CN101852984B - 检查制造光掩模基坯或其中间物、确定高能辐射量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种检查制造光掩模基坯或其中间物、确定高能辐射量的方法。通过以下方法检查光掩模基坯，该光掩模基坯是通过在基板上沉积相移膜并且利用高能量辐射来照射相移膜以实施基板形状调节处理而制造的，该方法是：在基板形状调节处理之后测量光掩模基坯的表面形貌，从光掩模基坯移除相移膜，在移除相移膜之后测量经处理的基板的表面形貌，以及比较表面形貌，由此估计由于已经历基板形状调节处理的相移膜的应力而引起的、在移除相移膜之前和之后的翘曲改变。

Description

检查制造光掩模基坯或其中间物、确定高能辐射量的方法
技术领域
本发明涉及一种用于检查光掩模基坯(photomask blank)或其中间物的方法，通过该光掩模基坯或其中间物生产在半导体集成电路、电荷耦合器件(CDD)、液晶显示器(LCD)彩色滤光器、磁头等的光刻制造中使用的光掩模；一种用于确定光掩模基坯的制造中的高能量辐射剂量的方法；以及一种用于制造光掩模基坯的方法。 
背景技术
在近来的半导体加工技术中，对大规模集成电路的更高集成度的挑战带来了对电路图案的微型化的日益增加的需求。存在对进一步减小电路构造布线图案的尺寸以及使用于单元构造层间连接的接触孔图案微型化的日益增加的需求。结果，用于形成该布线图案和接触孔图案的光刻中使用的电路图案刻写光掩模的制造就需要能够准确地刻写更细微的电路图案的技术，以便于满足微型化的需求。 
在形成更细微的特征图案时，使用光掩模和光学系统使抗蚀剂膜暴露于辐射图案。如果此时光掩模经历任何意外的形状改变，则降低了得到的图像的位置精度，导致了缺陷图案。为了克服该问题，如JP-A2003-50458中报导的，必须控制光掩模基板的形状。所报导的是，将具有特定表面形貌的基板用作光掩模基板，这抑制了光掩模被夹持到曝光工具的掩模台时的表面形貌的任何改变。 
在现有技术中，光掩模形成透明基板和光掩模基坯的平坦度被认为是重要的。当诸如光屏蔽膜或相移膜的光学膜被沉积在光掩模形成透明基板上时，控制光学膜中的应力，从而可以使基板形状不发生改变。如JP-A 2004-199035和JP-A 2002-229183中描述的，用于控制“扭 曲(sori)”(翘曲或俯曲)，即基板表面的形状改变的许多技术是公知的。 
除基板形状的问题之外，诸如刻写在光掩模上的半导体电路图案的光学膜图案的尺寸控制也是一个问题。随着期望的图案特征尺寸的减小，需要更高程度的控制。例如，在生产具有最小线宽达到65nm，特别地达到50nm的图案中使用的光掩模的制造中，现有技术中使用的铬基材料的光屏蔽膜难于控制蚀刻步骤期间的侧蚀刻。因而最终尺寸随着刻写图案的不同密度而相差程度很大地变化，这被称为图案密度依赖性或“相邻偏差”。JP-A 2007-241060描述了，可以通过由可选地含有过渡金属的硅基材料形成光屏蔽膜来减轻相邻偏差的问题，以及使用非常薄的铬基材料作为蚀刻掩模来加工光屏蔽膜。所描述的是，通过使用可选地含有过渡金属的硅基材料作为蚀刻掩模，可以制造以高精度控制尺寸的光掩模。 
在其中半导体电路图案具有最小尺寸达到45nm的光刻中使用的光掩模需要高程度的尺寸控制。当使用可选地含有过渡金属的硅基材料作为光屏蔽膜并且使用铬基材料作为蚀刻掩模膜来制备上述光掩模时，尺寸控制具有小的自由。 
在用于形成最小尺寸达到45nm的图案的光刻中，特别地在如双重构图(Proceedings of SPIE，Vol.6153，615301-1 to 19(2006))的情况下需要更高的位置控制精度的光刻中使用的光掩模的制造中，除非能够可靠地提供优于当前可达到的精度，否则不能增加光掩模制造的产量。 
引用列表 
专利文献1：JP-A 2003-050458 
专利文献2：JP-A 2004-199035 
专利文献3：JP-A 2007-241060 
(US 2007/212619，EP 1832926A2) 
专利文献4：JP-A H07-140635 
专利文献5：JP-A 2007-241065 
