(57)【要約】【課題】所定の薄膜処理の前後で、薄膜の表面形状を測定して、２つの表面形状データから差分形状を取得する場合、精度の高い差分形状を算出し、取得するための、差分形状の取得方法を得る。【解決手段】基板上に薄膜を備えるマスクブランクに係る差分形状の取得方法であって、前記マスクブランクに対して処理を行う前に、前記薄膜の表面を測定して前記薄膜の処理前の表面形状を取得する工程と、前記マスクブランクに対して処理を行った後に、前記薄膜の表面を測定して前記薄膜の処理後の表面形状を取得する工程と、前記処理前の表面形状及び前記処理後の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出し、さらに算出された２つの前記近似曲面の差分形状を算出する工程とを有することを特徴とする差分形状の取得方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に薄膜を備えるマスクブランクに係る差分形状の取得方法であって、
前記マスクブランクに対して処理を行う前に、前記薄膜の表面を測定して前記薄膜の処理前の表面形状を取得する工程と、
前記マスクブランクに対して処理を行った後に、前記薄膜の表面を測定して前記薄膜の処理後の表面形状を取得する工程と、
前記処理前の表面形状及び前記処理後の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出し、さらに算出された２つの前記近似曲面の差分形状を算出する工程と
を有することを特徴とする差分形状の取得方法。
【請求項２】
前記処理前の表面形状及び前記処理後の表面形状からそれぞれ前記近似曲面を算出する領域と、算出された２つの前記近似曲面の前記差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることを特徴とする請求項１に記載の差分形状の取得方法。
【請求項３】
算出された２つの前記近似曲面の前記差分形状を算出する工程の後に、２つの前記近似曲面の前記差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の差分形状の取得方法。
【請求項４】
前記処理は、前記薄膜の膜応力を変化させる処理であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の差分形状の取得方法。
【請求項５】
前記処理は、加熱処理又は光照射処理であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の差分形状の取得方法。
【請求項６】
基板上に薄膜を備えるマスクブランクに係る差分形状の取得方法であって、
前記薄膜を形成する前に、前記基板の表面を測定して前記基板の表面形状を取得する工程と、
前記薄膜を形成した後に、前記薄膜の表面を測定して前記薄膜の表面形状を取得する工程と、
前記基板の表面形状及び前記薄膜の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出し、さらに算出された２つの前記近似曲面の差分形状を算出する工程と
を有することを特徴とする差分形状の取得方法。
【請求項７】
前記基板の表面形状及び前記薄膜の表面形状からそれぞれ前記近似曲面を算出する領域と、算出された２つの前記近似曲面の前記差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることを特徴とする請求項６に記載の差分形状の取得方法。
【請求項８】
算出された２つの前記近似曲面の前記差分形状を算出する工程の後に、２つの前記近似曲面の前記差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の差分形状の取得方法。
【請求項９】
前記基板の表面形状を取得する工程の後、かつ前記薄膜の表面形状を取得する工程の前に、前記薄膜に対して膜応力を変化させる処理を行う工程を有することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の差分形状の取得方法。
【請求項１０】
前記膜応力を変化させる処理は、加熱処理又は光照射処理であることを特徴とする請求項９記載の差分形状の取得方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の差分形状の取得方法を用いる膜応力低減方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板の表面に薄膜を形成する工程と、
前記薄膜が形成された基板に対し、膜応力を変化させる処理を行う工程とを有し、
前記膜応力を変化させる処理は、膜応力を低減させる処理であり、
前記膜応力を低減させる処理は、前記薄膜に対して膜応力を変化させる処理の処理条件と前記差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの差との対応関係から選定された処理条件で行われることを特徴とする膜応力低減方法。
【請求項１２】
請求項９又は１０に記載の差分形状の取得方法を用いるマスクブランクの製造方法であって、
基板を準備する工程と、
前記基板の表面に薄膜を形成する工程と、
前記薄膜が形成された基板に対し、膜応力を変化させる処理を行う工程とを有し、
前記膜応力を変化させる処理は、膜応力を低減させる処理であり、
前記膜応力を低減させる処理は、前記薄膜に対して膜応力を変化させる処理の処理条件と前記差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの差との対応関係から選定された処理条件で行われる
ことを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成する工程を備えることを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写用マスクを製造するためのマスクブランクの製造工程において必要とされる差分形状の取得方法、膜応力低減方法、マスクブランクの製造方法及び転写用マスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、種々の目的のために、基板の主表面の形状を測定することや、主表面上に薄膜が設けられた基板における薄膜の表面形状を測定することが行われてきている。半導体基板、転写用マスク製造用の基板、及びインプリントモールド製造用の基板等の表面形状を測定する場合、高い測定精度が求められている。また、スループットの向上のため、比較的広い測定領域での表面形状の測定にも関わらず、測定時間の短さも同時に求められている。一般に、表面形状の測定方法には、原子間力顕微鏡による測定に代表されるような表面を走査して測定領域全体の表面形状を測定する方法と、特許文献１に開示されているような測定領域全体に検査光を照射して測定領域全体の表面形状を一度に測定する方法がある。
【０００３】
特許文献１の測定方法では、レーザー光のようなコヒーレントの傾向が強い検査光を被測定対象物である基板の測定領域全体に照射し、その表面で反射された光と、高い平坦度を有する基準表面で反射された光との間で干渉縞像を生成し、その干渉縞像を画像解析することで、その基板の表面形状を取得する。
【０００４】
一方、特許文献１に開示されているような測定方法を用いて薄膜が応力を評価する方法として、特許文献２に記載の方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５３４９２３公報
【特許文献２】特開２０１０−２３７５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の方法では、薄膜を備える基板における薄膜が有する膜応力の傾向を評価するために、その薄膜を形成する前後のそり変化量（ΔＴＩＲ）を求めることが行われている。特許文献２に記載の方法では、薄膜を形成する側の基板の主表面の形状を取得し、薄膜の形成と閃光ランプ照射の処理を行った後、薄膜の表面形状を取得し、基板の主表面形状と薄膜の表面形状との間で差分形状を算出し、これを基にそり変化量を算出している。また、測定装置で測定される基板の主表面や薄膜の表面の表面形状は、基準面（例えば、最小二乗法で近似した最小二乗平面）からの高さの面内分布で表現される。この基準面からの高さの面内分布は、測定データである測定面（主表面又は薄膜表面）からの測定光の反射光と、参照平面からの測定光の反射光とによって生じる干渉縞像に対し、２次元座標（Ｘ−Ｙ座標）を配置し、各座標位置における基準面からの高さを算出して取得されるものである。測定の際、測定対象である基板を測定装置の測定ステージにセットするときの位置精度はさほど高くはない。このため、例えば所定の処理の前後で、同じ基板を測定装置の測定ステージにセットして測定を行っても、その測定結果である表面形状の座標位置が、２つの測定で一致しないことが多い。また、測定対象である基板の主表面や薄膜の表面に座標の基準点となるマークを設けることは一般的には行われていない。通常、測定した２つの表面形状から差分形状を算出する場合、２つの表面形状に設定されている各座標の原点を一致させて差分形状を算出する。しかし、基板の主表面の表面形状における特定の座標位置の高さ情報と、薄膜形成後の基板での薄膜の表面形状における特定位置の座標位置の高さ情報とが、実際の基板上の同じ位置になっていないことが多い。このため、特許文献２に記載の方法で差分形状を算出する場合には、真の差分形状が算出できていないことが多い。真の差分形状ではない差分形状のデータから膜応力を算出しても、正確な膜応力の値を算出することができず、問題となっていた。
