CN1930521A - 合成石英玻璃制成的光掩模基片和光掩模 - Google Patents

合成石英玻璃制成的光掩模基片和光掩模 Download PDF

Info

Publication number
CN1930521A
CN1930521A CNA2005800069538A CN200580006953A CN1930521A CN 1930521 A CN1930521 A CN 1930521A CN A2005800069538 A CNA2005800069538 A CN A2005800069538A CN 200580006953 A CN200580006953 A CN 200580006953A CN 1930521 A CN1930521 A CN 1930521A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quartz glass
synthetic quartz
photomask
photomask substrate
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005800069538A
Other languages
English (en)
Inventor
菊川信也
日野启吾
三代均
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of CN1930521A publication Critical patent/CN1930521A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7095—Materials, e.g. materials for housing, stage or other support having particular properties, e.g. weight, strength, conductivity, thermal expansion coefficient
    • G03F7/70958—Optical materials or coatings, e.g. with particular transmittance, reflectance or anti-reflection properties
    • G03F7/70966—Birefringence
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/60—Substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
    • C03B19/1453—Thermal after-treatment of the shaped article, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31616—Next to polyester [e.g., alkyd]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Abstract

提供了一种具有低的双折射、可以使用偏振辐照或进行浸没曝光的光掩模基片。一种由合成石英玻璃制成的光掩模基片，该基片用来使用具有最多约200纳米的曝光波长的光源制造半导体，该基片在曝光波长下的双折射最多为1纳米/6.35毫米，使用照度为13.2毫瓦/厘米2的Xe准分子灯辐照之前和辐照20分钟之后，该基片的透光度减少量，即波长217纳米处的透光度之差最多为1.0％。

Description

合成石英玻璃制成的光掩模基片和光掩模
技术领域
本发明涉及由合成石英玻璃制成的光掩模基片，该基片用于使用波长为150-200纳米的光作为光源的光学装置，本发明还涉及光掩模。更具体来说，本发明涉及由合成石英玻璃制成的光掩模基片，该基片在使用ArF准分子激光器(波长193纳米)、F2激光器(波长157纳米)等作为光源的光学装置中作为光掩模。
背景技术
在半导体集成电路的制造中，曝光设备已被广泛用来将画在掩模初始板上的精细电路图案转移到基片上。除了集成电路的高度集成和高功能性以外，集成电路变得更佳精细。因此，要求曝光设备以长焦深在晶片上形成电路图案的高分辨率图像，正在改进缩短曝光源波长的技术。曝光源已经从常规的g-线(波长：436纳米)或i-线(波长：365纳米)，发展到了KrF准分子激光器(波长：248纳米)或ArF准分子激光器(波长：193纳米)。
合成石英玻璃对近红外区至紫外区的很宽范围内的光具有极佳的透光度，这种玻璃具有极小的热膨胀系数，而且比较容易加工。出于这些原因，合成石英玻璃已被主要用于使用波长170-400纳米的光作为光源的曝光设备作为光掩模基片。
目前实际使用的光掩模基片可以是用于ArF准分子激光器的光掩模基片。根据其特点，这种光掩模基片对ArF准分子激光器具有抵抗力，此外大致说来，整个光掩模面上的表面平面度为0.5微米，平行度为5微米，双折射为4-10纳米/厘米。
