DE102004035560B4

DE102004035560B4 - Substrat für Fotomaskenrohling, Fotomaskenrohling und Fotomaske

Info

Publication number: DE102004035560B4
Application number: DE102004035560.6A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Nakatsu; Tsuneo Numanami; Masayuki Mogi; Masamitsu Itoh; Tsuneyuki Hagiwara; Naoto Kondo
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nikon Corp; Toshiba Memory Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nikon Corp; Kioxia Corp
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: DE102004035560A1; TWI329779B; US20050019677A1; KR20050012686A; US7351504B2; KR100591602B1; TW200510918A

Abstract

Substrat für einen Fotomaskenrohling, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll (152,4 mm) aufweist, das ein Paar von streifenförmigen Bereichen (2) aufweist, die sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder eines Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang eines äußeren Randes einer Deckfläche (1) des Substrats erstrecken, auf dem eine Maskenstruktur gebildet werden soll, jedoch an jedem Ende in Längsrichtung davon einen Kantenabschnitt von 2 mm ausnehmen, wobei jeder der streifenförmigen Bereiche nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist und die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate (21) für die streifenförmigen Bereiche (2) auf der Substratdeckfläche und den streifenförmigen Bereichen (2) selbst höchstens 0,5 µm beträgt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Substrate für Fotomaskenrohlinge, aus denen Fotomasken zur Verwendung in der Fotolithographie, verbunden mit der Herstellung von Halbleiteranordnungen und ähnlicher Produkte hergestellt werden können. Sie betrifft auch Fotomaskenrohlinge und daraus erstellte Fotomasken.
Stand der Technik
Da Halbleiteranordnungen laufend höher integriert werden, besteht ein wachsendes Verlangen nach kleineren Geometrien in der Fotolithographie. Das Entwurfsmaß für Anordnungen ist bereits auf 0,11 µm gesenkt worden, und es ist erforderlich, dass Muster maßgenau bis zu 10 nm oder weniger sind. Diese Entwicklungen haben zu einer Anzahl von technischen Herausforderungen betreffend die Genauigkeit von bei der Halbleiterherstellung angewandten fotolithographischen Verfahren geführt.
Eine solche Herausforderung betrifft die Ebenheit der in der Fotolithographie verwendeten Fotomaske. Die Ebenheit der Fotomaske ist ein wichtiger Faktor zur Erzielung höherer Genauigkeit im Strukturierungsprozess. In dem Maße, in dem die minimale Strukturgröße kleiner wird, wird auch die durch den Fotolack erlaubte Schärfentiefe kleiner, was es unmöglich macht, die Ebenheit des Substrats als Ursache einer Fokusverschiebung außer Acht zu lassen.
Um eine Fokusverschiebung in der Lithographie zu verringern, muss die als Original dienende Maskenstruktur mit einer ausreichenden Präzision positioniert werden, damit die Belichtungsstruktur innerhalb des zulässigen Fehlerbereichs an einer gegebenen Position und mit einer gegebenen Strukturgröße während der Waferbelichtung geschrieben werden kann. Infolgedessen sollte ein abgeschiedener Film, wie zum Beispiel ein strukturierter Maskierungsfilm oder Phasenverschiebungsfilm, idealerweise auf einem Substrat von außergewöhnlicher Ebenheit ausgebildet werden. Wenn jedoch eine Fotomaske in einem Waferbelichtungssystem befestigt wird, kann das Haltern der Fotomaske mit einer Vakuumeinspannvorrichtung auf dem Maskentisch des Belichtungssystems, so wie es in JP 2003 - 50 458 A offenbart ist, die Gesamtoberflächenform der Fotomaske bedeutend verformen, abhängig von der Oberflächenform des geklemmten Teils der Fotomaske.
Die Fotomaske wird im Allgemeinen hergestellt durch Abscheiden eines Films, wie zum Beispiel eines Maskierungsfilms, eines halbdurchlässigen Films oder eines Phasenverschiebungsfilms oder einer Kombination davon, auf einem durchsichtigen Substrat, um einen Fotomaskenrohling herzustellen. Dann wird ein Fotolack auf den Fotomaskenrohling aufgebracht, um einen Fotolackfilm zu bilden, der lithographisch bearbeitet wird. Unter Verwendung des bearbeiteten Fotolackfilms als Ätzmaske wird eine Maskenstrukturierung ausgebildet. Der Fotolackfilm wird schließlich abgelöst.
Auf diese Weise wird nach dem Durchlaufen einer langen Reihe von Arbeitsschritten eine Fotomaske erhalten. Das in diesem Verfahren als Ausgangsmaterial verwendete durchsichtige Substrat wird durch Abschneiden einer Scheibe aus einem Kristallrohling aus synthetischem Quarz und Polieren der Oberflächen der Scheibe hergestellt. Bis jetzt wurde dieser Oberflächenpoliervorgang nur mit der Absicht durchgeführt, Oberflächendefekte zu reduzieren oder ein Durchbiegen der Substratoberfläche zu minimieren, um für eine flache Oberfläche zu sorgen. Daher war vorher nichts darüber bekannt, wie die Oberflächenform des Fotomaskensubstrats zu verändern ist, um eine noch kleinere minimale Strukturgröße in einem auf einem Wafer geschriebenen Muster zu erhalten; das heißt, insbesondere welche Form der Oberfläche der Fotomaske in dem Fall gegeben werden sollte, wenn sie mit einer Vakuumeinspannvorrichtung gehalten wird, basierend auf der Form, die die Fotomaske annimmt, wenn sie durch die Vakuumeinspannvorrichtung gehalten wird. Auch war nichts darüber bekannt, welche Art von Verfahren verwendet werden könnte, um eine solche Oberflächenform zu bilden, um die Herstellung von Substraten mit der gewünschten Oberflächenform in guter Ausbeute zu ermöglichen, oder wie die Ausbildung von Defekten auf der Oberfläche selbst oder von Fotomaskendefekten zu unterdrücken, die in dem Substrat begründet sind.
DE 11 2004 000 465 T5 betrifft ein Retikelsubstrat, ein Verfahren zum Herstellen des Substrats, einen Maskenrohling und ein Verfahren zum Herstellen des Maskenrohlings.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, Substrate für einen Fotomaskenrohling zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind, Fotomasken zu ermöglichen, die dazu verwendet werden können, mit hoher Genauigkeit Muster mit einer reduzierten minimalen Strukturgröße auf ein Wafersubstrat zu belichten, sowie Fotomaskenrohlinge und daraus hergestellte Fotomasken.
Der Erfinder hat herausgefunden, dass Substrate für einen Fotomaskenrohling, die viereckig sind, eine Länge von mindestens 6 Zoll auf jeder Seite aufweisen, und mit gewissen speziellen Formen auf einer Deckfläche davon ausgestattet sind, daraus hergestellten Fotomasken während der Verwendung zu der Zeit der Waferbelichtung eine gut strukturierte Oberflächenform verleihen. Durch die Verwendung solcher Substrate zur Herstellung von Fotomaskenrohlingen, anschließendem Verarbeiten der Rohlinge zu Fotomasken und Haltern der resultierenden Fotomasken auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems mit einer Vakuumeinspannvorrichtung oder dergleichen wird die strukturierte Oberfläche in einen sehr flachen Zustand mit minimaler Wölbung gebracht, was es ermöglicht, die Maskenstruktur an einer vorbestimmten Position exakt auszurichten, und es damit wiederum zu ermöglichen, dass sehr feine Belichtungsstrukturen mit guter Lage- und Linienbreitengenauigkeiten auf Wafer geschrieben werden können.
Folglich bietet die Erfindung in einer ersten Ausführungsform ein Substrat für einen Fotomaskenrohling, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll aufweist, das ein Paar streifenförmiger Bereiche aufweist, die sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder eines Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang des äußeren Umfangs einer Deckfläche des Substrats erstreckt, auf der eine Maskenstruktur ausgebildet werden soll, jedoch an jedem Ende in einer Längsrichtung davon einen 2 mm langen Kantenabschnitt ausnimmt, wobei jeder der streifenförmigen Bereiche nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist und wobei die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für die streifenförmigen Bereiche auf der Deckfläche des Substrats und den streifenförmigen Bereichen selbst höchstens 0,5 µm beträgt.
In einer zweiten Ausführungsform bietet die Erfindung ein Substrat für einen Fotomaskenrohling, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll aufweist, das einen viereckigen, ringförmigen Bereich aufweist, der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes der Deckfläche des Substrats erstreckt, auf dem eine Maskenstruktur ausgebildet werden soll, wobei der viereckige, ringförmige Bereich nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist und wobei die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Oberfläche des Substrats und dem viereckigen, ringförmigen Bereich selbst höchstens 0,5 µm beträgt.
In einer dritten Ausführungsform bietet die Erfindung ein Substrat für einen Fotomaskenrohling, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll aufweist, das einen viereckigen, ringförmigen Bereich aufweist, der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang eines äußeren Randes der Deckfläche des Substrats erstreckt, auf dem eine Maskenstruktur ausgebildet werden soll, wobei, wenn eine Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Deckfläche des Substrats als Referenzebene betrachtet wird und ein Kreis mit Mittelpunkt im Zentrum des Substrats auf der Referenzebene so gezogen wird, dass er die Referenzebene durchquert, die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Referenzebene und dem viereckigen, ringförmigen Bereich, gemessen in einem gebogenen, die Referenzebene passierenden Abschnitt, höchstens 0,3 µm beträgt.
In der dritten Ausführungsform beträgt die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Deckfläche des Substrats zu dem viereckigen, ringförmigen Bereiche selbst bevorzugt höchstens 0,5 µm.
In allen Ausführungsformen beträgt die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für einen Hauptoberflächenbereich und dem Hauptoberflächenbereich selbst bevorzugt höchstens 0,5 µm, wobei der Hauptoberflächenbereich aus dem viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Substratdeckfläche und einem innerhalb des inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs gelegenen Strukturierungsbereich besteht.
In einem weiteren Aspekt bietet die Erfindung einen Fotomaskenrohling, umfassend das oben definierte Substrat und einen Film mit Licht abschirmenden Eigenschaften in Bezug auf Licht für die Belichtung und/oder einen auf dem Substrat in Form einer Einzellagenschicht oder einer Mehrlagenschicht abgeschiedenen Phasenverschiebungsfilm.
Ebenso hierin umfasst ist eine Fotomaske, in der der Film des Fotomaskenrohlings strukturiert ist.
Die Substrate der Erfindung zeigen eine gute Oberflächenebenheit, wenn sie als Fotomasken verwendet werden, das heißt, zur Zeit des Waferbelichtung. Wenn eine Fotomaske, die aus einem aus einem solchen Substrat erhaltenen Fotomaskenrohling hergestellt wurde, auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems mit einer Vakuumeinspannvorrichtung oder dergleichen gehaltert wird, erleidet die Substratoberfläche eine minimale Verwölbung. Infolgedessen besitzt die Fotomaske eine hohe Ebenheit. Da die Maskenstrukturierung exakt an einer vorbestimmten Position ausgerichtet werden kann, können Belichtungsstrukturen mit kleiner minimaler Strukturgröße mit guter Lage- und Linienbreitengenauigkeiten auf Wafer geschrieben werden, wodurch es ermöglicht wird, die Erfordernisse für kleinere Strukturgeometrien in der Fotolithographie vollständig zu befriedigen.
Figurenliste