【０００７】
同様に、基板上に薄膜を成膜した直後の膜応力と、膜応力を低減する処理を行った後の膜応力との差を評価するために、成膜直後の薄膜の表面形状と応力低減処理後の薄膜の表面形状との差分形状を取得（算出）することがある。しかしながら、この差分形状の正確度も高いとはいえない。この差分形状から薄膜の膜応力の低減状況を分析しても、その分析の精度が高いとはいえず、問題となっていた。このほか、同じ基板の２つの表面形状から差分形状を算出し、その差分形状から変化の傾向を得ようとする場合、その差分形状の精度が低いことに起因する問題を抱えていた。
【０００８】
他方、本発明者らは、基板の主表面や薄膜の表面形状を、特許文献１に記載されているような測定装置によって測定する場合、基板や薄膜に係る何らかの要因で、その測定装置によって取得された表面形状のデータのうち、特定の座標位置の高さ情報だけその周囲の座標位置の高さ情報に比べて極端に高い又は極端に低い数値となっている現象が起こることを見出した。実際に測定した基板の主表面を目視したところ、そのような１か所だけ極端な高さの数値になるような要因はなく、エラーデータ（実態を伴わないスパイク状の異常な測定点）であることは明らかであった。測定装置によって、そのような極端な高さの数値が、実際の表面形状に合致しているのか、あるいはエラーデータであるのかを自動的に判別することは容易ではない。また、極端に高い数値が実際の表面形状に起因する場合、比較対象の２つの表面形状の座標の原点がずれていると、本来同じ位置にあるはずの極端に高い数値の座標位置が異なる位置になってしまう。そして、このような状態の２つの表面形状データで差分形状を算出すると、その極端に高い数値が相殺されず、極端に高い数値の影響が差分形状に残ってしまう。このような差分形状は、所定の処理の前後等での変化の傾向を得るためのデータには使用できない。
【０００９】
また、薄膜にパターンが形成されている基板に対し、所定の処理を行う前後でそれぞれ表面形状を測定して差分形状を算出する場合、２つの表面形状の座標の原点がずれていることがある。このような場合には、２つの表面形状データから差分形状を算出する際に、パターンの凹凸が相殺されない部分が生じてしまい、算出された差分形状は変化の傾向を得るためのデータには使用できない。
【００１０】
そこで、本発明は、所定の処理の前後、又は所定の成膜の前後で、基板及び基板表面に形成された薄膜等の表面形状を測定して、２つの表面形状データから差分形状を取得する場合、精度の高い差分形状を算出し、取得するための、差分形状の取得方法を得ることを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、基板表面に形成された薄膜の膜応力を低くするための、膜応力低減方法を得ることを目的とする。また、本発明は、低い膜応力の薄膜を有するマスクブランク及び転写用マスクの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは上記の技術的課題を解決すべく鋭意研究を行った。その結果、本発明者らは、差分形状を取得する目的は、その差分形状から変化の傾向を見出すためのものであり、差分形状の各座標位置における個々の高さ情報の正確性は、必ずしも高精度が要求されるものではなく、ある程度以上の正確性であればよいとの知見を得た。また、差分形状を取得する目的の場合、測定対象である基板の主表面や薄膜の表面の表面形状の測定において、各座標位置における個々の高さ情報の正確性についても、必ずしも高精度が要求されるものではなく、ある程度以上の正確性であればよいとの知見を得た。これらの知見を前提に本発明者らが鋭意検討した結果、差分形状を取得する元データとなる２つの表面形状は、測定装置の測定結果そのものを使用する必要性は必ずしも高くないとの知見を得た。本発明者らは、以上の知見に基づき、さらに検討した結果、表面形状の測定データ（高さ情報の面内分布）に対して近似曲面のフィッティングを行って得られた近似曲面を、その表面形状の測定データに代えて利用できることを見出した。さらに、２つの表面形状の測定データのそれぞれから近似曲面を取得し、２つの近似曲面で差分形状を取得することにより、目的とする差分形状を取得することができるとの結論に至った。このようにして得られた差分形状は、表面形状の測定データをそのまま用いて取得する差分形状に比べて精度が低下する領域が生じるというデメリットはある。しかしながら、２つの近似曲面を用いて差分形状を算出することにより、２つの表面形状データの座標の原点の位置ずれによって生じる差分形状の精度低下の影響は小さくできる。膜応力の算出等を目的として差分形状を取得する場合、差分形状の局所的な精度低下よりも、差分形状の全体の精度レベルが平均化されている方が、その差分形状から得られる傾向（膜応力値等の傾向）はより正確性の高いものとなる。
【００１３】
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。本発明は、下記の構成１〜１０であることを特徴とする差分形状の取得方法、下記の構成１１であることを特徴とする膜応力低減方法、下記の構成１２であることを特徴とするマスクブランクの製造方法、及び下記の構成１３であることを特徴とする転写用マスクの製造方法である。
【００１４】
（構成１）
本発明の構成１は、基板上に薄膜を備えるマスクブランクに係る差分形状の取得方法であって、前記マスクブランクに対して処理を行う前に、前記薄膜の表面を測定して前記薄膜の処理前の表面形状を取得する工程と、前記マスクブランクに対して処理を行った後に、前記薄膜の表面を測定して前記薄膜の処理後の表面形状を取得する工程と、前記処理前の表面形状及び前記処理後の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出し、さらに算出された２つの前記近似曲面の差分形状を算出する工程とを有することを特徴とする差分形状の取得方法である。
【００１５】
本発明の構成１によれば、基板上に形成された薄膜に対する処理の前後で、薄膜の表面形状を測定して、２つの表面形状データから差分形状を取得する場合、精度の高い差分形状を算出し、取得することができる。
【００１６】
（構成２）
本発明の構成２は、前記処理前の表面形状及び前記処理後の表面形状からそれぞれ前記近似曲面を算出する領域と、算出された２つの前記近似曲面の前記差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることを特徴とする構成１に記載の差分形状の取得方法である。
【００１７】
本発明の構成２のように、処理前の表面形状及び処理後の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する領域と、算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることにより、薄膜に対する処理の前後の差分形状を、より精度高く算出することができる。
【００１８】
（構成３）
本発明の構成３は、算出された２つの前記近似曲面の前記差分形状を算出する工程の後に、２つの前記近似曲面の前記差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程を含むことを特徴とする構成１又は２に記載の差分形状の取得方法である。
【００１９】
薄膜の応力による変形は、２次の近似式によって近似することができるものと仮定できる。そのため、算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する工程の後に、２つの近似曲面の差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程を含むことにより、薄膜の応力の傾向に適した精度の高い差分形状を取得することができる。
【００２０】
（構成４）
本発明の構成４は、前記処理は、前記薄膜の膜応力を変化させる処理であることを特徴とする構成１から３のいずれかに記載の差分形状の取得方法である。
【００２１】
薄膜に対して膜応力を変化させる処理を施すことにより、基板上に形成された薄膜の表面形状は変化する。本発明の方法により、変化の前後の薄膜の表面形状の差分である差分形状を高い精度で算出することができるので、薄膜の膜応力の変化についても高い精度で評価することができる。