日本专利第JP-A-2003-515192号和第JP-A-2001-302275号揭示了一种引起高达2纳米/厘米的双折射的光掩模。
发明内容
近年来，已经提出了使用ArF准分子激光器或F2激光器进行浸没曝光(immersion exposure)或使用偏振辐照。在此情况下，常规的光掩模基片不堪使用。一个问题是关于双折射，另一个问题是耐久度。本发明的一个目的是提供适用于使用偏振辐照或进行浸没曝光的情况的光掩模。
为克服上述问题，本发明提供了一种由合成石英玻璃制成的光掩模基片，用于使用曝光波长最多约为200纳米的光源进行的半导体制造，所述光掩模基片在曝光波长下的双折射最多为1纳米/6.35毫米，使用Xe准分子灯以13.2毫瓦/厘米2的照度辐照之前和辐照20分钟之后，该光掩模基片在217纳米的透光率差别最多减小1.0％。
另外，本发明提供了由合成石英玻璃制成的上述光掩模基片，所述合成石英玻璃的卤素含量最多为10ppm。
另外，本发明提供了由合成石英玻璃制造的上述光掩模基片，所述合成石英玻璃中除氟以外的卤素的含量最多为10ppm。
另外，本发明提供了由合成石英玻璃制造的上述光掩模基片，所述合成石英玻璃的OH基团含量最多为100ppm。
另外，本发明提供了由合成石英玻璃制造的上述光掩模基片，所述基片在即将形成图案的面上的平面度最多为0.25微米，另一个面上的平面度最多为1微米，两个面的平行度最多为5微米。
另外，本发明提供了由合成石英玻璃制造的上述光掩模基片，其中将要形成图案的面上尺寸至少为150纳米的固定缺陷的数量最多为10个缺陷/板。
另外，本发明提供了由合成石英玻璃制造的上述光掩模基片，该基片将要形成图案的面上的表面糙度最多为0.3nmRMS。
由本发明的合成石英玻璃制造的光学部件具有低的双折射。因此，其适合用作用来采用偏振辐照或进行浸没曝光的光掩模基片。
本发明最佳实施方式
在本发明中，光掩模基片在曝光波长下的双折射最多为1纳米/6.35毫米，从而可以得到能够用来采用偏振辐照或进行浸没曝光的光掩模基片。
出于该目的，优选要抑制组成光掩模基片的合成石英玻璃中的Na浓度。宜使合成石英玻璃中的Na浓度最高为5ppb，Na浓度特别优选最高为3ppb。另外，为了在使用光的区域内抑制双折射的变化，宜使得该区域内Na的最大浓度和最小浓度之差最多为3ppb。在本发明中，Na的“最大”和“最小”浓度表示在使用光的区域内的各个点测得的Na浓度的最大值和最小值。
另外，为了抑制构成本发明的光掩模基片的合成石英玻璃的双折射并将其用作光学部件，较佳的是任选通过进行均化、模塑或退火之类的热处理(在下文中称为光学热处理)使其具有作为光学部件所需的光学性质。所述光学热处理是在制得致密而透明的合成石英玻璃之后进行的。
在这些光学热处理中，退火处理与制得的合成石英玻璃的双折射密切相关。因此，优选以最高5℃/小时、优选3℃/小时的冷却速率从1,250℃至1,000℃进行退火，以获得最多为1纳米的双折射。
为了使本发明的光掩模基片达到对光刻法的适用性，以满足光学部件除用于遮光曝光设备以外，还特别用于折反射曝光设备的要求，要求本发明的光掩模基片的双折射最多为2纳米，所述光掩模基片的双折射优选最多为1.5纳米，特别优选最多为1纳米。
另外，为了满足本发明的光掩模基片作为光掩模基片的耐久性，在使用使用Xe准分子灯以13.2毫瓦/厘米2的照度辐照之前和辐照20分钟之后，该光掩模基片在217纳米的透光率差别最多减小1.0％。
为了得到具有这样的高耐久性的光掩模基片，优选以下条件。也即是说，当合成石英玻璃中基本既不含氧过量缺陷、也不含溶解的氧分子的情况下，在用紫外光辐照时透射率的减小和折射率的变化可以得到显著的抑制。“在合成石英玻璃中基本既不含氧过量缺陷也不含溶解的氧分子”是指使用下述检测方法测得的浓度大多数在缺陷限制之内。
可根据L.Skuja等在J.Appl.Phys.，第83卷，第11号，第6106-6110页(1998)所述，通过拉曼光谱测量溶解的氧分子的浓度。该方法的检测限为1×1017分子/厘米3。
另外，可以通过在700-1000℃的包含氢气的气氛下热处理之前和之后OH基团的增加来表征氧过量缺陷的浓度。例如，根据Cer.Bull.，55(5)，524，(1976)所述，使用红外光谱测量了在101帕的100％氢气气氛中和800℃下对10×10×100毫米的合成石英玻璃试样进行100小时的热处理之前和之后OH基团浓度的增量。该方法的检测限为1×1016个基团/厘米3。
当合成石英玻璃基本不含还原性缺陷时，可将受到紫外光辐照时的透光性减小和折射率变化抑制到足够低的程度。在这里，“基本不含还原型缺陷”表示在拉曼光谱中不会在2250厘米-1附近观察到由SiH产生的峰。
当合成石英玻璃中的缺氧缺陷浓度最多为5×1014个缺陷/厘米3的时候，在受到紫外光辐照时的透光性减小会受到充分的抑制。
合成石英玻璃中的缺氧缺陷的浓度，可通过在用紫外光辐照时产生的峰值在280-300纳米附近的蓝色荧光的强度测得。也即是说，使用装有多道光电二极管(MCPD2000，由OTSUKA ELECTRONICS CO.，LTD.制造)的纤维光波导型分光光度计之类的装置测量ArF准分子激光束的散射光强度和中心在280-300纳米附近的蓝色荧光的峰值强度。当蓝色荧光的峰值强度与193纳米处的散射光强度之比最多为5×10-3，且最少为1×10-4的时候，可以判定合成石英玻璃中的缺氧缺陷的浓度在上述浓度范围之内。如果该强度比超过5×10-3，则合成石英玻璃中的缺氧缺陷的浓度超过5×1014个缺陷/厘米3，在进行紫外光辐照时，透光率会减小。
