の位置ずれを防止することができる反射型マスクブランクおよび反射型マスクの製造方法を提供することを目的とする。また、現在の１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域における基板の平坦度が５０ｎｍ以下という基板の平坦性の仕様を緩和しても、露光装置を用いたパターン転写時の位置ずれを防止できる反射型マスクブランクおよび反射型マスクの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有する。
（構成１）主表面が精密研磨された基板を準備する工程と、前記基板上に少なくとも、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する転写パターン用の吸収体膜とを成膜することにより、反射型マスクブランクを得る工程と、前記基板及び／又は前記反射型マスクブランクの所定領域内における両主表面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を取得する工程と、前記基板表面形態情報及び／又は前記マスクブランク表面形態情報と、露光装置の前記反射型マスクブランクによって作製される反射型マスクがセットされるマスクステージの該マスクステージ表面形状情報とに基づき、前記反射型マスクブランクを用いて作製される反射型マスクを前記マスクステージにセットした転写パターン形成面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を得る工程と、を有することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。

構成１によれば、基板及び／又はマスクブランクの表裏両主表面の所定領域内における基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を取得し、この取得した基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報と、露光装置のマスクステージ表面形状情報とに基づき、反射型マスクブランクを用いて作製される反射型マスクを前記マスクステージにセットした転写パターン形成面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を得るため、こうして得られたマスクパターン形成面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報に基づき、マスクステージにセットする前後の転写パターン形成面のマスクブランク表面形態に起因する、被転写基板上のパターン位置ずれ量をを高精度に算出でき、マスクブランクの吸収体膜をパターニングするための転写パターンを描画する工程において上記位置ずれ量を補正して転写パターンを描画する、あるいは、得られた反射型マスクを用いて露光装置（パターン転写装置）により半導体基板上にパターン転写する際に上記位置ずれ量を補正して露光することで、高い位置精度の微細パターンが形成された半導体装置が得られる。

（構成２）前記表面形態情報は、少なくとも表面の平坦度と表面形状のデータを含むことを特徴とする構成１に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
構成２にあるように、前記表面形態情報は、少なくとも表面の平坦度と表面形状のデータを含むことにより、マスクブランクを露光装置のマスクステージにセットしたときにおける転写パターン形成面の複雑な表面状態を高精度に予測することができる。

（構成３）主表面が精密研磨された基板を準備する工程と、前記基板上に少なくとも、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する転写パターン用の吸収体膜とを有する反射型マスクブランクを準備する工程と、前記基板及び／又は前記反射型マスクブランクの両主表面の所定領域内における基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を準備し、該基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報と、露光装置の前記反射型マスクブランクによって作製される反射型マスクがセットされるマスクステージの該マスクステージ表面形態情報とに基づき、前記反射型マスクブランクを用いて作製される反射型マスクを前記マスクステージにセットした転写パターン形成面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を準備する工程と、前記マスクステージにセットする前後の転写パターン形成面の前記基板表面形態情報及び／又は前記マスクブランク表面形態変化に起因する、被転写基板上のパターン位置ずれ量を算出する工程と、前記位置ずれ量の算出結果に基づいて、該位置ずれ量を補正するべく前記反射型マスクブランク上に描画されるパターンの位置補正データを準備する工程と、前記反射型マスクブランクの吸収体膜をパターニングするための転写パターンを描画する工程であって、前記位置補正データに従って転写パターンを描画する工程と、を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法。