【００２２】
（構成５）
本発明の構成５は、前記処理は、加熱処理又は光照射処理であることを特徴とする構成１から４のいずれかに記載の差分形状の取得方法である。
【００２３】
薄膜に対して、加熱処理又は光照射処理を施すことにより、薄膜の膜応力を低減することができる。
【００２４】
（構成６）
本発明の構成６は、基板上に薄膜を備えるマスクブランクに係る差分形状の取得方法であって、前記薄膜を形成する前に、前記基板の表面を測定して前記基板の表面形状を取得する工程と、前記薄膜を形成した後に、前記薄膜の表面を測定して前記薄膜の表面形状を取得する工程と、前記基板の表面形状及び前記薄膜の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出し、さらに算出された２つの前記近似曲面の差分形状を算出する工程とを有することを特徴とする差分形状の取得方法である。
【００２５】
本発明の構成６によれば、基板の表面形状及び薄膜の表面形状の２つの表面形状データから差分形状を取得する場合、精度の高い差分形状を算出し、取得することができる。
【００２６】
（構成７）
本発明の構成７は、前記基板の表面形状及び前記薄膜の表面形状からそれぞれ前記近似曲面を算出する領域と、算出された２つの前記近似曲面の前記差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることを特徴とする構成６に記載の差分形状の取得方法である。
【００２７】
本発明の構成７のように、基板の表面形状及び薄膜の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する領域と、算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることにより、薄膜に対する処理の前後の差分形状をより精度高く算出することができる。
【００２８】
（構成８）
本発明の構成８は、算出された２つの前記近似曲面の前記差分形状を算出する工程の後に、２つの前記近似曲面の前記差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程を含むことを特徴とする構成６又は７に記載の差分形状の取得方法である。
【００２９】
形成した薄膜の応力による変形は、２次の近似式によって近似することができるものと仮定できる。そのため、算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する工程の後に、２つの近似曲面の差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程を含むことにより、薄膜の応力の傾向に適した精度の高い差分形状を取得することができる。
【００３０】
（構成９）
本発明の構成９は、前記基板の表面形状を取得する工程の後、かつ前記薄膜の表面形状を取得する工程の前に、前記薄膜に対して膜応力を変化させる処理を行う工程を有することを特徴とする構成６から８のいずれかに記載の差分形状の取得方法である。
【００３１】
薄膜に対して膜応力を変化させる処理を施すことにより、基板上に形成された薄膜の表面形状は変化する。本発明の方法により、変化の前後の薄膜の表面形状の差分である差分形状を高い精度で算出することができるので、薄膜の膜応力を変化についても高い精度で評価することができる。
【００３２】
（構成１０）
本発明の構成１０は、前記膜応力を変化させる処理は、加熱処理又は光照射処理であることを特徴とする構成９記載の差分形状の取得方法である。
【００３３】
薄膜に対して、加熱処理又は光照射処理を施すことにより、薄膜の膜応力を低減することができる。
【００３４】
（構成１１）
本発明の構成１１は、構成９又は１０に記載の差分形状の取得方法を用いる膜応力低減方法であって、基板を準備する工程と、前記基板の表面に薄膜を形成する工程と、前記薄膜が形成された基板に対し、膜応力を変化させる処理を行う工程とを有し、前記膜応力を変化させる処理は、膜応力を低減させる処理であり、前記膜応力を低減させる処理は、前記薄膜に対して膜応力を変化させる処理の処理条件と前記差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの差との対応関係から選定された処理条件で行われることを特徴とする膜応力低減方法である。
【００３５】
膜応力を変化させる処理が、膜応力を低減させる処理であり、かつ所定の処理条件を選定することにより、形成した薄膜の膜応力を低減させることができる。
【００３６】
（構成１２）
本発明の構成１２は、構成９又は１０に記載の差分形状の取得方法を用いるマスクブランクの製造方法であって、基板を準備する工程と、前記基板の表面に薄膜を形成する工程と、前記薄膜が形成された基板に対し、膜応力を変化させる処理を行う工程とを有し、前記膜応力を変化させる処理は、膜応力を低減させる処理であり、前記膜応力を低減させる処理は、前記薄膜に対して膜応力を変化させる処理の処理条件と前記差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの差との対応関係から選定された処理条件で行われることを特徴とするマスクブランクの製造方法である。
【００３７】
膜応力を変化させる処理が、膜応力を低減させる処理であり、かつ所定の処理条件を選定することにより、形成した薄膜の膜応力を低減させることができる。その結果、形成した薄膜の膜応力が低いマスクブランクを得ることができる。
【００３８】
（構成１３）
本発明の構成１３は、構成１２に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成する工程を備えることを特徴とする転写用マスクの製造方法である。
【００３９】
所定のマスクブランクの製造方法で製造された、薄膜の膜応力が低いマスクブランクを用いて転写用マスクを製造することにより、精度の高い転写パターンを有する転写用マスクを得ることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の差分形状の取得方法によれば、所定の処理の前後、又は所定の成膜の前後で、基板及び基板表面に形成された薄膜等の表面形状を測定して、２つの表面形状データから差分形状を取得する場合、精度の高い差分形状を算出し、取得することができる。
【００４１】
取得された差分形状から、膜応力を低減する処理を行った際の膜応力の変化を算出することができる。そこで、本発明の差分形状の取得方法を利用することにより、基板表面に形成された薄膜の膜応力を低くするための、膜応力低減方法を得ることができる。また、本発明の膜応力低減方法を利用することにより、低い膜応力の薄膜を有するマスクブランク及び転写用マスクの製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の差分形状の取得方法の第１の実施形態を示す工程フロー図である。
【図２】本発明の差分形状の取得方法の第２の実施形態を示す工程フロー図である。
【図３】本発明の差分形状の取得方法の第３の実施形態を示す工程フロー図である。
【図４】本発明の差分形状の取得方法の第４の実施形態を示す工程フロー図である。
【図５】図６〜１２の図（ａ）に相当する図であって、図６〜１２の図（ｂ）及び図（ｃ）の見方を示す模式図である。
【図６】図６（ａ）は、基板の表面形状の等高線分布図の測定結果であり、図６（ｂ）及び（ｃ）は、図５に示す方向の測定点の値である。
【図７】図７（ａ）は、アニール処理後の薄膜の表面形状の等高線分布図の測定結果であり、図７（ｂ）及び（ｃ）は、図５に示す方向の測定点の値である。
【図８】比較例１の差分形状であって、図８（ａ）は、比較例１の差分形状の等高線分布図であり、図８（ｂ）及び（ｃ）は、図５に示す方向の比較例１の差分形状の値である。
【図９】図６に示す基板の表面形状の、６次の多項式による近似曲面を示す図である。
【図１０】図７に示すアニール処理後の薄膜の表面形状の、６次の多項式による近似曲面を示す図である。
【図１１】実施例１の差分形状であって、図１１（ａ）は、実施例１の差分形状の等高線分布図であり、図１１（ｂ）及び（ｃ）は、図５に示す方向の実施例１の差分形状の値である。
【図１２】実施例２の差分形状であって、図１２（ａ）は、実施例１として得られた図１１に示す差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出した差分形状であり、図１２（ｂ）及び（ｃ）は、図５に示す方向の実施例２の差分形状の値である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の差分形状の取得方法について、半導体装置の製造工程で使用されるフォトマスク（以下、「転写用マスク」という。）を製造するためのマスクブランクを例にして、説明する。しかしながら、本発明の差分形状の取得方法は、マスクブランクの製造のためだけに限られるものではない。本発明の差分形状の取得方法は、任意の用途の任意の基板、及び任意の基板に任意の薄膜が形成された薄膜付き基板等の差分形状の取得に用いることができる。