在这里，使用由缺氧缺陷造成的中心在163纳米的吸收带获得了强度比与缺氧缺陷之间的关系。也即是说，使用H.Hosono等在Phys.Rev.B44，p12043(1991)中的描述，由波长163纳米处的吸收强度获得了缺氧缺陷的浓度，而且通过测量缺氧缺陷浓度已知的合成石英玻璃样品的蓝色荧光强度，获得了下式(1)所示的蓝色荧光与波长193纳米处的散射光的强度比I和缺氧缺陷浓度CODC(个缺陷/厘米3)之间的关系：
CODC＝1.16×1017×I  式(1)
当合成石英玻璃中的氯含量最多为10ppm、优选不含氯的时候，可以将被紫外光辐照时的折射率变化和透光率减小抑制到足够低的程度。合成石英玻璃中的氯浓度可通过荧光X射线测量。该方法的检测限为10ppm。如果合成石英玻璃中的氯浓度超过上述范围，受到紫外光辐照时透射率的减小和折射率的变化会很显著。
当合成石英玻璃中OH基团的浓度最多为100ppm、优选最多50ppm的时候，受到紫外光辐照时折射率的变化和透射率的减小会被抑制到足够低的程度。可根据Cer.Bull.，55(5)，524，(1976)，使用红外光谱测量OH基团的浓度。该方法的检测限为1ppm。如果合成石英玻璃中的OH基团浓度超过上述范围，受到紫外光辐照时透射率的减小和折射率的变化会很显著。
另外，优选的是本发明合成石英玻璃的氢分子含量为5×1015分子/厘米3至1×1019分子/厘米3。合成石英玻璃中的氢分子具有修复由于紫外光辐照形成的E中心和非桥氧之类的顺磁缺陷的功能，可以抑制受到紫外光辐照时的透光率减小。
在本发明中，合成石英玻璃中的金属杂质，例如碱金属(如Na、K和Li)，碱土金属(例如Mg和Ca)和过渡金属(例如Fe、Ni、Cr、Cu、Mo、W、Al、Ti和Ce)不仅会降低紫外至真空紫外区内的透光率，而且还会降低对光的耐久性。因此，它们的含量优选尽可能低。具体来说，金属杂质的总含量优选最多为100ppb，特别优选最多为50ppb。
合成石英玻璃中的应变结构是将会通过紫外光辐照形成的E’中心和NBOHC之类的缺陷的前体。因此本发明中其浓度优选很低。具体来说，激光拉曼光谱中495厘米-1处的散射峰强度I495和606厘米-1处的散射峰强度I606与440厘米-1处的散射峰强度I440之比I495/I440和I606/I440分别优选最多为0.585和0.136。
合成石英玻璃的氟含量可为100-10,000ppm。氟可以有效地减少合成石英玻璃中的不稳定结构并提高对紫外光的耐久性，但是如果氟含量小于100ppm，合成石英玻璃中的不稳定结构将不会减少到足够的程度。另外，如果氟的含量超过10,000ppm，会形成还原型缺陷，从而会降低对紫外光的耐久性。
下文将说明制造本发明合成石英玻璃的方法。
合成石英玻璃的合成方法是向石英玻璃制成的燃烧器提供作为合成材料的含Si化合物、氧气、氢气、氮气等，在氢氧焰中对该合成材料进行水解和/或氧化，以合成石英玻璃，可包括两种方法，即直接法和VAD法(烟灰法、OVD法和间接法)。
直接法是一种包括以下步骤的合成方法：在1500-2000℃下对含Si化学物进行火焰水解以合成SiO2颗粒，将它们沉积并熔合在基片上以直接合成透明的合成石英玻璃。另一方面，VAD法是一种包括以下步骤的方法：在1000-1500℃对含Si化合物进行火焰水解以合成SiO2颗粒，然后将它们沉积在基片上以首先制得多孔的合成石英玻璃体，然后升温至1400-1500℃，使多孔的合成石英玻璃体致密化，从而制得透明的合成石英玻璃体。
VAD法在合成时的反应温度较低，而且比较容易控制组成和缺陷浓度，因此是合成石英玻璃的优选合成方法。具体来说，由于合成时的反应温度很低，使用SiCl4之类的含氯材料进行合成时，通过VAD法合成的合成石英玻璃中的氯浓度要小于通过直接法合成的合成石英玻璃中的氯浓度，从这一点来看，也优选VAD法。另外，对合成石英玻璃的合成材料并没有特别的限制，只要该材料能够被气化即可，所述合成材料可以是例如SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2或SiCH3Cl3之类的氯化物，SiF4、SiHF3或SiH2F2之类的卤化硅化合物，或不含卤素的硅化合物，例如表示为RnSi(OR)4-n(式中R是C1-4烷基，n是0-3的整数)或(CH3)3Si-O-Si(CH3)3的烷氧基硅烷。
当将氯化物用作合成材料时，合成材料中的氯保留在合成石英玻璃中。因此优选的合成材料是不含氯的有机硅化合物或氟化物。但是如果使用氟化物作为合成材料，在合成的时候会形成反应副产物氢氟酸(HF)，从安全和操作效率来看这是个问题。因此，优选使用不含卤素的硅化合物作为合成材料。
在通过VAD法合成合成石英玻璃的时候，可通过一些方法控制合成石英玻璃中的氧过量缺陷浓度、溶解的氧分子的浓度和缺氧缺陷的浓度。