構成３によれば、基板及び／又はマスクブランクの表裏両主表面の所定領域内における基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を取得し、この取得した基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報と、露光装置のマスクステージ表面形状情報とに基づき、反射型マスクブランクを用いて作製される反射型マスクを前記マスクステージにセットした転写パターン形成面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を得るため、こうして得られたマスクパターン形成面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報に基づき、マスクステージにセットする前後の転写パターン形成面のマスクブランク表面形態に起因する、被転写基板上のパターン位置ずれ量を高精度に算出でき、マスクブランクの吸収体膜をパターニングするための転写パターンを描画する工程において上記位置ずれ量を補正して転写パターンを描画することで、高い位置精度の微細パターンが形成された半導体装置が得られる。また、このようにマスクブランクの吸収体膜をパターニングするための転写パターンを描画する工程において位置ずれ量を補正して転写パターンを描画して反射型マスクとすることで、現在の１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域における基板の平坦度が５０ｎｍ以下という基板の平坦性の仕様を緩和することができ、基板の平坦性の仕様を緩和しても、露光装置を用いたパターン転写時の位置ずれを防止できる反射型マスクとなり、高い位置精度の微細パターンが形成された半導体装置が得られる。

（構成４）前記表面形態情報は、少なくとも表面の平坦度と表面形状のデータを含むことを特徴とする構成３に記載の反射型マスクの製造方法。
構成４にあるように、前記表面形態情報は、少なくとも表面の平坦度と表面形状のデータを含むことにより、マスクブランクを露光装置のマスクステージにセットしたときにおけるマスクパターン形成面の複雑な表面状態を高精度に予測することができる。

（構成５）構成３又は４に記載の反射型マスクの製造方法によって得られた反射型マスクを準備する工程と、前記反射型マスクにおける前記転写パターンを露光装置により被転写基板上にパターン転写する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
構成３又は４で得られた反射型マスクを用いて露光装置（パターン転写装置）により半導体基板上にパターン転写する際に、位置ずれ量を補正せずに露光することで、高い位置精度の微細パターンが形成された半導体装置が得られる。
（構成６）基板上に、少なくとも露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する転写パターン用の吸収体膜とが形成された反射型マスクブランクから、前記吸収体膜をパターニングすることによって得られた反射型マスクを準備する工程と、前記基板、前記反射型マスクブランク、前記反射型マスクのうちの少なくとも何れか一の両主表面の所定領域内における基板表面形態情報、マスクブランク表面形態情報、マスク表面形態情報の何れかの表面形態情報と、露光装置の反射型マスクがセットされるマスクステージの表面形態情報とに基づき、前記反射型マスクを前記マスクステージにセットした転写パターン形成面のマスク表面形態情報を得る工程と、前記マスクステージにセットする前後の転写パターン形成面のマスク表面形態変化に起因する、被転写基板上のパターン位置ずれ量を算出する工程と、前記転写パターンを露光装置により被転写基板上にパターン転写する際に、前記位置ずれ量を補正して露光する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

構成６によれば、基板、マスクブランク、マスクのうちの少なくとも何れか一の両主表面の所定領域内における基板表面形態情報、マスクブランク表面形態情報、マスク表面形態情報の何れかの表面形態情報と、露光装置の反射型マスクがセットされるマスクステージの表面形状情報とに基づき、反射型マスクをマスクステージにセットした転写パターン形成面のマスク表面形態情報を得るため、マスクステージにセットする前後の転写パターン形成面のマスク表面形態変化に起因する被転写基板上のパターン位置ずれ量を高精度に算出できるので、反射型マスクを用いて露光装置（パターン転写装置）により被転写基板上にパターン転写する際に上記位置ずれ量を補正して露光することで、高い位置精度の微細パターンが形成された半導体装置が得られる。

本発明によれば、マスクのパターン形成面のフラットネスに起因するパターン転写時の位置ずれを防止し、高い位置精度の微細パターンが形成された半導体装置を得ることができる反射型マスクブランクおよび反射型マスクの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、現在の１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域における基板の平坦度が５０ｎｍ以下という基板の平坦性の仕様を緩和しても、露光装置を用いたパターン転写時の位置ずれを防止できる反射型マスクブランクおよび反射型マスクの製造方法を提供することができる。

