(57)【要約】【課題】  反射型フォトマスクの製造において、パターン領域周囲の反射多層膜を除去して遮光枠を形成する際に問題となる、反射多層膜の圧縮応力起因の転写パターンの位置ずれ量を低減し、転写される像の位置精度の向上を図る。【解決手段】基板の一方の面に、反射多層膜２０、その上に吸収膜３０、レジスト膜４０を積層し、他方の面に裏面導電層を設けた反射型フォトマスクブランクであって、前記反射型フォトマスクブランクの外周部に、フィデュシャルマーク４２と、前記フィデュシャルマークとの位置関係を計測するためのマーク３４、前期フィデュシャルマークとの位置関係を計測するためのマーク３４の近傍に吸収膜と反射多層膜を除去した反射多層膜除去マーク３５を設け、前記フィデュシャルマークとの位置関係を計測するためのマーク３４は遮光枠を形成した際に生じる応力開放による位置ずれを補正するために利用する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面に反射多層膜、その上に吸収膜、他方の面に裏面導電層を設けた反射型フォトマスクブランクであって、
前記反射型フォトマスクブランクの外周部に、フィデュシャルマークと、前記フィデュシャルマークとの位置関係を計測するためのマークを設け、前記フィデュシャルマークとの位置関係を計測するためのマークの近傍に前記吸収膜と反射多層膜を部分的に除去した領域が設けられ、前記吸収膜と反射多層膜を部分的に除去した形状は内側に９０度の凸型形状を有することを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【請求項２】
請求項１に記載の反射型フォトマスクブランクの吸収膜の上にレジストを塗布したことを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
【請求項３】
前記吸収膜と反射多層膜を部分的に除去した領域を設ける前後の、フィデュシャルマークとの位置関係を計測するマークの差分情報を、付加したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射型フォトマスクブランク。
【請求項４】
請求項３に記載のフォトマスクブランクを用いた反射型フォトマスクの製造方法であって、前記差分情報をもとに遮光枠を形成した際に生じる影響を補正する際に、静電チャックに吸着されない状態でフォトマスクパターンの位置精度を計測するときと、露光装置内で静電チャックに吸着された状態での基板状態の差を考慮する手順を含むことを特徴とする反射型フォトマスクの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の反射型フォトマスクの製造方法に基づき製造されたことを特徴とする反射型フォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等をリソグラフィ技術により製造する際に用いられるフォトマスクブランクであって、露光光が極端紫外光の場合に用いる反射型のフォトマスクブランク、フォトマスク、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路は、性能および生産性を向上させるために微細化、高集積化が進んでおり、回路パターンを形成するリソグラフィ技術についても、より微細なパターンを高精度に形成するための技術開発が進められている。
【０００３】
これらの技術の進展に伴い、パターン形成に使用される露光装置の光源についても短波長化が進められ、１３．５ナノメートルの極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ光、以下「ＥＵＶ光」と称する）を用いた装置およびパターン転写のプロセスが開発されている。
【０００４】
ＥＵＶ光の波長において、あらゆる物質の屈折率は１に近い値となり、また吸収も大きい。このため従来用いられてきた１９３ｎｍの紫外光を用いる場合のように透過型の光学系を用いることができない。そこで屈折率の異なる複数の材料を用いて、界面での反射が強まるように多数の層を積層した反射膜を利用した反射光学系が用いられる。
【０００５】
デバイスの回路などの転写パターンを形成したフォトマスクについても、多層反射膜を用いることになる。（以下、ＥＵＶ光を用いた露光に使用する反射型マスクをＥＵＶマスクと称する。）パターンを形成する方法としては、反射多層膜自体をパターン加工する方法と、反射多層膜上に吸収パターンを形成する方法とが考えられるが、微細なパターンを高精度で形成する点においては後者の方が有利であり一般的になっている。
【０００６】
図９は一般的な反射型フォトマスクブランク１００の断面を図示したものである。反射型フォトマスクブランク１００は基板１０の上にＥＵＶ光を反射する反射多層膜２０、パターンを形成する吸収膜３０、および吸収膜を選択的に加工するためのレジスト膜４０、また、上記各層を形成する裏側の基板面には静電チャックを使用するための導電膜５０が形成されている。
【０００７】
