DE102004026206B4

DE102004026206B4 - Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsverfahren und Belichtungsmasken-Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102004026206B4
Application number: DE102004026206A
Authority: DE
Inventors: Masamitsu Itoh
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Kioxia Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2024-05-29
Also published as: JP3673263B2; KR20040103399A; KR100615492B1; DE102004026206A1; US20080206657A1; TWI240956B; US20040253524A1; US7479365B2; JP2004361432A; US7384713B2; TW200428488A

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Belichtungsmaskensubstrats mit einem Substrat und einem lichtabschirmenden Film, gebildet auf dem Substrat, gekennzeichnet durch:
Messen einer ersten Flachheit zumindest eines Substrats vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films (S101);
Vorhersagen, auf der Grundlage der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in ein Belichtungsgerät eingespannt ist (S103);
Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit (S104);
Vorhersagen, für das ausgewählte Substrat, einer gewünschten dritten Flachheit des Substrats, nachdem ein lichtabschirmender Film auf dem Substrat gebildet ist (S105);
Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat (S106);
Messen einer vierten Flachheit des Substrats mit dem gebildeten lichtabschirmenden Film (S107); und
Bestimmen, ob das Substrat mit dem lichtabschirmenden Film die gewünschte dritte Flachheit hat, durch Vergleichen der vierten Flachheit mit der dritten Flachheit (S109).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsverfahren, ein Belichtungsmasken-Herstellungsverfahren und ein Halbleitereinrichtungs-Herstellungsverfahren.
In den zurückliegenden Jahren wurden Photolithographieprobleme bei dem Halbleiterherstellungsprozess spürbar. Zusammen mit dem Prozess der Größenreduktion für Halbleitereinrichtungen nahm die Anforderung für ein Mikromusterbilden bei der Photolithographie zu. Die Einrichtungsenwurfsregel wurde bereits zu 0,1 pm reduziert, und die zu steuernde Mustergröße beträgt 10 nm oder weniger. D. h., die erforderliche Genauigkeit ist sehr strikt.
Unter diesen Umständen ist das Problem der Flachheit von Photomasken, die bei der Photolithographie verwendet werden, als Faktor aufgetreten, der die hochgenaue Musterbildung beeinträchtigt. Da sich der Brennpunktabstand bzw. Fokusabstand bei der Photolithographie zusammen mit einer Größenreduktion der Einrichtung verringert, wurde die Flachheit der Photomaske nicht vernachlässigbar.
Wird die Form der in ein Belichtungsgerät eingespannten Photomaske durch Simulation vorhergesagt, so lässt sich die Flachheit der Photomaske bei der tatsächlichen Anwendung managen. Demnach wird die Zahl der Probleme aufgrund der Flachheit der Photomasken kleiner als zuvor, wo die Flachheit nicht vorhergesagt wurde.
Jedoch ist es immer noch ein Problem dahingehend, dass eine Photomaskenform, vorhergesagt durch die Simulation, nicht mit der Form der tatsächlichen in ein Belichtungsgerät eingespannten Photomaske übereinstimmt. Der Grund hierfür besteht darin, dass ein auf der Photomaske gebildeter lichtabschirmende Film eine interne Spannung aufweist. Bei einer Photomaske mit einem Muster mit einem großen Öffnungsverhältnis ändert die Spannungserleichterung aufgrund der Entfernung des lichtabschirmenden Films durch Ätzen die Flachheit der Maske.
In Dokument DE 103 14 212 A1 wird zur Bestimmung einer gewünschten Ebenheit eines Maskenrohlings eine Ebenheit eines Substrats bestimmt, indem die Veränderung der Ebenheit, die aus einer Filmspannung eines auf dem Substrat ausgebildeten Dünnfilms resultiert, vorhergesagt wird.
US 2002/0 155 361 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Maskensubstrats mit bestimmter Oberflächenform und Flachheit, ausgehend von ersten, die Oberflächenform des Maskensubstrats betreffenden Informationen, und zweiten, die Flachheit des Maskensubstrats betreffenden Informationen.
US 6 537 844 B1 betrifft ein als eine Photomaske verwendetes Glas-Substrat mit einem auf der Oberfläche des Glas-Substrats ausgebildeten lichtabschirmenden Film.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Belichtungsmaskensubstrats geschaffen, mit einem Substrat und einem lichtabschirmenden Film, der auf dem Substrat gebildet wird, enthaltend: Messen einer ersten Flachheit zumindest eines Substrats vor dem Bilden des lichtabschirmenden Films; Vorhersagen, auf der Basis der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in ein Belichtungsgerät eingespannt ist; Auswählen des Substrats mit vorgegebener Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit; Vorhersagen, für das ausgewählte Substrat, einer gewünschten dritten Flachheit des Substrats , nachdem ein lichtabschirmender Film auf dem Substrat gebildet ist; Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat, Messen einer vierten Flachheit des Substrats mit dem gebildeten lichtabschirmenden Film; und Bestimmen, ob das Substrat mit dem lichtabschirmenden Film die gewünschte dritte Flachheit aufweist, durch Vergleichen der vierten Flachheit mit der dritten Flachheit. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Belichtungsmaskensubstrats geschaffen, mit einem Substrat und einem lichtabschirmenden Film, gebildet auf dem Substrat, enthaltend: Messen einer ersten Flachheit zumindest eines Substrats vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films; Vorhersagen, auf der Grundlage der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in ein Belichtungsgerät eingespannt ist; Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen ersten Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit; Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat; Messen einer dritten Flachheit des Substrats, wobei das Substrat den gebildeten lichtabschirmenden Film aufweist; Vorhersagen, auf der Grundlage der dritten Flachheit, einer vierten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films in das Belichtungsgerät eingespannt ist; und Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen zweiten Flachheit auf der Grundlage der vierten Flachheit.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Belichtungsmasken-Herstellverfahren zum Herstellen einer Belichtungsmaske geschaffen, unter Verwendung eines Belichtungsmaskensubstrats mit einem Substrat und einem auf dem Substrat gebildeten lichtabschirmenden Film, enthaltend: Messen einer ersten Flachheit zumindest eines Substrats vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films; Vorhersagen, auf der Grundlage der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in das Belichtungsgerät eingespannt ist; Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit; Vorhersagen, für das ausgewählte Substrat, einer gewünschten dritten Flachheit des Substrats, nachdem ein lichtabschirmender Film auf dem Substrat gebildet ist; Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat; Messen einer vierten Flachheit des Substrats mit dem gebildeten lichtabschirmenden Film; und Herstellen einer Belichtungsmaske zum Bilden eines gewünschten Musters auf dem Substrat, wenn durch Vergleich der vierten Flachheit mit der dritten Flachheit bestimmt wird, dass das Substrat mit dem lichtabschirmenden Film die gewünschte dritte Flachheit hat.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Belichtungsmasken-Herstellungsverfahren geschaffen, zum Herstellen einer Belichtungsmaske durch Verwenden eines Belichtungsmaskensubstrats mit einem Substrat und einem lichtabschirmenden Film, gebildet auf dem Substrat, enthaltend: Messen einer ersten Flachheit zumindest eines Substrats vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films; Vorhersagen, auf der Grundlage der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in ein Belichtungsgerät eingespannt ist; Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen ersten Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit; Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat; Messen einer dritten Flachheit des Substrats, wobei das Substrat den gebildeten lichtabschirmenden Film aufweist; Vorhersagen, auf der Grundlage der dritten Flachheit, einer vierten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films in das Belichtungsgerät eingespannt ist; Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen zweiten Flachheit auf der Grundlage der vierten Flachheit; und Herstellen einer Belichtungsmaske durch Bilden eines gewünschten Musters auf dem ausgewählten Substrat.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben; es zeigen:
1 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Belichtungsmaskensubstrats-Herstellungsschritts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritts gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritts gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritts gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Zusammenfassung der ersten Ausführungsform umfasst einen ersten Messschritt zum Messen der Hauptoberflächen-Flachheit eines Quarzsubstrats zum Bilden eines lichtabschirmenden Films einschließlich eines Cr-Films und eines Halbton (HT) Films, einen Schritt zum Simulieren der Hauptoberflächen-Flachheit nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films, der es ermöglicht, eine gewünschte Hauptoberflächen-Flachheit dann zu erhalten, wenn ein durch Bilden des lichtabschirmenden Films auf dem Quarzsubstrat vorbereitetes Substrat in die Maskenstufe eines Belichtungsgeräts eingespannt ist, eines zweiten Messschritts zum Messen der Hauptoberflächen-Flachheit des Substrats nach dem tatsächlichen Bilden des lichtabschirmenden Films auf dem Quarzsubstrat, und einen Schritt zum Vergleichen des Ergebnis in dem zweiten Messschritt mit dem Simulationsergebnis, zum Bestimmen, ob die gewünschte Flachheit erhalten werden kann.
Die 1 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Belichtungsmaskensubstrats-(Maskenrohling)-Herstellungsschritts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritt gemäß der ersten Ausführungsform wird mit nachfolgendem Bezug auf die 1 und die Tabellen 1 und 2 (nachfolgend beschrieben) beschrieben.

Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse einer Flachheitsmessung und einer Vorhersage von 10 Quarzsubstraten, Quarzglassubstraten, (A bis J). Jedes Quarzsubstrat hat 6 Inches im Quadrat (152 mm im Quadrat), und es hat eine Dicke von ungefähr 6 mm. Tabelle 1 Flachheit des Quarzsubstrats (μm)

Substrat	Messdaten für Maskenhauptoberfläche als 148 mm Rechteckgebietsform	Maskenhauptoberflächen-Messdaten als 132 mm Quadratgebietsflachheit	Flachheit bei 132 mm Quadratgebiet für die Einspannsimulation
A	konvex	0.3	0.1
B	konvex	0.2	0.2
C	konvex	0.2	0.1
D	konvex	0.3	0.0
E	konvex	0.1	0.2
F	konvex	0.2	0.1
G	konkav, NG
H	konvex	0.2	0.2
I	konvex	0.3	0.4, NG
J	konvex	0.5, NG

Zunächst wird in dem Schritt S101 die Hauptoberflächen-Flachheit in einem 148 mm Quadratgebiet jedes der Quarzsubstrate (A bis j) gemessen. Es wurde UltraFlat, verfügbar von Tropel, als Flachheitsmessgerät verwendet. In einem Schritt S102 wurden von den 10 Quarzsubstraten (A bis J), die die Flachheitsmessung durchliefen, 9, Quarzsubstrate (A bis F, und H bis J) ausgewählt, für die die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet als eine konvexe Form angezeigt wurde (der Maskenmittenabschnitt war höher als der Maskenrandabschnitt). Zusätzlich wurden von dem neuen Quarzsubstraten acht Quarzsubstrate (A bis F, H, und I) ausgewählt, für die die Flachheit in einem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger viel.
Zunächst ist der Grund für die Auswahl, weshalb die acht Quarzsubstrate, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in dem Bereich von 0,3 μm oder weniger liegt, wie folgt. Bei einem Quarzsubstrat, dessen Flachheit vor einem Einspannen (Vakuumeinspannen) in einem Belichtungsgerät 0,3 μm übersteigt, wird die Produktverzerrung des Maskenmusters groß, obgleich eine gewünschte Flachheit nach dem Einspannen in dem Belichtungsgerät erhalten wird.
In dem Schritt S103 wurde für jedes der acht Quarzsubstrate (A bis F, H und I) die Flachheit, wenn das Quarzsubstrat in der Maskenstufe eines Belichtungsgerät eingespannt war, durch Simulieren unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Computers vorhergesagt. In dem Schritt S104 wurden von den acht Quarzsubstraten sieben Quarzsubstrate (A bis F und H), für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche nach dem Einspannen in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, auf der Grundlage des Vorhersageergebnis ausgewählt.

Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Flachheitsvorhersage und der Messung der sieben ausgewählten Quarzsubstrate (A bis F und H) nach dem Bilden eines lichtabschirmenden Films. Tabelle 2 Flachheit des Quarzsubstrats mit lichtabschirmendem Film (μm)

Substrat	Oberer Grenzwert der Substrat-Haupt-berflächen-Flachheit vorhergesagt durch Simulation als 148 mm Quadratgebitsflachheit	Maskenhauptflächen-Messdaten als 132 mm Quadratgebietsflachheit	Konsistenz mit oberem Grenzwert der Substrat-Hauptoberflächenflachheit, vorhergesagt durch Simulation (gemessene Flachheit in 148 mm Quadratgebiet und Bestimmungsergebnis)
A	0.4	0.3	0.4
B	0.5	0.2	0.4
C	0.3	0.2	0.5, NG
D	0.4	0.4, NG
E	0.4	0.1	0.2
F	0.3	0.2	0.3
G
H	0.4	0.2	0.5, NG
I
J