具体来说，可采用以下方法：(1)调节合成材料气中的氧气和氢气的供应比的方法，(2)通过减少包含氟或氯的化合物之类的化合物，处理该多孔合成石英玻璃体的方法，(3)在使多孔合成石英玻璃体致密化形成透明的合成石英玻璃体的时候，调节该过程的条件的方法。
方法(1)包括以下步骤：将合成材料气中氢气与氧气之比设定在大于化学计量比2的比例，即设定在2.0-2.5，以合成多孔合成石英玻璃。
方法(2)包括以下步骤：在包含含氟化合物或者氢气或CO气之类的还原性化合物的气氛下，在室温至1200℃的温度下对多孔的合成石英玻璃体进行热处理。所述含氟化合物可以是例如CF4、SiF4或SF6。当使用含氟或氯的化合物、或者CO气时，由于这些气体具有极高的还原性，优选使用由惰性气体(例如氮气、氦气或氩气)稀释至0.01-10体积％，优选0.05-5体积％的混合气体。处理温度优选为室温至大约1,000℃，环境压力优选为1kPa至101kPa。
另外，在使用氢气的时候，优选在800-1200℃的温度下，用压力为101-1013帕的包含50-100体积％氢气的惰性气体进行热处理。多孔的合成石英玻璃体在还原气氛下固化，然后引入上述状态的气体直至达到预定压力，从而可以高效而均匀地处理该多孔合成石英玻璃。
另外，方法(3)包括以下步骤：合成得到的多孔合成石英玻璃体保持在能够调节气氛且使用高纯度碳作为加热器和绝缘材料的石墨炉内，或者保持在能够调节气氛、而且使用W或Mo作为反射器和加热器的金属炉内保持20-200小时，这些炉内的气氛是压力降低为10帕至10千帕的100体积％的氦气或氮气惰性气体，温度为1,100-1,300℃，优选1,200-1,300℃，然后在相同的气氛下升温至1,400-1,500℃，以致密化形成透明的合成石英玻璃体。可通过进行上述方法中的一种或其组合来控制合成石英玻璃中的氧气过量缺陷浓度、溶解的氧分子的浓度和缺氧缺陷的浓度。
另外，可通过上述三种方法中的方法(2)或(3)使得合成石英玻璃中的OH基团浓度为最多100ppm。
本发明的光掩模基片在将要在其上形成图案的面上的平面度优选最多为0.25微米，另一面上的平面度最多为1微米，两面的平行度最多为5微米，使得即使在使用偏振辐照或进行浸没曝光的情况下，也可确保足够的曝光精度。
这种光掩模基片可以例如通过以下方法制得。
对外部尺寸至少比光掩模基片尺寸大10毫米的合成石英玻璃板进行抛光。然后将合成石英玻璃板切割成预定的尺寸以制备光掩模基片。然后把将要进行处理的虚设部(dummy portion)连接在合成石英玻璃板的侧表面上，对处于这种状态的合成石英玻璃板进行抛光，以制造光掩模基片。
也即是说，将尺寸至少比光掩模基片的外部尺寸大10毫米的基片抛光和精整至预定的板厚度，然后切割掉外围周边部分。通过这种方法可以制得具有令人满意的板厚度变化的光掩模基片。另外，通过在光掩模基片的侧面上安装与将要进行处理的光掩模基片厚度相同的将要进行处理的虚设部来代替切割边缘，将该虚设部与光掩模基片一起固定在支架上，从而减少光掩模基片外围周边部分的弯垂。
将要进行处理的虚设部的厚度优选至少为10毫米。另外，所述将要进行处理的虚设部优选由合成石英玻璃制成，使其抛光速率与将要进行处理的光掩模基片的抛光速率相同，还可以防止处理过程中抛光形成的碎玻璃在光掩模基片上留下划痕。但是所述虚设部也可由具有相同性质的树脂制成。
在抛光基片的时候，所述抛光设备的尺寸优选能够使一个基片容纳于支架的半径内，或者该尺寸能够将整个待处理的虚设部保持在该半径内。这是为了尽可能地将支架中心部分和周边部分之间的抛光速率差造成的影响最小化。
下文中将介绍该方法的具体例子。使用内刀片切片机将通过已知方法合成的石英玻璃材料锭料切割成预定的厚度。然后使用市售的NC倒棱机进行倒棱，将其加工成预定的外部尺寸，并将边缘加工成R形。
然后将合成石英玻璃板浸入5质量％的HF溶液，以防由于切割和倒棱产生的裂纹扩大。然后使用双面精研机和磨料浆液将合成石英玻璃板研磨至预定的厚度。
然后，对研磨之后的合成石英玻璃进行如上所述的蚀刻处理。然后使用双面抛光机、聚氨酯垫和主要由氧化铈组成的浆液抛光合成石英玻璃板。然后使用相同的抛光机、膨胀型聚氨酯垫和主要由氧化铈组成的浆液进行精整抛光，制得具有预定厚度的光掩模基片。
优选的是，在将要形成图案的面上，尺寸至少为150纳米的固定缺陷的数量最多为10个缺陷/板，特别优选不存在尺寸至少为150纳米的固定缺陷。固定缺陷是指不会因清洗而改变位置的缺陷，参见JP-A-2001-50907。为减少这种固定缺陷，宜除去用来抛光的浆液中平均直径至少为100纳米的外来物质，从而减少会对曝光造成损害的固定缺陷。
较佳的是，将要在其上形成图案的面上的表面糙度最多为0.3nmRMS，从而即使在使用偏振辐照或进行浸没曝光的情况下，也可以很容易地确保光掩模上图案的方向性，上述尺寸至少为150纳米的缺陷可以很容易地通过散射光辐照来检测。
为了使表面糙度最多为0.3nmRMS，可采用以下抛光方法。也即是说，使用压缩性最多为10％、压缩模量最多为90％的硬砂布，而且使用平均粒度为1-100纳米、其粒度小于常规抛光所用的磨料粒度的磨料。在此方法中，可以在不会降低平行度的同时，得到与使用常规的软砂布和氧化铈磨料时类似的表面糙度和划痕数量的抛光表面。