【００４４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の差分形状の取得方法の第１の実施形態を示す工程フロー図である。図１に示す第１の実施形態は、基板上に薄膜を備えるマスクブランクに係る差分形状の取得方法である。図１を参照して、第１の実施形態について説明する。
【００４５】
本発明の第１の実施形態の差分形状の取得方法は、マスクブランクに対して処理を行う前に、薄膜の表面を測定して薄膜の処理前の表面形状を取得する工程Ｓ１０１を有する。なお、本工程Ｓ１０１における表面形状を取得するための薄膜の表面の測定を、第１表面測定という。
【００４６】
マスクブランクは、ガラス基板などの基板の主表面に、遮光膜、多層反射膜、保護膜、位相シフト膜（ハーフトーン型位相シフト膜）、エッチングストッパー膜、ハードマスク膜、及び光半透過膜等の薄膜を１つ以上配置された構造を有する。
【００４７】
薄膜を形成する材料としては、ケイ素を含有する材料、ケイ素以外の金属を含有する材料、ケイ素とケイ素以外の金属とを含有する材料、さらにはこれらに酸素、窒素、及び炭素のうちいずれか１種以上を含む材料等を挙げることができる。ケイ素以外の金属としては、遷移金属、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ等を例として挙げることができる。
【００４８】
薄膜を形成する好適な材料としては、モリブデンシリサイド酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化物（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド炭化物（ＭｏＳｉＣ）、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）、モリブデンシリサイド酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）、及びモリブデンシリサイド酸化窒化炭化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）等を挙げることができる。
【００４９】
そのほか、薄膜を形成する好適な材料として、クロム金属、クロム酸化物（ＣｒＯ）、クロム窒化物（ＣｒＮ）、クロム炭化物（ＣｒＣ）、クロム酸窒化物（ＣｒＯＮ）、クロム酸化炭化物（ＣｒＯＣ）、クロム炭化窒化物（ＣｒＣＮ）、及びクロム酸化窒化炭化物（ＣｒＯＣＮ）などを用いることもできる。
【００５０】
さらに、薄膜を形成する好適な材料として、タンタル金属、タンタル酸化物（ＴａＯ）、タンタル窒化物（ＴａＮ）、タンタル炭化物（ＴａＣ）、タンタルホウ化物（ＴａＢ）、タンタル酸窒化物（ＴａＯＮ）、タンタル酸化炭化物（ＴａＯＣ）、タンタル炭化窒化物（ＴａＣＮ）、タンタルホウ化酸化物（ＴａＢＯ）、タンタルホウ化窒化物（ＴａＢＮ）、タンタルホウ化炭化物（ＴａＢＣ）、タンタル酸化窒化炭化物（ＴａＯＣＮ）、及びタンタルホウ化酸化窒化物（ＴａＢＯＮ）などを用いることもできる。
【００５１】
第１の実施形態では、まず、薄膜の表面を測定して薄膜の処理前の表面形状を取得する。薄膜の表面形状を取得するための薄膜の表面の測定（第１表面測定）は、表面形状解析装置（表面形状測定装置）を用いて行うことができる。表面形状の測定方法は、公知の方法を用いることができる。短時間で高精度の表面形状を測定することができることから、照射した光の干渉縞を利用した表面形状の測定方法を用いることが好ましい。このような表面形状を測定する装置では、レーザー光のようなコヒーレントの傾向が強い検査光を被測定対象物の測定領域全体に照射し、その表面で反射された光と、高い平坦度を有する基準表面で反射された光との間で干渉縞像を生成し、その干渉縞像を画像解析することで、その基板の表面形状を取得する。このような装置（表面形状解析装置）として、例えば、ＵｌｔｒａＦＬＡＴ  ２００Ｍ（Ｃｏｒｎｉｎｇ  ＴＲＯＰＥＬ社製）を用いることができる。
【００５２】
表面形状の測定領域の大きさは、基板の大きさ及び転写用マスクとして用いる場合のパターンの大きさ等によって、適宜選択することができる。一般的に、基板の表面形状の測定は、基板の表面全体を測定することが好ましい。基板は外周端部が面取り加工されていることが多く、外周近傍の表面は測定誤差が大きくなる傾向がある。このため、例えば、一辺が１５２ｍｍの四角形の表面を有する基板である場合、外周端から少なくとも１ｍｍを除いた領域、すなわち一辺が１５０ｍｍの四角形の内側領域で表面形状の測定を行うことが好ましい。また、外周端から２ｍｍを除いた領域、すなわち一辺が１４８ｍｍの四角形の内側領域で表面形状の測定を行うとより好ましい。
【００５３】
基板の表面形状の測定は、一般的に次のような方法により、行うことができる。まず、測定対象の表面上にグリッド状に測定点を配置し、各測定点の高さ情報（この時の基準面は、例えば測定装置の参照平面である。）を、表面形状測定装置により取得する。次に、各測定点の高さ情報に基づいて、最小二乗法により近似した面（最小二乗平面）を算出し、これを基準面とする。次に、上記の各測定点の高さ情報を、その基準面(最小二乗平面)を基準とした各測定点の高さに換算し、その結果を、各測定点における表面形状の情報とする。なお、最小二乗平面を算出するために用いられる測定点の領域は、基板の表面全体とすることができる。しかしながら、最小二乗平面を算出するために用いられる測定点の領域は、必ずしも基板の表面全体でなくてもよい。基板の周囲の近傍では、基板の端部が成膜に及ぼす影響などにより、表面形状に乱れが生じる場合がある。そのため、より精度の高い差分形状を得るために、本発明の差分形状の取得方法では、基準面である最小二乗平面を算出するために用いられる測定点の領域は、工程Ｓ１０５において第１及び第２近似曲面の差分形状を算出する際の領域と同じ領域とすることが好ましい。
【００５４】
例えば、一辺が１５２ｍｍの四角形の表面を有する基板である場合、基準面となる最小二乗平面を算出するための測定点の領域は、基板の周囲から２ｍｍ超〜１０ｍｍを除いた中央の領域、好ましくは、基板の周囲から３ｍｍ〜１０ｍｍを除いた中央の領域、具体的には、基板の周囲から５ｍｍを除いた一辺が１４２ｍｍの四角形の内側領域とすることができる。この領域は、工程Ｓ１０５において第１及び第２近似曲面の差分形状を算出する際の領域と同じ領域とすることが好ましい。
【００５５】
本発明の第１の実施形態は、薄膜の処理工程Ｓ１０２を有する。
【００５６】
薄膜の処理は、任意の処理とすることができる。本発明の差分形状の取得方法では、薄膜の処理が、薄膜の膜応力を変化させる処理である場合に好適に用いることができる。薄膜に対して膜応力を変化させる処理を施すことにより、一般的に、基板上に形成された薄膜の表面形状は変化する。本発明の差分形状の取得方法によれば、薄膜の膜応力を変化に伴う薄膜の表面形状の差分である差分形状を高い精度で算出することができるので、薄膜の膜応力の変化についても高い精度で評価することができる。なお、ここでいう膜応力とは、薄膜の内部応力を意味している。薄膜の内部応力は、圧縮応力の場合もあるし、引張応力の場合もある。
【００５７】
本発明の差分形状の取得方法において、上述の薄膜の処理は、加熱処理又は光照射処理であることが好ましい。薄膜に対して、加熱処理又は光照射処理を施すことにより、薄膜の膜応力を低減することができる。
【００５８】
加熱処理には、例えば、電気加熱炉、ヒータ、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の加熱装置を用いることが可能である。特に、薄膜がケイ素を含む材料で形成されている場合、電気加熱炉を用いた加熱処理を施すことが好ましい。このような加熱処理により、薄膜の膜応力を大幅に低減することができる。
【００５９】
加熱処理における薄膜付基板の加熱温度は、３００℃以上、好ましくは４００℃以上、より好ましくは４５０℃以上である。主表面に薄膜が形成されたガラス基板を、このような温度範囲で加熱することが好ましい。上記の加熱温度で加熱処理することにより、薄膜の内部応力を十分に低減することができる。
【００６０】
一方、光照射処理では、薄膜付基板に対して、閃光ランプから発せられる光（高エネルギー線）を照射する処理を行う。閃光ランプは、連続した幅の広い波長領域をもつ光を発することのできる光源である。閃光ランプとしては、例えば、キセノン等のガスをガラス等の光を通す材料でできた管に封入し、これに高電圧をパルス状に印加することによって光を発することができるランプを用いることができる。
【００６１】