专利文献6：JP-A 2002-229183 
非专利文献1：Proceedings of SPIE，Vol.6153，615301-1 to 19(2006) 
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法，用于检查具有相移膜并且需要高加工精度的光掩模基坯或其中间物，用于估计引入表面形貌的改变的相移膜中的应力，该表面形貌的改变可能在光掩模基坯加工时导致尺寸误差；一种用于确定光掩模基坯的制造中的高能量辐射剂量的方法；以及一种用于制造光掩模基坯的方法。 
如以上讨论的，对于光掩模或光掩模基坯需要一种适当的形状控制方法，从而使光掩模不会招致在使用时焦深(depth of focus)劣化。已经实践的是，使用应变较小的膜作为诸如光屏蔽膜或相移膜的光学膜，以避免在沉积光学膜之前或之后光掩模形成基板经历形状改变从而使光掩模变得不可用(参见例如，JP-A 2004-199035和JP-A2002-229183)。 
通过对光掩模基坯在光掩模基坯加工为光掩模期间可能经历的形状改变以及可能引起图案位置误差的形状改变进行广泛研究，本发明人已发现，在现有技术中被处理为具有低应力的相移膜有时可能具有意外的高的应力。 
通常由于相移膜由具有相对高的氧和/或氮含量的材料形成，因此相移膜在紧随沉积之后具有明显的压缩应力。因此，通常通过将高能量辐射等施加到相移膜以减轻应力，由此来执行基板形状的调节。在现有技术中，执行基板形状调节处理，以便于通过施加高能量使膜沉积之前的基板形状保持。因此，应力被视为零(0)的标准是膜沉积之前的基板的表面形貌。本发明人已发现，即使在光掩模基坯具有据此标准被认为基本上没有应力的相移膜的情况中，当被蚀刻时仍会发生其表面形貌的改变，并且在进行严格估计时，伴随加工出现了位置精度的降低。 
为了针对由光掩模基坯制造的光掩模的位置和尺寸改进可靠性，完成的光掩模所具有的相移图案的位置必须在空间上与用于加工相移膜而形成的抗蚀剂图案的位置相当，或者基本上与用于加工相移膜而形成的抗蚀剂图案的位置相当，以便于符合所需的精度。如此处使用的，术语“在空间上相当”并非意指光掩模基坯的表面上的相对位置，而是意指位置相当，包括因膜应力的减缓导致的基板或基板上沉积的膜的表面形貌的改变所引起的表面的空间移动。如果由于相移膜的蚀刻期间可能发生的膜应力的减缓而导致基板形状改变，则发生位置移位。 
为了生产具有更高可靠性的光掩模基坯，必须通过正确的方法检查相移膜所具有的应力。本发明人已发现，通过在沉积已经历基板形状调节处理的相移膜之后将其移除，在移除相移膜之前和之后测量表面形貌，并且比较表面形貌，可以确定翘曲改变，通过该翘曲改变估计膜应力。 
一旦通过以上方法估计了膜应力，则可以推测在被执行用于减轻膜应力的基板形状调节处理之后实际是怎样留下了膜应力。可以确定提供在基板形状调节处理之后具有减小的应力的相移膜的高能量辐射的剂量。通过高能量辐射的照射，可以减轻膜应力，以便于使相移膜的加工之前和之后的翘曲改变最小。 
进一步地，当以上检查方法被应用于通过特定制造工艺制造并且具有在基板上沉积的相移膜的光掩模基坯或其中间物时，可以推测基板因加工之后的膜应力减缓而可能经历的最大翘曲改变。通过基于所推测的可靠性阈值的检查结果，针对尺寸精度误差，向通过所述工艺制造的光掩模基坯或其中间物提供了高的可靠性。本发明基于这些发现而做出。 
因此，本发明提供了一种用于检查光掩模基坯及其中间物的方法、一种用于确定用于基板形状调节的高能量辐射剂量的方法以及一种用于制造光掩模基坯的方法。 
[1]一种用于检查光掩模基坯或其中间物的方法，通过在光掩 模形成基板上沉积相移膜并且利用高能量辐射来照射所述相移膜以实施基板形状调节处理来制造所述光掩模基板或其中间物，所述方法包括以下步骤： 
在基板形状调节处理之后测量所述光掩模基坯或中间物的表面形貌， 
从所述光掩模基坯或中间物移除所述相移膜， 
在移除所述相移膜之后测量经处理的基板的表面形貌，以及 
将所述光掩模基坯或中间物的表面形貌与经处理的基板的表面形貌比较，由此估计由于已经历了基板形状调节处理的所述相移膜的应力而引起的、在移除所述相移膜之前和之后的翘曲改变。 