实施例
下面将参照实施例更详细地解释本发明。但是本发明决不仅限于这些实施例。
实施例1
通过已知的烟灰法在氢氧焰中对SiCl4进行水解，使形成的SiO2细颗粒沉积在基片上，以制备直径为35厘米、高100厘米的圆柱形多孔石英玻璃体。另外，在能够调节气氛的电炉内使该多孔石英玻璃体固化，使该玻璃体静置于室温、压力1.013×105帕的SiF4/He＝10/90的气氛下，以进行氟掺杂处理。然后在保持最多10帕的减压条件下，将多孔石英玻璃体加热至1,450℃，并在此温度保持10小时，以制备透明合成石英玻璃体。
将该透明玻璃体置于装有石墨加热器的高温加热炉内，加热至1,750℃，使其通过其自身的重量变形，模塑成17×17×25厘米的块状体。模塑完成之后，对该块状体进行退火。在退火过程中，将从1,300-1,000℃的冷却速率调节到3℃/小时。
由制得的块状体上切下边长153毫米×厚度6.4毫米的正方形玻璃板。制得的玻璃板在能够调节气氛的电炉内固化，在500℃、压力101-1013帕的包含10-100％氢气的气氛下进行氢掺杂处理。然后对氢掺杂的板进行抛光，以制备光掩模基片。根据下文所述的方法测量该光掩模基片的双折射、F浓度和H2浓度以及对Xe准分子灯的耐久性。
实施例2
通过已知的烟灰法在氢氧焰中对SiCl4进行水解，使形成的SiO2细颗粒沉积在基片上，以制备直径35厘米、高100厘米的圆柱形多孔石英玻璃体。另外，在1450℃的电炉内烧结该多孔石英玻璃体，以制备透明玻璃体。
将透明玻璃体置于装有石墨加热器的高温加热炉内，加热至1,750℃，使得该玻璃体由于自身的重量发生变形，并模制成17×17×25厘米的块状体。模制完成之后，对该块状体进行退火。在退火过程中，将从1,300℃至1,000℃的冷却速率调节到3℃/小时。
由制得的块状体上切下边长153毫米×厚度6.4毫米的正方形玻璃板。制得的玻璃板在能够调节气氛的电炉内固化，在500℃、压力101-1013帕的包含10-100％氢气的气氛下进行氢掺杂处理。然后对氢掺杂的板进行抛光，以制备光掩模基片。根据下文所述的方法测量该光掩模基片的双折射、F浓度和H2浓度以及对Xe准分子灯的耐久性。
(评价)
(评价方法1：双折射)
使用Hinds Instruments Inc.制造的以He-Ne激光器作为光源的EXICOR，在光掩模基片中心部分142毫米×142毫米的面中14.2平方毫米的矩形区域选择的121个点测量双折射，获得最大值。在实施例1中为0.86纳米/6.35毫米，在实施例2中为0.92纳米/6.35毫米。
(评价方法2：F浓度)
从所述光掩模基片的中心部分切下15毫米×15毫米×6.3毫米的样品，根据以下方法测量氟浓度。
根据Nippon Kagakukaishi(Chemical Society of Japan出版，1972(2)，第350页)所述的方法，通过无水碳酸钠加热熔融样品，向制得的熔体中加入蒸馏水和盐酸(体积比1∶1)，制得样品液。通过使用氟离子选择性电极和参比电极(所述氟离子选择性电极和参比电极分别为Radiometer Trading K.K.制造的第945-220号和第945-468号电极)的辐射计(Radiometer)测量该样品液的电动势。然后根据事先使用氟离子标准溶液制得的分析曲线获得氟的浓度。该方法的检测限为10ppm。在实施例1中为389ppm，在实施例2中最多为检测限。
(评价方法4：氢分子浓度)
进行拉曼光谱分析，通过激光拉曼光谱中表示硅和氧之间基本振动的4,135厘米-1处的散射峰的强度I4135与800厘米-1处的散射峰的强度I800的强度比(I4135/I800)获得氢原子浓度(分子/厘米3)(V.S.Khotimchenko等，ZhurnalPrikladnoi Spektroskopii，第46卷，第987-997页，1986)。该方法的检测限为1×1016分子/厘米3。在实施例1中为2.9×1018分子/厘米3，在实施例2中小于5×1016分子/厘米3。
(评价方法5：对光刻光源的适用性)
测量和评价了透光度减少量，即使用Xe准分子灯以13.2毫瓦/厘米2的照度辐照之前和辐照20分钟之后，在217纳米波长处的透光度的差异。在实施例2中，该减少量为0.092％。
在各实施例中，氯浓度最多为10ppm。
工业适用性
由本发明的合成石英玻璃制造的光学部件具有低的双折射，适合用作可使用偏振辐照或进行浸没曝光的光掩模基片。

Claims (10)

1.一种由合成石英玻璃制成的光掩模基片，该基片用于使用曝光波长最大约200纳米的光源制造半导体，所述基片在曝光波长下的双折射最大为1纳米/6.35毫米，使用照度为13.2毫瓦/厘米2的Xe准分子灯辐照之前和辐照20分钟之后，该基片的透光度减少量，按在波长217纳米处的透光度之差计最多为1.0％。
2.如权利要求1所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片，其特征在于，所述合成石英玻璃的卤素含量最多为10ppm。