In dem Schritt S105 wurde für jedes der sieben Quarzsubstrate (A bis F und H) der obere Grenzwert der Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet der Substrat-Hauptoberfläche nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films durch Simulation unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Computers vorhergesagt. Der obere Grenzwert repräsentiert eine Bedingung, die gewährleistet, dass dann, wenn der lichtabschirmende Film auf dem Quarzsubstrat gebildet ist und wenn das Substrat in der Maskenstufe eingespannt ist, die Flachheit des 132 mm Quadratgebiets bei dem Mittenabschnitts der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fällt. D. h., eine gewünschte Flachheit des Substrats nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films fällt in den Bereich gleich zu oder weniger als dem oberen Grenzwert.
In dem Schritt S106 wurde für jedes der oben beschriebenen sieben Quarzsubstrate (A bis F und H) ein HT-Film aus MoSiON auf der Substrat-Hauptoberfläche gebildet, und ein Cr-Film wurde auf dem HT-Film gebildet. In dem Schritt S107 wurde die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet der Hauptoberfläche jedes Substrats gemessen. In dem Schritt S108 erfolgt die Auswahl, aus den sieben Quarzsubstraten (A bis F und H), von sechs Quarzsubstraten (A bis C, E, F und H), für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, auf der Grundlage des Messergebnisses.
In dem Schritt S109 erfolgte für jedes der sechs Quarzsubstrate (A bis C, E, F und H) ein Vergleichen des Flachheitsmessergebnisses nach dem Filmbilden mit dem Vorhersageergebnis durch die Simulation zum Bestimmen, ob die Flachheit des 148 mm Quadratgebiets der Substrat-Hauptoberfläche gleich war zu oder weniger als der oben beschriebene obere Grenzwert, erhalten durch Simulation. In dem Schritt S110 wurden von den sechs Quarzsubstraten (A bis C, F und H) vier Quarzsubstrate (A, B, E und F) ausgewählt, für die die Flachheit gleich zu oder weniger als der obere Grenzwert war, auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses. Für die vier Quarzsubstrate wurde davon ausgegangen, dass sie die Fähigkeit haben, eine gewünschte Flachheit nach dem Einspannen zu erzielen, da die Hauptoberflächen-Flachheit gleich war zu oder weniger als der oben beschriebene durch die Simulation erhaltene Grenzwert.
In dem Schritt S111 wurde ein Elektronenstrahl-Belichtungsresist auf die vier Quarzsubstrate (A, B, E und F) beschichtet, zum Vorbereiten der Quarzsubstrate als Belichtungsmaskensubstrate.
Der Grund für die anfängliche Auswahl der sechs Quarzsubstrate, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrathauptfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fällt, ist wie folgt. Bei einem Quarzsubstrat, dessen Flachheit vor dem Einspannen in dem Belichtungsgerät 0,3 μm übersteigt, wird die Positionsverzerrung des Maskenmusters nach dem Einspannen in dem Belichtungsgerät selbst dann groß, wenn eine gewünschte Flachheit nach dem Einspannen in das Belichtungsgerät erhalten wird.
Nachfolgend wurde ein Belichtungsmasken-Herstellungsschritt ausgeführt. Zunächst wurden vier Muster mit unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen auf den oben beschriebenen vier Belichtungsmaskensubstraten durch ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät (EBM4000, verfügbar von NFT) gezeichnet. Dann wurden die Substrate gebacken und entwickelt. Der Cr-Film und der HT-Film wurde durch ein Gerät (VLR-G3, verfügbar von UNAXIS) für reaktives Ionenätzen (RIE) geätzt. Der verbleibende Resist wurde entfernt. Der Cr-Film auf dem HT-Film wurde durch Nassätzen entfernt. Vier HT-Masken mit unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen wurden somit gebildet. Die Öffnungsverhältnisse der vier Belichtungsmasken betrugen 50%, 40%, 70% und 95%.
Die Flachheit jeder Belichtungsmaske wurde gemessen, während es in der Maskenstufe eines Wafer-Belichtungsgeräts eingespannt gehalten wurde. Im Ergebnis betrug die Flachheit nach dem Einspannen 0,3 μm oder weniger bei jeder Belichtungsmaske, was den Zielwert erfüllte. Demnach lässt sich eine ausreichende Brennweite bei der Photolithographie bei einem Halbleitereinrichtungs-Herstellen erhalten, und die Ausbeute der Halbleiter-Einrichtungsherstellung lässt sich in großem Umfang erhöhen.
Die Zusammenfassung der zweiten Ausführungsform umfasst einen ersten Messschritt zum Messen der Hauptoberflächen-Flachheit eines Quarzsubstrats vor dem Bilden eines Lichtabschirmfilms einschließlich eines Cr-Films und eines Halbton (HT)-Films, einen ersten Simulationsschritt zum Simulieren der Hauptoberflächen-Flachheit dann, wenn das Quarzsubstrat in der Maskenstufe eines Belichtungsgeräts eingespannt ist, einen Schritt zum Bestimmen, auf der Grundlage des Ergebnisses des ersten Simulationsschritts, ob eine gewünschte Hauptoberflächen-Flachheit dann erhalten werden kann, wenn das Quarzsubstrat in der Maskenstufe des Belichtungsgeräts eingespannt ist, einen Lichtabschirmfilm-Bildungsschritt zum Bilden eines Lichtabschirmfilms auf dem Quarzsubstrat, für das in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die gewünschte Hauptoberflächen-Flachheit erhalten werden kann, einen zweiten Messschritt zum Messen der Hauptoberflächen-Flachheit des Substrats mit dem Lichtabschirmfilm, einen zweiten Simulationsschritt zum Simulieren, auf der Grundlage des Ergebnisses in dem zweiten Messschritt, der Hauptoberflächen-Flachheit dann, wenn das Substrat mit dem Lichtabschirmfilm in der Maskenstufe des Belichtungsgeräts eingespannt ist, und einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen, auf der Grundlage des Ergebnisses in dem zweiten Simulationsschritt, ob eine gewünschte Flachheit erhalten werden kann, wenn das Substrat mit dem Lichtabschirmfilm in der Maskenstufe des Belichtungsgeräts eingespannt ist.
Die 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritts gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritt gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezug auf die 2 und die Tabellen 3 und 4 (später beschrieben) beschrieben.