図１は、本発明に係る反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法を示すフローチャートである。また、図３は、反射型マスクの製造工程を断面図で示したものである。
すなわち、図１によれば、本発明に係る反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法は、基板の準備工程（Ｓ１）、成膜工程（マスクブランク作製）（Ｓ２）、（露光装置セット前の）表面形態情報取得工程（Ｓ３）、露光装置セット時の表面形態情報取得工程（Ｓ４）、パターン転写時の位置ずれ量算出工程（Ｓ５）、マスクパターン描画工程（Ｓ６）、反射型マスクの製造工程（Ｓ７）、の各工程からなる。
以下、図３を適宜参照しながら、各工程を順を追って説明する。

（１）基板の準備工程（Ｓ１）
基板１（図３（ａ）参照）としては、低熱膨張係数を有し、平滑性、平坦度、およびマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、低熱膨張係数を有するガラス、例えばＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を用いることも出来る。金属基板の例としては、インバー合金（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等を用いることができる。基板１は０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有していることが高反射率および転写精度を得るために好ましい。

なお、本発明において、平滑性を示す単位Ｒｍｓは、二乗平均平方根粗さのことであり原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定することができる。具体的な測定は、例えば１０μｍ角の範囲内で行うが、マスクの有効エリア内で均一にこの平滑性を有していることが好ましい。ここでマスクの有効エリアとは、ＥＵＶ光露光用マスクの場合、例えば１４２ｍｍ角程度の範囲を有効エリアとして考えればよい。
また、本発明に記載する平坦度とはＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ Ｒｅａｄｉｎｇ）で表される表面の反り（変形量）を表す値で、次のように定義される。すなわち、図２において基板表面４１を基に最小自乗法で定められる平面を焦平面４２とし、次にこの焦平面４２を基準として焦平面４２より上にある基板表面４１の最も高い位置Ａと、焦平面４２より下にある基板表面４１のもっとも低い位置Ｂとの間にある高低差の絶対値を平坦度と定義した。故に平坦度は常に正の数となる。なお、本発明においては１４２×１４２ｍｍのエリア内の測定値をもって平坦度とする。例えば、６インチ基板の中心における１４２×１４２ｍｍのエリア内の測定値である。

（２）成膜工程（マスクブランク作製）（Ｓ２）
基板１上に、露光光を反射する多層反射膜２、主にエッチングストッパーの機能を有する中間層３、及び露光光を吸収する吸収体層４を順次成膜して、反射型マスクブランク１０（図３（ａ）参照）を作製する。

多層反射膜２としては、ＭｏとＳｉからなる交互積層膜が多用されているが、特定の波長域で高い反射率が得られる材料として、Ｒｕ／Ｓｉ、Ｍｏ／Ｂｅ、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜およびＳｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、等でも良い。ただし、材料によって最適な膜厚は異なる。ＭｏとＳｉからなる多層膜の場合、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＳｉ膜を成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＭｏ膜を成膜し、これを１周期として、３０〜６０周期、好ましくは４０周期積層した後、最後にＳｉ膜を成膜する。
この工程により、多層反射膜付き基板が得られる。

中間層（バッファー層とも呼ばれる）３は、上層の吸収体層４をエッチングによりパターニングする際の多層反射膜２を保護するためのエッチングストッパーとしての機能を有する。中間層３の材料としてはCrNが多用されるが、吸収体層４をエッチングする条件によっては、耐エッチング性の高い材料としてSiO_２等を用いても良い。CrNを用いる場合は、DCマグネトロンスパッタ法によりCrターゲットを用いてＡｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、前記多層反射膜２上へCrN膜を成膜するのが好ましい。

