マスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法
【課題】薄膜自体に膜応力がある場合においても、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となり、マスクのパターン位置精度や、パターン転写の際、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生することがないマスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法を提供する。
【解決手段】電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凸形状である基板に対し、クロムを主成分とする材料からなり、引張応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法。
【解決手段】電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凸形状である基板に対し、クロムを主成分とする材料からなり、引張応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体集積回路装置を製造する際に、配線その他の領域の形成プロセスにおい て、フォトリソグラフィー技術が適用されている。このフォトリソグラフィー工程において、露光用原版として使用されるフォトマスクは、基板上にパターニングされた遮光性薄膜が形成されており、遮光性薄膜パターンが露光装置を介して半導体ウエハー上に転写され、半導体集積回路装置が製造される。半導体ウエハー上に転写されるパターン特性は、フォトマスクの平坦性に起因するため、フォトマスクで使用する基板の高い平坦性が要求されている。現在、フォトマスクで使用する基板の平坦度（基板表面の最大値と最小値の差、具体的に は、測定面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面に対する測定面の最大値と最小値の差をいう。）は、研磨パッドの改良、研磨砥粒の改良や研磨条件の制御によって、１μｍ程度といった高い平坦度が得られるようになってきている。
【０００３】
しかし、従来のように、いくら基板で高い平坦度が得られたとしても、透明基板上に形成する薄膜自体に膜応力があるため、その薄膜によってフォトマスクブランク全体の平坦度が悪化してしまう。フォトマスクブランクの平坦度が悪化すると、薄膜をパターニングしてフォトマスクを作製した場合のパターン位置精度が悪化する。従って、半導体ウエハーにパターン転写した場合、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生するという問題があった。
【０００４】
そこで、成膜条件や膜材料などの変更によって、基板上に形成する薄膜の膜応力を低減する試みはされているが、近年の半導体集積回路の高密度、高精度化においては、薄膜の膜応力も無視できない現状にある。特に所望の光学的特性を得るために基板上に形成する薄膜は多層化する傾向にあり、薄膜の膜応力を制御は困難な状況にある。
【０００５】
また、電子デバイス用基板は、基板ごとに平坦度が異なっており、基板表面が凸状のものや凹状のものが存在する。
【０００６】
このように、形状が異なる電子デバイス用基板を用いて作製したフォトマスクブランクやフォトマスクは平坦度が悪化し、薄膜をパターニングしてフォトマスクを作製した場合のパターン位置精度が悪化する。従って、半導体ウエハーにパターン転写した場合、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のように薄膜自体に膜応力がある場合においても、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となり、また、マスクの平坦度が所望の平坦度となり、マスクのパターン位置精度や、パターン転写の際、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生することがないマスクブランクの製造方法および転写マスクの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明では次のような手段を用いる。ここにおいて、手段（数字）はそれぞれの請求項に対応している。
（１）電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凸形状である基板に対し、クロムを主成分とする材料からなり、引張応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（２）電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凹形状である基板に対し、主成分としてケイ素を含有し、さらに酸素および窒素のうち少なくとも一以上の成分を含有する材料からなり、圧縮応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（３）前記電子デバイス用基板は、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となるように前記薄膜の膜応力に起因した前記基板の平坦度変化量を見込んだ主表面の平坦度とすることを特徴とする（１）または（２）に記載のマスクブランクの製造方法。
（４）電子デバイス用基板の平坦度を測定した後、前記基板の平坦度が前記の所望の平坦度となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび/または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度を調整することを特徴とする（３）に記載のマスクブランクの製造方法。
（５）前記基板の平坦度の調整は、回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板主表面を研磨する基板加圧手段とを備え、
前記加圧手段には、基板主表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体が設けられ、
該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用いて行われるものであり、
該基板主表面の形状が基板主表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域において、該凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にして、基板主表面を研磨することによって行われることを特徴とする（４）に記載のマスクブランクの製造方法。
（６）前記基板の平坦度の調整は、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に、基板を侵食するエッチング溶液を供給する局所的なエッチングをすることによって行われることを特徴とする（４）に記載のマスクブランクの製造方法。
（７）前記マスクブランクの所望の平坦度は、1μm以下であることを特徴とする（３）から（６）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（８）前記電子デバイス用基板は、ガラス基板であることを特徴とする（１）から（７）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（９）前記薄膜は、露光光を遮光する遮光膜、露光光に対し位相差変化をもたらす位相シフト膜、露光光を吸収する光吸収膜、および露光光を反射する機能を有する反射膜のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする（１）から（８）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（１０）（１）から（９）のいずれかに記載の製造方法により製造したマスクブランクの薄膜をパターニングして薄膜パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、薄膜自体に膜応力がある場合においても、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となり、マスクのパターン位置精度や、パターン転写の際、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生することがないマスクブランクの製造方法および転写マスクの製造方法を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に用いる研磨機の構造を示す平面図である。
【図３】本発明に用いる研磨機の構造を示す断面図である。
【図４】本発明に用いる凸状基板の平坦度調整方法の実施形態を示す図である。
【図５】本発明に用いる凹状基板の平坦度調整方法の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態について以下に説明する。
（a）電子デバイス用基板の平坦度決定方法であって、前記基板の主表面上に形成する露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜の膜応力に起因した前記基板の平坦度変化量を見込んで、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となるように、前記基板の平坦度を決定することを特徴とする電子デバイス用基板の平坦度決定方法。
（b）電子デバイス用基板の平坦度決定方法であって、前記基板の主表面上に形成する露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜の膜応力に起因した前記基板の平坦度変化量、および、前記薄膜をパターニングして得られた薄膜パターン占有率、薄膜パターンの位置、薄膜パターンの形状のうち少なくとも何れか一つによる平坦度変化量を見込んで、転写用マスクの平坦度が所望の平坦度となるように、前記基板の平坦度を決定することを特徴とする電子デバイス用基板の平坦度決定方法。
【００１２】
本発明における平坦度は、基板主表面の表面側に任意に設けた基準面から主表面面内における表面形状の最大高さと最小高さの差（測定面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面（焦平面）に対する測定面の最大値と最小値の差）をいう。また、平坦度の測定領域は、適宜選定することができるが、主表面全体を平坦度測定領域とすることが望ましい。
【００１３】
「薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量」とは、基板の平坦度を基準平坦度とした場合に、基板上に薄膜を形成することによって得られるマスクブランクの平坦度との差（マスクブランクの平坦度−基板の平坦度）をいう。
ここで、「薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量」の算出方法について具体的に説明する。
【００１４】
図１（１）は、基板自体の平坦度を測定し平坦度が０μｍの基板上に、薄膜を形成してマスクブランクを作製し、マスクブランクの平坦度を測定したときに、マスクブランクの平坦度が１．１μｍ（凸形状）の場合、薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量は１．１μｍとなる。
【００１５】
図１（２）は、基板自体の平坦度を測定し平坦度が０μｍの基板上に、薄膜を形成してマスクブランクを作製し、マスクブランクの平坦度を測定したときに、マスクブランクの平坦度が１．１μｍ（凹形状）の場合、薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量は１．１μｍとなる。
但し、基板自体の平坦度が０μｍということは現実的に不可能であり、実際は
図１（３）のようになる。基板自体の平坦度を測定し平坦度が０．５μｍ（凸形状）の（基板上に、薄膜を形成してマスクブランクを作製し、マスクブランクの平坦度を測定したときに、マスクブランクの平坦度が１．６μｍ（凸形状）の場合、１．６−０．５＝１．１μｍが薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量となる。
【００１６】