閃光ランプの照射強度は、薄膜の種類や組成によって異なるが、０．１〜１００Ｊ／ｃｍ２、好ましくは１〜５０Ｊ／ｃｍ２、より好ましくは１０〜５０Ｊ／ｃｍ２である。照射強度がこの範囲よりも大きいと、薄膜が飛散したり、表面荒れが生じたりするおそれがある。照射強度がこの範囲よりも小さいと、膜応力を低減する効果が小さくなるおそれがある。
【００６２】
閃光ランプによる光の照射時間は、１秒以下、好ましくは０．１秒以下、さらに好ましくは０．０１秒以下である。閃光ランプから発せられる光の照射時間を短くすることによって、基板をあまり加熱せずに膜応力を低減することができる。これにより、基板にダメージを与えることを防止することができる。
【００６３】
本発明の第１の実施形態の差分形状の取得方法は、マスクブランクに対して処理（薄膜の処理工程Ｓ１０２）を行った後に、薄膜の表面を測定して薄膜の処理後の表面形状を取得する工程Ｓ１０３を有する。なお、本工程Ｓ１０３における表面形状を取得するための薄膜の表面の測定を、第２表面測定という。
【００６４】
精度の高い差分形状の取得するために、工程Ｓ１０３における薄膜の表面の測定（第２表面測定）は、工程Ｓ１０１における第１表面測定と同様に行うことができる。第１表面測定及び第２表面測定は、同一の方法により、同一の装置で測定することが好ましい。
【００６５】
本発明の第１の実施形態の差分形状の取得方法は、処理前の表面形状及び処理後の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する工程Ｓ１０４を有する。
【００６６】
工程Ｓ１０４では、工程Ｓ１０１の第１表面測定により得られた表面形状のデータに基づき、所定の処理前の表面形状に対して近似曲面（第１近似曲面）を算出する。また、工程Ｓ１０４では、工程Ｓ１０３の第２表面測定により得られた表面形状のデータに基づき、所定の処理後の表面形状のそれぞれに対して近似曲面（第２近似曲面）を算出する。
【００６７】
第１及び第２近似曲面は、所定の関数でフィッティングすることにより、得ることができる。所定の関数として、所定の次数の多項式で定義される関数、ルジャンドル多項式で定義される関数、ゼルニケ多項式で定義される関数など、任意の関数を用いることができる。所定の次数の多項式をフィッティングに用いる場合、決定係数Ｒ２が０．９０以上、好ましくは０．９５以上になる次数を選択することが好ましい。このような次数を選択することにより、測定により得られた表面形状を極力損なわずに測定データのノイズを適切に排除することができるので、適切な近似曲面を得ることができる。所定の次数の多項式以外の関数についても、決定係数Ｒ２が０．９０以上、好ましくは０．９５以上になるような関数を選択することが好ましい。なお、決定係数Ｒ２とは、重相関係数の二乗で、寄与率とも呼ばれるものであり、標本値から求めた回帰方程式の当てはまりの良さの尺度として良く用いられる指標である。決定係数Ｒ２は、残差の二乗和を標本値の平均からの差の二乗和で割ったものを１から引いた値であり、この値が１に近いほど相対的な残差が少ないことを表す。
【００６８】
比較的、良好に表面形状を近似できることから、所定の関数として、所定の次数の多項式を用いることが好ましい。多項式の次数は、４次以上であることが好ましく、５次以上であるとより好ましく、６次以上であるとさらに好ましい。多項式の次数が大きくなるにつれて、決定係数Ｒ２が１に近づく傾向があるためである。また、多項式の次数は、１２次以下であると好ましく、１０次以下であるとより好ましく、８次以下であるとさらに好ましい。フィッティングする多項式の次数の増加に伴う計算負荷の増大とその多項式の次数の増加に伴う決定係数Ｒ２の数値との関係を鑑みると、前記の次数の上限値以下とすることが適切である。
【００６９】
本発明の第１の実施形態の差分形状の取得方法は、算出された２つの近似曲面（第１近似曲面及び第２近似曲面）の差分形状を算出する工程Ｓ１０５を有する。
【００７０】
差分形状は、基板表面での各座標について、上述のように算出された第１近似曲面と、第２近似曲面との差分を算出することにより得ることができる。具体的には、第２近似曲面の所定の座標の値から、第１近似曲面のその座標の値を差し引くことにより、基板表面での所定の座標の差分を算出することができる。
【００７１】
本発明の差分形状の取得方法は、処理前の表面形状及び処理後の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する領域と、算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることが好ましい。この結果、薄膜に対する処理の前後の差分形状をより精度高く算出することができる。
【００７２】
また、工程Ｓ１０１において、薄膜の表面を測定して薄膜の処理前の表面形状を取得する際に、最小二乗平面の基準面を算出する場合には、その基準面を算出するために用いられる測定点の領域は、第１及び第２近似曲面の差分形状を算出する際の領域と同じ領域とすることが好ましい。この結果、薄膜に対する処理の前後の差分形状をより精度高く算出することができる。
【００７３】
本発明の第１の実施形態の差分形状の取得方法の差分形状の取得方法は、算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する工程Ｓ１０５の後に、２つの近似曲面の差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程Ｓ１０６を含むことができる。
【００７４】
工程Ｓ１０６は必ずしも必須ではない。しかしながら、薄膜の応力による変形のように、２次の近似式（多項式）によって近似することができるものと仮定できる場合には、工程Ｓ１０６を実施することにより、２次の近似式によって近似することができる変形について、より精度の高い差分形状を取得することができる。
【００７５】
本発明の第１の実施形態の差分形状の取得方法により、マスクブランクに対する処理の前後の表面形状において、精度の高い差分形状を算出し、取得することができる。取得した差分形状から、マスクブランクに対する処理を行った際の膜応力の変化を、精度よく評価することができる。
【００７６】
（第２の実施形態）
図２は、差分形状の取得方法の工程の第２の実施形態を示す工程フロー図である。図２に示す第２の実施形態は、基板上に薄膜を備えるマスクブランクに係る差分形状の取得方法である。図２を参照して、第２の実施形態について説明する。
【００７７】
本発明の第２の実施形態の差分形状の取得方法は、薄膜を形成する前に、基板の表面を測定して基板の表面形状を取得する工程Ｓ２０１を有する。なお、本工程Ｓ２０１における表面形状を取得するための基板の表面の測定を、第１表面測定という。第１表面測定は、上述の第１の実施形態の工程Ｓ１０１における第１表面測定と同様に行うことができる。
【００７８】
基板としては、転写用マスクの基板として用いることができるものであれば、任意の基板を用いることができる。基板として、合成石英ガラスを用いることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、露光波長によっては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、無アルカリガラス、及びフッ化カルシウムなども適用可能である。
【００７９】
本発明の第２の実施形態の差分形状の取得方法は、薄膜を形成する工程Ｓ２０２を有する。
【００８０】
薄膜としては、マスクブランクの形成に用いられる任意の薄膜を、公知の方法で形成することができる。薄膜としては、例えば、遮光膜、多層反射膜、位相シフト膜（ハーフトーン型位相シフト膜）、及び光半透過膜等を挙げることができる。
【００８１】
薄膜の形成には、公知の方法を用いることが可能であるが、スパッタリング法を用いることが好ましく、反応性スパッタリング法を用いることが特に好ましい。スパッタリング法を用いることで、形成される薄膜をアモルファス構造や微結晶構造とすることができる。また、スパッタリング法で形成される薄膜は膜応力が高くなる傾向があるため、本発明のマスクブランクの製造方法を好適に用いることができる。なお、薄膜を形成する材料は、本発明の第１の実施形態と同様である。
【００８２】
本発明の第２の実施形態は、必要に応じて、基板の表面形状を取得する工程Ｓ２０１及び薄膜を形成する工程Ｓ２０２の後であって、薄膜の表面形状を取得する工程Ｓ２０３の前に、薄膜に対して膜応力を変化させる処理を行う工程（薄膜の処理工程Ｓ２０２ｂ）を有することができる。形成した薄膜の処理工程Ｓ２０２ｂでは、上述の第１の実施形態の薄膜の処理工程Ｓ１０２と同様の処理を行うことができる。
【００８３】
本発明の第２の実施形態では、膜応力を変化させる処理は、本発明の第１の実施形態の場合と同様、加熱処理又は光照射処理であることが好ましい。薄膜に対して、加熱処理又は光照射処理を施すことにより、薄膜の膜応力を低減することができる。
【００８４】