[2]根据[1]的方法，其中高能量辐射是闪光灯发射。 
[3]一种用于检查多个光掩模基坯或其中间物的方法，每个所述光掩模基板或其中间物包括光掩模形成基板和沉积在所述光掩模形成基板上的相移膜并且通过高能量辐射的照射经受基板形状调节处理，所述方法包括以下步骤： 
通过在预定条件下在光掩模形成基板上沉积相移膜并且在预定条件下实施基板形状调节处理，制造多个光掩模基坯或中间物， 
从所述多个光掩模基坯或中间物中获取样本光掩模基坯或中间物，根据[1]或[2]所述的检查方法，估计由于已经历了基板形状调节处理的所述相移膜的应力而引起的、在移除所述相移膜之前和之后的所述样本光掩模基坯或中间物的翘曲改变，以及 
基于由此估计的翘曲改变，判断所述多个光掩模基坯或中间物是可接受的或不可接受的。 
[4]一种对于通过在光掩模形成基板上沉积相移膜并且利用高能量辐射来照射所述相移膜以实施基板形状调节处理而制造的光掩模基板或其中间物， 
用于确定基板形状调节处理的高能量辐射剂量的方法，包括以下步骤： 
通过在预定条件下在基板上沉积相移膜并且利用不同剂量的高 能量辐射来照射所述相移膜，制备两个或更多个光掩模基坯或中间物， 
根据[1]或[2]的检查方法，估计由于已经历了基板形状调节处理的所述相移膜的应力而引起的、在移除所述相移膜之前和之后的每个光掩模基坯或中间物的翘曲改变，以及 
比较所述两个或更多个光掩模基坯或中间物的翘曲改变，由此确定提供较小翘曲改变的高能量辐射剂量。 
[5]一种用于制造光掩模基坯的方法，包括以下步骤：在光掩模形成基板上沉积相移膜并且利用高能量辐射来照射所述相移膜以实施基板形状调节处理， 
以通过[4]所述的方法确定的剂量利用高能量辐射来照射相移膜从而实施所述基板形状调节处理。 
本发明的有利效果 
本发明的方法能够更准确地估计在基板形状调节处理之后由相移膜施加到基板的应力。这进而使得能够确定适当的高能量辐射剂量以减轻光掩模基坯的制造中的应力，通过该光掩模基坯制造根据45nm或更小的图案规则的光刻中使用的光掩模。 
当通过所述检查方法检查具有相移膜的光掩模基坯或其中间物时，可以更加准确地推测通过特定制造工艺制造的光掩模基坯或中间物的相移膜所具有的应力。当通过特定制造工艺制造的光掩模基坯或中间物被加工为光掩模时，这在尺寸控制方面改进了可靠性。 
附图说明
图1示出了，对于具有沉积在基板上的相移膜的光掩模基坯或中间物以及在移除相移膜之后的经处理的基板，如何估计移除相移膜之前和之后的表面形貌的改变。 
图2是示出示例1中的翘曲改变(ΔTIR)的曲线图。 
具体实施方式
用于印刷图案尺寸达到65nm，特别地达到45nm的光刻中使用的光掩模——特别地在双重构图形式的光刻中使用的光掩模——需要具有非常高的掩模精度。因此，也需要光掩模基坯的加工具有非常高的加工精度。 
在JP-A 2003-50458中描述了，对于微加工中使用的光掩模，已存在对具有特定形状的透明基板的需要，当光掩模被夹持和安装在曝光工具中时该透明基板未经历形状改变。一旦低应变的光学膜被沉积在具有特定形状的该光掩模形成透明基板上以构造光掩模基坯，则蚀刻光学膜以制造光掩模，确保光掩模的生产产量。在相移膜的领域中，已经寻求如下相移膜作为低应变相移膜，所述相移膜提供紧密地符合膜沉积之前的基板表面形貌的表面形貌。 
通常，当金属化合物膜或硅化合物膜具有高的诸如氧、氮和碳的轻质元素的含量时，给光掩模形成基板带来了压缩应力。由于需要相移膜不依赖于该相移膜由单层还是多层组成而具有某种程度的曝光透射性，因此使用了提供高的轻质元素用作整体的膜的材料。因此虽然应力随溅射条件变化，但是通过溅射沉积的相移膜往往具有相对高的压缩应力。 
对于相移膜的制造中使用的光掩模基坯(该相移膜用于基于现有技术所需的小于100nm的图案规则的光刻中)，优选的是，在沉积之后立即对由相移膜所具有的应力引起的基板的变形进行校正。对用于减小应力的处理已提出了许多提案。实际有效的提案是在不向光掩模基板施加实质能量的情况下通过使相移膜吸收能量来移除应力的方法。具体地，在非常短的时间内从闪光灯向相移膜施加能量的方法是有效的(参见JP-A 2004-199035)。 