Die Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse einer Flachheitsmessung und einer Vorhersage von 10 Quarzsubstraten (K bis T). Jedes Quarzsubstrat ist 6 Inches im Quadrat/Rechteck (152 mm im Quadrat) und es hat eine Dicke von ungefähr 6 mm. Tabelle 3 Flachheit des Quarzsubstrats (μm)

Substrat	Maskenhauptoberflächen-Messdaten als 148 mm Quadratgebietsform	Maskenhauptoberflächen-Messdaten als 132 mm Quadratgebietsflachheit	Flachheit in 132 mm Quadratgebiet bei Einspannsimulation
K	Konvex	0.3	0.1
L	Konvex	0.2	0.2
M	konkav, NG
N	Konvex	0.3	0.0
O	Konvex	0.5, NG
P	Konvex	0.2	0.1
Q	Konvex	0.2	0.4, NG
R	Konvex	0.2	0.2
S	Konvex	0.3	0.4, NG
T	Konvex	0.2	0.1

Zunächst wurde in dem Schritt S201 die Oberflächenflachheit in einem 148 mm Quadratgebiet für jedes der Quarzsubstrate (K bis T) gemessen. Es wurde UltraFlat, verfügbar von Tropel, als Flachheitsmessgerät verwendet. In einem Schritt S202 wurden von den 10 Quarzsubstraten (K bis T), die die Flachheitsmessung durchliefen, neun Quarzsubstrate (K, L, und N bis T) ausgewählt, für die die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet als eine konvexe Form angezeigt wurde (der Maskenmittenabschnitt war höher als der Maskenrandabschnitt). Zusätzlich wurden von den neun Quarzsubstraten acht Quarzsubstrate (K, L, N, und P bis T) ausgewählt, für die die Flachheit in einem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in dem Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel.
Der Grund dafür, weshalb zunächst die acht Quarzsubstrate ausgewählt wurden, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fielen, ist wie folgt. Bei einem Quarzsubstrat, dessen Flachheit vor dem Einspannen (Vakuumeinspannen) in einem Belichtungsgerät 0,3 μm übersteigt, wird die Positionsverzerrung des Maskenmusters groß, obgleich eine gewünschte Flachheit nach dem Einspannen in das Belichtungsgerät erhalten wird.
In dem Schritt S203 wurde für jedes der acht Quarzsubstrate (K, L, N, und P bis T) die Flachheit dann, wenn das Quarzsubstrat in der Maskenstufe eines Belichtungsgeräts eingespannt wurde, durch Simulation unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Computers vorhergesagt. In dem Schritt S204 erfolgte, von den acht Quarzsubstraten eine Auswahl von sechs Quarzsubstraten (K, L, N, P, R, und T), für die die Flachheit in dem 132 mm Quarzsubstrat bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche nach dem Einspannen in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, auf der Grundlage des Vorhersageergebnisses.

Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Flachheitsmessung und Vorhersage der sechs ausgewählten Quarzsubstrate (K, L, N, P, R und T) nach dem Bilden eines Lichtabschirmfilms. Tabelle 4 Flachheit eines Quarzsubstrats mit Lichtabschirmfilm (μm)

Substrat	Masken-Hauptoberflächen-Messdatum als 132 mm Quadratgebiets-Flachheit	Flachheit in 132 mm Quadratgebiet bei Einspannsimulation
K	0.2	0.3
L	0.3	0.2
M
N	0.4
O
P	0.3	0.4, NG
Q
R	0.2	0.5, NG
S
T	0.1	0.1

In dem Schritt S205 wurde für jedes der sechs oben beschriebenen sechs Quarzsubstrate (K, L, N. P, R und T) ein HT-Film, ausgebildet aus MoSiON, auf der Substrat-Hauptoberfläche ausgebildet, und ein Cr-Film wurde auf dem HT-Film gebildet. In dem Schritt S206 wurde die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet der Hauptoberfläche jedes Substrats gemessen. In dem Schritt S207 erfolgte, von den sechs Quarzsubstraten (K, L, N, P, R und T) eine Auswahl von fünf Quarzsubstraten (K, L, P, R und T), für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, auf der Grundlage des Messergebnisses.
In dem Schritt S208 wurde für jedes der fünf Quarzsubstrate (K, L, P, R, und T) die Flachheit dann, wenn das Quarzsubstrat in der Maskenstufe des Belichtungsgeräts eingespannt war, durch Simulation unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Computers vorhergesagt. In dem Schritt S209 wurden von den fünf Quarzsubstraten drei Quarzsubstrate (K, L und T) ausgewählt, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche nach dem Einspannen in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fielen, auf der Grundlage des Vorhersageergebnisses.
In dem Schritt S210 wurde der Elektronenstrahl-Belichtungsresist auf die drei Quarzsubstrate (K, L und T) beschichtet, zum Vorbereiten der Quarzsubstrate als Belichtungsmaskensubstrate.
Der Grund dafür, weshalb zunächst eine Auswahl der fünf Quarzsubstrate erfolgte, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, war wie folgt. In einem Quarzsubstrat, dessen Flachheit vor dem Einspannen in dem Belichtungsgerät 0,3 μm übersteigt, wird die Positionsverzerrung des Maskenmusters nach dem Einspannen in dem Belichtungsgerät groß, obgleich eine gewünschte Flachheit nach dem Einspannen in das Belichtungsgerät erhalten wird.
Nachfolgend wurde ein Belichtungsmasken-Herstellungsschritt ausgeführt. Zunächst wurden drei Muster mit unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen auf den oben beschriebenen drei Belichtungsmaskensubstraten durch ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät (EBM4000, verfügbar von NFT) gezeichnet. Dann wurden die Substrate gebacken und entwickelt. Der Cr-Film und der HT-Film wurden durch ein Gerät (VLR-G3, verfügbar von UNAXIS) für reaktives Ionenätzen (RIE) geätzt. Der verbleibende Resist wurde entfernt. Der Cr-Film auf dem HT-Film wurde durch Nassätzen entfernt. Drei HT-Masken mit unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen wurden somit gebildet. Die Öffnungsverhältnisse der drei Belichtungsmasken waren 50%, 50% und 95%.
Es wurde die Flachheit jeder Belichtungsmaske gemessen, während es in der Maskenstufe eines Wafer-Belichtungsgeräts eingespannt blieb. Im Ergebnis betrug die Flachheit nach dem Einspannen 0,3 μm oder weniger für jede Belichtungsmaske, was den Zielwert erfüllte. Demnach lässt sich eine ausreichende Brennweite bei der Photolithographie bei einem Halbleitereinrichtungsherstellen erzielen, und die Ausbeute einer Halbleitereinrichtungsherstellung lässt sich in großem Umfang erhöhen.
Die Zusammenfassung der dritten Ausführungsform umfasst einen ersten Messschritt zum Messen der Hauptoberflächen-Flachheit eines Quarzsubstrats vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films mit einem Cr-Film und einem Halbton (HT)-Film, einen Schritt zum Simulieren der Hauptoberflächen-Flachheit nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films, der es möglich macht, eine gewünschte Hauptoberflächen-Flachheit dann zu erhalten, wenn ein durch Bilden des lichtabschirmenden Films auf dem Quarzsubstrat mit einer gewünschten Abdeckung vorbereitetes Substrat in die Maskenstufe eines Belichtungsgeräts eingespannt ist, einen zweiten Messschritt zum Messen der Hauptoberflächen-Flachheit des Substrats nach dem tatsächlichen Bilden des lichtabschirmenden Films auf dem Quarzsubstrat, und einen Schritt zum Vergleichen des Ergebnisses des zweiten Schritts mit dem Simulationsergebnis zum Bestimmen, ob sie die gewünschte Flachheit erhalten lässt.
Die 3 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Belichtungsmaskensubstrats-Herstellungsschritts gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritt gemäß der dritten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezug auf die 3 und die Tabellen 5 und 6 (nachfolgend beschrieben) beschrieben.