ＥＵＶ光等の露光光の吸収体層４の材料としては、Ｔａを主成分とする材料、Ｔａを主成分とし少なくともＢを含む材料、Ｔａを主成分とするアモルファス構造の材料、Ｔａを主成分とし少なくともＢを含んだアモルファス構造の材料（例えば、Ｔａ_４Ｂで表されるＢを２５％程度含んだアモルファス構造の材料）、ＴａとＢとＮを含む材料（例えば、Ｔａを主成分としＢを１５％、Ｎを１０％程度含んだアモルファス構造の材料）等が挙げられる。さらに、マスク検査に使用する検査光（通常はDUV光）波長で反射率を下げるために、吸収体層の上層に酸化物層を形成することで、マスク検査のコントラストを高めるのが一般的である。例えば、Crを主成分としＮ、Ｏ、Ｃから選ばれる少なくとも１つの成分を含有する材料（例えば、ＣｒＮ、ＣｒＮにＯ、Ｃを添加した材料）等が好ましく挙げられる。しかし、これに限定されず、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＴａＧｅ、ＴａＧｅＮ、ＷＮ、Ｃｒ、ＴｉＮ、等も使用可能である。
吸収体層４の材料としてＴａＢ化合物薄膜を用いる例では、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＴａＢターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＴａＢ膜を成膜し、引き続き、Arと酸素ガスの雰囲気で、TaBO膜を成膜することが好ましい。

なお、反射型マスクブランクの構成としては、図３（ａ）に示したものはあくまでも一例であって、これに限られない。たとえば、上記中間層３を省く構成としてもよい。また、多層反射膜２の有する応力などにより形成される基板１の反り（変形）を補正し、マスクブランクの応力を低減させるために、応力補正膜を設けてもよい。例えば、高応力を有する多層反射膜２を成膜しても基板１の反り（変形）を補正し、引っ張り方向に変形するような応力に制御するような応力補正膜を設けることができる。応力補正膜としては、強い圧縮応力を容易に制作でき、平滑な膜であることが必要であることから、例えばＴａを主成分としたアモルファス材料（ＴａＢなど）、Ｓｉを主成分とした材料、Ｃｒを含む材料などが好ましく挙げられる。
以上の工程により、反射型マスクブランク１０が得られる。

（３）（露光装置セット前の）表面形態情報取得工程（Ｓ３）
次に、上記で得られた反射型マスクブランク１０の両主表面の所定領域内における表面形態情報を取得する。主表面の表面形態情報を取得する手段としては、光の干渉を利用する平坦度測定装置（図示せず）などを用いて得ることができる。このような平坦度測定装置を用いて、マスクブランクの主表面における複数の測定点（精度を上げるためになるべく多くすることが望ましい。例えば大きさが１５２ｍｍ×１５２ｍｍの基板の場合、測定点は少なくとも２５６×２５６ポイントとする。）における基準面（最小二乗法により算出される焦平面であり、図２の焦平面４２である。）からの高さ情報を主表面の表面形状情報として取得することができる。また、取得した高さ情報から前述の図２に示す定義による主表面の平坦度の値を得ることができる。さらに、これらの両主表面の表面形態情報により、マスクブランクの厚みばらつき（ＴＴＶ：Total ThicknessValuation）を取得でき、このマスクブランクの厚みばらつきの表面形態情報を用いて次工程（S4）の露光装置セット時の表面形態情報を取得することもできる。マスクブランクの表裏両主表面の表面形態情報としては、少なくとも、以上のような高さ情報（表面形状情報）と平坦度の値を含むことが好ましい。

上記表面形態情報を取得する所定領域は、基板のサイズや、平坦度測定装置の測定精度、露光装置のマスクステージが基板の主表面と当接する領域等により適宜設定すればよいが、なるべく主表面の全面において表面形態情報を取得することが望ましく、少なくとも露光装置のマスクステージが基板の主表面と当接する領域を含むように設定するのが望ましい。例えば、基板サイズが６インチ角の場合であって、露光装置のマスクステージ（例えば、静電チャック）によりセットされる領域が、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの場合の、表面形態情報を取得する所定領域は、１４２ｍｍ×１４２ｍｍとする。