一般に基板上に形成した薄膜が圧縮応力を有する場合、平坦度の変化は正（＋）になり、引張応力を有する場合、平坦度の変化は負（−）となる。従って、薄膜の材料、膜厚、成膜条件等によって圧縮応力、引張応力の大きさが異なってくるので、予め既知の平坦度を有する基板上に、マスクブランクを製造するのと同じ成膜条件にて薄膜を成膜し、薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量を求め、理想的にはマスクブランクを作製したときに平坦度が０μｍとなるように基板の平坦度を決定しておくことによって、高い平坦度を有するマスクブランクを得ることができる。
【００１７】
ここで、マスクブランクの所望の平坦度は、必ずしも０μｍとなるようにしなくても構わない。例えば、マスクブランクにおける薄膜をパターニングして転写用マスクにしたときの、マスク（薄膜）パターンの開口（または占有率）、薄膜パターンの位置、薄膜パターンの形状のうち少なくとも何れか一つによる応力変化によって起こる平坦度変化量を見込んで、基板の平坦度を決定しても良い。
【００１８】
マスクパターンの占有率が高い（マスクパターンの開口が少ない）場合、マスクブランクの平坦度を基準にした場合、応力変化はあまり起こらず、平坦度変化量は小さい。マスクパターンの占有率が小さい場合、応力変化が大きく、平坦度変化量は大きい。
【００１９】
また、薄膜パターンの形成位置や、薄膜パターンの形状によっても、マスクブランクの平坦度を基準にした場合、応力変化が起こると考えられる。
よって、これら、転写用マスクのマスクパターンの占有率、マスクパターンの位置、マスクパターンの形状のうち少なくとも何れか一つによる平坦度変化量を見込んで、転写用マスクの平坦度が所望の平坦度となるように基板の平坦度を決定することができる。さらには、転写用マスクにして露光機のステッパーに装着したときに変化する平坦度変化量を見込んで、マスクブランクの所望の平坦度を決定し、基板の平坦度を決定しても良い。
なお、マスクブランクの平坦度は１μｍ以下とすることが好ましい。
前記平坦度はマスクブランク主表面全面を測定領域としたときの平坦度とすることが好ましい。
【００２０】
マスクブランクの平坦度を１μｍ以下に抑えることによって、薄膜をパターニングして転写用マスクにしたときの基準パターン位置からのパターン位置ずれが小さくなり、パターン位置精度が良好になるので好ましい。上記マスクブランクの平坦度は０．５μｍ以下、さらに好ましくは０．２５μｍ以下が望ましい。尚、平坦度が１μｍ以下とは、０＜平坦度≦１μｍを言う。以下、同じ。
また、基板の平坦度は、１μｍ以下であることが好ましい。
前記平坦度は基板主表面全面を測定領域としたときの平坦度とすることが好ましい。
【００２１】
基板の平坦度を１μｍ以下に抑えることによって、基板上に薄膜を形成したときに得られるマスクブランクの平坦度のばらつきを抑え、さらに薄膜をパターニングしてマスクにしたときのパターン位置精度がさらに良好になるので好ましい。これは、基板の平坦度と、薄膜に起因する平坦度変化量が小さい方が、絶対精度を作り込む上でのコントロールは容易であり、また、転写用マスクにしたときの膜応力変化によるパターン位置ずれが小さくなるからである。
本発明でいうマスクブランクには、透過型マスクブランク、反射型マスクブランクの何れも含まれる。
【００２２】
本発明でいう、前記薄膜は、露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜をいい、露光光を遮光する機能を有する薄膜や、露光光に対し位相差変化をもたらす薄膜、露光光を吸収する機能を有する薄膜などを言う。従って、本発明におけるマスクブランクとは、広義の意味であって、薄膜として露光光を遮光する機能を有する遮光性薄膜のみが形成されたフォトマスクブランクや、薄膜として露光光に対し位相差変化をもたらす位相シフト機能を有する位相シフト薄膜が形成された位相シフトマスクブランク、薄膜として露光光を反射する機能を有する反射膜、露光光を吸収する光吸収膜を有する反射型マスクブランクを含むものである。また、本発明のマスクブランクは、上記薄膜をパターニングするときにマスクとして機能を果たすレジスト膜を形成しても構わない。
【００２３】
また、基板の平坦度を調整する方法は特に限定されない。基板の研磨方法、研磨条件を適宜選定することによって平坦度を調整（制御）することもできるし、研磨して得られた基板の主表面をエッチング等によって局所的に平坦度を修正して基板の平坦度を調整することもできる。
基板の研磨方法は、１枚１枚基板の主表面を研磨する枚葉式研磨方法や、一度に複数枚の基板の主表面を研磨するバッチ式研磨方法などが挙げられる。
枚葉式研磨方法は、基板１枚に対しての面圧力等の研磨条件を制御しながら研磨加工できるので平坦度を調整するのに適している。
【００２４】
また、バッチ式研磨方法は、研磨装置における太陽歯車と内歯歯車の間にセットされたキャリアと呼ばれるワーク保持板に複数の基板をセットし、太陽歯車の回りをキャリアが自転しながら公転して研磨するものであって、平坦度の調整は、キャリアの自転回転数、公転回転数、研磨機の定盤精度や定盤に貼りつけられている研磨布、研磨砥粒などを変化させることによって平坦度を調整することができる。
【００２５】
また、エッチング等によって局所的に平坦度を修正する方法としては、例えば、基板材料がマスクブランク用基板として一般的に使用されている石英ガラスの場合、酸素ガスとフッ化炭素系ガスの混合ガスによるドライエッチングによって平坦度が悪い領域を除去して平坦度を調整することもできる。
好ましい平坦度の調整方法（電子デバイス用基板の製造方法）としては、平坦度を厳密に制御できるという点から以下の構成が良い。
（c）電子デバイス用基板の平坦度を測定した後、前記基板の平坦度が、（a）または（b）に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび／または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度を調整することを特徴とする電子デバイス用基板の製造方法。
【００２６】
エッチングとしては、上述のように、フッ化炭素系のガスとするドライエッチングガスを平坦度が悪い領域に供給して除去することにより平坦度を調整する方法や、基板を侵食するエッチング溶液（ガラス基板の場合、フッ酸などの酸性水溶液、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性水溶液）を平坦度が悪い領域に供給して除去することにより平坦度を調整する方法がある。
上述の局所的に平坦度を調整する方法の中でも特に、局所的に圧力を加えて研磨することにより基板の平坦度を調整する方法が、基板の表面粗さを維持または向上しながら、所望の平坦度とすることができるので好ましい。また、局所的に圧力を加えながら研磨し、且つエッチングするメカノケミカルポリッシングで平坦度を調整することもできる。この場合、局所的に圧力を加えて研磨する平坦度の調整方法よりも研磨速度が向上するので、生産性が向上するなどの利点がある。
【００２７】
具体的には、(d)回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板表面を研磨する基板加圧手段と、前記加圧手段は、基板表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体を有しており、該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用い、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域は、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にし、凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し基板主表面を研磨することによって、基板の平坦度の調整を行うのが最も良い。
（e） 前記基板に加えるべき圧力を、予め記憶手段に記憶してある複数種類の圧力分布を有する荷重タイプから所望の平坦度にする最適な荷重タイプを選択し、該荷重タイプに応じた圧力分布で研磨を行い、前記基板の平坦度を調整することを特徴とする（c）または（d）に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
マスクブランクに使用する電子デバイス用基板の平坦度は、基板毎に異なっており、基板主表面の表面形状としては凸状のものや凹状のものがある。
このように、形状が異なる電子デバイス用基板を用いて製造したマスクブランクや転写用マスクは平坦度が悪化し、薄膜をパターニングして転写用マスクを作製した場合のパターン位置精度が悪化する。
【００２８】
従って、主表面の表面形状が凸状の基板や主表面の表面形状が凹状の基板において、任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的に圧力を加えて研磨することにより、凸状箇所が選択的に除去されるので、基板の平坦度が良好になる。
【００２９】
本発明は、電子デバイス用基板の平坦度を所望の値（平坦度）にするために、予め記憶手段にて記憶してある複数種類の圧力分布を有する荷重タイプから所望の平坦度にする最適な荷重タイプを選択し、その荷重タイプに応じた圧力分布で研磨を行うことにより、基板の平坦度を所望の値にすることができる。
なお、この荷重タイプを複数選択して、組み合わせることにより、効果的に所望の平坦度に近づけることができる。
【００３０】
なお、平坦度の定義および測定方法は（a）と同様である。
（f）電子デバイス用基板の主表面上に露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、前記基板上に形成される前記薄膜に応じて（a）に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度を有する前記基板を用いることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（g）電子デバイス用基板の主表面上に薄膜パターンを形成して転写用マスクを製造する転写用マスクの製造方法であって、前記基板上に形成される前記薄膜、および、前記基板主表面に形成されるパターン占有率、薄膜パターンの位置、薄膜パターンの形状のうち少なくとも何れか一つに応じて（b）に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度を有する前記基板を用いることを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【００３１】
マスクブランクまたは転写用マスクを製造する際に、（a）または（b）に記載の平坦度決定方法により決定した基板は、（c）乃至（e）の何れかに記載の電子デバイス用基板の製造方法によって基板の平坦度を調整して得られたものでもよいし、または、（c）乃至（e）の何れかに記載の電子デバイス用基板の平坦度を測定し、複数の基板を平坦度毎に分類しておき、マスクブランクを作製する際に、最適な平坦度を有する基板を選択しても構わない。
（h）電子デバイス用基板の主表面上にクロムを主成分とする薄膜をスパッタリング法により形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、前記基板は前記薄膜を形成する側の基板主表面の表面形状が凸形状の基板とすることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【００３２】
スパッタリング法によって形成されるクロムを主成分とする薄膜は、一般に引張応力を有するので基板上に形成した場合、表面形状が凹形状となる。従って、高平坦度のマスクブランクを作製する場合には、使用する基板は前記基板は前記薄膜を形成する側の基板主表面の表面形状が凸形状の基板を用いることが望ましい。クロムを主成分とする薄膜は、クロム単体でもよく、またクロム以外に酸素、窒素、炭素の中から選ばれた少なくとも一つの元素を添加しても構わない。例えば、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム炭化物、クロム酸化窒化物、クロム窒化炭化物、クロム酸化炭化物、クロム酸化窒化炭化物などが挙げられる。また、クロムを主成分とする薄膜は、単層でも複数層としても良い。
（i）電子デバイス用基板の主表面上に主成分として珪素を含有し、さらに酸素および／または窒素を含有する薄膜をスパッタリング法により形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、前記基板は前記薄膜を形成する側の基板主表面の表面形状が凹形状の基板とすることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【００３３】