1 zeigt streifenförmige Bereiche, einen viereckigen, ringförmigen Bereich und Strukturierungsbereiche auf den Deckflächen von Substraten.
2 zeigt Schnittdarstellungen, die die Konzepte einer Ebene der kleinsten Quadrate für eine Oberfläche und der Höhe von solch einer Ebene der kleinsten Quadrate illustrieren.
3 zeigt Schnittdarstellungen einiger Beispiele von Deckflächenformen auf Substraten.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer in den Beispielen verwendeten Einseiten-Poliermaschine.
5A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Form eines Hauptoberflächenbereichs auf dem in Beispiel 1 erhaltenen polierten Zwischenprodukt, und 5B ist eine ähnliche Ansicht des Hauptoberflächenbereichs auf dem Substrat für den Fotomaskenrohling, der erhalten wurde durch zusätzliches Polieren dieses polierten Zwischenprodukts.
6A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Form eines Hauptoberflächenbereichs auf dem in Beispiel 2 erhaltenen polierten Zwischenprodukt, und 6B ist eine ähnliche Ansicht des Hauptoberflächenbereichs auf dem Substrat für den Fotomaskenrohling, der erhalten wurde durch zusätzliches Polieren dieses polierten Zwischenprodukts.
7A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Form eines Hauptoberflächenbereichs auf dem in Beispiel 3 erhaltenen polierten Zwischenprodukt, und 7B ist eine ähnliche Ansicht des Hauptoberflächenbereichs auf dem Substrat für den Fotomaskenrohling, der erhalten wurde durch zusätzliches Polieren dieses polierten Zwischenprodukts.
8A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Form eines Hauptoberflächenbereichs auf dem in Beispiel 4 erhaltenen polierten Zwischenprodukt, und 8B ist eine ähnliche Ansicht des Hauptoberflächenbereichs auf dem Substrat für den Fotomaskenrohling, der erhalten wurde durch zusätzliches Polieren dieses polierten Zwischenprodukts.
9A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Form eines Hauptoberflächenbereichs auf dem in Beispiel 5 erhaltenen polierten Zwischenprodukt, und 9B ist eine ähnliche Ansicht des Hauptoberflächenbereichs auf dem Substrat für den Fotomaskenrohling, der erhalten wurde durch zusätzliches Polieren dieses polierten Zwischenprodukts.
10A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Form eines Hauptoberflächenbereichs auf dem in Beispiel 6 erhaltenen polierten Zwischenprodukt, und 10B ist eine ähnliche Ansicht des Hauptoberflächenbereichs auf dem Substrat für den Fotomaskenrohling, der erhalten wurde durch zusätzliches Polieren dieses polierten Zwischenprodukts.
11A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Form eines Hauptoberflächenbereichs auf dem in Beispiel 7 erhaltenen polierten Zwischenprodukt, und 11B ist eine ähnliche Ansicht des Hauptoberflächenbereichs auf dem Substrat für den Fotomaskenrohling, der erhalten wurde durch zusätzliches Polieren dieses polierten Zwischenprodukts.
12A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Form eines Hauptoberflächenbereichs auf dem im Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen polierten Zwischenprodukt, und 12B ist eine ähnliche Ansicht des Hauptoberflächenbereichs auf dem Substrat für den Fotomaskenrohling, der erhalten wurde durch zusätzliches Polieren dieses polierten Zwischenprodukts.
FIGen. 13A, 13B und 13C sind schematische perspektivische Ansichten der Form des Hauptoberflächenbereichs eines Substrats für einen in Beispiel 8 verwendeten Fotomaskenrohling, eine daraus hergestellte Fotomaske bzw. die auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems vakuumangesaugte Fotomaske.
FIGen. 14A, 14B und 14C sind schematische perspektivische Ansichten der Form des Hauptoberflächenbereichs eines Substrats für einen in Beispiel 9 verwendeten Fotomaskenrohling, eine daraus hergestellte Fotomaske bzw. die auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems vakuumangesaugte Fotomaske.
FIGen. 15A, 15B und 15C sind schematische perspektivische Ansichten der Form des Hauptoberflächenbereichs eines Substrats für einen im Vergleichsbeispiel 2 verwendeten Fotomaskenrohling, eine daraus hergestellte Fotomaske bzw. die auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems vakuumangesaugte Fotomaske.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[Erste Ausführungsform]
Es wird das Substrat für einen Fotomaskenrohling in der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Das Substrat für einen Fotomaskenrohling in der ersten Ausführungsform ist ein Substrat, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll aufweist. Das Substrat weist eine Deckfläche auf, auf der eine Maskenstruktur ausgebildet werden soll. Ein Paar streifenförmiger Bereiche erstreckt sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder eines Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang eines äußeren Randes der Deckfläche des Substrats, wobei an jedem Ende in Längsrichtung davon ein Kantenabschnitt von 2 mm ausgenommen ist. Jeder der streifenförmigen Bereiche ist nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt. Die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe von einer Ebene der kleinsten Quadrate für die streifenförmigen Bereiche auf der Deckfläche des Substrats und den streifenförmigen Bereichen selbst beträgt höchstens 0,5 µm.
Der Begriff „streifenförmiger Bereich“, wie er hierin verwendet wird, wird unten in Bezug auf 1A erläutert, die die Deckfläche 1 des Substrats zeigt, auf der ein geeigneter Film, wie zum Beispiel ein Film mit Licht abschirmenden Eigenschaften oder eine Filmstruktur davon ausgebildet wird, wenn ein Substrat in einen Fotomaskenrohling oder eine Fotomaske überführt wird. In dem Diagramm erstreckt sich ein Paar streifenförmiger Bereichen 2 zwischen 2 mm und 10 mm innerhalb jeder eines Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang des äußeren Randes der Deckfläche 1, nimmt aber an jedem Ende in Längsrichtung davon einen Kantenbereich von 2 mm aus. Diese streifenförmigen Bereiche weisen eine Form und eine Höhe auf, die durch die oben beschriebene Form und Werte charakterisiert ist. Die Filmstruktur (Maskenstruktur) wird in einem Strukturierungsbereich 4 ausgebildet, der zwischen den streifenförmigen Bereichen 2 angeordnet ist und 10 mm innerhalb der entsprechenden Seiten beginnt, die den äußeren Rand der Deckfläche ausmachen. Wenn eine Fotomaske unter Verwendung eines solchen Substrats hergestellt wird und die Fotomaske nahe eines Paares von gegenüberliegenden Seiten auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems mit einer Vakuumeinspannvorrichtung gehaltert wird, sind die Positionen der Vakuumeinspannvorrichtung in diese streifenförmigen Bereiche einbezogen. Infolgedessen bestimmt die Form dieser streifenförmigen Bereiche die Form der gesamten Deckfläche des Substrats während der Waferbelichtung; d.h., die Form der gesamten Deckfläche des Substrats, auf der die Maskenstruktur gebildet wird. Das heißt, dass eine exakte Belichtung der Struktur in Bezug auf Position und Strukturgröße erfordert, dass die Deckfläche des Substrats und insbesondere der Strukturierungsbereich eine Form aufweisen, die zu der Zeit der Belichtung der Struktur parallel zum Belichtungslicht ausgerichtet ist, ohne die Maskenstruktur zu neigen. Folglich will die erste Ausführungsform die Form und die Höhe der streifenförmigen Bereiche optimieren, die hauptsächlich die Form der gesamten Deckfläche des Substrats und insbesondere die Form des Strukturierungsbereiches bestimmen.
Hierbei erstrecken sich die streifenförmigen Bereiche zwischen 2 mm und 10 mm innerhalb jeder des Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang des äußeren Randes der Deckfläche der Substrate, nehmen aber an jedem Ende in Längsrichtung davon einen Kantenbereich von 2 mm aus. Falls die streifenförmigen Bereiche der oben genannten speziellen Form und Wertebereichen gerecht werden, werden sie der oben beschriebenen Form und Wertebereichen an den Vakuumeinspannpositionen (Substrathaltepositionen) ebenfalls gerecht, was es ermöglicht, dass Ebenheit zu der Zeit der Verwendung der Fotomaske erzielt wird. Alternativ reicht es für die oben beschriebene Form und Wertebereiche aus, dass sie zumindest an den Vakuumeinspannpositionen oder den Substrathaltepositionen erfüllt sind.