本発明の第２の実施形態の差分形状の取得方法は、薄膜を形成した後に、薄膜の表面を測定して薄膜の表面形状を取得する工程Ｓ２０３を有する。なお、本工程Ｓ２０３における表面形状を取得するための薄膜の表面の測定を、第２表面測定という。第２表面測定は、第１の実施形態の工程Ｓ１０３（第２表面測定）と同様に行うことができる。
【００８５】
本発明の第２の実施形態の差分形状の取得方法は、基板の表面形状及び薄膜の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する工程Ｓ２０４を有する。
【００８６】
工程Ｓ２０４では、工程Ｓ２０１の第１表面測定により得られた表面形状のデータに基づき、所定の処理前の表面形状に対して近似曲面（第１近似曲面）を算出する。また、工程Ｓ２０４では、工程Ｓ２０３の第２表面測定により得られた表面形状のデータに基づき、所定の処理後の表面形状に対して近似曲面（第２近似曲面）を算出する。工程Ｓ２０４では、第１の実施形態の工程Ｓ１０４と同様に、第１近似曲面及び第２近似曲面を算出することができる。
【００８７】
本発明の第２の実施形態の差分形状の取得方法は、算出された２つの近似曲面（第１近似曲面及び第２近似曲面）の差分形状を算出する工程Ｓ２０５を有する。工程Ｓ２０５における差分形状の算出は、第１の実施形態の工程Ｓ１０５と同様に算出することができる。
【００８８】
本発明の第２の実施形態の差分形状の取得方法では、工程Ｓ２０４において基板の表面形状及び薄膜の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する領域と、工程Ｓ２０５において算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることが好ましい。この結果、得られる差分形状をより精度高く算出することができる。
【００８９】
また、工程Ｓ２０１において、基板の表面を測定して薄膜の形成前の表面形状を取得する際に、最小二乗平面の基準面を算出する場合には、その基準面を算出するために用いられる測定点の領域は、第１及び第２近似曲面の差分形状を算出する際の領域と同じ領域とすることが好ましい。この結果、薄膜の形成の前後の差分形状をより精度高く算出することができる。
【００９０】
工程Ｓ１０６と同様に、本発明の第２の実施形態では、算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する工程Ｓ２０５の後に、２つの近似曲面の差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程Ｓ２０６を含むことができる。工程Ｓ２０６は必ずしも必須ではない。しかしながら、薄膜の応力による変形のように、２次の近似式（多項式）によって近似することができるものと仮定できる場合には、工程Ｓ２０６を実施することにより、２次の近似式によって近似することができる変形について、より精度の高い差分形状を取得することができる。
【００９１】
本発明の第２の実施形態の差分形状の取得方法により、基板に薄膜を形成した前後の表面形状において、精度の高い差分形状を算出し、取得することができる。取得した差分形状から、薄膜の形成を行った際の膜応力の変化を、精度よく評価することができる。
【００９２】
（第３の実施形態）
図３は、差分形状の取得方法の工程の第３の実施形態を示す工程フロー図である。図３に示す第３の実施形態は、基板上に複数の薄膜を積層したマスクブランクに係る差分形状の取得方法である。図３を参照して、第１の薄膜及び第２の薄膜の２つの薄膜が積層した場合を例に、第３の実施形態について説明する。
【００９３】
本発明の第３の実施形態の差分形状の取得方法は、第２の薄膜の形成前に、第１の薄膜の表面の表面形状を取得する工程Ｓ３０１を有する。なお、本工程Ｓ３０１における第１の表面形状を取得するための薄膜の表面の測定を、第１表面測定という。第１表面測定は、上述の第１の実施形態の工程Ｓ１０１における第１表面測定と同様に行うことができる。第１の薄膜としては、マスクブランクの形成に用いられる任意の薄膜、例えば工程Ｓ１０１において説明した薄膜を、公知の方法で形成することができる。
【００９４】
本発明の第３の実施形態の差分形状の取得方法は、第１の薄膜の表面に第２の薄膜を形成する工程Ｓ３０２を有する。第２の薄膜としては、マスクブランクの形成に用いられる任意の薄膜、例えば工程Ｓ１０１において説明した薄膜を、公知の方法で形成することができる。
【００９５】
本発明の第３の実施形態の差分形状の取得方法は、第２の薄膜を形成した後に、第２の薄膜の表面を測定して、第２の薄膜の表面形状を取得する工程Ｓ３０３を有する。なお、本工程Ｓ３０３における第２の表面形状を取得するための薄膜の表面の測定を、第２表面測定という。第２表面測定は、第１の実施形態の工程Ｓ１０３（第２表面測定）と同様に行うことができる。
【００９６】
本発明の第３の実施形態の差分形状の取得方法は、第１の薄膜の表面形状及び第２の薄膜の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する工程Ｓ３０４を有する。
【００９７】
工程Ｓ３０４では、工程Ｓ３０１の第１表面測定により得られた表面形状のデータに基づき、第１の薄膜の表面形状に対して近似曲面（第１近似曲面）を算出する。また、工程Ｓ３０４では、工程Ｓ３０３の第２表面測定により得られた表面形状のデータに基づき、第２の薄膜の表面形状に対して近似曲面（第２近似曲面）を算出する。工程Ｓ３０４では、第１の実施形態の工程Ｓ１０４と同様に、第１近似曲面及び第２近似曲面を算出することができる。
【００９８】
本発明の第３の実施形態の差分形状の取得方法は、算出された２つの近似曲面（第１近似曲面及び第２近似曲面）の差分形状を算出する工程Ｓ３０５を有する。工程Ｓ３０５における差分形状の算出は、第１の実施形態の工程Ｓ１０５と同様に算出することができる。
【００９９】
本発明の第３の実施形態の差分形状の取得方法では、工程Ｓ３０４において第１及び第２の薄膜の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する領域と、工程Ｓ３０５において算出された２つの近似曲面（第１近似曲面及び第２近似曲面）の差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることが好ましい。この結果、第２の薄膜の形成の前後の差分形状をより精度高く算出することができる。
【０１００】
また、工程Ｓ３０１において、第１の薄膜の表面を測定して第１の薄膜の形成前の表面形状を取得する際に、最小二乗平面の基準面を算出する場合には、その基準面を算出するために用いられる測定点の領域は、第１及び第２近似曲面の差分形状を算出する際の領域と同じ領域とすることが好ましい。この結果、第２の薄膜の形成の前後の差分形状をより精度高く算出することができる。
【０１０１】
工程Ｓ１０６と同様に、本発明の第３の実施形態では、算出された２つの近似曲面の差分形状を算出する工程Ｓ３０５の後に、２つの近似曲面（第１近似曲面及び第２近似曲面）の差分形状に基づいて、２次の近似式による近似形状を算出する工程Ｓ３０６を含むことができる。工程Ｓ３０６は必ずしも必須ではない。しかしながら、薄膜の応力による変形のように、２次の近似式（多項式）によって近似することができるものと仮定できる場合には、工程Ｓ３０６を実施することにより、２次の近似式によって近似することができる変形について、より精度の高い差分形状を取得することができる。
【０１０２】
本発明の第３の実施形態の差分形状の取得方法により、第２の薄膜を形成した前後の表面形状において、精度の高い差分形状を算出し、取得することができる。取得した差分形状から、薄膜の形成を行った際の膜応力の変化を、精度よく評価することができる。
【０１０３】
（第４の実施形態）
図４は、差分形状の取得方法の工程の第４の実施形態を示す工程フロー図である。図４に示す第４の実施形態は、基板上に薄膜を備えるマスクブランクを製造するための基板に係る差分形状の取得方法である。図４を参照して、第４の実施形態について説明する。
【０１０４】
本発明の第４の実施形態の差分形状の取得方法は、基板に対する処理前に、基板の表面の表面形状（基板の第１の表面形状）を取得する工程Ｓ４０１を有する。なお、本工程Ｓ１０１における基板の表面の測定を、第１表面測定という。第１表面測定は、上述の第１の実施形態の工程Ｓ１０１における第１表面測定と同様に行うことができる。基板については、上述の第２の実施形態の工程Ｓ２０１において説明したとおりである。
【０１０５】
本発明の第４の実施形態の差分形状の取得方法は、基板の表面を処理する工程Ｓ４０２を有する。基板の表面処理の方法としては、基板の研磨、エッチング作用を有する薬液による表面洗浄処理等、公知の処理を行うことができる。
【０１０６】