スパッタリング法によって形成される珪素を主成分とし、さらに酸素および／または窒素を含有する薄膜は、一般に圧縮応力を有するので基板上に形成した場合、表面形状が凸形状となる。従って、高平坦度のマスクブランクを作製する場合には、使用する前記基板は前記薄膜を形成する側の基板主表面の表面形状が凹形状の基板を用いることが好ましい。主成分として珪素を含み、さらに酸素および／または窒素を含有する皮膜として、代表的な材料は、金属シリサイド酸化物、金属シリサイド窒化物、金属シリサイド酸化窒化物、金属シリサイド酸化炭化物、金属シリサイド窒化炭化物、金属シリサイド酸化窒化炭化物（金属：遷移元素（Ｍｏ，Ｔａ，Ｗなど））や、酸化珪素、酸化窒化珪素などが挙げられる。また、珪素を主成分とし、さらに酸素および／または珪素を含有する薄膜は単層でも複数層としても良い。
（j）（a）に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度を有する前記基板を用いることを特徴とする（h）または（i）に記載のマスクブランクの製造方法。
（k）電子デバイス用基板の主表面上に薄膜パターンを形成して転写用マスクを製造する転写用マスクの製造方法であって、前記基板上に形成される前記薄膜、および、前記基板主表面に形成されるパターン占有率、薄膜パターンの位置、薄膜パターンの形状のうち少なくとも何れか一つに応じて請求項２に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度を有する前記基板を用いて、（h）または（i）に記載の製造方法により製造したフォトマスクブランクを用いることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
（l）電子デバイス用基板の主表面上に露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜を形成したマスクブランクの製造方法であって、
予め既知の平坦度および表面形状を有する電子デバイス用基板の主表面上に、マスクブランクを製造するのと同じ成膜条件にて前記薄膜を成膜し、該薄膜の膜応力に起因した基板の平坦度変化量を求め、マスクブランクが所望の平坦度となるように、前記基板の平坦度および表面形状を決定して、前記基板の主表面が決定した平坦度および表面形状を有する基板を準備する工程と、
前記基板の主表面上に露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜を形成する工程と、
を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（m）前記基板を準備する工程は、前記電子デバイス用基板の平坦度および表面形状を測定する工程と、前記基板の平坦度および表面形状が、前記決定した平坦度および表面形状となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび／または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度および表面形状を調整する工程と、を有することを特徴とする（l）に記載のマスクブランクの製造方法。
（n）前記基板の平坦度の調整は、回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板表面を研磨する基板加圧手段と、前記加圧手段は、基板表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体を有しており、
該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用い、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域は、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にし、
凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し基板主表面を研磨することによって行われることを特徴とする（m）に記載のマスクブランクの製造方法。
（0）前記薄膜はクロムを主成分とする材料であって、前記基板の表面形状は凸形状とすることを特徴とする（l）から（n）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（p）前記薄膜は主成分として硅素を含有し、さらに酸素および窒素のうち少なくとも一以上の成分を含有する材料であって、前記基板の表面形状は凹形状とすることを特徴とする（l）から（n）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（q）電子デバイス用基板の主表面上に所望のパターンを形成した転写用マスクの製造方法であって、予め既知の平坦度および表面形状を有する電子デバイス用基板の主表面上に、転写用マスクを製造するのと同じ薄膜パターン占有率、薄膜パターン位置、薄膜パターン形状のうち少なくとも何れか一つを満足するように薄膜パターンを形成し、該薄膜パターンによる膜応力に起因した基板の平坦度変化量を求め、転写用マスクが所望の平坦度となるように、前記基板の平坦度および表面形状を決定して、前記基板の主表面が決定した平坦度および表面形状を有する基板を準備する工程と、前記基板の主表面上に所望のパターンを形成する工程と、を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
（r）前記基板を準備する工程は、前記電子デバイス用基枚の平坦度および表面形状を測定する工程と、前記基板の平坦度および表面形状が、前記決定した平坦度及び表面形状となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび／または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度および表面形状を調整する工程と、を有することを特徴とする（q）に記載の転写用マスクの製造方法。
（s）前記基板の平坦度の調整は、回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板表面を研磨する基板加圧手段と、前記加圧手段は、基板表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体を有しており、
該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用い、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域は、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にし、凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し基板主表面を研磨することによって行われることを特徴とする（r）に記載の転写用マスクの製造方法。
（t）前記薄膜はクロムを主成分とする材料であって、前記基板の表面形状は凸形状とすることを特徴とする（q）から（s）のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
（u）前記薄膜は主成分として硅素を含有し、さらに酸素および／または窒素を含有する材料であって、前記基板の表面形状は凹形状とすることを特徴とする（q）から（s）のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
（v）前記電子デバイス用基板は、ガラス基板であることを特徴とする（l）から（u）のいずれかに記載のマスクブランクまたは転写用マスクの製造方法。
【００３４】
本発明に用いる基板の平坦度決定方法について、以下詳細に説明する。
薄膜として遮光機能を有する遮光性薄膜を形成するフォトマスクブランクと、薄膜として位相シフト機能と遮光機能を有するハーフトーン膜を形成する位相シフトマスクブランクを作製するために、以下のように基板の平坦度を決定する。フォトマスクブランクと同じ大きさ（６インチ×６インチ×０．２５インチ）（１インチ＝２５．４ｍｍ）、材料であって既知の平坦度（平坦度０．５μｍ（凸形状）：平坦度測定機（トロッペル社製ＦＭ２００）にて測定）を有する透明基板（石英ガラス基板）を準備し、その透明基板の主表面上に窒化クロム膜／炭化クロム膜／酸化窒化クロム膜をスパッタリング法により積層（合計膜厚９００オングストローム）したフォトマスクブランク、透明基板の主表面上に窒化されたモリブデンシリサイド膜をスパッタリング法により積層（膜厚８００オングストローム）した位相シフトマスクブランクを作製した。（尚、遮光性薄膜、ハーフトーン膜の成膜条件は、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクの製造する際の成膜条件と同じとした。）
フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクそれぞれの平坦度を測定したところ、フォトマスクブランクの平坦度は０．２μｍ（凸形状）、位相シフトマスクブランクの平坦度は１．６μｍ（凸形状）であった。
上記透明基板の平坦度、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクの平坦度から遮光性薄膜の平坦度変化量、ハーフトーン膜の平坦度変化量を算出したところ、遮光性薄膜は−０．３μｍ、ハーフトーン膜は＋１．１μｍであった。
【００３５】
従って、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクの平坦度を理想的な平坦度（０μｍ）とすることをねらいとし、フォトマスクブランクを作製する透明基板の平坦度を０．３μｍ（凸形状）、位相シフトマスクブランクを作製する透明基板の平坦度を１．１μｍ（凹形状）と決定した。
第２の発明における電子デバイス用透明基板の平坦度決定方法について、以下詳細に説明する。
【００３６】
薄膜として位相シフト機能と遮光機能を有するハーフトーン膜を形成する位相シフトマスクを作製するために、以下のように透明基板の平坦度を決定する。
位相シフトマスクブランクと同じ大きさ（６インチ×６インチ×０．２５インチ）、材料であって既知の平坦度（平坦度１．０μｍ（凸形状）：平坦度測定器（トロッペル社製ＦＭ２００）にて測定）を有する透明基板（石英ガラス基板）を準備し、その透明基板の主表面上に窒化されたモリブデンシリサイド膜をスパッタリング法により積層（膜厚８００オングストローム）し、さらにレジスト膜（４００オングストローム）をスピンコート法により形成し、所望のパターンを有するマスクを介して露光・現像することによって、所望のパターンを有する位相シフト膜を作製した（パターン占有率（開口率）：約２０％）。
この位相シフトマスクの平坦度を測定したところ、フォトマスクの平坦度は２．０μｍ（凸形状）であった。
【００３７】
従って、位相シフトマスクの平坦度を理想的な平坦度（０μｍ）とすることをねらいとし、位相シフトマスクを作製する透明基板の平坦度を２．０μｍ（凹形状）と決定した。
【００３８】
上述では、パターン占有率（開口率）のみを考慮して、透明基板の平坦度を決定したが、より高精度の平坦度制御が求められる場合においては、同じパターン占有率（開口率）であっても薄膜パターンの形成位置や、薄膜パターンの形状によっても、マスクブランクの平坦度を基準にした場合、応力変化の違いがあると考えられるので、これら、薄膜パターンの形成位置、薄膜パターンの形状も考慮して透明基板の平坦度を決定する方が好ましい。
＜実施例１＞
以下、フォトマスクブランクおよびフォトマスクの製造方法について説明する。
【００３９】
後述する透明基板の平坦度調整方法によって、透明基板（石英ガラス基板）の平坦度を０．３μｍ（凸形状）に調整した透明基板の主表面上に、上述の成膜条件の元、窒化クロム膜／炭化クロム膜／酸化窒化クロム膜をスパッタリング法により積層（膜厚９００オングストローム）したフォトマスクブランクを作製した。
【００４０】
得られたフォトマスクブランクの平坦度を上記と同様の方法によって測定したところ、０．１μｍ（凸形状）と高い平坦度を有していた。（理想値０μｍとならなかった理由は、製造ばらつきおよび測定器バラツキによるものと考えられる。）さらに、遮光性薄膜上にレジスト膜をスピンコート法により形成し、所定のパターンを有するマスクを介して露光・現像することによって所望のパターンを有するフォトマスクを作製した。得られたフォトマスクのパターン位置精度を基準パターンデータと対比したところパターン位置精度は良好であった。
＜実施例２＞
両面精密研磨の研磨条件を制御することによって、透明基板（石英ガラス基板）の平坦度を１．１μｍ（凹形状）に調整した透明基板の主表面上に、上述の成膜条件の元、窒化されたモリブデンシリサイド膜をスパッタリング法により形成（膜厚８００オングストローム）した位相シフトマスクブランクを作製した。
【００４１】