Jeder streifenförmige Bereich als Ganzes weist eine Form auf, die nach unten in Richtung des Randes des Substrats geneigt ist. Der zwischen den streifenförmigen Bereichen angeordnete Strukturierungsbereich ist jedoch keiner irgendwie gearteten Beschränkung unterworfen und kann verschiedenartige Formen aufweisen, wie zum Beispiel eine ebene Form, eine konvexe Form oder eine konkave Form.
Die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe von der Ebene der kleinsten Quadrate für die streifenförmigen Bereiche auf der Deckfläche des Substrats und den streifenförmigen Bereichen selbst beträgt nicht mehr als 0,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm.
[Zweite Ausführungsform]
Es wird das Substrat für einen Fotomaskenrohling in der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Das Substrat für einen Fotomaskenrohling in der zweiten Ausführungsform ist ein Substrat, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll aufweist. Das Substrat weist eine Deckfläche auf, auf der eine Maskenstruktur ausgebildet werden soll. Ein viereckiger, ringförmiger Bereich erstreckt sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder eines Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang eines äußeren Randes der Deckfläche des Substrats. Der viereckige, ringförmige Bereich ist nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt. Die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Deckfläche des Substrats und dem viereckigen, ringförmigen Bereich selbst beträgt höchstens 0,5 µm.
Der Begriff „viereckiger, ringförmiger Bereich“, wie er hierin verwendet wird, wird unten in Bezug auf 1B erläutert, die die Deckfläche 1 des Substrats zeigt, auf der ein geeigneter Film, wie zum Beispiel ein Film mit Licht abschirmenden Eigenschaften oder eine Filmstruktur davon ausgebildet wird, wenn ein Substrat in einen Fotomaskenrohling oder eine Fotomaske überführt wird. In dem Diagramm erstreckt sich ein viereckiger, ringförmiger Bereich 3 zwischen 2 mm und 10 mm innerhalb der entsprechenden Seiten, die die den äußeren Rand der Deckfläche ausmachen. Der viereckige, ringförmige Bereich 3 weist eine Form und eine Höhe auf, die durch die oben beschriebene Form und Werte charakterisiert ist. Die Filmstruktur (Maskenstruktur) wird in einem Strukturierungsbereich 4 ausgebildet, der innerhalb des inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs 3 angeordnet ist und 10 mm innerhalb der entsprechenden Seiten beginnt, die den äußeren Rand der Deckfläche ausmachen. Wenn dieses Substrat verwendet wird, um eine Fotomaske herzustellen, und die resultierende Fotomaske nahe des äußeren Randes des Substrats entlang seiner gesamten Umfangslänge oder nur nahe einem Paar von gegenüberliegenden Seiten auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems mit einer Vakuumeinspannvorrichtung gehaltert wird, wobei die horizontalen und vertikalen Seiten des Substrats austauschbar sind, sind die Positionen der Vakuumeinspannvorrichtung in diesen viereckigen, ringförmigen Bereich einbezogen. Infolgedessen bestimmt die Form dieses viereckigen, ringförmigen Bereichs die Form der gesamten Deckfläche des Substrats während der Waferbelichtung; d.h., die Form der gesamten Deckfläche des Substrats, auf dem die Maskenstruktur gebildet wird. Das heißt, dass eine exakte Belichtung der Struktur in Bezug auf Position und Strukturgröße erfordert, dass die Deckfläche des Substrats und insbesondere der Strukturierungsbereich eine Form aufweisen, die zu der Zeit der Belichtung der Struktur parallel zum Belichtungslicht ausgerichtet ist, ohne die Maskenstruktur zu neigen. Folglich will die zweite Ausführungsform die Form und die Höhe des viereckigen, ringförmigen Bereichs optimieren, der hauptsächlich die Form der gesamten Deckfläche des Substrats und insbesondere die Form des Strukturierungsbereiches bestimmt.
Hierbei erstreckt sich der viereckige, ringförmige Bereich zwischen 2 mm und 10 mm innerhalb der entsprechenden Seiten, die den äußeren Rand der Deckfläche ausmachen. Falls der viereckige, ringförmige Bereich der oben genannten speziellen Form und den Wertebereichen gerecht wird, wird er dieser Form und den Wertebereichen an den Vakuumeinspannpositionen ebenfalls gerecht, was es ermöglicht, dass Ebenheit zu der Zeit der Verwendung der Fotomaske erzielt wird. Alternativ reicht es für die oben beschriebene Form und die Wertebereiche aus, dass sie zumindest an den Vakuumeinspannpositionen oder den Substrathaltepositionen erfüllt sind.
Dieser viereckige, ringförmige Bereich als Ganzes weist eine Form auf, die nach unten in Richtung des Randes des Substrats geneigt ist. Der innerhalb des viereckigen, ringförmigen Bereichs angeordnete Strukturierungsbereich ist jedoch keiner irgendwie gearteten Beschränkung unterworfen und kann verschiedenartige Formen aufweisen, wie zum Beispiel eine ebene Form, eine konvexe Form oder eine konkave Form.
Die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich und dem viereckigen, ringförmigen Bereich selbst beträgt nicht mehr als 0,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm.
In der zweiten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für einen Hauptoberflächenbereich, der aus dem viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Deckfläche des Substrats und einem innerhalb des inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs angeordneten Strukturierungsbereich besteht, und dem Hauptdeckflächenbereich selbst höchstens 0,5 µm, insbesondere höchstens 0,3 µm beträgt.
[Gemeinsame Elemente in der ersten und zweiten Ausführungsform]
Wie in den FIGen. 2A und 2B gezeigt, bezieht sich die Ebene der kleinsten Quadrate 21 hierin auf eine imaginäre Ebene, die durch Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate erhalten wird, um sich arithmetisch als flache Ebene einer nicht horizontalen Oberfläche 22, wie zum Beispiel einer konkaven Oberfläche, einer konvexen Oberfläche oder einer Oberfläche mit konvexen und konkaven Bereichen anzunähern. Hierin wird die Höhe eines jeden Bereichs in Bezug auf die Ebene der kleinsten Quadrate für diesen jeweiligen Bereich auf der Deckfläche des Substrats angegeben. Aus Gründen der Einfachheit kann jedoch die Ebene der kleinsten Quadrate für den gesamten im Folgenden beschriebenen Hauptoberflächenbereich als Referenzebene für jeden einzelnen Bereich verwendet werden. Die Höhe zwischen dieser Ebene der kleinsten Quadrate 21 und der nicht horizontalen Oberfläche 22 ist die Höhe senkrecht zu dieser Ebene der kleinsten Quadrate 21. In 2 repräsentiert h₁ den Maximalwert für die Höhe und stellt eine positive Zahl oberhalb der Ebene der kleinsten Quadrate 21 dar, h₂ ist der Minimalwert für die Höhe und stellt eine negative Zahl unterhalb der Ebene der kleinsten Quadrate 21 dar. Die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten h₁ und h₂ ist somit dieselbe wie die Summe der jeweiligen absoluten Werte für h₁ und h₂.
Dem Strukturierungsabschnitt ist keine spezielle Beschränkung auferlegt, obwohl die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate des Strukturierungsabschnitts zu dem Strukturierungsabschnitt vorzugsweise nicht mehr als 0,5 µm, mehr vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm und höchst vorzugsweise nicht mehr als 0,2 µm beträgt.
[Dritte Ausführungsform]
Es wird das Substrat für einen Fotomaskenrohling in der dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Das Substrat für einen Fotomaskenrohling in der dritten Ausführungsform ist ein Substrat, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll aufweist. Das Substrat weist eine Deckfläche auf, auf der eine Maskenstruktur ausgebildet werden soll. Ein viereckiger, ringförmiger Bereich erstreckt sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang eines äußeren Randes der Deckfläche des Substrats. Wenn eine Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Deckfläche des Substrats als Referenzebene angesehen wird und ein Kreis mit Mittelpunkt im Zentrum des Substrats auf der Referenzebene gezogen wird, um die Referenzebene zu durchqueren, beträgt die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Referenzebene und dem viereckigen, ringförmigen Bereich, gemessen in einem die Referenzebene durchquerenden gebogenen Abschnitt, höchstens 0,3 µm.