通过尝试增加光掩模基坯的精度，确保可应用于光掩模的制造的加工精度(该光掩模用于印刷图案尺寸达到45nm的光刻中，特别地用于双重构图形式的光刻中)，本发明人已发现，当含有钼、硅、氧和氮的膜被沉积在光掩模形成基板上以制造半调相移掩模基坯时，该基坯在氙闪光灯下经受光照射作为高能量辐射(JP-A 2004-199035) 从而使原始基板的表面形貌(翘曲)恢复并且通过干蚀刻移除半调相移膜时出现了问题。该问题在于，在更严格的估计中，表面形貌在移除相移膜之前和之后是不同的。 
如果基板经受该变形或翘曲改变，则在由光掩模基坯制造光掩模时引入了图案位置的误差。 
在图案加工中，在插入或不插入诸如光屏蔽膜的中间膜的情况下，使用抗蚀剂图案执行光刻，所述抗蚀剂图案保护其中留下相移膜图案的区域。具体地，通过例如图案化的电子束照射形成了抗蚀剂图案。然后，使用得到的抗蚀剂图案并可选地使用诸如蚀刻掩模膜或光屏蔽膜的中间膜作为蚀刻掩模，通过蚀刻来移除相移膜的不需要的部分。特别地，在具有明亮图案(即，具有较少的剩余相移膜区域的图案)的相移掩模的情况中，移除了大部分相移膜。如果相移膜具有能够使基板变形的应力，则发生基板形状的剧烈改变。如果发生该基板形状改变，则在基于沿基板表面的坐标观察时，光掩模基坯上形成抗蚀剂的位置和相移掩模完成阶段中的相移图案的位置是相同的。但是，假设其中在空间中设定三维绝对坐标的坐标系统，例如，其中设定坐标从而使基板表面的中心点是原点，并且基板表面的最小二乘平面平行于X-Y平面，如果发生翘曲改变(扭曲)，则具有坐标(ax，ay，az)且排除ax＝ay≠0的基板表面上的点A不仅在Z轴方向上移位，而且在X和/或Y轴方向上移位。 
在用于形成图案规则达到50nm的抗蚀剂图案的接近可商业化的光刻中使用的光掩模的情况中，例如152平方毫米的典型的光掩模，如果光掩模完成阶段中的图案位置从所设计的位置(即，对光刻胶进行EB照射的位置)在三维坐标系统的Z轴方向上移动接近最大位移的100nm，则光掩模不再被认为是可靠的。位移应优选地达到50nm。 
为了确保光掩模基坯针对加工期间的变形是可靠的，本发明采取如下程序，而并不确认通过基板形状调节处理使其上沉积有相移膜的基板的表面形貌转换回到膜沉积之前的基板的表面形貌。在沉积相移 膜并且通过施加高能量辐射进行基板形状调节之后，通过蚀刻来移除相移膜并且确认膜移除之前和之后的表面形貌的改变未超过所需水平，由此执行检查。 
根据本发明，通过以下方法检查光掩模基坯或其中间物，通过在光掩模形成基板上沉积相移膜并且利用高能量辐射来照射相移膜以实施基板形状调节处理，由此制造该光掩模基坯或其中间物，所述方法是：在基板形状调节处理之后测量光掩模基坯或中间物的表面形貌，从光掩模基坯或中间物移除相移膜，在移除相移膜之后测量经处理的基板的表面形貌，以及将光掩模基坯或中间物的表面形貌与经处理的基板的表面形貌比较，由此估计由于已经经历了基板形状调节处理的相移膜的应力而引起的、在移除相移膜之前和之后的翘曲改变。 
此处使用的光掩模形成基板(光掩模基坯形成基板)可以是矩形的，并且具体地可以是正方形的。可以利用对于曝光是透明的传统的公知基板，诸如合成石英基板。优选基板是如JP-A 2003-50458中报导的具有特定形状的光掩模形成基板，当光掩模被夹持到曝光工具时该光掩模形成基板未经历变形。 
对于相移膜，典型地对于半调相移膜，许多示例是公知的。通常，相移膜由单层、多层或复合递变层组成。制成相移膜的材料典型地是硅材料，其具有添加的诸如氧或氮的轻质元素并可选地含有诸如Mo、Zr、Ti、Ta、W或Nb的过渡金属(例如，JP-A H07-140635)。可以包括诸如Cr的过渡金属层或者具有添加了诸如氧或氮的轻质元素的过渡金属的层，作为相移膜中的一个构成层。 