Die 5 zeigt die Ergebnisse der Flachheitsmessung und Vorhersage für 10 Quarzsubstrate (A bis J). Jedes Quarzsubstrat ist 6 Inches im Quadrat/Rechteck (152 mm im Quadrat), und es hat eine Dicke von ungefähr 6 mm. Tabelle 5 Flachheit des Quarzsubstrats (μm)

Substrat	Masken-Hauptoberflächen-Messdaten als 148 mm Quadratgebietsform	Maskenhauptoberflächen-Messdaten als 132 mm Quadratgebiets-Flachheit
A	Konvex	0.3
B	Konvex	0.2
C	Konvex	0.2
D	Konvex	0.3
E	Konvex	0.1
V	Konvex	0.2
G	Konvex	0.3
H	Konvex	0.2
I	Konvex	0.3
J	Konvex	0.5, NG

Zunächst wurde in dem Schritt S301 die Hauptoberflächen-Flachheit in einem 148 mm Quadratgebiet für jedes der Quarzsubstrate (A bis j) gemessen. Es wurde UltraFlat, verfügbar von Tropel, als ein Flachheitsmessgerät verwendet. In einem Schritt S302 wurden von den 10 Quarzsubstraten (A bis J), die die Flachheitsmessung durchliefen, 10 Quarzsubstrate (A bis J) ausgewählt, für die die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet als konvexe Form angezeigt wurde (der Maskenmittenabschnitt war höher als der Maskenrandabschnitt). Zusätzlich wurden von den 10 Quarzsubstraten neun Quarzsubstrate (A bis I) ausgewählt, für die die Flachheit in einem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel.
Der Grund dafür, dass zunächst die neun Quarzsubstrate ausgewählt wurden, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrathauptfläche in dem Bereich von 0,3 μm oder weniger fielen, ist wie folgt.
Bei einem Quarzsubstrat, dessen Flachheit vor dem Einspannen (Vakuumeinspannen) in einem Belichtungsgerät 0,3 μm übersteigt, wird die Positionsverzerrung des Maskenmusters groß, obgleich die gewünschte Flachheit nach dem Einspannen in dem Belichtungsgerät erhalten wird.

Die Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse der Flachheitsvorhersage und Messung der neun ausgewählten Quarzsubstrate (A bis I) nach dem Bilden eines lichtabschirmenden Films. Tabelle 6 Flachheit des Quarzsubstrats mit lichtabschirmendem Film (μm)

Substrat	Bereich der Substrathauptoberflächenflachheit, vor-hergesagt durch Simulation (Abdeckung: 50 bis 100%) in einem 148 mm Quadratgebiet	Maskenhauptoberfläche-Messdaten als 148 mm Quadratgebietsflachheit	Konsistenz mit durch Simulation vorhergesagter Substrat-Hauptoberflächenflachheit
A	0.2–0.4	0.3	OK
B	0.1–0.3	0.2	OK
C	0.1–0.3	0.2	OK
D	0.2–0.4	0.5	NG
E	0–0.2	0.1	OK
F	0.1–0.3	0.2	OK
G	0.2–0.4	0.4	OK
H	0.1–0.3	0.2	OK
I	0.2–0.4	–0.1	NG
J