マスク上に形成するパターンの位置精度については従来のフォトマスクと同様に反射型フォトマスクにおいても非常に精密な制御が必要である。反射型フォトマスクであるＥＵＶマスクは従来のフォトマスクとは異なり、露光光の光軸は反射型フォトマスク基板に対して垂直ではなくやや斜めに入射する。この角度は典型的には約６゜である。このため、基板の平坦度も位置精度に影響を及ぼす大きな要因と考えられている。
【０００８】
このことから、ＥＵＶマスク基板および露光装置内での吸着に用いる静電チャックの、両方について平坦度を向上させる技術開発が進められている。
【０００９】
一方、上記のように露光光の入射方向がやや斜めであることから、露光光軸に対して平行なパターンと垂直なパターンでは転写特性が異なるなど、反射型フォトマスクから反射する光には様々な非対称性が生じる。このような影響を小さくするためには、吸収パターンの厚さを薄くするほど有利になることは明らかである。
【００１０】
しかしながら、吸収パターンを薄くすると反射像のコントラストが低下してしまうため、従来のフォトマスクにおけるハーフトーン型位相シフトマスクのように、吸収パターン部分から反射した微小な光の位相が反射多層膜から反射した光に対しておおよそ１８０゜ずれるように設計することが考案されている（特許文献１）。
【００１１】
また、吸収膜を薄くするとともに、それによって転写される露光ブロックに隣接する光が漏れないように回路パターンの周りを囲うように反射率の低い領域を設ける提案がなされ、これを遮光枠と呼んでいる（特許文献２）。
【００１２】
遮光枠としては特許文献２にも各種の形成方法が開示されているが、反射多層膜をエッチング除去する方法が最も有力である。
【００１３】
また、前記多層反射膜はモリブデンとケイ素をそれぞれ約４ｎｍ、３ｎｍの厚さとして交互に４０対乃至５０対積層したものが一般的である。このような反射多層膜を無欠陥で作成するのは非常に困難であり、基板上の欠陥部上に平坦に積層されなかった部分を平坦に修正することも事実上不可能である。
【００１４】
このように反射多層膜の欠陥のない完全な反射型フォトマスクブランクを用意するのは極めて難しく、多少の欠陥であればそれを回避するようにパターン形成位置をずらして欠陥部分を吸収部に重なるようにしたり、吸収パターンの修正によって反射多層膜の欠陥を補正して正常な転写ができるようにしたりする技術が開発されている。
【００１５】
上記のように欠陥をよけるように配置するためには基準となるパターンが必要であり、吸収膜を形成する前に、反射多層膜の欠陥を検査する前にフィデュシャルマークと呼ばれるパターンをあらかじめ形成しておき、反射多層膜欠陥の位置をフィデュシャルマークに対する相対位置として記録しておくことが行われる。
【００１６】
すでに述べたようにＥＵＶマスクにおいてはパターン位置精度を高めるために極めて平坦な基板を用いている。しかしながら、反射多層膜はイオンビームスパッタリングで成膜されるが、たとえば特許文献３に示されるように、一般に圧縮方向の内部応力を持っており、反射多層膜側が凸状になるように基板のそりを生じるが、その対策として、裏面に形成する導電膜で応力を相殺する手法が開示されている（特許文献３）。
【００１７】
例えば、反射多層膜の応力は４００ＭＰａの圧縮応力であり、この場合、通常用いられている厚さ６．３５ｍｍの基板は約０．６ミクロン程度反ってしまうことが記載されている（非特許文献１）。
【００１８】
一方、上記特許文献に示されたようにパターン領域の周りに遮光帯として反射多層膜をエッチング除去すると、遮光枠の端部で反射多層膜の応力が開放されることによって位置ずれが生じる。この現象をおおまかに説明したものが図１０である。
【００１９】
図１０（ａ）はＥＵＶマスク基板上に形成された反射多層膜２０の断面図を示しており、パターン領域周囲の反射多層膜を除去して遮光枠を形成した部分は、反射多層膜の応力が無視できるならば図１０（ｂ）のようになる。しかしながら、反射多層膜の圧縮応力が大きい場合には、遮光枠の端部で内部応力が開放されるために図１０（ｃ）のようになる。図は現象を理解しやすいように変形を誇張してあり、また複雑な変形を単純化して描いている。
【００２０】
このような変形においては、遮光枠の端部に近くなるにしたがって、その位置ずれ量は大きくなることが容易に想定できる。このことから、遮光枠内にあって遮光枠端部に近い
パターンは基板中心から外側に向かって設計値よりもずれてしまうことになる。
【００２１】
このようなずれは、複数の層からなる半導体デバイスを順次リソグラフィ工程にて製造する場合に、各層の重ね合わせ誤差による動作不良の原因となってしまう。
【００２２】
また、直接デバイスパターンではなくても、例えばチップアライメントマークを配置してしまうと、露光装置でアライメント調整しても、設計よりやや縮小されて転写されてしまうことになり、ウェハ上に転写される像の位置精度が低下してしまう要因となってしまう。
【００２３】
実際の露光プロセスにおいて、反射型フォトマスクは平坦な静電チャックに吸着されることになるが、上記の位置ずれは遮光枠端部の局所的な応力開放によるものであり、裏面を平坦に矯正したとしても、上記の膜面方向の位置ずれ量は低減されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２００４−２０７５９３号公報
【特許文献２】特許第４６０２４３０号公報
【特許文献３】特開２００２−２９９２２８号公報