在其中相移膜是半调相移膜的实施例中，半调相移膜可以由单层、多层或复合递变层组成。半调相移膜可以由可选地含有过渡金属的硅材料制成。具体地是过渡金属硅合金或含有过渡金属、硅和选自氧、氮和碳中的至少一种元素的过渡金属硅化合物，优选地是含有过渡金属、硅以及氧和/或氮的过渡金属硅化合物。过渡金属硅化合物的示例包括过渡金属硅氧化物、过渡金属硅氮化物、过渡金属硅氧氮化物、过渡金属硅氧碳化物、过渡金属硅氮化物碳化物、和过渡金属硅 氧化物氮化物碳化物。此处使用的过渡金属优选地是钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽和钨中的至少一种，钼因为易于进行干法蚀刻因而是更优选的。可选地含有过渡金属的硅材料可以优选地由10atom％-95atom％的硅、0atom％-60atom％的氧、0atom％-57atom％的氮、0atom％-20atom％的碳以及0atom％-35atom％，特别地1atom％-20atom％的过渡金属组成。依赖于膜构造(单层或多层)和膜厚度，可以从组分范围中选择材料，以便于提供所需的透射率和相移。 
如以上所述，由于当考虑整个膜时含有极大量的轻质元素，因此相移膜典型地是随着沉积阶段具有特定压缩应力的膜。如果相移膜自身具有明显的压缩应力，则由于在移除相移膜时弛缓了应力，因此表面形貌的检查很可能因移除相移膜之前和之后的基板形状的极大改变而显示失败。因而，有必要提供应力减缓。作为应力减缓处理，使用高能量辐射是最有效的(例如，JP-A 2004-199035)。高能量辐射可以是任意的红外辐射、可见光、超声辐射等。为了最小化对基板的损害，能够在达到1秒的短时长中给对象带来所需数量的能量的构件是优选的。由于使光掩模形成基板的能量吸收和对光掩模形成基板的损害最小，所以优选的是，以150-800nm波长的高能量辐射进行照射，作为短时长的有效能量。 
最优选的方法是如上文所述从闪光灯进行能量照射。对于闪光灯，氙闪光灯是公知的。最常见地，使用可能填充有氩或氢的氙闪光灯。 
由于可以通过非常短的时长(例如，0.0001-1秒)的单次发射向膜施加高剂量的能量(例如，0.1-100J/cm2)，因此使用闪光灯对于膜质量改进是高度有效的。尽管通过诸如受激准分子激光器的脉冲激光器实现了相似的效果，但是闪光灯因其宽广的频谱而具有范围广泛的应用以及高能量效率的优点。由于闪光灯产生了很大量的光，因此单次发射可以向基板的整个表面施加能量。 
在基板形状调节中使用闪光灯用于改变相移膜的应力的一个实 施例中，优选的是以0.5-100J/cm2的能量密度从闪光灯照射光。闪光灯的单次发射的时长优选地是0.1-100msec。照射次数可以是单次或者分为数次。 
从已经历了基板形状调节处理的基板移除相移膜以允许检查相移膜的应力。可以通过与用于加工为光掩模的相移膜蚀刻中使用的蚀刻技术相似的技术来实现该膜移除。在膜具有可选地含有过渡金属的硅材料的示例中，优选地使用利用氟基蚀刻剂气体的干法蚀刻。 
可以通过如下程序根据如下比较来实现确定相移膜的应力(即翘曲改变)检查，所述比较是将移除相移膜之前测量的表面形貌与移除相移膜之后测量的表面形貌比较。 
例如，使用能够光学扫描表面(透明基板的表面、所沉积的膜的表面(即，光掩模基坯或中间物的表面)或者经处理的透明基板或移除相移膜之后暴露的膜的表面)形貌的表面分析设备或表面形貌测量设备，测量移除相移膜之前的光掩模基坯或中间物的表面形貌以传送测量数据。接着，移除相移膜，并且测量膜移除之后的表面形貌以传送测量数据。这两个表面形貌之间的差异可被估计为翘曲改变。可以通过能够合理定义翘曲改变量的任何方法来确定翘曲改变。可以根据所需的掩模精度设定参考值，低于该参考值时将基坯判断为通过(可接受)。例如，可以通过如下方法比较表面形貌，基于通过/失败来判断光掩模基坯或中间物。 
对移除相移膜之前的光掩模基坯或中间物的最外表面以及从光掩模基坯或中间物移除整个相移膜之后的经处理的基板的最外表面进行分析。 
(1)通过表面形貌测量设备测量这些最外表面，获得每个最外表面的XYZ三维坐标数据。 
(2)根据每个最外表面的坐标数据，计算最外表面的最小二乘平面。 
(3)当光掩模基坯或中间物的最外表面的坐标及其最小二乘平面之间的相对位置，以及经处理的基板的最外表面的坐标及其最小二 乘平面之间的相对位置固定时，坐标和最小二乘平面被布置为 