（４）露光装置セット時の表面形態情報取得工程（Ｓ４）
次に、上記（３）の工程によって取得した反射型マスクブランク１０の表裏の両主表面の所定領域内における表面形態情報と、露光装置内のマスクステージの表面形態情報とに基づき、上記マスクブランク１０を用いて作製される反射型マスクを上記マスクステージに真空チャックによりセットしたときにおけるマスクブランク１０の転写パターン形成面の表面形態情報を取得する。この上記マスクブランク１０を用いて作製される反射型マスクが上記マスクステージに真空チャックによりセットしたときにおける転写パターン形成面の表面形態情報は、反射型マスクブランク１０の表裏の両主表面の所定領域内における表面形態情報と、露光装置内のマスクステージの表面形状情報とに基づき、シミュレーションして得ることができる。シミュレーションの方法としては、反射型マスクブランク１０の表裏の両主表面の所定領域内における表面形態情報（具体的には、表裏の両主表面の表面形態情報により算出したマスクブランクの厚みばらつきの情報）と、露光装置内のマスクステージの表面形状情報とを用いて、反射型マスクの裏面が真空チャック面にならってセットされたものとし、真空チャック面を基準面としたときのマスクブランクの厚みばらつきから、転写パターン形成面の表面形態情報を得ることができる。

なお、この場合のマスクブランクの転写パターン形成面の表面形態情報としては、少なくとも、以上のように取得した高さ情報（表面形状情報）と、この高さ情報より算出される平坦度の値を含むことが好ましい。

（５）パターン転写時の位置ずれ量算出工程（Ｓ５）
次に、上記（４）の工程によって得られた前記転写パターン形成面の表面形態情報に基づき、露光装置により被転写基板である半導体基板上にパターン転写する際の前記転写パターン形成面の表面形態に起因する位置ずれ量を算出する。露光装置により半導体基板上にパターン転写する際の転写パターン形成面の表面形態に起因する位置ずれ量は前述の図５に示すような関係にあるため、上記（４）の工程によって得られた転写パターン形成面の表面形態情報を用いて、半導体基板上にパターン転写する際の転写パターン形成面の表面形態に起因する位置ずれ量を算出することができる。尚、この位置ずれ量の算出の際は、露光装置にセットする前の転写パターン形成面の表面形態情報と、露光装置セット時の転写パターン形成面の表面形態情報とから得られる表面形態変化を図５におけるｄとすることができる。

（６）マスクパターン描画工程（Ｓ６）
（ａ）レジスト塗布工程。得られた反射型マスクブランク１０の吸収体層４をパターニングして転写パターンを形成することにより反射型マスクを製造することができる。まず、得られた反射型マスクブランク１０上に例えば電子線描画用レジストを塗布しベーキングを行う。
（ｂ）描画工程。上記レジストを塗布した反射型マスクブランクにＥＢ描画機を用いてパターン描画を行う。本発明では、このパターン描画工程において、上記（５）の工程によって算出された位置ずれ量を補正しながら転写パターンを描画する。描画後、レジストを現像して、レジストパターン５ａ（図３（ｂ）参照）を形成する。

（７）反射型マスクの製造工程（Ｓ７）
次に、上記レジストパターン５ａをマスクとして、吸収体層４を例えばドライエッチングし、吸収体層パターン４ａを形成する（図３（ｂ）参照）。そして、吸収体層パターン４ａ上に残存するレジストパターンを例えば熱濃硫酸で除去する（図３（ｃ）参照）。さらに、下層の中間層３は、吸収体層パターン４ａに沿って例えばドライエッチングにより除去する。この工程により、反射型マスク２０が得られる（図３（ｄ）参照）。

得られた反射型マスクは、転写パターン形成面の表面形態に起因してパターン転写時に生じる位置ずれ量を予め補正して（見込んで）転写パターンが形成されているので、本発明により得られた反射型マスクを用いて露光装置により半導体基板上へのパターン転写を行なうことで、高い位置精度の微細パターンが形成された半導体装置が得られる。