In einem Schritt S303 wurde für jedes der neun Quarzsubstrate (A bis I) der Bereich der Flachheit in einem 148 mm Quadratgebiet auf der Substrat-Hauptoberfläche nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films auf der Substrat-Hauptoberfläche durch Simulation unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Computers vorhergesagt. Dieser Bereich repräsentiert eine Bedingung, die gewährleistet, dass dann, wenn der lichtabschirmende Film auf dem Quarzsubstrat mit einer Abdeckung von 50 bis 100% gebildet ist, und das Substrat in die Maskenstufe eingespannt ist, die Flachheit des 132 mm Quadratgebiets bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fällt. D. h., eine gewünschte Flachheit des Substrats nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films fällt in den Bereich.
In dem Schritt S304 wurde für jedes der oben beschriebenen neun Quarzsubstrate (A bis I), ein HT-Film hergestellt aus MoSiON auf der Substrat-Hauptoberfläche gebildet, und ein Cr-Film wurde auf dem HT-Film gebildet. In dem Schritt S306 wurde die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet der Hauptoberfläche jedes Substrats gemessen. In dem Schritt S306 erfolgte von den neun Quarzsubstraten (A bis I) eine Auswahl von neun Quarzsubstraten (A bis I), für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, auf der Grundlage des Messergebnis.
In dem Schritt S307 wurde für jedes der neun Quarzsubstrate (A bis I) das Flachheits-Messergebnis nach der Filmbildung mit dem Vorhersageergebnis durch die Simulation verglichen, zum Bestimmen, ob die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich fiel, der durch Simulation erhalten wurde. In dem Schritt S308 erfolgte, von den neun Quarzsubstraten (A bis I) eine Auswahl von sieben Quarzsubstraten (A bis C, und E bis H), für die die Flachheit in den Bereich fiel, auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses. Die sieben Quarzsubstrate wurden dahingehend betrachtet, dass sie die Fähigkeit aufwiesen, eine gewünschte Flachheit nach dem Einspannen zu erhalten, da die Hauptoberflächen-Flachheit in den oben beschriebenen Bereich, erhalten durch Simulation, fiel.
In dem Schritt S309 wurde ein Elektronenstrahl-Belichtungsresist auf die sieben Quarzsubstrate (A bis C, und E bis H) beschichtet, zum Vorbereiten der Quarzsubstrate als Belichtungsmaskensubstrate.
Der Grund dafür, dass zunächst die neun Quarzsubstrate ausgewählt wurden, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, ist wie folgt. Bei einem Quarzsubstrat, dessen Flachheit vor dem Einspannen in dem Belichtungsgerät 0,3 μm übersteigt, wird die Positionsverzerrung des Maskenmusters nach dem Einspannen in dem Belichtungsgerät groß, obgleich eine gewünschte Flachheit nach dem Einspannen in dem Belichtungsgerät erhalten wird.
Nachfolgend wurde ein Belichtungsmasken-Erstellungsschritt ausgeführt. Zunächst wurden drei Muster mit unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen auf drei von den oben beschriebenen sieben Belichtungsmaskensubstraten durch ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät (EBM4000, verfügbar von NFT) gezeichnet. Dann wurden die Substrate gebacken und enthüllt. Der Cr-Film und der HT-Film wurden durch ein Gerät (VLR-G3, verfügbar von UNAXIS) für ein reaktives Ionenätzen (RIE) geätzt. Der verbleibende Resist wurde entfernt. Der Cr-Film auf dem HT-Film wurde durch Nassätzen entfernt. Drei HT-Masken mit unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen wurden somit gebildet. Die Öffnungsverhältnisse der drei Belichtungsmasken waren 50%, 70% und 95%.
Die Flachheit jeder Belichtungsmaske wurde gemessen, während es in der Maskenstufe eines Wafer-Belichtungsgeräts eingespannt verblieb. Im Ergebnis war die Flachheit nach dem Einspannen 0,3 μm oder weniger für jede Belichtungsmaske, was den Zielwert erfüllte. Demnach lässt sich eine ausreichende Brennweite bei der Photolithographie bei einer Halbleitereinrichtungs-Herstellung erzielen und die Ausbeute der Halbleitereinrichtungs-Herstellung lässt sich in großem Umfang erhöhen.
Bei der dritten Ausführungsform ist eine gewünschte lichtabschirmende Filmabdeckung 50 bis 100%. Ist die lichtabschirmende Filmabdeckung 0 bis 50%, d. h., enthält sie 0%, so kann die Flachheit jedes in der Maskenstufe des Wafer-Belichtungsgeräts eingespannten Quarzsubstrats zunächst durch Simulation unter Verwendung des (nicht gezeigten) Computers vorhergesagt werden, auf der Grundlage des Flachheitsmessergebnisses für das Quarzsubstrat vor dem Bilden des lichtabschirmenden Films. Nach dem Einspannen erfolgt die Auswahl von Quarzsubstraten, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche der gewünschten Flachheit gleicht. Dann kann der lichtabschirmende Film auf jedem Quarzsubstrat gebildet werden.
Die Zusammenfassung der vierten Ausführungsform umfasst einen ersten Messschritt zum Messen der Hauptoberflächen-Flachheit eines Quarzsubstrats vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films einschließlich eines Cr-Films und eines Halbton (HT)-Films, einen ersten Simulationsschritt zum Simulieren der Hauptoberflächen-Flachheit dann, wenn das Quarzsubstrat in der Maskenstufe eines Belichtungsgeräts eingespannt ist, einen Schritt zum Bestimmen, auf der Grundlage des Ergebnisses des ersten Simulationsschritts, ob eine gewünschte Hauptoberflächen-Flachheit dann erhalten werden kann, wenn das Quarzsubstrat in der Maskenstufe des Belichtungsgeräts eingespannt ist, einen Bildungsschritt für einen lichtabschirmenden Film zum Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem Quarzsubstrat, für das in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die gewünschte Hauptoberflächen-Flachheit erhalten werden kann, einen zweiten Messschritt zum Messen der Hauptoberflächen-Flachheit des Substrats mit dem lichtabschirmenden Film, einen zweiten Simulationsschritt zum Simulieren, auf der Grundlage des Ergebnisses in dem zweiten Messschritt, der Hauptoberflächen-Flachheit dann, wenn das Substrat mit dem lichtabschirmenden Film bei einer gewünschten Abdeckung des lichtabschirmenden Films in die Maskenstufe des Belichtungsgeräts eingespannt ist, und einen Bestimmungsschritt, zum Bestimmen auf der Grundlage des Ergebnisses in dem zweiten Simulationsschritt, ob die gewünschte Flachheit dann erhalten werden kann, wenn das Quarzsubstrat mit dem lichtabschirmenden Film in die Maskenstufe des Belichtungsgeräts eingespannt ist.
Die 4 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritts gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsverfahren gemäß der vierten Ausführungsform wird hier nachfolgend unter Bezug auf die 4 und die Tabellen 7 und 8 (später beschrieben) beschrieben.

Die Tabelle 7 zeigt die Ergebnisse einer Flachheitsmessung und Vorhersage für 10 Quarzsubstrate (K bis T). Jedes Quarzsubstrat hat 6 Inches im Quadrat (152 mm im Quadrat), und es hat eine Dicke von ungefähr 6 mm. Tabelle 7 Flachheit des Quarzsubstrats (μm)

Substrat	Maskenhauptoberflächen-Messdaten als 148 mm Quadratgebietsform	Maskenhauptoberflächen-Messdaten als 132 mm Quadratgebietsflachheit	Flachheit im 132 mm Quadratgebiet bei Einspannsimulation
K	Konvex	0.3	0.1
L	Konvex	0.2	0.2
M	konkav, NG
N	Konvex	0.3	0.0
O	Konvex	0.5, NG
P	Konvex	0.2	0.1
Q	Konvex	0.2	0.4, NG
R	Konvex	0.2	0.2
S	Konvex	0.3	0.4, NG
T	Konvex	0.2	0.1

Zunächst wurde in dem Schritt S401 die Hauptoberflächen-Flachheit in einem 148 mm Quadratgebiet für jedes der Quarzsubstrate (K bis T) gemessen. Es wurde UltraFlat, verfügbar von Tropel, als ein Flachheitsmessgerät verwendet. In einem Schritt S402 erfolgte eine Auswahl aus den 10 Quarzsubstraten (K bis T), die die Flachheitsmessung durchliefen, von neun Quarzsubstraten (K, L, und N bis T), für die die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet eine konvexe Form anzeigte (das Maskenmittengebiet war höher als das Maskenrandgebiet). Zusätzlich wurden von den neun Quarzsubstraten acht Quarzsubstrate (K, L, N und P bis T) ausgewählt, für die die Flachheit in einem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel.
Der Grund für die anfängliche Auswahl der acht Quarzsubstrate, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, ist wie folgt. In einem Quarzsubstrat, dessen Flachheit vor dem Einspannen (Vakuumeinspannen) in einem Belichtungsgerät 0.3 μm übersteigt, wird die Positionsverzerrung des Maskenmusters groß, obgleich die gewünschte Flachheit nach dem Einspannen in das Belichtungsgerät erhalten wird.
In dem Schritt S403 erfolgte für jedes der acht Quarzsubstrate (K, L, N, und P bis T) eine Vorhersage der Flachheit dann, wenn das Quarzsubstrat in die Maskenstufe des Belichtungsgeräts eingespannt wurde, durch Simulation unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Computers. In dem Schritt S404 erfolgte eine Auswahl aus den acht Quarzsubstraten von sechs Quarzsubstraten (K, L, N, P, R und T), für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche nach dem Einspannen in dem Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, auf der Grundlage des Vorhersageergebnisses.