(i)两个最小二乘平面被安置在XYZ三维假想空间的XY平面上， 
(ii)提供前一最小二乘平面的光掩模基坯或中间物的最外等效区域的中心和提供后一最小二乘平面的经处理的基板的最外等效区域的中心均被安置在原点，以及 
(iii)两个最外等效区域被布置为重叠，且它们对角线方向对齐(in alignment)，从而使在移除相移膜之前和之后，两个最外等效区域的四个角分别彼此对应。 
(4)在如上布置的坐标数据的范围内，对于X和Y值相当的经处理的基板的最外表面的坐标和光掩模基坯或中间物的最外表面的坐标之间的每对坐标，计算光掩模基坯或中间物的最外表面的Z值(Z1)和经处理的基板的最外表面的Z值(Z2)之间的差(Z1-Z2)。 
(5)确定Z值的差(Z1-Z2)的最大量值和最小量值的和，其表示翘曲改变。 
更具体地，通过使用光学系统的表面形貌测量设备测量移除相移膜之前的光掩模基坯或中间物的最外表面(即，相移膜的表面)的表面形貌。该设备传送最外表面的XYZ三维坐标数据以创建表面形貌图，由该图计算最小二乘平面。接着，典型地在相移膜的加工中使用的剥离条件下移除整个相移膜。类似地测量移除相移膜之后的经处理的基板的最外表面(即，与相移膜接续布置的膜的表面，或者透明基板的表面)的表面形貌。该设备传送该最外表面的XYZ三维坐标数据以创建表面形貌图，由该图计算最小二乘平面。 
接着，当光掩模基坯或中间物的最外表面及其最小二乘平面的坐标之间的相对位置，以及经处理的基板的最外表面及其最小二乘平面的坐标之间的相对位置是固定的时(即，最外表面和最小二乘平面的坐标表明它们是一体的)，使用适当的单元，典型地使用计算机，将由此获得的坐标和最小二乘平面布置在假想空间中以便于满足所有以下条件(i)-(iii)。 
(i)两个最小二乘平面被安置在XYZ三维假想空间的XY平面上， 
(ii)提供前一最小二乘平面的光掩模基坯或中间物的最外等效区域的中心和提供后一最小二乘平面的经处理的基板的最外等效区域的中心均被安置在原点，以及 
(iii)两个最外等效区域被布置为重叠，且它们对角线方向对齐，从而使在移除相移膜之前和之后，两个最外等效区域的四个角分别彼此对应。 
参照图1描述以上程序。如图1A中示出的光掩模基坯或中间物的最外表面及其最小二乘平面102的坐标组101，以及如图1B中示出的经处理的基板的最外表面及其最小二乘平面202的坐标组201如图1C中所示被布置在XYZ三维假想空间中。最小二乘平面102和202被布置在XY平面上，从而使这两个平面被安置在同一平面中。提供最小二乘平面102的光掩模基坯或中间物的最外等效区域102a和提供最小二乘平面202的经处理的基板的最外等效区域202a被布置为，它们的中心均被安置在XYZ坐标的原点。即，最小二乘平面102和202被布置在Z＝0的XY平面中。进一步地，两个最外等效区域被布置为它们对角线方向对齐，从而使在移除相移膜之前和之后，最外等效区域102a的四个角分别对应于最外等效区域202a的四个角(一个角对应于相关的一个角)。 
接着，如图1C中示出的，在如上布置的坐标数据的范围内，对于X和Y值相当的光掩模基坯或中间物的最外表面的坐标和经处理的基板的最外表面的坐标之间的每一对坐标，计算光掩模基坯或中间物的最外表面的Z值(Z1)和经处理的基板的最外表面的Z值(Z2)之间的差(Z1-Z2)。如果Z1＞Z2，则差值(Z1-Z2)为正(+)，如果Z1＜Z2，则差值(Z1-Z2)为负(-)。 
Z值的差(Z1-Z2)的最大量值(绝对值)和最小量值的和表示翘曲改变。
对于152mm(6英寸)见方的光掩模基坯或中间物，达到50nm 的翘曲改变表明了如下加工精度，该加工精度具有足以在双重构图形式的光刻中使用以形成具有约25nm的最小线宽的图案的范围。 
对于不同尺寸的光掩模基坯或中间物，可允许的翘曲改变与尺寸成比例。只要翘曲改变达到50nm/L/152mm，其中L是透明基板的长边的长度(以mm为单位)，则可以获得高的加工精度。 