本発明の第４の実施形態の差分形状の取得方法は、基板の表面を処理した後に、その基板の表面を測定して、基板の表面形状（基板の第２の表面形状）を取得する工程Ｓ４０３を有する。なお、工程Ｓ４０３における基板の第２の表面形状を取得するための基板の表面の測定を、第２表面測定という。第２表面測定は、第１の実施形態の工程Ｓ１０３（第２表面測定）と同様に行うことができる。
【０１０７】
本発明の第４の実施形態の差分形状の取得方法は、基板の表面処理の前後の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する工程Ｓ４０４を有する。
【０１０８】
工程Ｓ４０４では、工程Ｓ４０１の第１表面測定により得られた表面形状のデータに基づき、所定の処理前の基板の表面形状に対して近似曲面（第１近似曲面）を算出する。また、工程Ｓ４０４では、工程Ｓ４０３の第２表面測定により得られた表面形状のデータに基づき、所定の表面処理後の基板の表面形状に対して近似曲面（第２近似曲面）を算出する。工程Ｓ４０４では、第１の実施形態の工程Ｓ１０４（第２表面測定）と同様に、第１近似曲面及び第２近似曲面を算出することができる。
【０１０９】
本発明の第４の実施形態の差分形状の取得方法は、算出された２つの近似曲面（第１近似曲面及び第２近似曲面）の差分形状を算出する工程Ｓ４０５を有する。工程Ｓ４０５における差分形状の算出は、第１の実施形態の工程Ｓ１０５と同様に算出することができる。
【０１１０】
本発明の第４の実施形態の差分形状の取得方法では、工程Ｓ４０４において表面処理前後の基板の表面形状からそれぞれ近似曲面を算出する領域と、工程Ｓ４０５において算出された２つの近似曲面（第１近似曲面及び第２近似曲面）の差分形状を算出する領域とが、同一の領域であることが好ましい。この結果、基板に対する処理の前後の差分形状をより精度高く算出することができる。
【０１１１】
また、工程Ｓ４０１において、基板の表面を測定して基板の形成前の表面形状を取得する際に、最小二乗平面の基準面を算出する場合には、その基準面を算出するために用いられる測定点の領域は、第１及び第２近似曲面の差分形状を算出する際の領域と同じ領域とすることが好ましい。この結果、基板に対する処理の前後の差分形状をより精度高く算出することができる。
【０１１２】
本発明の第４の実施形態の差分形状の取得方法により、基板の表面を処理した前後の表面形状において、精度の高い差分形状を算出し、取得することができる。取得した差分形状から、基板の表面を処理した前後の基板の形状変化を、精度よく評価することができる。
【０１１３】
（膜応力低減方法）
本発明は、本発明の差分形状の取得方法を用いる膜応力低減方法である。本発明の膜応力低減方法について、上述の第２の実施形態の差分形状の取得方法を用いる場合を例に説明する。なお、本発明の膜応力低減方法では、第２の実施形態以外の実施形態を、適宜、用いることができる。
【０１１４】
本発明の膜応力低減方法は、基板を準備する工程を有する。基板については、上述の第２の実施形態の工程Ｓ２０１において説明したとおりである。
【０１１５】
本発明の膜応力低減方法は、基板の表面に薄膜を形成する工程を有する。薄膜については、上述の第１の実施形態の工程Ｓ１０１において説明したとおりである。
【０１１６】
本発明の膜応力低減方法は、薄膜が形成された基板に対し、膜応力を変化させる処理を行う工程を有する。本発明の膜応力低減方法では、本工程において、膜応力を変化させる処理が、膜応力を低減させる処理である。具体的には、膜応力を低減させる処理は、加熱処理又は光照射処理であることが好ましい。薄膜に対して、加熱処理又は光照射処理を施すことにより、薄膜の膜応力を低減することができる。
【０１１７】
本発明の膜応力低減方法において、膜応力を低減させる処理は、所定の処理条件で行われる。所定の処理条件とは、薄膜に対して膜応力を変化させる処理の処理条件と、差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの差との対応関係から選定された処理条件である。処理の処理条件と、差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの対応関係を評価することにより、膜応力を低減させるための最適な処理条件を得ることができる。このように選定した処理条件を用いて膜応力を変化させる処理を行うならば、膜応力を低減させることができる。なお、上記の差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの差が小さいほど、薄膜が有する膜応力は小さいといえる。
【０１１８】
（マスクブランクの製造方法）
本発明は、本発明の差分形状の取得方法を用いるマスクブランクの製造方法である。本発明のマスクブランクの製造方法について、上述の第２の実施形態の差分形状の取得方法を用いる場合を例に説明する。なお、本発明のマスクブランクの製造方法では、第２の実施形態以外の実施形態を、適宜、用いることができる。
【０１１９】
本発明のマスクブランクの製造方法は、基板を準備する工程を有する。基板については、上述の第２の実施形態の工程Ｓ２０１において説明したとおりである。
【０１２０】
本発明のマスクブランクの製造方法は、基板の表面に薄膜を形成する工程を有する。薄膜については、上述の第２の実施形態の工程Ｓ２０２において説明したとおりである。
【０１２１】
本発明のマスクブランクの製造方法は、薄膜が形成された基板に対し、膜応力を変化させる処理を行う工程を有する。本発明のマスクブランクの製造方法では、本工程において、膜応力を変化させる処理が、膜応力を低減させる処理である。具体的には、膜応力を低減させる処理は、加熱処理又は光照射処理であることが好ましい。薄膜に対して、加熱処理又は光照射処理を施すことにより、薄膜の膜応力を低減することができる。
【０１２２】
本発明のマスクブランクの製造方法において、膜応力を低減させる処理は、所定の処理条件で行われる。所定の処理条件とは、薄膜に対して膜応力を変化させる処理の処理条件と、差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの差との対応関係から選定された処理条件である。処理の処理条件と、差分形状の所定領域内における最高高さと最低高さとの対応関係を評価することにより、膜応力を低減させるための最適な処理条件を得ることができる。このように選定した処理条件を用いて膜応力を変化させる処理を行うならば、膜応力を低減させることができる。この結果、膜応力が低減した薄膜を有するマスクブランクを製造することができる。
【０１２３】
（転写用マスクの製造方法）
本発明は、上述のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成する工程を備える、転写用マスクの製造方法である。
【０１２４】
以下、マスクブランクから転写用マスクを製造する工程について説明する。なお、ここで説明するマスクブランクは、位相シフトマスクブランクを例としている。位相シフトマスクブランクは、透光性基板上に、光半透過膜（転写パターン形成用の薄膜）と遮光膜が順に積層した構造を備える。また、この転写用マスク（位相シフトマスク）の製造方法は一例であり、一部の手順を変えても製造することは可能である。
【０１２５】
まず、位相シフトマスクブランクの遮光膜上に、レジスト膜をスピン塗布法によって形成する。このレジスト膜には、電子線露光描画用の化学増幅型レジストが好ましく用いられる。次に、レジスト膜に対して、光半透過膜に形成すべき転写パターンを電子線で露光描画し、現像等の所定の処理を施し、転写パターンを有するレジストパターンを形成する。続いて、遮光膜に対してレジストパターンをマスクとしたドライエッチングを行い、遮光膜に光半透過膜に形成すべき転写パターンを形成する。ドライエッチング後、レジストパターンを除去する。次に、光半透過膜に対し、転写パターンを有する遮光膜をマスクとしたドライエッチングを行い、光半透過膜に転写パターンを形成する。続いて、レジスト膜をスピン塗布法で再度形成し、遮光膜に形成すべきパターン（遮光帯等のパターン）を電子線で露光描画し、現像等の所定の処理を施し、レジストパターンを形成する。遮光膜に対し、遮光帯等のパターンを有するレジストパターンをマスクとするドライエッチングを行い、遮光膜に遮光帯等のパターンを形成する。そして、所定の洗浄処理等を施し、転写用マスク（位相シフトマスク）が出来上がる。
【０１２６】
本発明は、転写用マスクの種類によらずに効果的で、バイナリー型マスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、エンハンサーマスク、レベンソン型位相シフトマスク、及び反射型マスクともに効果がある。本発明の膜応力低減方法を利用することにより、低い膜応力の薄膜を有する転写用マスクを製造することができる。
【実施例】
【０１２７】
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は本実施例に限られるものではない。
【０１２８】