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，６５３３巻，６５３３１４  （２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は、反射型フォトマスクの製造において、パターン領域周囲の反射多層膜を除去して遮光枠を形成する際に問題となる、反射多層膜の圧縮応力起因の転写パターンの位置ずれ量を低減し、転写される像の位置精度の向上が図れる、反射型フォトマスクブランクを提供することを目的とする。
【００２７】
本発明はまた、遮光枠に直行する方向に対する補正について有効であってさらに、遮光枠の角に近い部分の補正値を十分に得ることができる反射型フォトマスクブランクを提供する。
【００２８】
さらに、反射型フォトマスクのパターンの位置計測を行う際と、反射型フォトマスクを露光装置に装着した際の基板の変形状態の差を考慮する。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、基板の一方の面に、反射多層膜、その上に吸収膜、他方の面に裏面導電層を設けた反射型フォトマスクブランクであって、
前記反射型フォトマスクブランクの外周部に、フィデュシャルマークと、前記フィデュシャルマークとの位置関係を計測するためのマークを設け、前期フィデュシャルマークとの位置関係を計測するためのマークの近傍に前記吸収膜と反射多層膜を部分的に除去した領域が設けられ、前記吸収膜と反射多層膜を部分的に除去した形状は内側に９０度の凸型形状を有することを特徴とする反射型フォトマスクブランクである。
【００３０】
請求項２に記載の反射型フォトマスクブランクは請求項１に記載の反射型フォトマスクブランクであって、前記吸収層の上にレジストが塗布されている反射型フォトマスクブラ
ンクである。
【００３１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の反射型フォトマスクブランクであって、前記吸収膜と反射多層膜を部分的に除去した領域を設ける前後の、フィデュシャルマークとの位置関係を計測するマークの差分情報を、付加した反射型フォトマスクブランクである。
【００３２】
また、請求項４に記載の発明は請求項３に記載のフォトマスクブランクを用いた反射型フォトマスクの製造方法であって、前記差分情報をもとに遮光枠を形成した際に生じる応力開放起因による影響を補正する際に、静電チャックに吸着されない状態でフォトマスクパターンの位置精度を計測するときと、露光装置内で静電チャックに吸着された状態での基板状態の差を考慮する手順を含むことを特徴とする反射型フォトマスクの製造方法である。
【００３３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の反射型フォトマスクの製造方法に基づき製造されたことを特徴とする反射型フォトマスクである。
【発明の効果】
【００３４】
反射型フォトマスクブランク毎の反射多層膜の圧縮応力を、転写パターンの位置ずれ量として数値化することができ、その数値により、パターンに対し最適な補正を施すことができるようになり、転写される像の位置を高精度にできる反射型フォトマスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の、反射多層膜の圧縮応力をデータ化できる反射型フォトマスクブランクを示した断面概念図である。
【図２】本発明の実施の一例の形態の反射型フォトマスクブランクの一部を上面から見た概念図である。
【図３】本発明の、反射型フォトマスクを示した断面概念図である。
【図４】反射型フォトマスク基板上の位置を表わす座標軸と反射型フォトマスク上に形成した遮光枠の説明図である。
【図５】反射多層膜の応力によるＸ軸方向のずれ量を計算した結果の説明図である。
【図６】遮光枠の有無によるＸ軸方向のずれ量の差を計算した結果の説明図である。
【図７】図６の計算結果の内、遮光枠の内側端部近辺に限定して計算した結果の説明図である。
【図８】本発明の実施形態の一例を示す説明図である。
【図９】一般的な反射型フォトマスクブランクの断面構造を表わした説明図である。
【図１０】反射多層膜の一部を除去して遮光枠を形成したときの応力による変形の説明図である。
【図１１】反射型多層膜の保持状態によるＸ軸方向のずれ量の違いを計算した結果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の反射型フォトマスクブランク５０２を示しており、基板１０の上にＥＵＶ光を反射する反射多層膜２０、パターンを形成する吸収膜３０および吸収膜を選択的に加工するためのレジスト膜４０が積層され、裏側の基板面には静電チャックを使用するための導電膜５０が形成され、反射型フォトマスクブランクの外周部に、フィデュシャルマーク４２と前記フィデュシャルマークとの位置関係を計測するための位置計測マーク３４を設け、その近傍に反射多層膜２０と吸収膜３０を部分的に除去した位置ずれ検査用反射多層膜除去マーク３５を形成し、前記反射多層膜除去マーク３５を形成する前後の位置ずれ量を計測して、遮光枠形成による位置ずれに関する情報を得た反射型フォトマスクブランク５０１（図８（ｏ）参照）となる。