また、以上の実施の形態では、マスクブランクの表面形態情報を取得する場合を説明したが、基板の準備工程（S1）において、基板の両主表面の所定領域内における基板の表面形態情報を取得し、この基板の表裏の両主表面の所定領域内における表面形態情報と、露光装置内のマスクステージの表面形態情報とに基づき、上記基板を用いてマスクブランク１０、更にマスクブランク１０を用いて作製される反射型マスクを上記マスクステージに真空チャックによりセットしたときにおける基板の転写パターン形成面の表面形態情報を取得してもよい。その場合には、基板の主表面に形成される多層反射膜や吸収体膜の膜応力による基板の反りを防止するための、応力補正膜を形成して、基板の表面形態情報と、マスクブランクの表面形態情報を一致させることができる。また、基板主表面上に形成される多層反射膜や吸収体膜の膜応力による基板の反りが発生しない場合は、基板の表面形態情報と、マスクブランクの表面形態情報が一致する。また、基板の主表面に形成される多層反射膜や吸収体膜の膜応力による基板の反りをシミュレーションなどにより予測して、マスクブランクの表面形態情報としてもよい。そして得られたマスクブランクの表面形態情報と、露光装置内のマスクステージの表面形態情報とに基づき、上記マスクブランク１０を用いて作製される反射型マスクを上記マスクステージに真空チャックによりセットしたときにおけるマスクブランクの転写パターン形成面の表面形態情報を取得してもよい。
以上の実施の形態では、マスクブランクの吸収体膜をパターニングするための転写パターンを描画する工程において、算出した位置ずれ量を補正して転写パターンを描画する場合を説明したが、その代わりに、得られた反射型マスク（描画時に位置ずれ量の補正は行わずに）を用いて露光装置（パターン転写装置）により半導体基板上にパターン転写する際に上記位置ずれ量を補正して露光するようにしてもよい。

以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
基板１として、外径６インチ角、厚さが６．３５ｍｍである低膨張のＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂系のガラス基板を用いた。また、基板１は、機械研磨により、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と４０ｎｍの平坦度（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ領域）とした。

次に、基板１上に多層反射膜２として、ＭｏとＳｉを積層した。ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて、Ａｒガス０．１ＰａでＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として、４０周期積層した後、最後にＳｉ膜を１１ｎｍ成膜した。ここで、多層反射膜２の有する応力は、−５００ＭＰａであった。

次に、多層反射膜２上に、Crターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒガスに窒素を２０％添加した混合ガスを用いて、CrN膜より構成される中間層（エッチングストッパー層）３をDCマグネトロンスパッタ法によって、１０ｎｍの厚さに成膜した。ここで中間層３の応力は５０ＭＰａ以下であった。

最後に、上記CrN膜より構成される中間層３の上に、ＥＵＶ光の吸収体層４として、Ｔａ及びＢを含む膜（但し、Ｔａ：Ｂ＝７５：１５（原子数比））をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、66ｎｍの厚さで成膜し、引き続き、TaBO膜を、TaBをターゲットにＡｒと酸素の混合ガスを用いて、DCマグネトロンスパッタ法により、成膜した。スパッタ条件を制御することで前記ＥＵＶ光の吸収体層４の有する応力を５０ＭＰａ以下とした。
以上のようにして反射型マスクブランクを得た。

得られた反射型マスクブランクの表裏の両主表面について、光の干渉を利用した平坦度測定装置（トロッペル社製：UltraFlat200M）を用いて、所定領域内１４２ｍｍ×１４２ｍｍにおける表面形態情報（最小自乗法により算出される焦平面からの高さ情報）を取得し、コンピュータに保存した。この表面形態情報により、上記マスクブランクの表側の主表面（転写パターン形成面）の表面形状は、凸形状であり、１４２ｍｍ×１４２ｍｍにおける平坦度は、１５０ｎｍであった。また、上記マスクブランクの裏側の主表面の表面形状は、凹形状であり、１４２ｍｍ×１４２ｍｍにおける平坦度は、１３０ｎｍであった。