简言之，坐标数据可应用于光掩模基坯的最外表面和经处理的基板的最外表面，可以通过简化的方法根据这些最外表面计算表面的最小二乘平面。在围绕每个最外表面的中心的半径为R(mm)的圆上设定三个或更多个点。由这三个或更多个点和中心的坐标计算最小二乘平面。随后，可以相似地估计翘曲改变。对于被加工为在双重构图形式的光刻中使用以形成具有约25nm的最小线宽的图案的光掩模基坯，当清除标准翘曲改变时，光掩模基坯被判断为通过(可接受)。如果翘曲改变的值小于或等于： 
50 ( nm ) / 2 R / ( 152 ( mm ) × 2 )
则光掩模基坯对于确保具有高的位置精度的光掩模来说是足够可靠的。 
本发明的检查方法有效地用于在制造光掩模基坯的工艺期间检查一批次的产品以及优化制造条件。 
一个实施例是用于检查大量光掩模基坯或其中间物的方法。每个所述光掩模基坯或其中间物包括光掩模形成基板和沉积在光掩模形成基板上的相移膜并且通过高能量辐射的照射经受基板形状调节处理，该方法包括以下步骤：通过在预定条件下在光掩模形成基板上沉积相移膜并且在预定条件下实施基板形状调节处理，制造多个光掩模基坯或中间物；从多个光掩模基坯或中间物获取样本光掩模基坯或中间物，根据本发明的检查方法，估计由于已经历了基板形状调节处理的相移膜的应力而引起的、在移除相移膜之前和之后的样本光掩模基坯或中间物的翘曲改变；以及基于由此估计的翘曲改变，判断多个光掩模基坯或中间物是可接受的或不可接受的。 
假设光掩模基坯或其中间物是通过在光掩模形成基板上沉积相 移膜并且利用高能量辐射来照射相移膜以实施基板形状调节处理而制造的，另一实施例提供了一种用于确定基板形状调节处理的高能量辐射剂量的方法，包括以下步骤：通过在预定条件下在基板上沉积相移膜并且利用不同剂量的高能量辐射来照射相移膜，从而制备两个或更多个光掩模基坯或中间物，根据本发明的检查方法，估计由于已经历了基板形状调节处理的相移膜的应力而引起的、在移除相移膜之前和之后的每个光掩模基坯或中间物的翘曲改变，以及比较两个或更多个光掩模基坯或中间物的翘曲改变，由此确定提供较小翘曲改变的高能量辐射剂量。在优选实施例中，可以通过在光掩模形成基板上沉积相移膜并且按照以上述方法确定的剂量利用高能量辐射来照射相移膜而实施基板形状调节处理，从而制造光掩模基坯。 
为了生产具有最小应力的相移膜的基板从而使基板可以在移除相移膜之后经历最小的翘曲改变，在采取高能量辐射的照射时，优选地按照最优剂量进行高能量辐射的照射。在优选剂量周围的封闭区间中，辐射剂量与翘曲改变的关系可以取线性近似。 
因此，通过按照至少两个不同的剂量利用高能量辐射来照射相移膜，从基板移除相移膜，确定翘曲改变，并且取翘曲改变和剂量之间的线性近似，可以估计用于使在特定制造条件下沉积在基板上的相移膜的应力减小至零(0)所需的高能量辐射的剂量。使用估计高能量辐射的最优剂量的方法，可以容易地制造光掩模基板或其中间物，其具有实际应力被减小至接近零的相移膜。 
示例 
下面提供作为说明而非作为限制的本发明的示例。 
示例1 
制备具有半调相移膜的光掩模基坯 
制备四个152平方毫米的合成石英光掩模基板。通过使用MoSi和Si靶以及作为溅射气体的氮气、氧气和氩气的混合物的溅射技术，具有76nm厚度的MoSiON(原子比Mo∶Si∶O∶N＝1∶4∶1∶4)半调相移膜被沉积在每个基板上。 
形状调节 
使用具有0.1-10msec脉冲长度的氙闪光灯，按照四个不同的能量剂量照射其上沉积有MoSiON膜的四个光掩模基坯。假设施加3175伏特时产生的能量剂量是一(1)，通过标准化值表达能量剂量。
在基板形状调节之后比较表面形貌 
在翘曲改变(ΔTIR)方面比较相移膜沉积之前的基板的表面形貌和具有因形状调节带来的高能量的光掩模基坯的表面形貌。如下确定翘曲(扭曲)改变、ΔTIR(总指示器读数变化)。 
通过光学表面形貌分析系统Tropel UltraFlat
Figure GSA00000081487900161
(Corning TropelCorp.)测量在半调相移膜沉积之后经历了闪光灯照射的每个光掩模基坯的表面形貌，获得表面形貌数据(坐标)。根据步骤(1)-(5)将该数据与半调相移膜沉积之前的对应基板的表面形貌的先前测量数据比较，以计算翘曲改变(ΔTIR)。假设ΔTIR的正值是因拉伸应力引起的变形。在图2中，绘制了照射之后的每个光掩模基坯的表面形貌相对于相移膜沉积之前的对应基板的表面形貌所具有的翘曲改变(ΔTIR)以及照射剂量的曲线图。 