得られた位相シフトマスクブランクの平坦度を上記と同様の方法によって測定したところ、０．２μｍ（凹形状）と高い平坦度を有していた。（理想値０μｍとならなかったのは測定器ばらつきによるものと考えられる。）さらに、ハーフトーン膜上にレジスト膜をスピンコート法により形成し、所望のパターンを有するマスクを介して露光・現像することによって所望のパターンを有するフォトマスクを作製した。得られた位相シフトマスクのパターン位置精度を基準パターンデータと対比したところパターン精度精度は良好であった。
＜実施例３＞
両面精密研磨の研磨条件を制御することによって、透明基板（石英ガラス基板）の平坦度を２．０μｍ（凹形状）に調整した透明基板の主表面上に、上述の条件にて、窒化されたモリブデンシリサイド膜をスパッタリング法により形成（膜厚８００オングストローム）し、さらにレジスト膜（４０００オングストローム）をスピンコート法により形成し、所望のパターンを有するマスクを介して露光・現像することによって、所望のパターンを有する位相シフト膜を作製した。
【００４２】
得られた位相シフトマスクの平坦度を上記と同様の方法で測定したところ、０．１μｍ（凸形状）と高い平坦度を有していた。（理想値０μｍにならなかったのは測定器のばらつきによるものと考えられる。）
＜比較例＞
上記の透明基板の平坦度決定方法によらず、精密研磨の研磨条件を制御することによって、従来と同様に高い平坦度を有する基板に仕上げた透明基板（石英ガラス基板：平坦度０．５μｍ（凸形状））を用意して、実施例１、２、３と同じ方法によってフォトマスクブランクおよびフォトマスク、位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクを作製した。
【００４３】
その結果、フォトマスクブランクの平坦度は１．５μｍ（凹形状）、位相シフトマスクブランクの平坦度は１．６μｍ（凸形状）となりフォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクとしての平坦度は悪化した。また、上述と同様の方法によってフォトマスク、位相シフトマスクを作製したときのパターン位置精度を評価したところ、基準パターンデータよりパターン位置精度が悪化した。
【００４４】
次に、電子デバイス用透明基板の平坦度調整方法（電子デバイス用透明基板の製造方法）の実施形態について図２乃至図５を用いて説明する。
図２は、本発明における電子デバイス用透明基板の平坦度調整方法に用いる研磨機の構造を示す平面図であり、図３は、そのＡ−Ａ´断面図である。
図３に示すように、研磨機の構造は、研磨パッド２が貼りつけられ、図示しない回転装置により定盤用回転軸を介して回転駆動する研磨定盤１と、基板主表面の複数に分割された領域に対し、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体３と、複数の加圧体を保持する加圧体保持手段４と、加圧体３の圧力を制御する圧力制御手段、基板を保持する基板保持手段（リテーナーリング）５とを有し、研磨定盤１の回転と、個々の加圧体３の基板６に対する圧力を制御し、加圧体保持手段４および基板保持手段５が一体となって回転することにより研磨パッド２側の基板主表面を片面研磨するものである。
【００４５】
そして、この研磨機を用いて電子デバイス用透明基板の平坦度を調整するには、以下のようにして行う。
【００４６】
基板６は、リテーナーリング５により研磨定盤１の上に保持され、加圧体３により研磨定盤１に押付けられながら回転する。
このリテーナーリングは、研磨パッド２を押さえることにより、基板６の周縁部にかかる圧力を均一化する役割を果たす。
【００４７】
一方、研磨定盤１の上面には研磨パッド２が貼付されており、加圧体３が基板６を研磨パッド２に押付けながら研磨定盤１と逆方向に回転することによって基板６の主表面が研磨される。
加圧体３は、加圧体保持手段４により保持され、基板６の上面を覆うように多数設けられており、基板６にかける圧力を局所的に任意にコントロールすることができる。
【００４８】
この加圧体３の駆動はエアーシリンダーを用いることが好ましい。加圧体３の稼動範囲（ストローク）を大きく取ることができ、ＤＡ変換機および空電変換器を用いることにより制御が容易だからである。
【００４９】
例えば、図３のように、基板６が中央部の厚みが大きい凸状の場合には、基板６の中央部に位置する加圧体３の圧力を高く、逆に、基板６の周縁部に位置する加圧体３の圧力を低くすることによって、凸状の基板形状を平坦にすることができる。
＜実施例４＞
図４は、本発明における電子デバイス用凸状透明基板の平坦度調整を行った実施例を示す図である。
【００５０】
電子デバイス用透明基板の平坦度を測定した結果、基板表面の形状はドーム状で、平坦度：０．６〜０．９μｍの範囲に入る凸形状なので、まず、基板の中央部の圧力が高い荷重タイプ（１）（基板外周部に配置されている加圧体３には荷重を加えず、基板中央部から基板外周部にかけて次第に基板６に対する荷重が小さくなるような荷重タイプ（尚、図４の荷重タイプ（１）、（２）に記載されている数値は、基板上に働く圧力（ｋｇ／ｃｍ2）を示す。））にを選択して、回転数１０〜２０ｒｐｍ、研磨時間１５０〜３００秒で研磨を行ったところ（使用した研磨剤は、コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水の研磨液を使用して研磨を行った。）、平坦度：０．３〜０．５μｍの凸形状となった。
さらに、基板の中央部の圧力がわずかに高い荷重タイプ（２）（基板外周部に配置されている加圧体３には、極小さな荷重（０．１ｋｇ／ｃｍ2）とし、それ以外の基板中央部に配置されている加圧体３には、基板外周部の加圧体３より若干大きい荷重（０．２ｋｇ／ｃｍ2）とする荷重タイプ）を選択して、回転数５〜２０ｒｐｍ、研磨時間９０〜１８０秒研磨を行ったところ（使用した研磨剤は、コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水の研磨液を使用して研磨を行った。）、平坦度：０．１〜０．２μｍの凸形状とすることができた。
【００５１】
本実施例では二つの荷重タイプを組み合わせて用いたが、あらかじめ多数の荷重タイプを準備しておき、この中から、最適な組合せを選択することにより、さらに容易に所望の平坦度を実現することができる。また、上述のように、平坦度の調整は、研磨の進行と合わせて複数段階の荷重タイプを組み合わせて行った方が、効率よく所望の平坦度を有する基板を得ることができる。
【００５２】
なお、荷重タイプの選定に当たっては、研磨定盤温度・回転数・電流値・トルク値など、研磨機側の条件を設定し、これに応じて、所望の平坦度を得るために最適な荷重タイプの組合せを自動的に選択するソフトウェアを用いることが好ましい。
＜実施例５＞
図５は、本発明における電子デバイス用凹状透明基板の平坦度調整を行った実施例を示す図である。
電子デバイス用透明基板の平坦度を測定した結果、基板表面の形状は、おわん状で、平坦度：０．６〜０．７μｍの範囲に入る凹形状なので、まず、基板のコーナー部の圧力が高い荷重タイプ（３）（基板中央部近傍に配置されている加圧体３には荷重を加えず、基板のコーナー部に配置されている加圧体３に最も高い荷重がかかるようにした荷重タイプ（尚、図５の荷重タイプ（３）、（４）に記載されている数値は、基板上に働く圧力（ｋｇ／ｃｍ2）を示す。）を選択して、回転数１０〜２０ｒｐｍ、研磨時間４５〜１００秒で研磨を行ったところ（使用した研磨剤は、コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水の研磨液を使用して研磨を行った。）、平坦度：０．４〜０．５μｍの凹形状となった。
【００５３】
さらに、基板のコーナー部の圧力がわずかに高い荷重タイプ（４）（基板中央部近傍に配置されている加圧体３には荷重を加えず、基板の外周部に配置されている加圧体３に荷重をかけ、基板のコーナー部にから基板の内側にかけて次第に小さくなるような荷重タイプ）を選択して、回転数５〜２０ｒｐｍ、研磨時間５〜２０秒で研磨を行ったところ（使用した研磨剤は、コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水の研磨液を使用して研磨を行った。）、平坦度：０．２〜０．３μｍの凹形状とすることができた。
＜比較例＞
実施例３および実施例４に用いた電子デバイス用透明基板の表面に均一な荷重をかけながら研磨を行ったところ、平坦度は良好にならなかった。
＜実施例６＞
上述の実施例３において、使用する研磨液を、研磨剤としてコロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）を使用し、水酸化ナトリウムを添加してｐＨが１１．２の研磨液とし、メカノケミカルポリッシングにした以外は実施例３と同じ平坦度の調整方法を行った。
その結果、最終的に得られる基板の平坦度はほぼ同じであるが、平坦度調整における研磨時間がおよそ１５〜２０％短縮することができた。
【符号の説明】
【００５４】
１：研磨定盤、
２：研磨パッド、
３：加圧体、
４：加圧体保持手段、
５：リテーナーリング、
６：基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体集積回路装置を製造する際に、配線その他の領域の形成プロセスにおい て、フォトリソグラフィー技術が適用されている。このフォトリソグラフィー工程において、露光用原版として使用されるフォトマスクは、基板上にパターニングされた遮光性薄膜が形成されており、遮光性薄膜パターンが露光装置を介して半導体ウエハー上に転写され、半導体集積回路装置が製造される。半導体ウエハー上に転写されるパターン特性は、フォトマスクの平坦性に起因するため、フォトマスクで使用する基板の高い平坦性が要求されている。現在、フォトマスクで使用する基板の平坦度（基板表面の最大値と最小値の差、具体的に は、測定面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面に対する測定面の最大値と最小値の差をいう。）は、研磨パッドの改良、研磨砥粒の改良や研磨条件の制御によって、１μｍ程度といった高い平坦度が得られるようになってきている。
【０００３】
しかし、従来のように、いくら基板で高い平坦度が得られたとしても、透明基板上に形成する薄膜自体に膜応力があるため、その薄膜によってフォトマスクブランク全体の平坦度が悪化してしまう。フォトマスクブランクの平坦度が悪化すると、薄膜をパターニングしてフォトマスクを作製した場合のパターン位置精度が悪化する。従って、半導体ウエハーにパターン転写した場合、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生するという問題があった。
【０００４】
そこで、成膜条件や膜材料などの変更によって、基板上に形成する薄膜の膜応力を低減する試みはされているが、近年の半導体集積回路の高密度、高精度化においては、薄膜の膜応力も無視できない現状にある。特に所望の光学的特性を得るために基板上に形成する薄膜は多層化する傾向にあり、薄膜の膜応力を制御は困難な状況にある。
【０００５】
また、電子デバイス用基板は、基板ごとに平坦度が異なっており、基板表面が凸状のものや凹状のものが存在する。
【０００６】
このように、形状が異なる電子デバイス用基板を用いて作製したフォトマスクブランクやフォトマスクは平坦度が悪化し、薄膜をパターニングしてフォトマスクを作製した場合のパターン位置精度が悪化する。従って、半導体ウエハーにパターン転写した場合、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のように薄膜自体に膜応力がある場合においても、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となり、また、マスクの平坦度が所望の平坦度となり、マスクのパターン位置精度や、パターン転写の際、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生することがないマスクブランクの製造方法および転写マスクの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明では次のような手段を用いる。ここにおいて、手段（数字）はそれぞれの請求項に対応している。
（１）電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凸形状である基板に対し、クロムを主成分とする材料からなり、引張応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（２）電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凹形状である基板に対し、主成分としてケイ素を含有し、さらに酸素および窒素のうち少なくとも一以上の成分を含有する材料からなり、圧縮応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（３）前記電子デバイス用基板は、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となるように前記薄膜の膜応力に起因した前記基板の平坦度変化量を見込んだ主表面の平坦度とすることを特徴とする（１）または（２）に記載のマスクブランクの製造方法。