Die Tabelle 8 zeigt die Ergebnisse der Flachheitsmessung und Vorhersage für die sechs ausgewählten Quarzsubstrate (K, L, N, P, R und T) nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films. Tabelle 8 Flachheit des Quarzsubstrats mit lichtabschirmenden Film (μm)

Substrat	Maskenhauptoberflächen-Messdaten als 132 mm Quadratgebietsflachheit	Flachheit bei Einspannsimulation (Abdeckung des lichtabschirmenden Films von 0 bis 50%) in 132 mm Quadratgebiet
K	0.2	0.2–0.3
L	0.3	0.2–0.3
M
N	0.4
O
P	0.3	0.2–0.3
Q
R	0.2	0.2
S
T	0.1	0.1–0.2

In dem Schritt S405 wurde für jedes der oben beschriebenen sechs Quarzsubstrate (K, L, N, P, R und T) ein HT-Film, hergestellt aus MoSiON, auf der Substrat-Hauptoberfläche gebildet, und ein Cr-Film wurde auf dem HT-Film gebildet. In dem Schritt S406 wurde die Flachheit in dem 148 mm Quadratgebiet der Hauptoberflächen-Flachheit jedes Substrats gemessen. In dem Schritt S407 wurden von den sechs Quarzsubstraten (K, L, N, P, R und T) fünf Quarzsubstrate (K, L, P, R und T) ausgewählt, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, auf der Grundlage des Messergebnisses.
In dem Schritt S408 erfolgte für jedes der fünf Quarzsubstrate (K, L, P, R und T) ein Vorhersagen der Flachheit bei einer Abdeckung des lichtabschirmenden Films von 0% bis 50% und bei einem Einspannen des Quarzsubstrats in die Maskenstufe des Belichtungsgeräts durch Simulation unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Computers. In dem Schritt S409 wurden von den fünf Quarzsubstraten fünf Quarzsubstrate (K, L, P, R, und T) ausgewählt, für die die Flachheit in dem 132 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrathauptfläche nach dem Einspannen in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, auf der Grundlage des Vorhersageergebnisses.
In dem Schritt S410 erfolgte das Beschichten eines Elektronenstrahl-Belichtungsresist auf die fünf Quarzsubstrate (K, L, P, R und T), zum Vorbereiten der Quarzsubstrate als Belichtungsmaskensubstrate.
Der Grund für das anfängliche Auswählen der fünf Quarzsubstrate, für die die Flachheit in dem 142 mm Quadratgebiet bei dem Mittenabschnitt der Substrat-Hauptoberfläche in den Bereich von 0,3 μm oder weniger fiel, ist wie folgt. Bei einem Quarzsubstrat, dessen Flachheit vor dem Einspannen in dem Belichtungsgerät 0,3 μm übersteigt, wird die Positionsverzerrung des Maskenmusters nach dem Einspannen in das Belichtungsgerät groß, obgleich die gewünschte Flachheit nach dem Einspannen in das Belichtungsgerät erhalten wird.
Anschließend wurde ein Belichtungsmasken-Herstellungsschritt ausgeführt. Zunächst wurden drei Muster mit unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen auf drei der oben beschriebenen Belichtungsmaskensubstrate durch ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät (EBM4000, verfügbar von NFT) gezeichnet. Dann wurden die Substrate gebacken und entwickelt. Der Cr-Film und der HT-Film wurden durch ein Gerät (VLR-G3, verfügbar von UNAXIS) für reaktives Ionenätzen (RIE) geätzt. Der verbleibende Resist wurde entfernt. Der Cr-Film auf dem HT-Film wurde durch Nassätzen entfernt. Drei HT-Masken mit unterschiedlichen Öffnungsverhältnissen wurden somit gebildet. Die Öffnungsverhältnisse der drei Belichtungsmasken waren 5%, 30% und 50%.
Die Flachheit jeder Belichtungsmaske wurde gemessen, während es eingespannt in der Maskenstufe auf dem Wafer-Belichtungsgerät gehalten wurde. Im Ergebnis war die Flachheit nach dem Einspannen 0,3 μm oder weniger bei jeder Belichtungsmaske, was den Zielwert erfüllte. Demnach ließ sich eine ausreichende Brennweite bei der Photolithographie bei der Halbleitereinrichtungs-Herstellung erhalten, und die Ausbeute der Halbleitereinrichtungs-Herstellung lässt sich in großem Umfang erhöhen.
Es wird eine Belichtungsmaske in ein Belichtungsgerät eingespannt, die unter Verwendung eines Belichtungsmaskensubstrats hergestellt ist, das durch den Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsschritt hergestellt ist, der für jeden der obigen Ausführungsformen beschrieben ist. Es erfolgt das Belichten eines Musters, gebildet auf der Belichtungsmaske, die zum Bilden eines Halbleiterelements zu verwenden ist, durch ein Optiksystem zum Belichten des Bilds des Musters auf ein vorgegebenes Substrat. Mit dieser Verarbeitung lässt sich eine Halbleitereinrichtung herstellen.
Wie oben beschrieben, erfolgt gemäß den Ausführungsformen eine Flachheitssimulation nach dem Einspannen auf der Grundlage von Substrat-Flachheits-Messdaten vor Bilden eines lichtabschirmenden Films, und Substrate mit einer gewünschten Flachheit werden ausgewählt. Als nächstes erfolgt das Schätzen der Flachheit nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films, was eine gewünschte Flachheit dann gewährleisten sollte, wenn ein lichtabschirmender Film auf dem Substrat gebildet wird. Nach dem tatsächlichen Bilden eines lichtabschirmenden Films auf jedem Substrat wird bestimmt, ob das Substrat die geschätzte Flachheit erfüllt. Substrate, die die Flachheit erfüllen, werden als Belichtungsmaskensubstrate verwendet. Wird ein Wafer unter Verwendung einer durch das obige Verfahren hergestellten Belichtungsmaske belichtet, so lässt sich die Brenntoleranz in großem Umfang und zuverlässig größer als zuvor ausbilden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, und zahlreiche Änderungen und Modifikationen lassen sich geeignet innerhalb des Sinngehalts und des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung ausführen. Beispielsweise muss der lichtabschirmende Film nicht auf MoSiON oder Cr beschränkt sein. Eine Ta Verbindung oder eine Silizimnitrid-Verbindung kann ebenso verwendet werden. Ebenso ist das Substrat auf ein Quarzsubstrat beschränkt. Ein Siliziumsubstrat oder ein Elektronenstrahl-Belichtungsmaskensubstrat kann verwendet werden. Gemäß dem Schritt S105 oder S303 kann eine Simulation ausgeführt werden, um eine gewünschte Flachheit zu erhalten, unter der Annahme nicht nur der Tatsache, dass das Substrat auf eine Art von Maskenstufe eingespannt ist, sondern ebenso der Tatsache, dass das Substrat auf zwei oder mehr Arten von Maskenstufen eingespannt ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Belichtungsmaskensubstrat-Herstellungsverfahren geschaffen, mit der Fähigkeit zum Herstellen eines Belichtungsmaskensubstrats mit einer gewünschten Flachheit.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Schaffung eines Belichtungsmasken-Herstellungsverfahrens mit der Fähigkeit zum Herstellen einer Belichtungsmaske unter Verwendung eines Belichtungsmaskensubstrats mit einer gewünschten Flachheit.