さらに反射型フォトマスクブランク５０１の上にレジスト４０が積層され、反射型フォトマスクブランク５０２となる（図１、図８（ｐ）参照）。
【００３７】
図２は、図１におけるフィデュシャルマークとの位置関係を計測するための位置計測マーク３４と、その近傍に多層膜２０と吸収膜３０を部分的に除去した位置ずれ検査用反射多層膜除去マーク３５の部分について上面から見た概念図である。説明を容易にするために図２にはレジスト膜４０は省略してある。
【００３８】
図２において、位置計測マーク３４の最適な大きさは反射多層膜除去マーク３５と比較して非常に小さいが、説明のために大きく描いてある。また、位置計測マークの配置や形状は一例を示したものであり、本発明の適用条件を制限するものではない。
【００３９】
また、図２において反射多層膜除去マーク３５は内側に９０゜の凸部３５０を少なくとも１箇所有する。９０°の凸部は、図２（ａ）に示したように、反射多層膜除去マーク３５の外辺にあってもよいし、図２（ｂ）に示したように、反射多層膜除去マーク３５の内側にあって、外辺に接しない配置であってもよい。
【００４０】
図２（ａ）では、幅を有する線状のパターンを９０°曲げることによって、遮光枠内側の角の部分の近傍と等価のマークを、反射多層膜除去マークとして形成している。図２（ｂ）では、矩形状のパターンの中に、さらに小さな位置計測マークを有する矩形状パターンを設け、両パターンの間を反射多層膜除去マークとしてその角部を、遮光枠内側の角の部分の近傍と等価のマークを形成している。いずれの場合でも反射多層膜除去マークは、吸収膜と多層反射膜を削除して形成される遮光枠の、垂直パターンと水平パターンとが交わる部位の角部と、等価となる部位を有する。したがって、削除された吸収膜、多層反射膜とで形成される、遮光部角部内側と等価な形状を含むことになる。
【００４１】
図２に示したような位置計測評価マークは図１において１箇所だけ描いてあるが、マスクブランク外周部で他の用途に割り当てられていない部分に複数配置してもよい。
【００４２】
図３は反射多層膜の圧縮応力データに基づき、最適な補正が施されたパターンにより製造された反射型フォトマスク６００を示した断面図である。
【００４３】
基板１０としては、例えば酸化チタンを含む酸化ケイ素からなる超低膨張ガラス（Ｌｏｗ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  Ｍａｔｅｒｉａｌ、以下ＬＴＥＭ）が用いられる。ＥＵＶ光を反射する反射多層膜としては、露光光の波長が１３．５ｎｍの場合、モリブデンとケイ素とをおおよそ４ｎｍ、３ｎｍとして交互に４０乃至５０対積層したものが用いられる。
【００４４】
反射多層膜２０の表面には図示しないが、反射多層膜表面を保護するための膜が形成されていることが多く、キャッピング層などと称している。吸収膜３０はＥＵＶ光を吸収する性質の物質であり、例えばタンタルを主成分とする膜が用いられ、パターン欠陥検査の感度を高める等の目的で多層構造となっている場合もある。
【００４５】
ＥＵＶリソグラフィにおいては、露光光は反射型フォトマスクに対して垂直ではなくやや斜め、例えば主光線が６゜程度傾斜した方向から入射する。このためパターンの輪郭線が入射面となす角度によって影のできる量が異なる。このような影響は転写パターンの形状や寸法に影響を及ぼすため、反射型フォトマスクパターン上で補正しておく必要がある
。吸収膜の膜厚が大きいと、この補正量が大きくなるため、この観点からは吸収膜３０は可能な限り薄いことが好ましい。
【００４６】
吸収膜３０を薄くすると、転写像のコントラストが低下するが、従来のフォトマスクにおけるハーフトーンマスクと同様に吸収膜３０表面で反射した光と反射多層膜２０表面で反射した光の位相が１８０゜ずれるようにすれば、ウェハ面上で良好なコントラストが得られる。ところが、このように吸収膜３０を薄くすると反射型フォトマスク上でパターン領域の外側に入射した光がウェハ上で隣接するチップ領域に到達してしまう。パターン領域の外側は露光装置に装着されたレチクルマスクブレードなどと呼ばれる部材によってマスキングされるが、完全なマスキングは困難である。
【００４７】
そこで、反射型フォトマスク上でパターン領域の周辺は反射率を低くしたＥＵＶマスクが提案されている。パターン領域以外の全面について反射多層膜を除去した構造とするとパターン周辺に配置されるアライメントマーク等の形成が困難となってしまう。このことからパターン領域を囲うように枠状の低反射領域を設ける例が多く、遮光枠もしくは遮光帯などと呼ばれている。
【００４８】
遮光枠の形態としては、反射多層膜２０を除去してＥＵＶ光の反射率を低下させるものと、遮光枠部にさらに厚く遮光材を積層したものが代表的であるが、製造工程での欠陥発生を防止する点から考えると前者の方が有利である。
【００４９】
反射多層膜を枠状にエッチング除去すると、前記のように多層膜が途切れる端面のところで圧縮応力が開放される。ＬＴＥＭとして用いられているガラスと反射多層膜２０の弾性係数を比較すると、反射多層膜２０の方が数倍大きい。このため、遮光枠２１よりも基板の内側においては基板中心から外側に向かって、遮光枠２１よりも基板の外側では基板の中心がある内側に向かって反射多層膜２０が伸びる方向に変形し、これに伴う変形に対してガラス基板およびその他の膜が反発する力がつりあうところで止まることになる。