実施例では、まず、所定の基板を用意し、基板の表面の表面形状を測定した（第１表面測定）。次に、基板の表面にＭｏＳｉＮ膜を成膜し、アニール処理を行った後、ＭｏＳｉＮ膜の表面の表面形状を測定した（第２表面測定）。第１及び第２表面測定の表面形状から、上述の本発明の差分形状の取得方法を用いて差分形状を算出した（実施例１）。さらに、実施例１として得られた差分形状に基づいて、２次の近似式（多項式）による近似形状を算出した（実施例２）。なお、比較のため、本発明の差分形状の取得方法を用いない差分形状を比較例１として算出した。
【０１２９】
本実施例及び比較例において、基板及び所定の薄膜付き基板の表面の、表面形状の測定には、表面形状解析装置ＵｌｔｒａＦＬＡＴ  ２００Ｍ（Ｃｏｒｎｉｎｇ  ＴＲＯＰＥＬ社製）を用いた。
【０１３０】
（基板）
まず、合成石英ガラス基板（大きさ１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ）を切り出し、この合成石英ガラス基板の端面を面取加工、及び研削加工し、さらに酸化セリウム砥粒を含む研磨液で粗研磨処理及び精密研磨した。その後、このガラス基板を両面研磨装置のキャリアにセットし、下記条件で超精密研磨を行った。
研磨パッド：軟質ポリシャ（スウェードタイプ）
研磨液：コロイダルシリカ砥粒（平均粒径１００ｎｍ）と水
加工圧力：５０〜１００ｇ／ｃｍ２
加工時間：６０分
【０１３１】
超精密研磨終了後、ガラス基板を希フッ酸液中に浸漬させてコロイダルシリカ砥粒を除去する洗浄を行った。その後、ガラス基板の主表面及び端面に対してスクラブ洗浄を行い、その後、純水によるスピン洗浄、及びスピン乾燥を行って、表面が研磨加工されたガラス基板を６枚準備した。そしてそのガラス基板の表面形状を表面形状解析装置で測定した（第１表面測定）。なお、このときの表面形状を測定する領域は、基板の外周端から３ｍｍを除いた一辺が１４６ｍｍの四角形の内側領域（測定点数：縦１８９点×横１８９点＝計３５７２１点）とした。さらに、基板の外周端から５ｍｍを除いた一辺が１４２ｍｍの四角形の内側領域の各測定点の測定値を用いて、基準面である最小二乗平面を算出し、その基準面に基づいた基板の表面形状（各測定点における基準面からの高さ情報）を取得した。
【０１３２】
（ＭｏＳｉＮ膜の成膜）
次に、上述の基板の表面に、薄膜（ＭｏＳｉＮ膜）を形成した。まず上述の基板を準備し、その上に窒化されたモリブデン及びシリコンからなる光半透過膜を形成した。具体的には、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝１０ｍｏｌ％：９０ｍｏｌ％）を用い、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガス雰囲気（ガス流量比  Ａｒ：Ｎ２：Ｈｅ＝５：４９：４６）で、ガス圧０．３Ｐａ、ＤＣ電源の電力を３．０ｋＷとして、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、モリブデン、シリコン及び窒素からなるＭｏＳｉＮ膜を６９ｎｍの膜厚で形成した。次いで、上記ＭｏＳｉＮ膜が形成された基板に対して、加熱炉を用いて、大気中で加熱温度を４５０℃、加熱時間を１時間として、加熱処理（アニール処理）を行った。なお、このＭｏＳｉＮ膜は、ＡｒＦエキシマレーザーにおいて、透過率は６．０９％、位相差が１７７．７度となっていた。以上のようにして、本発明の実施例及び比較例に用いるＭｏＳｉＮ膜の薄膜付き基板を得た。
【０１３３】
次に、加熱処理（アニール処理）後の薄膜付き基板の表面を表面形状解析装置で測定し、表面形状を取得した（第２表面測定）。なお、このときの薄膜の表面形状（各測定点における基準面からの高さ情報）は、基板の表面形状と同様の手順で取得した。
【０１３４】
図６に、第１表面測定による基板の表面形状を示す。図６（ａ）は、基板の表面の形状を、等高線分布図を用いて示している。図６（ａ）は、基板表面の全体を示し、縦軸及び横軸の数値は任意単位（ピクセル）である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す表面形状において、図５に示すように、左下から右上への対角線上（記号Ａ）、及び左上から右下への対角線上（記号Ｂ）の測定点の値を示す。図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す表面形状において、図５に示すように、水平方向（Ｘ方向）の中央線上（記号Ｃ）、及び垂直方向（Ｙ方向）の中央線上（記号Ｄ）の測定点の値を示す。図６（ｂ）及び図６（ｃ）の横軸は図６（ａ）に対応する任意単位（ピクセル）であり、縦軸の数値は表面形状に相当する高さ（単位：μｍ）である。図７〜１２においても、図の見方は図６（ａ）〜（ｃ）と同様である。
【０１３５】
図７に、第２表面測定による、アニール処理後の薄膜（ＭｏＳｉＮ膜）の表面形状を示す。
【０１３６】
図８に、比較例１として、第１表面測定により得られた基板の表面形状と、第２表面測定により得られた薄膜の表面形状との差分形状（薄膜の表面形状から基板の表面形状を差し引いた差分形状）を示す。比較例１では、第１表面測定及び第２表面測定により得られた表面形状に対して、近似曲面は算出していない。図８として得られた比較例１の差分形状では、差分の最高高さと最低高さの差、いわゆるＰＶ値が６１ｎｍだった。
【０１３７】
図９に、第１表面測定により得られた基板の表面形状（図６）に対して、６次の多項式でフィッティングすることにより、近似曲面を算出した結果を示す。なお、この近似曲面の算出のために用いた測定点は、基板の周囲から５ｍｍを除いた一辺が１４２ｍｍの四角形の内側領域である。なお、図９における近似曲面は、一辺が１４２ｍｍの四角形の外側領域については近似曲面の多項式を用いて外挿したものである（図１０〜１２も同様。）。
【０１３８】
図１０に、第２表面測定により得られた薄膜の表面形状に対して、６次の多項式でフィッティングすることにより、近似曲面を算出した結果を示す。なお、この近似曲面の算出のために用いた測定点は、基板の周囲から５ｍｍを除いた一辺が１４２ｍｍの四角形の内側領域である。
【０１３９】
図１１に、実施例１として、図９に示す近似曲面として得られた基板の表面形状と、図１０に示す近似曲面として得られた薄膜の表面形状との差分形状（薄膜の表面形状に係る近似曲面から基板の表面形状に係る近似曲面を差し引いた差分形状）を示す。図１１として得られた実施例１の差分形状では、差分の最高高さと最低高さの差、いわゆるＰＶ値が４９ｎｍだった。このことは、比較例１（ＰＶ値が６１ｎｍ）と比べて、測定点のスパイクなどが減少した結果、より正確なＰＶ値を得られたことを示している。
【０１４０】
図１２に、上述の実施例１として得られた図１１に示す差分形状に基づいて、２次の近似式（多項式）による近似形状を算出した差分形状を示す（実施例２）。図１２として得られた実施例１の差分形状では、差分の最高高さと最低高さの差、いわゆるＰＶ値が３９ｎｍだった。このことは、薄膜の応力による変形のように、２次の近似式（多項式）によって近似することができるものと仮定できる場合には、このような２次の近似式によって近似することにより、より精度の高い差分形状を取得することができることを示している。
【０１４１】
表面形状を測定したアニール後の薄膜（ＭｏＳｉＮ膜）に対し、その薄膜上にテストパターンを有するレジスト膜を形成した。テストパターンが形成されたレジスト膜に対し、パターン位置測定装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製  ＬＭＳ  ＩＰＲＯ  Ｓｅｒｉｅｓ）を用いてテストパターンの測定を行った。このレジストパターンをマスクとしたドライエッチングを行い、薄膜にテストパターンを形成した。レジスト膜を剥離した後、テストパターンが形成された薄膜に対し、パターン位置測定装置を用いてテストパターンの測定を行った。
【０１４２】
そして、パターン位置測定装置で、レジスト膜に形成されたテストパターンと薄膜に形成されたテストパターンを比較させ、薄膜に形成されたテストパターンの位置ずれ量を求めたところ、最大で１．２ｎｍであった。この位置ずれ量は、ダブルパターニング技術が適用される転写用マスクであっても、十分許容できる範囲内であった。これにより、表面形状を測定した薄膜は、膜応力が十分に低減されていることが確認でき、実施例１の差分形状の取得方法を適用することに妥当性があることが裏付けられた。
【０１４３】
以上の結果から、本発明の差分形状の取得方法によれば、所定の薄膜の形成及び処理の前後で、基板及び基板表面に形成された薄膜等の表面形状を測定して、２つの表面形状データから差分形状を取得する場合、精度の高い差分形状を算出し、取得することができることが明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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