Der Begriff „viereckiger, ringförmiger Bereich“, wie er hierin verwendet wird, wird unten in Bezug auf 1B erläutert, die die Deckfläche 1 des Substrats zeigt, auf der ein geeigneter Film, wie zum Beispiel ein Film mit Licht abschirmenden Eigenschaften oder eine Filmstruktur davon ausgebildet wird, wenn ein Substrat in einen Fotomaskenrohling oder eine Fotomaske überführt wird. In dem Diagramm erstreckt sich ein viereckiger, ringförmiger Bereich 3 zwischen 2 mm und 10 mm innerhalb der entsprechenden Seiten, die die den äußeren Randes der Deckfläche ausmachen. Der viereckige, ringförmige Bereich 3 weist eine Form und eine Höhe auf, die durch die oben beschriebene Form und Werte charakterisiert ist. Die Filmstruktur (Maskenstruktur) wird in einem Strukturierungsbereich 4 ausgebildet, der innerhalb des inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs 3 angeordnet ist und 10 mm innerhalb der entsprechenden Seiten beginnt, die den äußeren Rand der Deckfläche ausmachen. Wenn dieses Substrat verwendet wird, um eine Fotomaske herzustellen, und die resultierende Fotomaske nahe des äußeren Randes des Substrats entlang seiner gesamten Umfangslänge oder nur nahe einem Paar von gegenüberliegenden Seiten auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems mit einer Vakuumeinspannvorrichtung gehaltert wird, wobei die horizontalen und vertikalen Seiten des Substrats austauschbar sind, sind die Positionen der Vakuumeinspannvorrichtung in diesen viereckigen, ringförmigen Bereich einbezogen. Infolgedessen bestimmt die Form dieses viereckigen, ringförmigen Bereichs die Form der gesamten Deckfläche des Substrats während der Waferbelichtung; d.h., die Form der gesamten Deckfläche des Substrats, auf dem die Maskenstruktur gebildet wird. Das heißt, dass eine exakte Belichtung der Struktur in Bezug auf Position und Strukturgröße erfordert, dass die Deckfläche des Substrats und insbesondere der Strukturierungsbereich eine Form aufweisen, die zu der Zeit der Belichtung der Struktur parallel zum Belichtungslicht ausgerichtet ist, ohne die Maskenstruktur zu neigen. Folglich will die zweite Ausführungsform die Form und die Höhe des viereckigen, ringförmigen Bereichs optimieren, der hauptsächlich die Form der gesamten Deckfläche des Substrats und insbesondere die Form des Strukturierungsbereiches bestimmt.
Hierbei erstreckt sich der viereckige, ringförmige Bereich zwischen 2 mm und 10 mm innerhalb der entsprechenden Seiten, die den äußeren Rand der Deckfläche ausmachen. Falls der viereckige, ringförmige Bereich der oben genannten speziellen Form und den Wertebereichen gerecht wird, wird er dieser Form und den Wertebereichen an den Vakuumeinspannpositionen ebenfalls gerecht, was es ermöglicht, dass Ebenheit zu der Zeit der Verwendung der Fotomaske erzielt wird. Alternativ reicht es für die oben beschriebene Form und die Wertebereiche aus, dass sie zumindest an den Vakuumeinspannpositionen oder den Substrathaltepositionen erfüllt sind.
Dieser viereckige, ringförmige Bereich als Ganzes weist vorzugsweise eine Form auf, die nach unten in Richtung des Randes des Substrats geneigt ist. Der innerhalb des viereckigen, ringförmigen Bereichs angeordnete Strukturierungsbereich ist jedoch keiner irgendwie gearteten Beschränkung unterworfen und kann verschiedenartige Formen aufweisen, wie zum Beispiel eine ebene Form, eine konvexe Form oder eine konkave Form.
In der dritten Ausführungsform wird eine Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Deckfläche des Substrats als Referenzebene betrachtet. Es wird ein Kreis mit Mittelpunkt im Zentrum des Substrats auf der Referenzebene gezogen, um die Referenzebene zu durchqueren. Die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Referenzebene und dem viereckigen, ringförmigen Bereich, gemessen in einem die Referenzebene durchquerenden gebogenen Bereich beträgt höchstens 0,3 µm, vorzugsweise höchstens 0,2 µm.
Die Definition der „Ebene der kleinsten Quadrate“ für das Substrat für den Fotomaskenrohling der dritten Ausführungsform ist die gleiche wie in der ersten und zweiten Ausführungsform.
In der dritten Ausführungsform wird ein Kreis mit Mittelpunkt im Zentrum des Substrats auf der Referenzebene gezogen, der mit einer Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich korrespondiert. Da der viereckige, ringförmige Bereich ein Bereich der oben beschriebenen Größe und Weite ist, überlappt nicht die gesamte Umfangslänge eines Kreises mit Mittelpunkt im Zentrum des Substrats die Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich, sondern es überlappen nur teilweise bogenförmige Segmente davon die Ebene der kleinsten Quadrate. Folglich werden Maximal- und Minimalwerte für die Höhe zwischen der Referenzebene und dem viereckigen, ringförmigen Bereich lediglich in einem gebogenen Abschnitt, der die Referenzebene, wie oben beschrieben, durchquert, gemessen, und es wird eine Differenz davon berechnet. Das Substrat der dritten Ausführungsform weist eine solche Form auf, dass die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Referenzebene und dem viereckigen, ringförmigen Bereich, in einem gebogenen Abschnitt irgendeines auf der Referenzebene gezogenen Kreises, höchstens 0,3 µm beträgt. Das heißt, in einer idealen Situation (die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe beträgt 0 µm) weist der viereckige, ringförmige Abschnitt eine verwindungsfreie Form auf, wie sie auf der Umfangsfläche eines Kegelstumpfes beobachtet wird. Obwohl die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe, wie gerade oben erwähnt, idealerweise 0 µm beträgt, ist eine Differenz von bis zu 0,3 µm für die Ebenheit einer Fotomaske während des Gebrauchs akzeptabel. Eine Differenz von ungefähr 0,01 µm oder größer ist aufgrund der Rentabilität der Herstellung bevorzugt.
In der dritten Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich und dem viereckigen, ringförmigen Bereich selbst, das heißt, die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe gemessen über dem gesamten viereckigen, ringförmigen Bereich höchstens 0,5 µm und insbesondere höchstens 0,3 µm betragen sollte. Obwohl der Strukturierungsbereich keiner speziellen Beschränkung unterliegt, beträgt die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate für den Strukturierungsbereich und dem Strukturierungsbereich vorzugsweise höchstens 0,5 µm, mehr vorzugsweise 0,3 µm und insbesondere höchstens 0,2 µm. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate für einen Hauptoberflächenbereich, der aus dem viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Deckfläche des Substrats und einem Strukturierungsbereich besteht, der innerhalb des inneren Randes des Hauptoberflächenbereichs angeordnet ist, und dem Hauptoberflächenbereich selbst höchstens 0,5 µm, insbesondere höchstens 0,3 µm beträgt.
[Gemeinsame Elemente in der ersten bis dritten Ausführungsform]
Für alle Substrate für den Fotomaskenrohling der ersten bis dritten Ausführungsform, können die Formen dieser streifenförmigen Bereiche, der viereckig ringförmigen Bereiche und der Strukturierungsbereiche auf der Deckfläche des Substrats und ihre Höhen relativ zu einer Ebene der kleinsten Quadrate unter Verwendung einer Vorrichtung wie zum Beispiel eines Ebenheitstesters gemessen werden.
Sorgfältige Form- und Höhenmessungen der streifenförmigen Bereiche oder des viereckigen, ringförmigen Bereichs sind notwendig, um die gewünschte Form zu erhalten. Bis heute wurden bei der Herstellung einer Maske Messungen, die insbesondere die Wölbung eines Substrats betreffen, in dem Gebiet durchgeführt, wo die Strukturierung ausgebildet werden soll. Da jedoch adäquate Messungen nicht auf den streifenförmigen oder dem viereckigen, ringförmigen Bereich durchgeführt wurden, die den Vakuumansaugbereich einschließen, war es unmöglich, die Formänderung des Substrats nach dem Vakuumansaugen vorauszusagen. Folglich ist es, wenn man die streifenförmigen Bereiche oder den viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Deckfläche des Substrats vermisst, um die Formänderung nach dem Vakuumansaugen vorauszusagen, vorteilhaft, wenn diese Messungen unter den folgenden Bedingungen durchgeführt werden:

(1) Gebiete, in denen die Substratform gemessen wird: Die oben beschriebenen streifenförmigen Bereiche oder der viereckige, ringförmige Bereich werden zusammen mit einer Positions-Information vermessen. Eine unzureichende Positions-Information kann es unmöglich machen, die Form exakt vorauszusagen.
(2) Messintervall: 0,05 bis 0,35 mm. Ein Messintervall, dass zu breit ist, kann es unmöglich machen, eine ausreichend gute Voraussage der Form zu erhalten. Auf der anderen Seite kann ein zu schmales Messintervall die Messung übermäßig mühsam machen.
(3) Messgenauigkeit (Fehler): 0,01 bis 0,1 µm. Ein Messfehler, der zu groß ist, kann es unmöglich machen, eine ausreichend gute Voraussage der Form zu erhalten. Auf der anderen Seite kann ein Messfehler, der zu klein ist, die Messung übermäßig mühsam machen und in einer dürftigen Tauglichkeit resultieren.

Die Messung schließt die Verwendung von Licht-Interferenz ein. Da die Form und die Höhe der Oberfläche basierend auf einer Referenzebene für die Oberfläche bestimmt werden, muss diese Referenzebene einen ausreichenden Grad an Genauigkeit (d.h. einen Fehler von nicht mehr als 0,02 µm, vorzugsweise nicht mehr als 0,01 µm) aufweisen.
Das Substrat für den Fotomaskenrohling der Erfindung kann aus einem geeigneten Material wie zum Beispiel synthetischem Quarz hergestellt sein. Es ist typischerweise ein viereckiges und vorzugsweise quadratisches Substrat mit einer Länge auf einer Seite von mindestens 6 Zoll (mindestens 152 mm) und vorzugsweise 6 Zoll (152 mm). Das Substrat weist eine maximale Größe auf, die, obwohl nicht irgendeiner speziellen Beschränkung unterworfen, aus Gründen des Gewichts des Substrats während der Waferbelichtung und seiner Handhabbarkeit vorzugsweise nicht mehr als 12 Zoll beträgt. Das Substrat weist eine Dicke auf, die, obwohl nicht irgendeiner speziellen Beschränkung unterworfen, vorzugsweise zwischen 3 und 10 mm beträgt.
Manchmal sind Markierungen zur Überprüfung der Orientierung des Substrats auf dem Substrat ausgebildet. Markierungen dieser Art sind im Allgemeinen auf der Rückseite (Bodenfläche) des Substrats befestigt. In Fällen, in denen solche Markierungen auf der Deckfläche des Substrats befestigt sind, sollte das Gebiet der Markierungen jedoch von Überlegungen bzgl. der Form des Substrats gemäß der Erfindung ausgenommen werden.
Durch Verwendung von Substraten für einen Fotomaskenrohling mit streifenförmigen Bereichen oder einem viereckigen, ringförmigen Bereich der obigen Form, um Fotomaskenrohlinge herzustellen, und der Verwendung der resultierenden Fotomaskenrohlinge, um Fotomasken herzustellen, ist es möglich, in guter Ausbeute Masken herzustellen, die nur einer geringen Deformation des Strukturierungsbereichs unterliegen, wenn sie in einem Waferbelichtungssystem eingespannt werden.
Substrate für einen Fotomaskenrohling wie oben beschrieben werden beispielsweise durch das folgende Verfahren hergestellt.
Zunächst wird ein Startsubstrat einem anfänglichen Polierschritt unterworfen, um ihm eine spezielle Zwischenform zu verleihen, wonach ein endgültiger Polierschritt ausgeführt wird. Wenn die Substrate keine Stufe durchlaufen, in der sie eine wünschenswerte Zwischenform aufweisen, wird es schwierig sein, Substrate mit einer wünschenswerten endgültigen Form in guter Ausbeute zu erhalten.
Hierbei können, abhängig von der Kombination der verwendeten Poliertechniken, zwei unterschiedliche Arten von wünschenswerten Zwischenprodukten erhalten werden, und folglich können zwei Verfahren verwendet werden. In einem Verfahren, unten als Herstellverfahren 1 bezeichnet, wird das Substrat unter Bedingungen poliert, bei denen Material schnell vom Zentrum des Substrats entfernt wird, und dann unter Bedingungen poliert, bei denen Material schnell vom Rand des Substrats entfernt wird. Bei dem anderen Verfahren, unten als Herstellverfahren 2 bezeichnet, wird das Substrat unter Bedingungen poliert, bei denen Material schnell vom Rand des Substrats entfernt wird, und dann unter Bedingungen poliert, bei denen Material schnell vom Zentrum des Substrats entfernt wird.
Bei dem Verfahren zur Herstellung von Substraten ist das anfängliche Polieren ein zweiseitiges Polieren. Die bei diesem Verfahren verwendete Poliermaschine kann eine zweiseitige Poliermaschine einer bereits existierenden Art sein. Eine solche Maschine verwendet eine untere Platte und eine obere Platte, um beide Seiten des Startsubstrats gleichzeitig zu polieren.
Im Stand der Technik wurde das Polieren nicht durchgeführt, um die Form des Substrats, insbesondere die Form und Höhe der oben beschriebenen streifenförmigen Bereiche oder des viereckigen, ringförmigen Bereichs zu steuern, und daher wurde dieses Stadium des Polierens keiner speziellen Kontrolle unterworfen. Als Ergebnis ergab sich eine beträchtliche Variation in der Oberflächenform der streifenförmigen Bereiche oder des viereckigen, ringförmigen Bereichs auf der Deckfläche des resultierenden Substrats.
Demgegenüber wird das Polieren, wenn ein Substrat unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens hergestellt wird, unter Bedingungen durchgeführt, bei denen im Falle des Herstellverfahrens 1 Material schnell vom Zentrum des Substrats entfernt wird, und unter Bedingungen, bei denen im Falle des Herstellverfahrens 2 Material schnell vom Rand des Substrats entfernt wird. Insbesondere ist es bevorzugt, das Polieren bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 bis 200 U/min durchzuführen. In dem resultierenden polierten Zwischenprodukt können Form und Höhe des viereckigen, ringförmigen Bereichs oder des Strukturierungsbereichs auf dem polierten Zwischenprodukt durch ein Verfahren (d.h., Vorrichtung und Messbedingungen) wie dem oben beschriebenen gemessen und analysiert werden.
Die Herstellverfahren 1 und 2 werden jeweils unten beschrieben.
[Herstellverfahren 1]
Zunächst wird ein poliertes Zwischenprodukt, in dem die Deckfläche des Substrats (polierte Seite) die Bedingungen für die Zwischenformen 1 und 2 unten erfüllt, durch anfängliches Polieren hergestellt. Das polierte Zwischenprodukt wird dann endgültig unter verschiedenen Polierbedingungen poliert. Auf diese Weise wird ein Substrat mit einer speziellen Form erhalten.
(Zwischenform 1)
Dies ist eine Form, in der die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate des Hauptoberflächenbereichs und dem Hauptoberflächenbereich nicht mehr als 1,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 1,0 µm beträgt und in der der viereckige, ringförmige Bereich nach oben in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist.
(Zwischenform 2)
Dies ist eine Form, in der die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe von der Ebene der kleinsten Quadrate des Hauptoberflächenbereichs zu dem Hauptoberflächenbereich nicht mehr als 1,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 1,0 µm beträgt; die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate des Hauptoberflächenbereichs und den vier Ecken (Eckpunkte) des Hauptoberflächenbereichs (diese Differenz wird hierin manchmal als „CIR“ abgekürzt) beträgt nicht mehr als 0,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm; und der viereckige, ringförmige Bereich ist nach oben in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt.
Beispiele von Formen von Substratdeckflächen, in denen der viereckige, ringförmige Bereich nach oben in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt ist, beinhalten Formen, in denen, wie in 3A gezeigt, der Strukturierungsbereich im Zentrum der Substratdeckfläche eben ist, und der viereckige, ringförmige Bereich 3, der vom äußeren Rand des Strukturierungsbereichs 4 durchgehend ist, so geneigt ist, dass er sich nach oben krümmt; und Formen die, wie in 3B gezeigt, eine konkave Oberfläche aufweisen, die sich von dem Strukturierungsbereich 4 bis zu dem viereckigen, ringförmigen Bereich 3 erstreckt (d.h. Formen, in denen der Hauptoberflächenbereich eine konkave Oberfläche bildet). In 3 bezeichnet die Ziffer 5 den Hauptoberflächenbereich.
Das polierte Zwischenprodukt mit einer solchen Zwischenform wird dann zusätzlich poliert, dieser Arbeitsvorgang kann unter Verwendung einer Einseiten-Poliermaschine wie die in 4 gezeigte durchgeführt werden. 4 zeigt ein Substrat 11, eine untere Platte 12 und einen oberen Ring 13. Im Herstellverfahren 1 kann die spezielle Form der Erfindung wirksamer gebildet werden durch Haltern des polierten Zwischenprodukts in der Einseiten-Poliermaschine und Polieren der Seite des Produkts, auf der die Maskenstruktur ausgebildet werden soll, wobei ein verminderter Druck auf die Seite des Substrats gegenüber der polierten Seite wirkt. Darüber hinaus kann in der Poliermaschine eine ebene Platte als untere Platte verwendet werden, obwohl das Polieren mit einer konvexen Platte es erlaubt, ein Substrat von besserer Qualität zu erhalten. Der äußere Rand des viereckigen, ringförmigen Bereichs auf der Deckfläche des Substrats ist im Allgemeinen auf der Außenseite abgeschrägt.
[Herstellverfahren 2]
Zunächst wird ein poliertes Zwischenprodukt, in dem Deckfläche des Substrats (polierte Seite) die Bedingungen für die Zwischenformen 3 und 4 unten erfüllt, durch anfängliches Polieren hergestellt. Das polierte Zwischenprodukt wird dann unter verschiedenen Polierbedingungen endgültig poliert. Auf diese Weise wird ein Substrat mit einer speziellen Form erhalten.
(Zwischenform 3)
Dies ist eine Form, in der die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate des Hauptoberflächenbereichs und dem Hauptoberflächenbereich nicht mehr als 1,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 1,0 µm beträgt und in der der viereckige, ringförmige Bereich nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt ist.
(Zwischenform 4)
Dies ist eine Form, in der die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate des Hauptoberflächenbereichs und dem Hauptoberflächenbereich nicht mehr als 1,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 1,0 µm beträgt; die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate des Hauptoberflächenbereichs und den vier Ecken (Eckpunkte) des Hauptoberflächenbereichs (CIR) beträgt nicht mehr als 0,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm; und der viereckige, ringförmige Bereich ist nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt.
Beispiele von Formen von Substratdeckflächen, in denen der viereckige, ringförmige Bereich nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt ist, beinhalten Formen, in denen, wie in 3C gezeigt, der Strukturierungsbereich im Zentrum der Substratdeckfläche eben ist und der viereckige, ringförmige Bereich 3, der vom äußeren Rand des Strukturierungsbereichs durchgehend ist, so geneigt ist, dass er sich nach unten krümmt und Formen, die, wie in 3D gezeigt, eine konvexe Oberfläche aufweisen, die sich von dem Strukturierungsbereich bis zu dem viereckigen, ringförmigen Bereich erstrecken (d.h., Formen, in denen der Hauptoberflächenbereich eine konvexe Oberfläche bildet).
Im Herstellverfahren 2 kann die spezielle Form der Erfindung effektiver gebildet werden durch Haltern des polierten Zwischenprodukts in einer Einseiten-Poliermaschine wie die in 4 gezeigte, und Polieren der Seite des Produkts, auf der eine Maskenstruktur gebildet werden soll, wobei ein Druck auf die Seite des Substrats angewendet wird, die der polierten Seite gegenüber liegt. Darüber hinaus kann in der Poliermaschine eine ebene Platte als untere Platte verwendet werden, obwohl Polieren mit einer konvexen Platte es erlaubt, ein Substrat mit einer besseren Form zu erhalten. Der äußere Rand des viereckigen, ringförmigen Bereichs auf der Deckfläche des Substrats ist im Allgemeinen auf der Außenseite abgeschrägt.