次に、この取得した上記マスクブランクの表面形態情報と、露光装置内のマスクステージの表面形状情報とに基づき、上記マスクブランクにより得られる反射型マスクをマスクステージにセットしたときにおける転写パターン形成面の表面形態情報（焦平面からの高さ情報と平坦度のデータ）をシミュレーションにより得た。
次に、この得られた転写パターン形成面の表面形態情報に基づき、半導体基板上にパターン転写する際の転写パターン形成面の表面形態に起因する位置ずれ量を算出した。

次に、この反射型マスクブランクを用いて、３２nmハーフピッチ（ＤＲＡＭ）のデザインルールを有する反射型マスクを、以下の方法により作製した。
まず、上記反射型マスクブランク上にＥＢレジストを塗布、乾燥し、ＥＢレジスト膜を形成した。
次に、転写パターンを描画する工程において上記で得られた位置ずれ量を補正して転写パターンを描画した。描画後、現像により、レジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、ＴａＢＯとＴａＢの積層からなる吸収体層４を、塩素を用いてドライエッチングし、吸収体層パターンを形成した。その後、吸収体層パターン上に残存するレジストパターンを除去し、下地のCrN膜より構成される中間層３は、上記吸収体層パターンをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスを用いたエッチングで除去し、反射型マスクを作製した。

作製した反射型マスクを用いて、図４に示す露光装置（パターン転写装置）により、半導体基板上へのパターン転写を行なった。図４に示すように、レーザープラズマＸ線源３１から得られたＥＵＶ光（軟Ｘ線）を反射型マスク２０に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３２を通して例えばＳｉウエハ基板３３上に転写する。

縮小光学系３２としてはＸ線反射ミラーを用いることができる、縮小光学系により反射型マスク２０で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。例えばＳｉウエハ基板３３へのパターンの転写は、Ｓｉ基板３上に形成させたレジスト膜にパターンを露光しこれを現像することによって行うことができる。露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用する場合には、通常光路が真空中になるように転写が行われる。
このようにして本実施例で得られた反射型マスクを用いて、半導体基板上へのパターン転写を行った結果、高い位置精度で微細パターンが形成できることを確認した。

（実施例２）
実施例１における、マスクブランクの吸収体膜をパターニングするための転写パターンを描画する工程において、算出した位置ずれ量を補正して転写パターンを描画する代わりに、本実施例では、得られた反射型マスクを用いて露光装置（パターン転写装置）により半導体基板上にパターン転写する際に上記位置ずれ量を補正して露光した点が実施例１とは異なる。

すなわち、実施例１と同様に反射型マスクブランクを作製し、前記平坦度測定装置を用いて、得られたマスクブランクの両主表面の所定領域内における表面形態情報を取得するとともに、この取得した表面形態情報と、露光装置内のマスクステージの表面形状情報とに基づき、マスクブランクにより得られる反射型マスクをマスクステージにセットしたときにおける転写パターン形成面の表面形態情報をシミュレーションにより得た。そして、この得られた転写パターン形成面の表面形態情報に基づき、半導体基板上にパターン転写する際の転写パターン形成面の表面形態に起因する位置ずれ量を算出した。

そして、実施例１と同様に上記反射型マスクブランクから反射型マスクを作製した（但し、パターン描画工程においては上記位置ずれ量の補正は行わなかった。）。
作製した反射型マスクを用いて、図４に示す露光装置（パターン転写装置）により、反射型マスクの表面形態情報（フラットネス：平坦性）をモニターし、フラットネスエラーをマスクステージのアクティブな制御により小さくし、半導体基板上でパターンの位置ずれがないように露光し、半導体基板上へのパターン転写を行なった。本実施例においても、半導体基板上へのパターン転写を行った結果、高い位置精度で微細パターンが形成できることを確認した。