3.如权利要求1所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片，其特征在于，所述合成石英玻璃除了氟以外的卤素的含量最多为10ppm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片，其特征在于，所述合成石英玻璃的OH基团含量最多为100ppm。
5.如权利要求1-4中任一项所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片，在其上将要形成图案的面的平坦度最大为0.25微米，另一个面的平坦度最大为1微米，这两个面的平行度最大为5微米。
6.如权利要求1-5中任一项所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片，其特征在于，在其上将要形成图案的面上，尺寸至少为150纳米的固定缺陷的数量最多为10个缺陷/板。
7.如权利要求1-6中任一项所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片，在其上将要形成图案的面上的表面糙度最大为0.3nmRms。
8.一种用于使用ArF准分子激光进行浸没曝光的光掩模，该光掩模使用如权利要求1-7中任一项所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片。
9.一种用于使用ArF准分子激光进行偏振辐照曝光的光掩模，该光掩模使用如权利要求1-7中任一项所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片。
10.一种用于使用F2准分子激光进行浸没曝光的光掩模，该光掩模使用如权利要求1-7中任一项所述的由合成石英玻璃制成的光掩模基片。
CNA2005800069538A 2004-03-09 2005-03-04 合成石英玻璃制成的光掩模基片和光掩模 Pending CN1930521A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004065646A JP2005255423A (ja) 2004-03-09 2004-03-09 合成石英ガラス製フォトマスク基板およびフォトマスク
JP065646/2004 2004-03-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1930521A true CN1930521A (zh) 2007-03-14

Family

ID=34918266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005800069538A Pending CN1930521A (zh) 2004-03-09 2005-03-04 合成石英玻璃制成的光掩模基片和光掩模

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7491475B2 (zh)
EP (1) EP1723470A1 (zh)
JP (1) JP2005255423A (zh)
KR (1) KR101177728B1 (zh)
CN (1) CN1930521A (zh)
TW (1) TWI368602B (zh)
WO (1) WO2005085952A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102067036B (zh) * 2008-07-23 2013-05-01 株式会社尼康 光掩模用光学构件及其制造方法
CN103794488A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种衬底的刻蚀方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101153677B1 (ko) * 2005-02-09 2012-06-18 아사히 가라스 가부시키가이샤 마스크 블랭크
JP4692745B2 (ja) * 2005-02-25 2011-06-01 株式会社ニコン マスク基板、フォトマスク、露光方法、露光装置の管理方法、及びデバイス製造方法
US7928026B2 (en) * 2005-06-30 2011-04-19 Corning Incorporated Synthetic silica material with low fluence-dependent-transmission and method of making the same
US7964522B2 (en) * 2006-08-31 2011-06-21 Corning Incorporated F-doped silica glass and process of making same
JP5365826B2 (ja) * 2007-02-01 2013-12-11 ウシオ電機株式会社 放電ランプ
JP2009023898A (ja) * 2007-06-20 2009-02-05 Asahi Glass Co Ltd 合成石英ガラス体、その製造方法、光学素子および光学装置