Durch Polieren in zwei Stufen, die Arbeitsvorgänge wie die oben beschriebenen durchlaufen, können Substrate mit einer speziellen Form an gegebenen Stellen auf ihrer Deckfläche in guter Ausbeute hergestellt werden.
In dem Strukturierungsbereich des polierten Zwischenprodukts ist es für die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate des Strukturierungsbereichs und dem Strukturierungsbereich wünschenswert, dass sie nicht mehr als 0,5 µm, vorzugsweise nicht mehr als 0,2 µm beträgt. Darüber hinaus kann der Strukturierungsbereich jede geeignete Form aufweisen, einschließlich einer ebenen Form, einer konvexen Form oder einer konkaven Form.
Ein Film mit Licht abschirmenden Eigenschaften, wie zum Beispiel ein Maskierungsfilm oder ein Phasenverschiebungsfilm, wird entsprechend der beabsichtigten Verwendung der Fotomaske in geeigneter Weise ausgewählt und auf dem resultierenden Substrat ausgebildet, um einen Fotomaskenrohling zu ergeben. Maskierungsfilme und Phasenverschiebungsfilme wie zum Beispiel Raster-Phasenverschiebungsfilme werden im Allgemeinen durch einen Sputterprozess gebildet. In dieser Erfindung beinhaltet „ein Film mit Licht abschirmenden Eigenschaften“ Filme, die im Wesentlichen den Durchgang von Licht zur Belichtung blockieren, wie zum Beispiel einen Raster-Phasenverschiebungsfilm.
Bei der Herstellung eines Fotomaskenrohlings für eine Binärmaske wird eine Schicht von geeignetem Material als Maskierungsfilm auf dem Substrat der Erfindung abgeschieden. Beispiele von für diesen Zweck geeigneten Materialien beinhalten metallisches Chrom, Chromverbindungen, wie zum Beispiel Chromoxid, Chromnitrid, Chromoxinitrid und Chromoxinitridcarbid, und Metallsilizidverbindungen, wie zum Beispiel Molybdänsilizid, Titansilizid und Zirkonsilizid, als auch Oxide, Nitride, Oxinitride und Oxinitridcarbide davon. Dieser Maskierungsfilm wird im Allgemeinen durch Verwendung von zwei oder mehr Schichten von Materialien mit unterschiedlichen Brechungszahlen gebildet oder durch Verwendung eines Materials, innerhalb dessen die Komponenten mit einem Komponentengradienten versehen wurden, um ihnen so eine Anti-Reflexionsfähigkeit zu verleihen. Die Spannung in diesen Filmen ist vorzugsweise niedrig.
Bei der Herstellung des Phasenverschiebungsmaskenrohlings für eine Raster-Phasenverschiebungsmaske weist das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Substrat einen darauf angeordneten Raster-Phasenverschiebungsfilm auf, der Licht zur Belichtung bis zu einem Grad abschwächt, bei dem das Licht im Wesentlichen nicht den Fotolack sensibilisiert, und der auch die Eigenschaft hat, die Phase des Lichts um 180° zu verschieben. Beispiele solcher Materialien, die verwendet werden können, beinhalten Chromverbindungen, wie zum Beispiel Chromoxid, Chromnitrid, Chromoxinitrid und Chromoxinitridcarbid, Metallsilizidverbindungen, wie zum Beispiel Molybdänsilizid, Titansilizid und Zirkonsilizid, als auch Oxide, Nitride, Oxinitride und Oxinitridcarbide davon, und ebenso Siliziumnitrid und Siliziumdioxid.
Der Raster-Phasenverschiebungsfilm kann ein Einzelschicht- oder ein Mehrschichtfilm sein. Um jedoch sowohl Beständigkeit gegen Nachstrukturierungs-Arbeiten, wie zum Beispiel chemisches Waschen, als auch gute Verarbeitbarkeit zu bieten, ist es wünschenswert, einen Mehrschichtfilm zu verwenden, in dem sich die Materialien oder Zusammensetzungen auf der Oberflächenseite und auf der Substratseite unterscheiden, oder einen Film mit einem Zusammensetzungsgradienten. Wie im Falle des Maskierungsfilms ist es für die Kombination der Materialien, die den Raster-Phasenverschiebungsfilm ausmachen, vorzuziehen, so ausgewählt zu werden, dass sie die Filmspannung minimieren.
Zudem wird der oben beschrieben Maskierungsfilm im Allgemeinen auf dem Raster-Phasenverschiebungsfilm ausgebildet. Wenn die Belichtung an unterschiedlichen Positionen auf einem mit einem Fotolack beschichteten Wafer wiederholt wird, kann der Randabschnitt der Raster-Phasenverschiebungsmaske, wo die Durchlässigkeit verringert wurde, um eine Sensibilisierung zu vermeiden, einer überlappenden Belichtung ausgesetzt werden. Demzufolge werden die überlappenden Gebiete mehrfach belichtet und können sensibilisiert werden, was verhindert werden muss. Zu diesem Zweck ist es im Allgemeinen wünschenswert, einen Maskierungsfilm auf dem Randabschnitt der Raster-Phasenverschiebungsmaske abzuscheiden, wo die Maskenstruktur nicht geschrieben wird. Hinsichtlich der gesamten Reihenfolge der Arbeitsschritte ist es daher wünschenswert, dass der Maskierungsfilm bereits während des Stadiums der Herstellung des Raster-Phasenverschiebungsmaskenrohlings ausgebildet wird. Demzufolge wird der Maskierungsfilm, um diese Art von Maske zu erhalten, zusammen mit dem Raster-Phasenverschiebungsfilm während der Herstellung des Raster-Phasenverschiebungsmaskenrohlings abgeschieden. Darüber hinaus kann eine Phasenverschiebungsmaske durch Abscheiden eines hochdurchlässigen Phasenverschiebungsfilms auf dem Substrat ausgebildet werden, wie es im Falle von Phasenverschiebungsmasken vom Levenson-Typ geschieht. Falls notwendig können ein elektrisch leitender Film und ein Ätzstoppfilm über irgendeinem der obigen Filme abgeschieden werden.
Der auf dem Substrat der Erfindung abgeschiedene Film weist, während er keinen speziellen Beschränkungen unterworfen ist, eine Filmspannung auf, die, wenn sie als der Betrag der Filmwölbung durch das Substrat ausgedrückt wird, vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm, mehr vorzugsweise nicht mehr als 0,2 µm und höchst vorzugsweise nicht mehr als 0,1 mm beträgt. Bei einer großen Filmspannung kann die Substratdeformation verschlimmert werden, abhängig vom Ausmaß der Abdeckung durch den Film (Strukturierungsgebiet) über der Fotomaske, was möglicherweise dazu führt, dass die gewünschte Ebenheit nicht erreicht wird.
Wenn ein Film wie zum Beispiel ein Maskierungsfilm auf dem Substrat ausgebildet wird, deformiert die Spannung durch den Film das Substrat. Da eine Substratdeformation durch eine solche Filmspannung hauptsächlich eine Änderung in der Wölbung des Substrats verursacht, ändert sie die Form auf der Deckfläche des Substrats. Infolgedessen kann die Maskenherstellung, wenn die Form der Substratdeckfläche durch Vorhersagen in einem Substratstadium vor der Abscheidung des Maskierungsfilms der Spannung des auszubildenden Films und der Form der Fotomaske, wenn sie durch eine Spannvorrichtung in einem Waferbelichtungssystem gehaltert wird, mit noch besseren Ausbeuten durchgeführt werden.
Die Filmspannung variiert abhängig von Filmart und Zusammensetzung, als auch vom Herstellverfahren. So verursacht beispielsweise ein chrombasierter Film eine Zugspannung, während ein MoSi-basierter Film eine Druckspannung erzeugt. Die Deformation der Substratdeckfläche aufgrund von Filmspannung kann bestimmt werden durch Abscheiden eines vorgegebenen Films auf einem Substrat, dessen Deckflächenform und Höhe bereits gemessen wurden, und anschließendes, auf die Filmabscheidung folgendes Messen und Analysieren der Form und der Höhe der Substratdeckfläche. Mithin ist es durch Messung des Betrags an Deformation vor und nach der Abscheidung des Films an verschiedenen Positionen der Deckfläche eines Substrats, Vormessung von Spannung und Grad der Deformation und, basierend auf diesen Messungen, Simulation der Form des Substrats, auf dem kein Film abgeschieden wurde, möglich, die Form des Substrats nach der Filmabscheidung vorauszusagen, und auf der Basis der vorausgesagten Form die Form zu bestimmen, die die Fotomaske haben wird, wenn sie in dem Belichtungsgerät eingespannt wird. Eine noch genauere Simulation ist möglich, wenn auch die Filmabdeckung (strukturierter Bereich) auf der Substratdeckfläche berücksichtigt wird, wenn eine Maskenstrukturierung als Fotomaske gebildet wurde. Infolgedessen werden in einem Verfahren, in dem ein oder zwei Schichten, die mindestens eine Maskierungsschicht oder eine Phasenverschiebungsschicht beinhalten, auf einer Deckfläche eines Substrats für einen Fotomaskenrohling abgeschieden werden, um einen Fotomaskenrohling zu bilden, die abgeschiedene Schicht strukturiert wird, um eine Fotomaske zu bilden, und die Fotomaske in ein Belichtungsgerät eingebaut wird, durch Simulation einer Änderung der Form auf der Deckfläche des Substrats von vor der Abscheidung des Films darauf bis zu dem Punkt, an dem die Fotomaske in das Belichtungsgerät eingebaut wird, Bestimmung der Form der Substratdeckfläche vor der Änderung, die der Deckfläche eine ebene Form verleiht, wenn die Fotomaske in das Belichtungsgerät eingebaut wird, und Auswählen eines Substrat, als geeignetes Substrat, das diese Deckflächenform vor der Abscheidung aufweist, die Form und die Höhe der Substratdeckfläche in Übereinstimmung mit Bedingungen wie die auf dem Substrat abzuscheidende Filmart und Änderungen in der Form der Substratdeckfläche aufgrund des Films, variiert, was es ermöglicht, Substrate in höherer Ausbeute herzustellen, die in der Lage sind, eine gute Ebenheit zur Zeit der Verwendung der Fotomasken zu verleihen.
Wie oben beschrieben bietet das Substrat, wenn eine unter Verwendung des Substrats der Erfindung hergestellte Fotomaske in ein Waferbelichtungssystem eingespannt wird, eine ausgezeichnete Ebenheit. Es ist daher möglich, die Maskenstruktur an einer vorbestimmten Position genau auszurichten, was es erlaubt, eine Belichtungsstruktur von kleiner minimaler Strukturgröße mit hohen Positions- und Linienbreitengenauigkeiten auf einen Wafer zu schreiben. Ein solches Substrat erfüllt vollständig die Anforderungen für kleinere Strukturgeometrien in der Fotolithographie und ist insbesondere bevorzugt als Substrat für einen Fotomaskenrohling zur Herstellung von in der Belichtung von sehr feinen Strukturen verwendeten Fotomasken mit einer Strukturgröße von 0,12 µm oder weniger und insbesondere 0,10 mm oder weniger.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele werden als Erläuterung und nicht als Beschränkung angeführt.
Beispiel 1
Ein quadratisches 152 mm (6 Zoll) Startsubstrat für einen Fotomaskenrohling wurde mit kolloidalem Siliziumdioxid auf einer Zweiseiten-Poliermaschine bei einer im Zentrum der Substratoberfläche höheren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, was ein poliertes Zwischenprodukt ergab, das, wie in 5A gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer konkaven Form aufwies. Insbesondere in dem Hauptoberflächenbereich betrug die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate für den Hauptoberflächenbereich und dem Hauptoberflächenbereich (diese Differenz wird im Folgenden als die „Hauptoberflächenebenheit“ bezeichnet) 0,74 µm, und die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate für den Hauptoberflächenbereich und den vier Ecken des Hauptoberflächenbereichs (CIR) betrug 0,27 µm.
Hier und unten wurden die Hauptoberflächenebenheit und die CIR aus mit einem Ebenheitstester erhaltenen Höhenmessungen in Intervallen von 0,35 mm in horizontaler und vertikaler Richtung und mit einer Genauigkeit von 0,1 µm oder besser berechnet.
Das polierte Zwischenprodukt wurde dann mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, dieses Mal auf einer Einseiten-Poliermaschine wie der in 4 gezeigten mit einem Poliertuch, das an der unteren Platte befestigt war, und bei einer im Zentrum der Substratoberfläche niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand.