【００５０】
基板の弾性係数が高ければ上記の変形量は小さくすることができるが、物性として重要視される熱膨張係数を低く維持したまま弾性係数を大きく変化させることは極めて困難である。また、ガラス基板表面と反射多層膜の間に弾性係数の高い物質の層を設けることでも上記の変形量を小さくする効果はあるが、基板表面を平坦に研磨することが極めて困難となってしまう。
【００５１】
このような変形は構造解析シミュレーションにより計算することができる。ＬＴＥＭや反射多層膜２０についての物性値は、たとえば非特許文献１に開示するものを用いることができる。また例えばナノインデンテーションのような手法を用いて計測することもできる。
【００５２】
また反射多層膜２０の応力については、反射多層膜２０を形成する前後の基板表面の平坦度を計測し、応力によって生じたたわみ量から計測することができる。例えば、曲率半径と応力の関係を表わすストーニーの式と呼ばれる式を適用しても良いし、より精密には有限要素法等による構造解析プログラムによる計算結果とのフィッティングによって求めてもよい。
【００５３】
このようにして６インチ角の基板表面の中心を原点として図４に示すような直交座標系で、基板中心の位置が変わらないという境界条件のもとに、Ｘ軸上の各点についてＸ方向の変位量を計算した結果を図５に示す。ここで遮光枠は基板の中心からＸ方向に５２ｍｍから５４ｍｍの２ｍｍ幅である。
【００５４】
基板中心から端部に向かって直線的に変位量が大きくなっているのは、反射多層膜２０の圧縮応力によって基板全体が凸状にたわんでいるためである。遮光枠２１が無い状態で同様にＸ方向の変位量を計算した結果を図５の結果から差引いたものが図６であり、遮光枠２１の有無によるＸ軸方向の変位量の差を表わしていることになる。
【００５５】
遮光枠内側では遮光枠端部に近くなるにしたがって外側へのずれ量が急激に大きくなる。また、遮光枠外側ではほぼ同じ量だけ内側にずれ量が変化する。遮光枠外側では全体的にずれ量が負になっているが、これは遮光枠を形成したことにより基板表面全体が外側に引き伸ばされる力が緩和されたことによると理解することができる。
【００５６】
この負側へのオフセット量は材料が同じであれば、膜の応力と遮光枠の幅に相関があり、応力が大きいほど、また遮光枠の幅が大きいほど、オフセット量も大きくなる。
【００５７】
図６について遮光枠の内側端部近辺に限定して計算した結果を図７に示す。変位量の最大値が図６より小さいのは計算条件がやや異なることによる。図７においてＸ方向の変位量は遮光枠の端部から０．１μｍ程度離れたところにピークがある。これは反射多層膜上に形成された吸収膜は内部応力が小さいため、遮光枠内側の上端を内側に引っ張るような力が作用するためと理解することができる。
【００５８】
図７に示した計算結果は実際に遮光枠の近辺に配置したパターンの位置を計測した結果をよく再現しており、吸収膜の物性値を適正に調整すれば十分な信頼性が得られる。
【００５９】
このような計算を例えば有限要素法による構造解析プログラムを用いて実施するには初期値として膜の応力を入力する必要がある。膜の応力は例えば反射多層膜を形成する前後で表面形状を測定し、たわみ量から計算することができる。また、基板の熱膨張係数は極めて小さいことから、温度変化に伴う応力を考慮して多層膜の膜厚方向の応力分布を入力条件に加えてもよい。
【００６０】
より正確には、膜の応力を各種設定して計算し、遮光枠端部の各位置におけるずれ量をデータベースとして蓄積しておくことができる。このようなデータベースと照合することによってより正確に応力を取得することができる。
【００６１】
したがって、パターン形成には使用しない遮光枠外側に位置計測用のパターン３４を吸収膜に形成しておき、そのごく近傍の領域３５の反射多層膜をエッチング除去した後に、その位置変動量を計測すれば膜の応力情報を抽出することができ、さらにその情報を用いて、遮光枠内側の位置ずれに関する情報をシミュレーション計算によって取得することができる。また上記データベースと照合した時点で内側の位置ずれ情報を出力できるようにデータベースを構築しておいてもよい。
【００６２】
また実際の遮光枠２１の位置以外であっても、遮光枠をエッチングすることによる応力の開放で生ずる位置ずれは、反射多層膜の内部応力の面内均一性が十分に良好であるか、あるいは面内分布が十分な精度で把握されていれば上記のようなシミュレーションによってフィッティングが可能であり、さらには、遮光枠を形成した位置での設計値からのずれ量も計算できることになる。
【００６３】
本発明においては位置計測パターンの基準をフィデュシャルマークとして記載しているが、位置計測パターンを形成すると同時に吸収膜に基準パターンを形成することによっても同等の評価ができる。
【００６４】
図５および図６に示したＸ方向の変位量の計算においては断面構造をモデルとした二次
元の計算により精度良く求めることができ、実際の計測値との整合性も良い。しかしながら遮光枠の四隅の近傍においては二次元と近似するのでは十分な精度が得られないことがある。
【００６５】