（４）電子デバイス用基板の平坦度を測定した後、前記基板の平坦度が前記の所望の平坦度となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび/または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度を調整することを特徴とする（３）に記載のマスクブランクの製造方法。
（５）前記基板の平坦度の調整は、回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板主表面を研磨する基板加圧手段とを備え、
前記加圧手段には、基板主表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体が設けられ、
該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用いて行われるものであり、
該基板主表面の形状が基板主表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域において、該凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にして、基板主表面を研磨することによって行われることを特徴とする（４）に記載のマスクブランクの製造方法。
（６）前記基板の平坦度の調整は、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に、基板を侵食するエッチング溶液を供給する局所的なエッチングをすることによって行われることを特徴とする（４）に記載のマスクブランクの製造方法。
（７）前記マスクブランクの所望の平坦度は、1μm以下であることを特徴とする（３）から（６）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（８）前記電子デバイス用基板は、ガラス基板であることを特徴とする（１）から（７）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（９）前記薄膜は、露光光を遮光する遮光膜、露光光に対し位相差変化をもたらす位相シフト膜、露光光を吸収する光吸収膜、および露光光を反射する機能を有する反射膜のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする（１）から（８）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（１０）（１）から（９）のいずれかに記載の製造方法により製造したマスクブランクの薄膜をパターニングして薄膜パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、薄膜自体に膜応力がある場合においても、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となり、マスクのパターン位置精度や、パターン転写の際、パターン位置ずれやパターン欠陥が発生することがないマスクブランクの製造方法および転写マスクの製造方法を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に用いる研磨機の構造を示す平面図である。
【図３】本発明に用いる研磨機の構造を示す断面図である。
【図４】本発明に用いる凸状基板の平坦度調整方法の実施形態を示す図である。
【図５】本発明に用いる凹状基板の平坦度調整方法の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態について以下に説明する。
（a）電子デバイス用基板の平坦度決定方法であって、前記基板の主表面上に形成する露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜の膜応力に起因した前記基板の平坦度変化量を見込んで、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となるように、前記基板の平坦度を決定することを特徴とする電子デバイス用基板の平坦度決定方法。
（b）電子デバイス用基板の平坦度決定方法であって、前記基板の主表面上に形成する露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜の膜応力に起因した前記基板の平坦度変化量、および、前記薄膜をパターニングして得られた薄膜パターン占有率、薄膜パターンの位置、薄膜パターンの形状のうち少なくとも何れか一つによる平坦度変化量を見込んで、転写用マスクの平坦度が所望の平坦度となるように、前記基板の平坦度を決定することを特徴とする電子デバイス用基板の平坦度決定方法。
【００１２】
本発明における平坦度は、基板主表面の表面側に任意に設けた基準面から主表面面内における表面形状の最大高さと最小高さの差（測定面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面（焦平面）に対する測定面の最大値と最小値の差）をいう。また、平坦度の測定領域は、適宜選定することができるが、主表面全体を平坦度測定領域とすることが望ましい。
【００１３】
「薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量」とは、基板の平坦度を基準平坦度とした場合に、基板上に薄膜を形成することによって得られるマスクブランクの平坦度との差（マスクブランクの平坦度−基板の平坦度）をいう。
ここで、「薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量」の算出方法について具体的に説明する。
【００１４】
図１（１）は、基板自体の平坦度を測定し平坦度が０μｍの基板上に、薄膜を形成してマスクブランクを作製し、マスクブランクの平坦度を測定したときに、マスクブランクの平坦度が１．１μｍ（凸形状）の場合、薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量は１．１μｍとなる。
【００１５】
図１（２）は、基板自体の平坦度を測定し平坦度が０μｍの基板上に、薄膜を形成してマスクブランクを作製し、マスクブランクの平坦度を測定したときに、マスクブランクの平坦度が１．１μｍ（凹形状）の場合、薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量は１．１μｍとなる。
但し、基板自体の平坦度が０μｍということは現実的に不可能であり、実際は
図１（３）のようになる。基板自体の平坦度を測定し平坦度が０．５μｍ（凸形状）の（基板上に、薄膜を形成してマスクブランクを作製し、マスクブランクの平坦度を測定したときに、マスクブランクの平坦度が１．６μｍ（凸形状）の場合、１．６−０．５＝１．１μｍが薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量となる。
【００１６】
一般に基板上に形成した薄膜が圧縮応力を有する場合、平坦度の変化は正（＋）になり、引張応力を有する場合、平坦度の変化は負（−）となる。従って、薄膜の材料、膜厚、成膜条件等によって圧縮応力、引張応力の大きさが異なってくるので、予め既知の平坦度を有する基板上に、マスクブランクを製造するのと同じ成膜条件にて薄膜を成膜し、薄膜の膜応力に起因した平坦度変化量を求め、理想的にはマスクブランクを作製したときに平坦度が０μｍとなるように基板の平坦度を決定しておくことによって、高い平坦度を有するマスクブランクを得ることができる。
【００１７】
ここで、マスクブランクの所望の平坦度は、必ずしも０μｍとなるようにしなくても構わない。例えば、マスクブランクにおける薄膜をパターニングして転写用マスクにしたときの、マスク（薄膜）パターンの開口（または占有率）、薄膜パターンの位置、薄膜パターンの形状のうち少なくとも何れか一つによる応力変化によって起こる平坦度変化量を見込んで、基板の平坦度を決定しても良い。
【００１８】
マスクパターンの占有率が高い（マスクパターンの開口が少ない）場合、マスクブランクの平坦度を基準にした場合、応力変化はあまり起こらず、平坦度変化量は小さい。マスクパターンの占有率が小さい場合、応力変化が大きく、平坦度変化量は大きい。
【００１９】
また、薄膜パターンの形成位置や、薄膜パターンの形状によっても、マスクブランクの平坦度を基準にした場合、応力変化が起こると考えられる。
よって、これら、転写用マスクのマスクパターンの占有率、マスクパターンの位置、マスクパターンの形状のうち少なくとも何れか一つによる平坦度変化量を見込んで、転写用マスクの平坦度が所望の平坦度となるように基板の平坦度を決定することができる。さらには、転写用マスクにして露光機のステッパーに装着したときに変化する平坦度変化量を見込んで、マスクブランクの所望の平坦度を決定し、基板の平坦度を決定しても良い。
なお、マスクブランクの平坦度は１μｍ以下とすることが好ましい。
前記平坦度はマスクブランク主表面全面を測定領域としたときの平坦度とすることが好ましい。
【００２０】
マスクブランクの平坦度を１μｍ以下に抑えることによって、薄膜をパターニングして転写用マスクにしたときの基準パターン位置からのパターン位置ずれが小さくなり、パターン位置精度が良好になるので好ましい。上記マスクブランクの平坦度は０．５μｍ以下、さらに好ましくは０．２５μｍ以下が望ましい。尚、平坦度が１μｍ以下とは、０＜平坦度≦１μｍを言う。以下、同じ。
また、基板の平坦度は、１μｍ以下であることが好ましい。
前記平坦度は基板主表面全面を測定領域としたときの平坦度とすることが好ましい。
【００２１】
基板の平坦度を１μｍ以下に抑えることによって、基板上に薄膜を形成したときに得られるマスクブランクの平坦度のばらつきを抑え、さらに薄膜をパターニングしてマスクにしたときのパターン位置精度がさらに良好になるので好ましい。これは、基板の平坦度と、薄膜に起因する平坦度変化量が小さい方が、絶対精度を作り込む上でのコントロールは容易であり、また、転写用マスクにしたときの膜応力変化によるパターン位置ずれが小さくなるからである。
本発明でいうマスクブランクには、透過型マスクブランク、反射型マスクブランクの何れも含まれる。
【００２２】
本発明でいう、前記薄膜は、露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜をいい、露光光を遮光する機能を有する薄膜や、露光光に対し位相差変化をもたらす薄膜、露光光を吸収する機能を有する薄膜などを言う。従って、本発明におけるマスクブランクとは、広義の意味であって、薄膜として露光光を遮光する機能を有する遮光性薄膜のみが形成されたフォトマスクブランクや、薄膜として露光光に対し位相差変化をもたらす位相シフト機能を有する位相シフト薄膜が形成された位相シフトマスクブランク、薄膜として露光光を反射する機能を有する反射膜、露光光を吸収する光吸収膜を有する反射型マスクブランクを含むものである。また、本発明のマスクブランクは、上記薄膜をパターニングするときにマスクとして機能を果たすレジスト膜を形成しても構わない。
【００２３】
また、基板の平坦度を調整する方法は特に限定されない。基板の研磨方法、研磨条件を適宜選定することによって平坦度を調整（制御）することもできるし、研磨して得られた基板の主表面をエッチング等によって局所的に平坦度を修正して基板の平坦度を調整することもできる。
基板の研磨方法は、１枚１枚基板の主表面を研磨する枚葉式研磨方法や、一度に複数枚の基板の主表面を研磨するバッチ式研磨方法などが挙げられる。
枚葉式研磨方法は、基板１枚に対しての面圧力等の研磨条件を制御しながら研磨加工できるので平坦度を調整するのに適している。
【００２４】
また、バッチ式研磨方法は、研磨装置における太陽歯車と内歯歯車の間にセットされたキャリアと呼ばれるワーク保持板に複数の基板をセットし、太陽歯車の回りをキャリアが自転しながら公転して研磨するものであって、平坦度の調整は、キャリアの自転回転数、公転回転数、研磨機の定盤精度や定盤に貼りつけられている研磨布、研磨砥粒などを変化させることによって平坦度を調整することができる。
【００２５】
また、エッチング等によって局所的に平坦度を修正する方法としては、例えば、基板材料がマスクブランク用基板として一般的に使用されている石英ガラスの場合、酸素ガスとフッ化炭素系ガスの混合ガスによるドライエッチングによって平坦度が悪い領域を除去して平坦度を調整することもできる。