本発明に係る反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法を示すフローチャートである。 平坦度TIRの定義を説明するための概念図である。 本発明に係る反射型マスクの製造工程の一例を示す断面図である。 露光装置（パターン転写装置）の構成を示す構成図である。 マスクのフラットネスに起因する位置ずれを説明するための概念図である。 従来の反射型マスクブランク及び反射型マスクの断面図である。 従来の反射型マスクの断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 多層反射膜
３ 中間層
４ 吸収体層
１０ 反射型マスクブランク
２０ 反射型マスク
５０ 露光装置（パターン転写装置）

Claims (6)

1. 主表面が精密研磨された基板を準備する工程と、
   前記基板上に少なくとも、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する転写パターン用の吸収体膜とを成膜することにより、反射型マスクブランクを得る工程と、
   前記基板及び／又は前記反射型マスクブランクの所定領域内における両主表面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を取得する工程と、
   前記基板表面形態情報及び／又は前記マスクブランク表面形態情報と、露光装置の前記反射型マスクブランクによって作製される反射型マスクがセットされるマスクステージの該マスクステージ表面形状情報とに基づき、前記反射型マスクブランクを用いて作製される反射型マスクを前記マスクステージにセットした転写パターン形成面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を得る工程と、
   を有することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。
2. 前記表面形態情報は、少なくとも表面の平坦度と表面形状のデータを含むことを特徴とする請求項１に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
3. 主表面が精密研磨された基板を準備する工程と、
   前記基板上に少なくとも、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する転写パターン用の吸収体膜とを有する反射型マスクブランクを準備する工程と、
   前記基板及び／又は前記反射型マスクブランクの両主表面の所定領域内における基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を準備し、該基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報と、露光装置の前記反射型マスクブランクによって作製される反射型マスクがセットされるマスクステージの該マスクステージ表面形態情報とに基づき、前記反射型マスクブランクを用いて作製される反射型マスクを前記マスクステージにセットした転写パターン形成面の基板表面形態情報及び／又はマスクブランク表面形態情報を準備する工程と、
   前記マスクステージにセットする前後の転写パターン形成面の前記基板表面形態情報及び／又は前記マスクブランク表面形態変化に起因する、被転写基板上のパターン位置ずれ量を算出する工程と、
   前記位置ずれ量の算出結果に基づいて、該位置ずれ量を補正するべく前記反射型マスクブランク上に描画されるパターンの位置補正データを準備する工程と、
   前記反射型マスクブランクの吸収体膜をパターニングするための転写パターンを描画する工程であって、前記位置補正データに従って転写パターンを描画する工程と、を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
4. 前記表面形態情報は、少なくとも表面の平坦度と表面形状のデータを含むことを特徴とする請求項３に記載の反射型マスクの製造方法。
5. 請求項３又は４に記載の反射型マスクの製造方法によって得られた反射型マスクを準備する工程と、
   前記反射型マスクにおける前記転写パターンを露光装置により被転写基板上にパターン転写する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 基板上に、少なくとも露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する転写パターン用の吸収体膜とが形成された反射型マスクブランクから、前記吸収体膜をパターニングすることによって得られた反射型マスクを準備する工程と、
   前記基板、前記反射型マスクブランク、前記反射型マスクのうちの少なくとも何れか一の両主表面の所定領域内における基板表面形態情報、マスクブランク表面形態情報、マスク表面形態情報の何れかの表面形態情報と、露光装置の反射型マスクがセットされるマスクステージの表面形態情報とに基づき、前記反射型マスクを前記マスクステージにセットした転写パターン形成面のマスク表面形態情報を得る工程と、
   前記マスクステージにセットする前後の転写パターン形成面のマスク表面形態変化に起因する、被転写基板上のパターン位置ずれ量を算出する工程と、
   前記転写パターンを露光装置により被転写基板上にパターン転写する際に、前記位置ずれ量を補正して露光する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
   

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