そこで本発明においては、反射膜除去マークに遮光枠内側の角の部分の近傍と等価と考えられるような、内側に９０゜の凸形状を含み、その近傍に位置計測マークを配置することによって、シミュレーション計算との整合性を最適化し、データベースを構築することでパターン領域全体の位置精度の向上ができる。
【００６６】
また、パターン位置はマスクの保持状態の影響を受ける。パターン位置計測装置においては、マスク基板裏面の端部付近の３点で支持するのが典型的である。マスク基板の重力によるたわみで生じるパターン位置の変化はこの３点の支持点によって影響を受けるが、これも補正が可能で、市販されている位置計測装置にも補正機能が搭載されている。
【００６７】
しかし、遮光枠を形成したことによって重力によるたわみ量が変化することを補正する手順についてはこれまでに開示されていない。本発明によれば、マスク基板の保持状態による位置変位を補正することを含むので、さらに高精度な補正が可能となる。
【００６８】
また、露光装置内で静電チャックに吸着された状態においては重力によるたわみではなく、静電チャックの平坦度と吸着時の摩擦の影響を受ける。反射多層膜の応力の開放による遮光枠端部近傍の局所的な位置変化は、基板の弾性係数が比較的小さく、かつ厚さが６．３５ｍｍと大きいために、基板の変形によってほとんど吸収されるために、静電チャックへの吸着前後で大きな変化は無い。
【００６９】
しかしながら、図６に示したような遮光枠外側で負にオフセットが生じるのは基板底面が自由に変形できる場合であり、静電チャックに吸着すると、このオフセット量は小さくなる。この変化量についても上記と同様のシミュレーションによって十分な精度で予測することができる。
【００７０】
計算結果の一例を図１１に示す。図１１ａ）は外力を受けない、仮想的に空中に浮いている状態を計算したもので、図１１ｂ）は静電チャックに基板の裏面が密着するように静電気力を模擬した力を作用させた状態を計算したものである。
【００７１】
このようにマスク基板の保持状態のちがいによるパターン位置変位を考慮することを含む補正を実施することにより、露光プロセスにおいてパターン位置精度の高い露光を実現できる。
【００７２】
本発明の第一の実施形態は前記遮光枠外側の位置ずれ計測用パターンが形成され、フィデュシャルマーク４２との相対位置情報を具備した反射型フォトマスクブランク５０１、並びに反射型フォトマスクブランク５０１の製造方法である。
【００７３】
フィデュシャルマーク４２はその目的から考えて、反射多層膜２０の欠陥検査の際にはすでに形成されているのが当然である。下記に本発明の反射型フォトマスク製造工程の一例について図８を用いて説明する。各工程の間には公知の洗浄工程や熱処理工程を適宜組み込んでもよいし、可能な部分は順序を入れ替えても差し支えない。
【００７４】
まず表面が十分に平坦な低膨張ガラス基板１０を用意する（図８（ａ）参照）。この主平面の一方に反射多層膜２０、その裏面に導電性膜５０を形成する（図８（ｂ）参照）。図には表示していないが、反射多層膜とガラス基板の間に何らかの目的で薄膜が形成されていてもよい。
【００７５】
次に反射多層膜２０上にレジスト膜４００を塗布し（図８（ｃ）参照）、公知のリソグラフィ技術によって露光、現像してフィデュシャルマーク４２を形成するためのレジストパターン４１を得る（図８（ｄ）参照）。
【００７６】
次に反射多層膜２０の一部あるいは全部の深さをエッチング除去してフィデュシャルマーク４２を形成し、残ったレジスト膜を除去する（図８（ｅ）参照）。ここで反射多層膜２０の欠陥検査を実施して、そのフィデュシャルマーク４２との相対位置情報を得る（図８（ｆ）参照）。
【００７７】
前記フィデュシャルマークは多層膜の一部をリソグラフィ技術により除去して形成しているが、他のエネルギービーム照射を用いても良いし、多層膜上に別途膜を堆積してパターンを形成するなどの方法でもよく、本発明はフィデュシャルマークの形成方法を限定するものではない。
【００７８】
次に反射多層膜２０の上に吸収膜３０を形成する（図８（ｇ）参照）。吸収膜３０を形成するとフィデュシャルマーク４２が隠れてしまうので、フィデュシャルマーク４２部分の吸収膜２０を除去するためにレジスト４０１を塗布（図８（ｈ）参照）してリソグラフィ工程によってフィデュシャルマーク部が露出したレジストパターン４３を得る（図８（ｉ）参照）。
【００７９】
本発明の実施形態としては、このリソグラフィ工程において、フィデュシャルマーク４２のほかに位置計測用のレジストパターン４４、並びに反射多層膜除去マーク４５、を連続して露光することを特徴とする（図８（ｊ）参照）。このことにより、フィデュシャルマーク４２を露出させるために吸収膜をエッチングすると同時に位置計測マーク３４及び位置ずれ検査用反射多層膜除去マーク３５の形成を同時に実施することができる（図８（ｋ）参照）。したがって、図８の（ｉ）と（ｊ）で別々にパターンが形成されているが、一度の現像工程にて実施することもできる。
【００８０】
この時点では反射多層膜欠陥の位置がパターンの位置調整やパターン修正で可能なように配置するための最良の方向が未知であるから、全体が長方形のデバイスパターンに対してその周囲に長方形の遮光枠を設けることを考慮すると、どの向きに反射型フォトマスク基板を回転しても転写領域外の反射型フォトマスク周辺部に多様な目的で配置されるパターンと干渉しない位置に位置計測マーク３４、位置ずれ検査用反射多層膜除去マーク３５は配置する必要がある。