好ましい平坦度の調整方法（電子デバイス用基板の製造方法）としては、平坦度を厳密に制御できるという点から以下の構成が良い。
（c）電子デバイス用基板の平坦度を測定した後、前記基板の平坦度が、（a）または（b）に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび／または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度を調整することを特徴とする電子デバイス用基板の製造方法。
【００２６】
エッチングとしては、上述のように、フッ化炭素系のガスとするドライエッチングガスを平坦度が悪い領域に供給して除去することにより平坦度を調整する方法や、基板を侵食するエッチング溶液（ガラス基板の場合、フッ酸などの酸性水溶液、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性水溶液）を平坦度が悪い領域に供給して除去することにより平坦度を調整する方法がある。
上述の局所的に平坦度を調整する方法の中でも特に、局所的に圧力を加えて研磨することにより基板の平坦度を調整する方法が、基板の表面粗さを維持または向上しながら、所望の平坦度とすることができるので好ましい。また、局所的に圧力を加えながら研磨し、且つエッチングするメカノケミカルポリッシングで平坦度を調整することもできる。この場合、局所的に圧力を加えて研磨する平坦度の調整方法よりも研磨速度が向上するので、生産性が向上するなどの利点がある。
【００２７】
具体的には、(d)回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板表面を研磨する基板加圧手段と、前記加圧手段は、基板表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体を有しており、該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用い、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域は、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にし、凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し基板主表面を研磨することによって、基板の平坦度の調整を行うのが最も良い。
（e） 前記基板に加えるべき圧力を、予め記憶手段に記憶してある複数種類の圧力分布を有する荷重タイプから所望の平坦度にする最適な荷重タイプを選択し、該荷重タイプに応じた圧力分布で研磨を行い、前記基板の平坦度を調整することを特徴とする（c）または（d）に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
マスクブランクに使用する電子デバイス用基板の平坦度は、基板毎に異なっており、基板主表面の表面形状としては凸状のものや凹状のものがある。
このように、形状が異なる電子デバイス用基板を用いて製造したマスクブランクや転写用マスクは平坦度が悪化し、薄膜をパターニングして転写用マスクを作製した場合のパターン位置精度が悪化する。
【００２８】
従って、主表面の表面形状が凸状の基板や主表面の表面形状が凹状の基板において、任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的に圧力を加えて研磨することにより、凸状箇所が選択的に除去されるので、基板の平坦度が良好になる。
【００２９】
本発明は、電子デバイス用基板の平坦度を所望の値（平坦度）にするために、予め記憶手段にて記憶してある複数種類の圧力分布を有する荷重タイプから所望の平坦度にする最適な荷重タイプを選択し、その荷重タイプに応じた圧力分布で研磨を行うことにより、基板の平坦度を所望の値にすることができる。
なお、この荷重タイプを複数選択して、組み合わせることにより、効果的に所望の平坦度に近づけることができる。
【００３０】
なお、平坦度の定義および測定方法は（a）と同様である。
（f）電子デバイス用基板の主表面上に露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、前記基板上に形成される前記薄膜に応じて（a）に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度を有する前記基板を用いることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（g）電子デバイス用基板の主表面上に薄膜パターンを形成して転写用マスクを製造する転写用マスクの製造方法であって、前記基板上に形成される前記薄膜、および、前記基板主表面に形成されるパターン占有率、薄膜パターンの位置、薄膜パターンの形状のうち少なくとも何れか一つに応じて（b）に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度を有する前記基板を用いることを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【００３１】
マスクブランクまたは転写用マスクを製造する際に、（a）または（b）に記載の平坦度決定方法により決定した基板は、（c）乃至（e）の何れかに記載の電子デバイス用基板の製造方法によって基板の平坦度を調整して得られたものでもよいし、または、（c）乃至（e）の何れかに記載の電子デバイス用基板の平坦度を測定し、複数の基板を平坦度毎に分類しておき、マスクブランクを作製する際に、最適な平坦度を有する基板を選択しても構わない。
（h）電子デバイス用基板の主表面上にクロムを主成分とする薄膜をスパッタリング法により形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、前記基板は前記薄膜を形成する側の基板主表面の表面形状が凸形状の基板とすることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【００３２】
スパッタリング法によって形成されるクロムを主成分とする薄膜は、一般に引張応力を有するので基板上に形成した場合、表面形状が凹形状となる。従って、高平坦度のマスクブランクを作製する場合には、使用する基板は前記基板は前記薄膜を形成する側の基板主表面の表面形状が凸形状の基板を用いることが望ましい。クロムを主成分とする薄膜は、クロム単体でもよく、またクロム以外に酸素、窒素、炭素の中から選ばれた少なくとも一つの元素を添加しても構わない。例えば、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム炭化物、クロム酸化窒化物、クロム窒化炭化物、クロム酸化炭化物、クロム酸化窒化炭化物などが挙げられる。また、クロムを主成分とする薄膜は、単層でも複数層としても良い。
（i）電子デバイス用基板の主表面上に主成分として珪素を含有し、さらに酸素および／または窒素を含有する薄膜をスパッタリング法により形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、前記基板は前記薄膜を形成する側の基板主表面の表面形状が凹形状の基板とすることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【００３３】
スパッタリング法によって形成される珪素を主成分とし、さらに酸素および／または窒素を含有する薄膜は、一般に圧縮応力を有するので基板上に形成した場合、表面形状が凸形状となる。従って、高平坦度のマスクブランクを作製する場合には、使用する前記基板は前記薄膜を形成する側の基板主表面の表面形状が凹形状の基板を用いることが好ましい。主成分として珪素を含み、さらに酸素および／または窒素を含有する皮膜として、代表的な材料は、金属シリサイド酸化物、金属シリサイド窒化物、金属シリサイド酸化窒化物、金属シリサイド酸化炭化物、金属シリサイド窒化炭化物、金属シリサイド酸化窒化炭化物（金属：遷移元素（Ｍｏ，Ｔａ，Ｗなど））や、酸化珪素、酸化窒化珪素などが挙げられる。また、珪素を主成分とし、さらに酸素および／または珪素を含有する薄膜は単層でも複数層としても良い。
（j）（a）に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度を有する前記基板を用いることを特徴とする（h）または（i）に記載のマスクブランクの製造方法。
（k）電子デバイス用基板の主表面上に薄膜パターンを形成して転写用マスクを製造する転写用マスクの製造方法であって、前記基板上に形成される前記薄膜、および、前記基板主表面に形成されるパターン占有率、薄膜パターンの位置、薄膜パターンの形状のうち少なくとも何れか一つに応じて請求項２に記載の平坦度決定方法により決定した所望の平坦度を有する前記基板を用いて、（h）または（i）に記載の製造方法により製造したフォトマスクブランクを用いることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
（l）電子デバイス用基板の主表面上に露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜を形成したマスクブランクの製造方法であって、
予め既知の平坦度および表面形状を有する電子デバイス用基板の主表面上に、マスクブランクを製造するのと同じ成膜条件にて前記薄膜を成膜し、該薄膜の膜応力に起因した基板の平坦度変化量を求め、マスクブランクが所望の平坦度となるように、前記基板の平坦度および表面形状を決定して、前記基板の主表面が決定した平坦度および表面形状を有する基板を準備する工程と、
前記基板の主表面上に露光光に対して光学的変化をもたらす薄膜を形成する工程と、
を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（m）前記基板を準備する工程は、前記電子デバイス用基板の平坦度および表面形状を測定する工程と、前記基板の平坦度および表面形状が、前記決定した平坦度および表面形状となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび／または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度および表面形状を調整する工程と、を有することを特徴とする（l）に記載のマスクブランクの製造方法。
（n）前記基板の平坦度の調整は、回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板表面を研磨する基板加圧手段と、前記加圧手段は、基板表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体を有しており、
該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用い、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域は、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にし、
凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し基板主表面を研磨することによって行われることを特徴とする（m）に記載のマスクブランクの製造方法。
（0）前記薄膜はクロムを主成分とする材料であって、前記基板の表面形状は凸形状とすることを特徴とする（l）から（n）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（p）前記薄膜は主成分として硅素を含有し、さらに酸素および窒素のうち少なくとも一以上の成分を含有する材料であって、前記基板の表面形状は凹形状とすることを特徴とする（l）から（n）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
（q）電子デバイス用基板の主表面上に所望のパターンを形成した転写用マスクの製造方法であって、予め既知の平坦度および表面形状を有する電子デバイス用基板の主表面上に、転写用マスクを製造するのと同じ薄膜パターン占有率、薄膜パターン位置、薄膜パターン形状のうち少なくとも何れか一つを満足するように薄膜パターンを形成し、該薄膜パターンによる膜応力に起因した基板の平坦度変化量を求め、転写用マスクが所望の平坦度となるように、前記基板の平坦度および表面形状を決定して、前記基板の主表面が決定した平坦度および表面形状を有する基板を準備する工程と、前記基板の主表面上に所望のパターンを形成する工程と、を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