移除相移膜 
通过利用氟蚀刻剂气体进行干法蚀刻，从具有已按照不同的能量剂量利用闪光灯进行照射而经历了形状调节相移膜的光掩模基坯移除相移膜。 
RF1(RIE)：CW 54 V 
RF2(ICP)：CW 325 W 
压力：5mTorr 
SF6：18sccm 
O2：45sccm 
在移除相移膜之后比较表面形貌 
通过光学表面形貌分析系统Tropel UltraFlat
Figure GSA00000081487900162
(Corning TropelCorp.)测量通过干法蚀刻移除相移膜之后的经处理的基板的表面形貌，获得表面形貌数据。相似地，将该数据与在沉积半调相移膜之后 已经历了闪光灯照射的光掩模基坯的表面形貌数据比较，以计算翘曲改变(ΔTIR)。图2中也绘制了该翘曲改变(ΔTIR)与照射剂量的曲线图。 
利用图2中曲线的归纳，表明当约1.108的能量剂量被照射时，通过高能量辐射的照射使沉积相移膜之前的基板形状完全恢复。然而，在基板形状调节之后从移除相移膜导致的ΔTIR的值表明，当移除已按照该能量剂量照射的相移膜时，在移除相移膜之前和之后，表面形貌发生改变。 
从图2中的曲线还可看出，移除相移膜之后的ΔTIR的值有可能线性近似于能量辐射的剂量。所推测的是，在按照约1.017的能量剂量进行照射时，利用闪光灯进行照射的膜的应力变为零(0)。 

Claims (5)

1.一种用于检查光掩模基坯或其中间物的方法，通过在光掩模形成基板上沉积相移膜并且利用高能量辐射来照射所述相移膜以实施基板形状调节处理来制造所述光掩模基板或其中间物，所述方法包括以下步骤：
在基板形状调节处理之后测量所述光掩模基坯或中间物的表面形貌，
从所述光掩模基坯或中间物移除整个相移膜，
在移除整个所述相移膜之后测量经处理的基板的表面形貌，以及
将所述光掩模基坯或中间物的表面形貌与经处理的基板的表面形貌比较，由此估计由于已经历了基板形状调节处理的所述相移膜的应力而引起的、在移除整个所述相移膜之前和之后的翘曲改变。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述高能量辐射是闪光灯发射。
3.一种用于检查多个光掩模基坯或其中间物的方法，每个所述光掩模基板或其中间物包括光掩模形成基板和沉积在所述光掩模形成基板上的相移膜并且通过高能量辐射的照射经受基板形状调节处理，所述方法包括以下步骤：
通过在预定条件下在光掩模形成基板上沉积相移膜并且在预定条件下实施基板形状调节处理，制造多个光掩模基坯或中间物，
从所述多个光掩模基坯或中间物中获取样本光掩模基坯或中间物，根据如权利要求1所述的检查方法，估计由于已经历了基板形状调节处理的所述相移膜的应力而引起的、在移除所述相移膜之前和之后的所述样本光掩模基坯或中间物的翘曲改变，以及
基于由此估计的翘曲改变，判断所述多个光掩模基坯或中间物是可接受的或不可接受的。
4.一种用于确定基板形状调节处理的高能量辐射剂量的方法，其中对于通过在光掩模形成基板上沉积相移膜并且利用高能量辐射来照射所述相移膜以实施基板形状调节处理而制造的光掩模基板或其中间物，所述方法包括以下步骤：
通过在预定条件下在基板上沉积相移膜并且利用不同剂量的高能量辐射来照射所述相移膜，制备两个或更多个光掩模基坯或中间物，
根据权利要求1所述的检查方法，估计由于已经历了基板形状调节处理的所述相移膜的应力而引起的、在移除所述相移膜之前和之后的每个光掩模基坯或中间物的翘曲改变，以及
比较所述两个或更多个光掩模基坯或中间物的翘曲改变，由此确定提供较小翘曲改变的高能量辐射剂量。
5.一种用于制造光掩模基坯的方法，包括以下步骤：在光掩模形成基板上沉积相移膜并且利用高能量辐射来照射所述相移膜以实施基板形状调节处理，
以通过权利要求4所述的方法确定的剂量利用高能量辐射来照射相移膜从而实施所述基板形状调节处理。
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