Gemäß einem zusätzlichen, anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Schaffung eines Halbleitereinrichtungs-Herstellungsverfahrens mit der Fähigkeit zum Herstellen eines Halbleitereinrichtung durch Verwenden einer Belichtungsmaske unter Verwendung eines Belichtungsmaskensubstrats mit einer gewünschten Flachheit.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen ergeben sich unmittelbar für den Fachmann. Demnach ist die Erfindung in ihren breitesten Aspekten nicht auf die spezifischen Details und repräsentativen Ausführungsformen beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben sind.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Belichtungsmaskensubstrats mit einem Substrat und einem lichtabschirmenden Film, gebildet auf dem Substrat, gekennzeichnet durch: Messen einer ersten Flachheit zumindest eines Substrats vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films (S101); Vorhersagen, auf der Grundlage der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in ein Belichtungsgerät eingespannt ist (S103); Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit (S104); Vorhersagen, für das ausgewählte Substrat, einer gewünschten dritten Flachheit des Substrats, nachdem ein lichtabschirmender Film auf dem Substrat gebildet ist (S105); Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat (S106); Messen einer vierten Flachheit des Substrats mit dem gebildeten lichtabschirmenden Film (S107); und Bestimmen, ob das Substrat mit dem lichtabschirmenden Film die gewünschte dritte Flachheit hat, durch Vergleichen der vierten Flachheit mit der dritten Flachheit (S109).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vorhersagen der dritten Flachheit nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films (S105) die gewünschte Flachheit des Substrats, nachdem der lichtabschirmende Film gebildet ist, bei der vorgegebenen Abdeckung vorhergesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte dritte Flachheit eine Flachheit des Substrats nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films ist, die gewährleistet, dass dann, wenn das Substrat in das Belichtungsgerät eingespannt ist, eine Flachheit in einem Mittelabschnitt einer Substrat-Hauptoberfläche nicht mehr ist als ein vorgegebener Wert.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Belichtungsmaskensubstrats mit einem Substrat und einem lichtabschirmenden Film, gebildet auf dem Substrat, gekennzeichnet durch: Messen einer ersten Flachheit bei zumindest einem Substrat vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films (S201); Vorhersagen, auf der Grundlage der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in ein Belichtungsgerät eingespannt ist (S203); Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen ersten Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit (S204); Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat (S205); Messen einer dritten Flachheit des Substrats, wobei das Substrat den gebildeten lichtabschirmenden Film aufweist (S206); Vorhersagen, auf der Grundlage der dritten Flachheit, einer vierten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films in das Belichtungsgerät eingespannt ist (S208); und Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen zweiten Flachheit auf der Grundlage der vierten Flachheit (S209).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorhersage der vierten Flachheit nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films (S208) die Flachheit des Substrats nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films mit einer vorgegebenen Abdeckung vorhergesagt wird.
Belichtungsmasken-Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Belichtungsmaske unter Verwendung eines Belichtungsmaskensubstrats mit einem Substrat und einem lichtabschirmenden Film, gebildet auf dem Substrat, gekennzeichnet durch: Messen einer ersten Flachheit von zumindest einem Substrat vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films (S101); Vorhersagen, auf der Grundlage der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in ein Belichtungsgerät eingespannt ist (S103); Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit (S104); Vorhersagen, für das ausgewählte Substrat, einer gewünschten dritten Flachheit des Substrats, nachdem ein lichtabschirmender Film auf dem Substrat gebildet ist (S105); Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat (S106); Messen einer vierten Flachheit des Substrats mit dem gebildeten lichtabschirmenden Film (S107); und Herstellen einer Belichtungsmaske durch Bilden eines gewünschten Musters auf dem Substrat, wenn durch Vergleichen der vierten Flachheit mit der dritten Flachheit bestimmt wird, dass das Substrat mit dem lichtabschirmenden Film die gewünschte dritte Flachheit hat.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vorhersagen der dritten Flachheit nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films (S105), die gewünschte Flachheit des Substrats, nachdem der lichtabschirmende Film mit einer vorgegebenen Abdeckung gebildet ist, vorhergesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte dritte Flachheit eine Flachheit des Substrats nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films ist, die gewährleistet, dass dann, wenn das Substrat in das Belichtungsgerät eingespannt ist, eine Flachheit in einem Mittelabschnitt einer Substrat-Hauptoberfläche nicht mehr als ein vorgegebener Wert ist.
Belichtungsmasken-Herstellverfahren zum Herstellen einer Belichtungsmaske unter Verwendung eines Belichtungsmaskensubstrats mit einem Substrat und einem lichtabschirmenden Film, gebildet auf dem Substrat, gekennzeichnet durch: Messen einer ersten Flachheit von zumindest einem Substrat vor dem Bilden eines lichtabschirmenden Films (S201); Vorhersagen, auf der Grundlage der ersten Flachheit, einer zweiten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat in einem Belichtungsgerät eingespannt ist (S203); Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen ersten Flachheit auf der Grundlage der zweiten Flachheit (S204); Bilden eines lichtabschirmenden Films auf dem ausgewählten Substrat (S205); Messen einer dritten Flachheit des Substrats, wobei das Substrat den gebildeten lichtabschirmenden Film aufweist (S206); Vorhersagen, auf der Grundlage der dritten Flachheit, einer vierten Flachheit des Substrats, wenn das Substrat nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films in das Belichtungsgerät eingespannt ist (S208); Auswählen des Substrats mit einer vorgegebenen zweiten Flachheit auf der Grundlage der vierten Flachheit (S209); und Herstellen einer Belichtungsmaske durch Bilden eines gewünschten Musters auf dem ausgewählten Substrat.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vorhersagen der vierten Flachheit nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films (S208) die Flachheit des Substrats nach dem Bilden des lichtabschirmenden Films mit einer vorgegebenen Abdeckung vorhergesagt wird.