JP5762819B2 (ja) * 2010-05-19 2015-08-12 Hoya株式会社 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、並びにマスクブランク及び転写用マスク
JP5637062B2 (ja) * 2010-05-24 2014-12-10 信越化学工業株式会社 合成石英ガラス基板及びその製造方法
JP5881417B2 (ja) * 2011-12-29 2016-03-09 Hoya株式会社 マスクブランク用合成石英ガラス基板の複屈折仕様決定方法、マスクブランク用合成石英ガラス基板の製造方法、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
KR20180095624A (ko) 2015-12-18 2018-08-27 헤래우스 크바르츠글라스 게엠베하 ＆ 컴파니 케이지 불투명 실리카 유리 제품의 제조
KR20180095880A (ko) 2015-12-18 2018-08-28 헤래우스 크바르츠글라스 게엠베하 ＆ 컴파니 케이지 합성 석영 유리 결정립의 제조
US11952303B2 (en) 2015-12-18 2024-04-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Increase in silicon content in the preparation of quartz glass
TWI794150B (zh) 2015-12-18 2023-03-01 德商何瑞斯廓格拉斯公司 自二氧化矽顆粒製備石英玻璃體
KR20180095616A (ko) 2015-12-18 2018-08-27 헤래우스 크바르츠글라스 게엠베하 ＆ 컴파니 케이지 용융 가열로에서 이슬점 조절을 이용한 실리카 유리체의 제조
EP3390302B1 (de) 2015-12-18 2023-09-20 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Herstellung eines quarzglaskörpers in einem schmelztiegel aus refraktärmetall
WO2017103131A1 (de) 2015-12-18 2017-06-22 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Verringern des erdalkalimetallgehalts von siliziumdioxidgranulat durch behandlung von kohlenstoffdotiertem siliziumdioxidgranulat bei hoher temperatur
EP3390304B1 (de) 2015-12-18 2023-09-13 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Sprühgranulieren von siliziumdioxid bei der herstellung von quarzglas
JP2019502637A (ja) * 2015-12-18 2019-01-31 ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー 高熱法二酸化ケイ素造粒体からの均質な石英ガラス
TWI788278B (zh) * 2015-12-18 2023-01-01 德商何瑞斯廓格拉斯公司 由均質石英玻璃製得之玻璃纖維及預成型品
TW201731782A (zh) 2015-12-18 2017-09-16 何瑞斯廓格拉斯公司 在多腔式爐中製備石英玻璃體

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69816758T2 (de) * 1997-05-20 2004-06-03 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Synthetisches quarzglas zur verwendung in uv-strahlung und verfahren zu seiner herstellung
JP3403317B2 (ja) * 1997-05-20 2003-05-06 信越石英株式会社 高出力真空紫外線用合成シリカガラス光学材料およびその製造方法
JPH11156564A (ja) * 1997-11-28 1999-06-15 Toshiba Ceramics Co Ltd 耐熱性透明体およびその製造方法
US6319634B1 (en) * 1999-03-12 2001-11-20 Corning Incorporated Projection lithography photomasks and methods of making