（r）前記基板を準備する工程は、前記電子デバイス用基枚の平坦度および表面形状を測定する工程と、前記基板の平坦度および表面形状が、前記決定した平坦度及び表面形状となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび／または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度および表面形状を調整する工程と、を有することを特徴とする（q）に記載の転写用マスクの製造方法。
（s）前記基板の平坦度の調整は、回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板表面を研磨する基板加圧手段と、前記加圧手段は、基板表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体を有しており、
該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用い、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域は、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にし、凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し基板主表面を研磨することによって行われることを特徴とする（r）に記載の転写用マスクの製造方法。
（t）前記薄膜はクロムを主成分とする材料であって、前記基板の表面形状は凸形状とすることを特徴とする（q）から（s）のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
（u）前記薄膜は主成分として硅素を含有し、さらに酸素および／または窒素を含有する材料であって、前記基板の表面形状は凹形状とすることを特徴とする（q）から（s）のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
（v）前記電子デバイス用基板は、ガラス基板であることを特徴とする（l）から（u）のいずれかに記載のマスクブランクまたは転写用マスクの製造方法。
【００３４】
本発明に用いる基板の平坦度決定方法について、以下詳細に説明する。
薄膜として遮光機能を有する遮光性薄膜を形成するフォトマスクブランクと、薄膜として位相シフト機能と遮光機能を有するハーフトーン膜を形成する位相シフトマスクブランクを作製するために、以下のように基板の平坦度を決定する。フォトマスクブランクと同じ大きさ（６インチ×６インチ×０．２５インチ）（１インチ＝２５．４ｍｍ）、材料であって既知の平坦度（平坦度０．５μｍ（凸形状）：平坦度測定機（トロッペル社製ＦＭ２００）にて測定）を有する透明基板（石英ガラス基板）を準備し、その透明基板の主表面上に窒化クロム膜／炭化クロム膜／酸化窒化クロム膜をスパッタリング法により積層（合計膜厚９００オングストローム）したフォトマスクブランク、透明基板の主表面上に窒化されたモリブデンシリサイド膜をスパッタリング法により積層（膜厚８００オングストローム）した位相シフトマスクブランクを作製した。（尚、遮光性薄膜、ハーフトーン膜の成膜条件は、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクの製造する際の成膜条件と同じとした。）
フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクそれぞれの平坦度を測定したところ、フォトマスクブランクの平坦度は０．２μｍ（凸形状）、位相シフトマスクブランクの平坦度は１．６μｍ（凸形状）であった。
上記透明基板の平坦度、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクの平坦度から遮光性薄膜の平坦度変化量、ハーフトーン膜の平坦度変化量を算出したところ、遮光性薄膜は−０．３μｍ、ハーフトーン膜は＋１．１μｍであった。
【００３５】
従って、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクの平坦度を理想的な平坦度（０μｍ）とすることをねらいとし、フォトマスクブランクを作製する透明基板の平坦度を０．３μｍ（凸形状）、位相シフトマスクブランクを作製する透明基板の平坦度を１．１μｍ（凹形状）と決定した。
第２の発明における電子デバイス用透明基板の平坦度決定方法について、以下詳細に説明する。
【００３６】
薄膜として位相シフト機能と遮光機能を有するハーフトーン膜を形成する位相シフトマスクを作製するために、以下のように透明基板の平坦度を決定する。
位相シフトマスクブランクと同じ大きさ（６インチ×６インチ×０．２５インチ）、材料であって既知の平坦度（平坦度１．０μｍ（凸形状）：平坦度測定器（トロッペル社製ＦＭ２００）にて測定）を有する透明基板（石英ガラス基板）を準備し、その透明基板の主表面上に窒化されたモリブデンシリサイド膜をスパッタリング法により積層（膜厚８００オングストローム）し、さらにレジスト膜（４００オングストローム）をスピンコート法により形成し、所望のパターンを有するマスクを介して露光・現像することによって、所望のパターンを有する位相シフト膜を作製した（パターン占有率（開口率）：約２０％）。
この位相シフトマスクの平坦度を測定したところ、フォトマスクの平坦度は２．０μｍ（凸形状）であった。
【００３７】
従って、位相シフトマスクの平坦度を理想的な平坦度（０μｍ）とすることをねらいとし、位相シフトマスクを作製する透明基板の平坦度を２．０μｍ（凹形状）と決定した。
【００３８】
上述では、パターン占有率（開口率）のみを考慮して、透明基板の平坦度を決定したが、より高精度の平坦度制御が求められる場合においては、同じパターン占有率（開口率）であっても薄膜パターンの形成位置や、薄膜パターンの形状によっても、マスクブランクの平坦度を基準にした場合、応力変化の違いがあると考えられるので、これら、薄膜パターンの形成位置、薄膜パターンの形状も考慮して透明基板の平坦度を決定する方が好ましい。
＜実施例１＞
以下、フォトマスクブランクおよびフォトマスクの製造方法について説明する。
【００３９】
後述する透明基板の平坦度調整方法によって、透明基板（石英ガラス基板）の平坦度を０．３μｍ（凸形状）に調整した透明基板の主表面上に、上述の成膜条件の元、窒化クロム膜／炭化クロム膜／酸化窒化クロム膜をスパッタリング法により積層（膜厚９００オングストローム）したフォトマスクブランクを作製した。
【００４０】
得られたフォトマスクブランクの平坦度を上記と同様の方法によって測定したところ、０．１μｍ（凸形状）と高い平坦度を有していた。（理想値０μｍとならなかった理由は、製造ばらつきおよび測定器バラツキによるものと考えられる。）さらに、遮光性薄膜上にレジスト膜をスピンコート法により形成し、所定のパターンを有するマスクを介して露光・現像することによって所望のパターンを有するフォトマスクを作製した。得られたフォトマスクのパターン位置精度を基準パターンデータと対比したところパターン位置精度は良好であった。
＜実施例２＞
両面精密研磨の研磨条件を制御することによって、透明基板（石英ガラス基板）の平坦度を１．１μｍ（凹形状）に調整した透明基板の主表面上に、上述の成膜条件の元、窒化されたモリブデンシリサイド膜をスパッタリング法により形成（膜厚８００オングストローム）した位相シフトマスクブランクを作製した。
【００４１】
得られた位相シフトマスクブランクの平坦度を上記と同様の方法によって測定したところ、０．２μｍ（凹形状）と高い平坦度を有していた。（理想値０μｍとならなかったのは測定器ばらつきによるものと考えられる。）さらに、ハーフトーン膜上にレジスト膜をスピンコート法により形成し、所望のパターンを有するマスクを介して露光・現像することによって所望のパターンを有するフォトマスクを作製した。得られた位相シフトマスクのパターン位置精度を基準パターンデータと対比したところパターン精度精度は良好であった。
＜実施例３＞
両面精密研磨の研磨条件を制御することによって、透明基板（石英ガラス基板）の平坦度を２．０μｍ（凹形状）に調整した透明基板の主表面上に、上述の条件にて、窒化されたモリブデンシリサイド膜をスパッタリング法により形成（膜厚８００オングストローム）し、さらにレジスト膜（４０００オングストローム）をスピンコート法により形成し、所望のパターンを有するマスクを介して露光・現像することによって、所望のパターンを有する位相シフト膜を作製した。
【００４２】
得られた位相シフトマスクの平坦度を上記と同様の方法で測定したところ、０．１μｍ（凸形状）と高い平坦度を有していた。（理想値０μｍにならなかったのは測定器のばらつきによるものと考えられる。）
＜比較例＞
上記の透明基板の平坦度決定方法によらず、精密研磨の研磨条件を制御することによって、従来と同様に高い平坦度を有する基板に仕上げた透明基板（石英ガラス基板：平坦度０．５μｍ（凸形状））を用意して、実施例１、２、３と同じ方法によってフォトマスクブランクおよびフォトマスク、位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクを作製した。
【００４３】
その結果、フォトマスクブランクの平坦度は１．５μｍ（凹形状）、位相シフトマスクブランクの平坦度は１．６μｍ（凸形状）となりフォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクとしての平坦度は悪化した。また、上述と同様の方法によってフォトマスク、位相シフトマスクを作製したときのパターン位置精度を評価したところ、基準パターンデータよりパターン位置精度が悪化した。
【００４４】
次に、電子デバイス用透明基板の平坦度調整方法（電子デバイス用透明基板の製造方法）の実施形態について図２乃至図５を用いて説明する。
図２は、本発明における電子デバイス用透明基板の平坦度調整方法に用いる研磨機の構造を示す平面図であり、図３は、そのＡ−Ａ´断面図である。
図３に示すように、研磨機の構造は、研磨パッド２が貼りつけられ、図示しない回転装置により定盤用回転軸を介して回転駆動する研磨定盤１と、基板主表面の複数に分割された領域に対し、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体３と、複数の加圧体を保持する加圧体保持手段４と、加圧体３の圧力を制御する圧力制御手段、基板を保持する基板保持手段（リテーナーリング）５とを有し、研磨定盤１の回転と、個々の加圧体３の基板６に対する圧力を制御し、加圧体保持手段４および基板保持手段５が一体となって回転することにより研磨パッド２側の基板主表面を片面研磨するものである。
【００４５】
そして、この研磨機を用いて電子デバイス用透明基板の平坦度を調整するには、以下のようにして行う。
【００４６】
基板６は、リテーナーリング５により研磨定盤１の上に保持され、加圧体３により研磨定盤１に押付けられながら回転する。
このリテーナーリングは、研磨パッド２を押さえることにより、基板６の周縁部にかかる圧力を均一化する役割を果たす。
【００４７】
一方、研磨定盤１の上面には研磨パッド２が貼付されており、加圧体３が基板６を研磨パッド２に押付けながら研磨定盤１と逆方向に回転することによって基板６の主表面が研磨される。
加圧体３は、加圧体保持手段４により保持され、基板６の上面を覆うように多数設けられており、基板６にかける圧力を局所的に任意にコントロールすることができる。
【００４８】
この加圧体３の駆動はエアーシリンダーを用いることが好ましい。加圧体３の稼動範囲（ストローク）を大きく取ることができ、ＤＡ変換機および空電変換器を用いることにより制御が容易だからである。
【００４９】
例えば、図３のように、基板６が中央部の厚みが大きい凸状の場合には、基板６の中央部に位置する加圧体３の圧力を高く、逆に、基板６の周縁部に位置する加圧体３の圧力を低くすることによって、凸状の基板形状を平坦にすることができる。
＜実施例４＞
図４は、本発明における電子デバイス用凸状透明基板の平坦度調整を行った実施例を示す図である。
【００５０】
電子デバイス用透明基板の平坦度を測定した結果、基板表面の形状はドーム状で、平坦度：０．６〜０．９μｍの範囲に入る凸形状なので、まず、基板の中央部の圧力が高い荷重タイプ（１）（基板外周部に配置されている加圧体３には荷重を加えず、基板中央部から基板外周部にかけて次第に基板６に対する荷重が小さくなるような荷重タイプ（尚、図４の荷重タイプ（１）、（２）に記載されている数値は、基板上に働く圧力（ｋｇ／ｃｍ2）を示す。））にを選択して、回転数１０〜２０ｒｐｍ、研磨時間１５０〜３００秒で研磨を行ったところ（使用した研磨剤は、コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水の研磨液を使用して研磨を行った。）、平坦度：０．３〜０．５μｍの凸形状となった。