【００８１】
フィデュシャルマーク４２を露出させるためのパターン４３と位置計測マーク３４では要求精度が異なるので、上記とは異なりフィデュシャルマーク４２を露出させるためのパターン４３と位置計測マーク３４は別の露光装置を用いた工程としてもよい。
【００８２】
本発明の一つの実施形態としては、引き続いて上記位置計測用パターンの近傍に配置した反射多層膜除去パターン４５の領域の反射多層膜２０をエッチング除去する工程、すなわち図８の（ｌ）から（ｏ）の工程を含むことを特徴とする。
【００８３】
図８（ｌ）の４０２はレジスト膜であり、反射多層膜をエッチングするためのレジストパターンである反射多層膜除去パターン４５を露光して現像する（図８（ｍ）参照）。次に反射多層膜を除去して遮光枠を形成するのと同様の条件でエッチングを行う（図８（ｎ）参照）。また、反射多層膜２０の表面にキャッピング層を設けた場合は必要に応じてキャッピング層をエッチングする工程を追加してもよい。
【００８４】
反射多層膜２０をエッチングする領域である位置ずれ検査用反射多層膜除去マーク３５は図２ａ）に示したように正方形または長方形の一部を矩形に切り欠いた形状、もしくは図２ｂ）に示したように、正方形または長方形の枠状とする。一辺の長さは１ｍｍ乃至４ｍｍとするのが好ましい。大きさが小さすぎると、遮光枠の直線部分とほぼ同じとみなせる領域が十分に取れず、また遮光枠の角の部分と同等とみなすことができなくなり、位置精度補正に関する情報が十分な精度で得られなくなるおそれがある。逆に大きすぎると、その開口によって他のパターンの位置精度に影響を及ぼすおそれがある。
【００８５】
また、位置計測マーク３４は除去する反射多層膜２０の領域の端部からの距離が０．１μｍ乃至１ｍｍの範囲にわたって形成されていることが好ましい。
【００８６】
これは図７に示したように、反射多層膜２０除去領域端部のごく近傍に位置ずれ量の絶対値が最大となる点があり、この範囲を正確に把握するためである。この最大点は反射多層膜２０μｍ程度の位置にあり、そこから離れるにしたがって徐々に位置ずれ量は小さくなる。位置計測装置の測定誤差を考慮すると、上記端部から１ｍｍ程度離れた部分まで計測すれば、応力開放による位置ずれの情報を十分に得ることができる。
【００８７】
したがって、図８（ｋ）の５００の状態とレジストを除去した図８（ｏ）の５０１の状態について位置計測マークの位置を計測、比較することによって、その基板に形成された反射多層膜の応力の影響に基づく位置ずれ量を把握することができる。これは反射多層膜除去マーク３５と位置計測マーク３４との距離に応じて近似関数を得ても良いし、前記構造解析プログラムを使用したモデルとのフィッティングによって反射多層膜エッチング部の端部からの位置に応じた位置ずれ量のデータを得てもよい。
【００８８】
このようにして得たパターンずれ量を相殺するように反射型フォトマスクパターンデータに公知の技術を用いて補正を加えることができる。
【００８９】
上記図８（ｏ）に示した５０１の状態でフィデュシャルマーク並びに本発明による位置補正情報を具備した反射型フォトマスクブランクを得ることができる。また、その上にマスクパターンを描画するために使用するレジストが塗布された状態の５０２の状態も本発明の反射型フォトマスクブランクに含まれる（図８（ｐ）参照）。
【００９０】
上記補正を施したパターンを吸収膜上に形成したレジスト上に描画し、現像、エッチング、レジスト剥離により吸収パターン３６を得ることができ、遮光枠を具備しない反射型フォトマスクの形態５０３となる（図８（ｐ）、（ｑ）、（ｒ）、（ｓ）参照）。この時点でパターン欠陥検査を行ない、必要に応じてパターン欠陥の修正を実施する。
【００９１】
さらに、その上にレジスト膜を形成して（図８（ｕ）参照）遮光枠部が露出した状態になるようにパターン形成を行ない（図８（ｖ）参照）、反射多層膜をエッチングする（図８（ｗ）、（ｘ）参照）。吸収膜のエッチング条件は反射多層膜に損傷を与えない条件を選択することが重要であるので、吸収膜と反射多層膜のエッチングは複数の条件を組み合わせることになるのが一般的であるが、吸収膜と反射多層膜の両方に対してエッチングできる条件を選択することができるならば、吸収膜と反射多層膜を連続的にエッチングすることも可能である。
【００９２】
上記の工程の後、残留したレジストを除去し、洗浄することにより遮光枠を具備した反射型フォトマスク６００を得ることができ、遮光枠を反射多層膜の除去によって形成しても遮光枠近傍の位置精度の低下を抑制した高精度の反射型フォトマスクを得ることができる（図８（ｙ）参照）。
【００９３】
本発明においては、上記位置ずれ量のデータとともに図６に示したように多層膜を除去して形成した遮光枠の外側での位置ずれ量も抽出することができる。
【００９４】
このような位置変動量は基板の保持状態の影響を受ける。例えば基板の端部付近の３点を支持点として保持する場合、遮光枠の形成前後で基板の重力によるたわみ量がわずかに変化することから、多層膜を除去して形成した遮光枠の近傍に形成したパターンの位置精度の検査においては、重力によるたわみ量の変動を考慮した値を基準にすることによって製品の良否を精度良く判定することができる。