Geschwindigkeit der die Maske haltenden Platte: 120 U/min

Geschwindigkeit der unteren Platte: 50 U/min

Polierzeit: 5 Minuten
Das resultierende Substrat (Dicke 6,4 mm) wies, wie in 5B gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer Hauptoberflächenebenheit von 0,30 µm und einer CIR von 0,22 µm sowie einen viereckigen, ringförmigen Bereich auf, der nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt war.
Beispiel 2
Ein quadratisches 152 mm (6 Zoll) Startsubstrat für einen Fotomaskenrohling wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bei einer im Zentrum der Substratoberfläche höheren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, was ein poliertes Zwischenprodukt ergab, das, wie in 6A gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer konkaven Form aufwies. Die Hauptoberflächenebenheit betrug 0,88 µm und die CIR betrug 0,27 µm.
Das polierte Zwischenprodukt wurde dann mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, dieses Mal auf einer Einseiten-Poliermaschine wie der in 4 gezeigten mit einem Poliertuch, das an der unteren Platte befestigt war, und bei einer im Zentrum der Substratoberfläche niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand.

Geschwindigkeit der die Maske haltenden Platte: 120 U/min

Geschwindigkeit der unteren Platte: 33 U/min

Polierzeit: 4 Minuten
Das resultierende Substrat (Dicke 6,4 mm) wies, wie in 6B gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer Hauptoberflächenebenheit von 0,27 µm und einer CIR von 0,14 µm sowie einen viereckigen, ringförmigen Bereich auf, der nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt war. Der Hauptoberflächenbereich wies im Wesentlichen konzentrische Konturlinien auf.
Beispiel 3
Ein quadratisches 152 mm (6 Zoll) Startsubstrat für einen Fotomaskenrohling wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bei einer im Zentrum der Substratoberfläche höheren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, was ein poliertes Zwischenprodukt ergab, das, wie in 7A gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer konkaven Form aufwies. Die Hauptoberflächenebenheit betrug 0,88 µm und die CIR betrug 0,52 µm.
Das polierte Zwischenprodukt wurde dann mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, dieses Mal auf einer Einseiten-Poliermaschine wie der in 4 gezeigten mit einem Poliertuch, das an der unteren Platte befestigt war, und bei einer im Zentrum der Substratoberfläche niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand.