さらに、基板の中央部の圧力がわずかに高い荷重タイプ（２）（基板外周部に配置されている加圧体３には、極小さな荷重（０．１ｋｇ／ｃｍ2）とし、それ以外の基板中央部に配置されている加圧体３には、基板外周部の加圧体３より若干大きい荷重（０．２ｋｇ／ｃｍ2）とする荷重タイプ）を選択して、回転数５〜２０ｒｐｍ、研磨時間９０〜１８０秒研磨を行ったところ（使用した研磨剤は、コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水の研磨液を使用して研磨を行った。）、平坦度：０．１〜０．２μｍの凸形状とすることができた。
【００５１】
本実施例では二つの荷重タイプを組み合わせて用いたが、あらかじめ多数の荷重タイプを準備しておき、この中から、最適な組合せを選択することにより、さらに容易に所望の平坦度を実現することができる。また、上述のように、平坦度の調整は、研磨の進行と合わせて複数段階の荷重タイプを組み合わせて行った方が、効率よく所望の平坦度を有する基板を得ることができる。
【００５２】
なお、荷重タイプの選定に当たっては、研磨定盤温度・回転数・電流値・トルク値など、研磨機側の条件を設定し、これに応じて、所望の平坦度を得るために最適な荷重タイプの組合せを自動的に選択するソフトウェアを用いることが好ましい。
＜実施例５＞
図５は、本発明における電子デバイス用凹状透明基板の平坦度調整を行った実施例を示す図である。
電子デバイス用透明基板の平坦度を測定した結果、基板表面の形状は、おわん状で、平坦度：０．６〜０．７μｍの範囲に入る凹形状なので、まず、基板のコーナー部の圧力が高い荷重タイプ（３）（基板中央部近傍に配置されている加圧体３には荷重を加えず、基板のコーナー部に配置されている加圧体３に最も高い荷重がかかるようにした荷重タイプ（尚、図５の荷重タイプ（３）、（４）に記載されている数値は、基板上に働く圧力（ｋｇ／ｃｍ2）を示す。）を選択して、回転数１０〜２０ｒｐｍ、研磨時間４５〜１００秒で研磨を行ったところ（使用した研磨剤は、コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水の研磨液を使用して研磨を行った。）、平坦度：０．４〜０．５μｍの凹形状となった。
【００５３】
さらに、基板のコーナー部の圧力がわずかに高い荷重タイプ（４）（基板中央部近傍に配置されている加圧体３には荷重を加えず、基板の外周部に配置されている加圧体３に荷重をかけ、基板のコーナー部にから基板の内側にかけて次第に小さくなるような荷重タイプ）を選択して、回転数５〜２０ｒｐｍ、研磨時間５〜２０秒で研磨を行ったところ（使用した研磨剤は、コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水の研磨液を使用して研磨を行った。）、平坦度：０．２〜０．３μｍの凹形状とすることができた。
＜比較例＞
実施例３および実施例４に用いた電子デバイス用透明基板の表面に均一な荷重をかけながら研磨を行ったところ、平坦度は良好にならなかった。
＜実施例６＞
上述の実施例３において、使用する研磨液を、研磨剤としてコロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）を使用し、水酸化ナトリウムを添加してｐＨが１１．２の研磨液とし、メカノケミカルポリッシングにした以外は実施例３と同じ平坦度の調整方法を行った。
その結果、最終的に得られる基板の平坦度はほぼ同じであるが、平坦度調整における研磨時間がおよそ１５〜２０％短縮することができた。
【符号の説明】
【００５４】
１：研磨定盤、
２：研磨パッド、
３：加圧体、
４：加圧体保持手段、
５：リテーナーリング、
６：基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凸形状である基板に対し、クロムを主成分とする材料からなり、引張応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【請求項２】
電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凹形状である基板に対し、主成分としてケイ素を含有し、さらに酸素および窒素のうち少なくとも一以上の成分を含有する材料からなり、圧縮応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【請求項３】
前記電子デバイス用基板は、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となるように前記薄膜の膜応力に起因した前記基板の平坦度変化量を見込んだ主表面の平坦度とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項４】
電子デバイス用基板の平坦度を測定した後、前記基板の平坦度が前記の所望の平坦度となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび/または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度を調整することを特徴とする請求項３に記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項５】
前記基板の平坦度の調整は、
回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板主表面を研磨する基板加圧手段とを備え、
前記加圧手段には、基板主表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体が設けられ、
該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用いて行われるものであり、
該基板主表面の形状が基板主表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域において、該凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にして、基板主表面を研磨することによって行われることを特徴とする請求項４に記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項６】
前記基板の平坦度の調整は、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に、基板を侵食するエッチング溶液を供給する局所的なエッチングをすることによって行われることを特徴とする請求項４に記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項７】
前記マスクブランクの所望の平坦度は、1μm以下であることを特徴とする請求項３から請求項６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】
前記電子デバイス用基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項９】
前記薄膜は、露光光を遮光する遮光膜、露光光に対し位相差変化をもたらす位相シフト膜、露光光を吸収する光吸収膜、および露光光を反射する機能を有する反射膜のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の製造方法により製造したマスクブランクの薄膜をパターニングして薄膜パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【請求項１】
電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凸形状である基板に対し、クロムを主成分とする材料からなり、引張応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【請求項２】
電子デバイス用基板の主表面上に薄膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法であって、
前記薄膜を形成する側の主表面の表面形状が凹形状である基板に対し、主成分としてケイ素を含有し、さらに酸素および窒素のうち少なくとも一以上の成分を含有する材料からなり、圧縮応力を有する前記薄膜をスパッタリング法で形成することにより、前記薄膜の成膜前よりも主表面の平坦度が高いマスクブランクを得ることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【請求項３】
前記電子デバイス用基板は、マスクブランクの平坦度が所望の平坦度となるように前記薄膜の膜応力に起因した前記基板の平坦度変化量を見込んだ主表面の平坦度とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項４】
電子デバイス用基板の平坦度を測定した後、前記基板の平坦度が前記の所望の平坦度となるように、前記基板の主表面の形状が該基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に局所的にエッチングおよび/または圧力を加えて研磨することにより前記基板の平坦度を調整することを特徴とする請求項３に記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項５】
前記基板の平坦度の調整は、
回転自在な研磨定盤と、該研磨定盤上に設けられた研磨パッドと、該研磨パッドの表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨パッド上に基板を保持する基板保持手段と、前記研磨パッドに前記基板保持手段によって保持された基板を加圧することにより基板主表面を研磨する基板加圧手段とを備え、
前記加圧手段には、基板主表面の分割された複数領域に対して、任意に独立して加圧できるように複数の加圧体が設けられ、
該加圧体には個々に圧力制御可能な圧力制御手段が設けられた研磨装置を用いて行われるものであり、
該基板主表面の形状が基板主表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域において、該凸状になっている領域に対向する基板の裏面側より押圧し、他の領域よりも前記圧力制御手段によって前記加圧体の基板に対する圧力を大にして、基板主表面を研磨することによって行われることを特徴とする請求項４に記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項６】
前記基板の平坦度の調整は、該基板主表面の形状が基板表面において任意に設定した基準面に対して相対的に凸状になっている領域に、基板を侵食するエッチング溶液を供給する局所的なエッチングをすることによって行われることを特徴とする請求項４に記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項７】
前記マスクブランクの所望の平坦度は、1μm以下であることを特徴とする請求項３から請求項６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】
前記電子デバイス用基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項９】
前記薄膜は、露光光を遮光する遮光膜、露光光に対し位相差変化をもたらす位相シフト膜、露光光を吸収する光吸収膜、および露光光を反射する機能を有する反射膜のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の製造方法により製造したマスクブランクの薄膜をパターニングして薄膜パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１５６３４（Ｐ２０１１−２１５６３４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２４２６（Ｐ２０１１−１５２４２６）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【分割の表示】特願２０１０−２４２７５（Ｐ２０１０−２４２７５）の分割
【原出願日】平成１５年３月２８日（２００３．３．２８）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【分割の表示】特願２０１０−２４２７５（Ｐ２０１０−２４２７５）の分割
【原出願日】平成１５年３月２８日（２００３．３．２８）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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