【００９５】
また、図６に示した計算に対して、さらに基板を静電チャックに吸着した状態の条件を組み込むことによって、露光装置内に設置された状態でのパターン位置精度を計算することができる。また、露光装置内に設置された状態でのパターンの基板中心に対する位置と、マスクパターンの位置検査装置でパターンを基板端部付近の３点で支持した場合の、パターンの基板中心に対する位置の差分も計算することができる。
【００９６】
上記の情報を用いてパターン位置の検査を実施することで、反射型フォトマスク製品のパターン位置精度の良否を精度良く判定することができる。
【実施例１】
【００９７】
超低熱膨張ガラス基板としてＵＬＥ（登録商標、コーニング社製）を用い、表面を平坦に研磨処理した後、主平面の片側にモリブデンとケイ素を交互に積層した反射多層膜、その裏面にクロムを主成分とする膜を形成した基板を用意した。
【００９８】
次に反射多層膜上にフィデュシャルマークを公知のリソグラフィ技術を用いて形成し、反射多層膜表面の欠陥検査を実施した。検出した座標はフィデュシャルマークとの相対位置として記録した。
【００９９】
次に反射多層膜上にタンタルを主成分とする吸収膜を形成した。前記フィデュシャルマークの視認性が良好になるように、フィデュシャルマーク部分が露出したパターンとともに、反射型フォトマスク周辺部の空き領域に、位置ずれ検査用多層膜除去マーク３５を形成するための反射多層膜除去パターン４５と、位置計測マークを形成するためのパターン４４とを含むレジスト膜を形成した。
【０１００】
上記レジストパターンを反射型フォトマスクとしてフィデュシャルマークが露出して視認しやすい状態にし、さらに位置ずれ計測パターン、反射多層膜除去パターン４５領域も反射多層膜表面が露出した状態とした。
【０１０１】
この状態で位置ずれ計測パターンの位置をパターン位置計測装置ＬＭＳ  ＩＰＲＯ（ＶＩＳＴＥＣ社製）にて計測した。
【０１０２】
次に、反射多層膜除去パターン４５のみが露出するようにレジストパターンを形成し、反射多層膜をエッチング除去した。
【０１０３】
この状態で位置ずれ計測パターンの位置を前記と同様に計測し、反射多層膜除去前後の位置変化量を得た。位置ずれ計測パターンは反射多層膜除去領域からの距離が１μｍから１ｍｍの間にあり、それぞれの計測結果から図６および図７と同様の結果を得た。
【０１０４】
また、反射多層膜除去マークの内側に凸状に設けた角の付近にある位置ずれ計測パターンのＸ及びＹ方向のパターンずれ量から、遮光枠の角からのＸおよびＹ方向の距離とずれ量のＸ及びＹ方向の成分を抽出した。
【０１０５】
反射多層膜エッチング領域端部からの距離と位置ずれ量の関係を多項式近似し、これをもとに反射型フォトマスクパターンデータの描画位置に対して補正を施した。
【０１０６】
次に、レジストをコーティングし、上記補正を施したパターンを電子線描画により形成し、吸収パターンのエッチング、レジスト除去の工程を経て反射型フォトマスクを作製した。
【０１０７】
引き続いて遮光枠パターン４６を形成するためにレジストを塗布し、遮光枠パターン４６をレーザ描画装置により露光し、現像、エッチング、レジスト除去工程を経て遮光枠を具備した反射型フォトマスクを得た。このようにして得られた反射型フォトマスクの位置精度を計測したところ、遮光枠２１のごく近傍においても設計値との差は許容範囲内であり、静電チャックに吸着した状態について構造解析プログラムを用いた計算により予測しても、十分許容範囲内であることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明により、ＥＵＶ光を用いたリソグラフィ技術を用いた半導体デバイス等の製造において、回路パターンの周辺領域においても位置ずれが少なく、アライメント不良による不良品発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…ＬＴＥＭ基板
２０…反射多層膜
２１…遮光枠
２２…応力により変形した遮光枠
３０…吸収膜
３４…位置計測マーク
３５…位置ずれ検査用反射多層膜除去マーク
３６…マスクパターン
４０…レジスト膜
４１…フィデュシャルマークを形成するためのレジストパターン
４２…フィデュシャルマーク
４３…フィデュシャルマーク位置の吸収膜を除去するためのパターン
４４…位置計測マークを形成するためのレジストパターン
４５…反射多層膜除去マークを形成するためのレジストパターン
４６…遮光枠形成用レジストパターン
５０…裏面導電膜
１００…反射型フォトマスクブランク
４０１、４０２、４０３、４０４…レジスト膜
５０１…反射多層膜応力による位置ずれ情報を具備した反射型フォトマスクブランク
５０２…反射多層膜応力による位置ずれ情報を具備したレジスト膜付きフォトマスクブランク
５０３…遮光枠を具備しない反射型フォトマスク
６００…本発明の反射型フォトマスクの一例
６０１…本発明の反射型フォトマスクの一例
【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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