JP2000264671A (ja) * 1999-03-12 2000-09-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 合成石英ガラス部材
JP2001019465A (ja) * 1999-07-07 2001-01-23 Shin Etsu Chem Co Ltd エキシマレーザ用合成石英ガラス部材及びその製造方法
US6410192B1 (en) 1999-11-15 2002-06-25 Corning Incorporated Photolithography method, photolithography mask blanks, and method of making
JP2001302275A (ja) 2000-04-26 2001-10-31 Asahi Glass Co Ltd 合成石英ガラス製光学部材
EP1219571B1 (en) * 2000-12-26 2012-04-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. process for producing a synthetic quartz glass article
TW554260B (en) * 2001-02-24 2003-09-21 Corning Inc A below 193 nm UVU transmitting glass photomask, the method of making their blank, the method of making said glass and the method of making homogenous glass optical element

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102067036B (zh) * 2008-07-23 2013-05-01 株式会社尼康 光掩模用光学构件及其制造方法
CN103794488A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种衬底的刻蚀方法
CN103794488B (zh) * 2012-11-02 2018-01-09 北京北方华创微电子装备有限公司 一种衬底的刻蚀方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060133568A (ko) 2006-12-26
WO2005085952A1 (en) 2005-09-15
US7491475B2 (en) 2009-02-17
KR101177728B1 (ko) 2012-09-13
TW200533622A (en) 2005-10-16
EP1723470A1 (en) 2006-11-22
US20060246363A1 (en) 2006-11-02
TWI368602B (en) 2012-07-21
JP2005255423A (ja) 2005-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1930521A (zh) 合成石英玻璃制成的光掩模基片和光掩模
US7514382B2 (en) Synthetic quartz glass for optical member and its production method
JP3893816B2 (ja) 合成石英ガラスおよびその製造方法
US8323856B2 (en) Mask blanks
US8735308B2 (en) Optical member comprising TiO2-containing silica glass
KR20120092580A (ko) 심자외선용 광학 부재 및 그 제조 방법
JP2005336047A (ja) 合成石英ガラス製光学部材およびその製造方法
WO2004078663A2 (en) Optical synthetic quartz glass and method for producing the same
JP2006251781A (ja) マスクブランクス
EP2377826B2 (en) OPTICAL MEMBER COMPRISING SILICA GLASS CONTAINING TiO2
JP2005298330A (ja) 合成石英ガラスおよびその製造方法
JP4831328B2 (ja) エキシマレーザ用合成石英ガラス基板の製造方法
JP4228493B2 (ja) 合成石英ガラス
JP3965552B2 (ja) 合成石英ガラスの製造方法
JP2003201126A (ja) 光学部材用合成石英ガラスおよびその製造方法
JP3975334B2 (ja) 合成石英ガラスの熱処理方法
JP2002255577A (ja) 合成石英ガラス部材及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20070314