Geschwindigkeit der die Maske haltenden Platte: 120 U/min

Geschwindigkeit der unteren Platte: 50 U/min

Polierzeit: 7 Minuten
Das resultierende Substrat (Dicke 6,4 mm) wies, wie in 7B gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer Hauptoberflächenebenheit von 0,49 µm und einer CIR von 0,41 µm sowie streifenförmige Bereiche auf, die jeweils nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt waren.
Beispiel 4
Ein quadratisches 152 mm (6 Zoll) Startsubstrat für einen Fotomaskenrohling wurde auf einer Zweiseiten-Poliermaschine bei einer im Zentrum der Substratoberfläche niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, was ein poliertes Zwischenprodukt ergab, das, wie in 8A gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer konvexen Form aufwies. Die Hauptoberflächenebenheit betrug 0,80 µm und die CIR betrug 0,22 µm.
Das polierte Zwischenprodukt wurde dann mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, dieses Mal auf einer Einseiten-Poliermaschine wie der in 4 gezeigten mit einem Poliertuch, das an der unteren Platte befestigt war, und bei einer im Zentrum der Substratoberfläche höhere Poliergeschwindigkeit als am Rand.

Geschwindigkeit der die Maske haltenden Platte: 120 U/min

Geschwindigkeit der unteren Platte: 33 U/min

Polierzeit: 20 Minuten
Das resultierende Substrat (Dicke 6,4 mm) wies, wie in 8B gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer Hauptoberflächenebenheit von 0,28 µm und einer CIR von 0,11 µm sowie einen viereckigen, ringförmigen Bereich auf, der nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt waren.
Beispiel 5
Ein quadratisches 152 mm (6 Zoll) Startsubstrat für einen Fotomaskenrohling wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 bei einer im Zentrum der Substratoberfläche niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, was ein poliertes Zwischenprodukt ergab, das, wie in 9A gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer konvexen Form aufwies. Die Hauptoberflächenebenheit betrug 0,68 µm und die CIR betrug 0,13 µm.
Das polierte Zwischenprodukt wurde dann mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, dieses Mal auf einer Einseiten-Poliermaschine wie der in 4 gezeigten mit einem Poliertuch, das an der unteren Platte befestigt war, und bei einer im Zentrum der Substratoberfläche höheren Poliergeschwindigkeit als am Rand.

Geschwindigkeit der die Maske haltenden Platte: 120 U/min

Geschwindigkeit der unteren Platte: 20 U/min

Polierzeit: 20 Minuten
Das resultierende Substrat (Dicke 6,4 mm) wies, wie in 9B gezeigt, einen im Wesentlichen flachen Hauptoberflächenbereich mit einer Hauptoberflächenebenheit von 0,21 µm und einer CIR von 0,16 µm sowie streifenförmige Bereiche auf, die jeweils leicht nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt waren.
Beispiel 6
Ein quadratisches 152 mm (6 Zoll) Startsubstrat für einen Fotomaskenrohling wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bei einer im Zentrum der Substratoberfläche niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, was ein poliertes Zwischenprodukt ergab, das, wie in 10A gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer konvexen Form aufwies. Die Hauptoberflächenebenheit betrug 1,28 µm und die CIR betrug 0,52 µm.
Das polierte Zwischenprodukt wurde dann mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, dieses Mal auf einer Einseiten-Poliermaschine wie der in 4 gezeigten mit einem Poliertuch, das an der unteren Platte befestigt war, und bei einer im Zentrum der Substratoberfläche höheren Poliergeschwindigkeit als am Rand.

Geschwindigkeit der die Maske haltenden Platte: 103 U/min

Geschwindigkeit der unteren Platte: 50 U/min

Polierzeit: 10 Minuten
Das resultierende Substrat (Dicke 6,4 mm) wies, wie in 10B gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer Hauptoberflächenebenheit von 0,44 µm und einer CIR von 0,37 µm, einen viereckigen, ringförmigen Bereich, der nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt war, und einen Strukturierungsbereich von konkaver Form innerhalb des viereckigen, ringförmigen Bereichs auf.
Beispiel 7
Ein quadratisches 152 mm (6 Zoll) Startsubstrat für einen Fotomaskenrohling wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 bei einer im Zentrum der Substratoberfläche niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, was ein poliertes Zwischenprodukt ergab, das, wie in 11A gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer konvexen Form aufwies. Die Hauptoberflächenebenheit betrug 0,91 µm und die CIR betrug 0,40 µm.
Das polierte Zwischenprodukt wurde dann mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, dieses Mal auf einer Einseiten-Poliermaschine wie der in 4 gezeigten mit einem Poliertuch, das an der unteren Platte befestigt war, und bei einer im Zentrum der Substratoberfläche höheren Poliergeschwindigkeit als am Rand.

Geschwindigkeit der die Maske haltenden Platte: 103 U/min

Geschwindigkeit der unteren Platte: 50 U/min

Polierzeit: 10 Minuten
Das resultierende Substrat (Dicke 6,4 mm) wies, wie in 11B gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer Hauptoberflächenebenheit von 0,46 µm und einer CIR von 0,38 µm sowie streifenförmige Bereiche auf, die jeweils nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt waren.
Vergleichsbeispiel 1
Ein quadratisches 152 mm (6 Zoll) Startsubstrat für einen Fotomaskenrohling wurde auf einer Zweiseiten-Poliermaschine mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, was ein poliertes Zwischenprodukt ergab, das, wie in 12A gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer verdrillten Form aufwies, wobei eine der vier Ecken nach oben geneigt und die verbleibenden drei Ecken nach unten geneigt waren. Die Hauptoberflächenebenheit betrug 1,72 µm und die CIR betrug 1,72 µm.
Das polierte Zwischenprodukt wurde dann mit kolloidalem Siliziumdioxid poliert, dieses Mal auf einer Einseiten-Poliermaschine wie der in 4 gezeigten mit einem Poliertuch, das an der unteren Platte befestigt war, und bei einer im Zentrum der Substratoberfläche niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand.

Geschwindigkeit der die Maske haltenden Platte: 120 U/min

Geschwindigkeit der unteren Platte: 50 U/min

Polierzeit: 5 Minuten
Das resultierende Substrat wies, wie in 12B gezeigt, einen Hauptoberflächenbereich mit einer Hauptoberflächenebenheit von 0,72 µm und einer CIR von 0,72 µm auf.
Beispiel 8
Ein Substrat für einen Fotomaskenrohling, das durch dasselbe Verfahren wie in Beispiel 5 hergestellt wurde, wies eine Hauptoberflächenform wie in 13A gezeigt und eine Hauptoberflächenebenheit von 0,30 µm auf. Durch Sputtern wurde ein Chromfilm von 100 nm Dicke auf dem Substrat abgeschieden, um einen Fotomaskenrohling zu bilden. Dann wurde ein Fotolackfilm auf dem Rohling abgeschieden. Der Fotolackfilm wurde lithographisch bearbeitet. Unter Verwendung des Fotolackfilms als Ätzmaske wurde eine Maskenstruktur gebildet. Der Fotolackfilm wurde dann abgezogen, was eine Fotomaske ergab, die eine Hauptoberflächenform wie in 13B gezeigt, und eine Linienrasterstruktur aufwies, die eine Strukturgröße von 0,1 µm auf den Wafern während der Belichtung zur Verfügung stellte, und eine Musterabdeckung (Prozent abgedeckt durch Chrom) in dem Hauptoberflächenbereich des Substrats von 94% aufwies. Der Hauptoberflächenbereich des Fotomaskensubstrats wies eine Hauptoberflächenebenheit von 0,26 µm auf. Als die Fotomaske auf dem Maskentisch in einem Waferbelichtungssystem vakuumeingespannt wurde, zeigte sie, wie in 13C gezeigt, eine befriedigende Hauptoberflächenform und wies eine Hauptoberflächenebenheit von 0,20 µm auf.
Beispiel 9
Ein Substrat für einen Fotomaskenrohling, der durch dasselbe Verfahren wie in Beispiel 8 hergestellt wurde, wies eine Hauptoberflächenform wie in 14A gezeigt und eine Hauptoberflächenebenheit von 0,44 µm auf. Durch Sputtern wurde ein Chromfilm von 100 nm Dicke auf dem Substrat abgeschieden, um einen Fotomaskenrohling zu bilden. Dann wurde ein Fotolackfilm auf dem Rohling abgeschieden. Der Fotolackfilm wurde lithographisch bearbeitet. Unter Verwendung des Fotolackfilms als Ätzmaske wurde eine Maskenstruktur gebildet. Der Fotolackfilm wurde dann abgezogen, was eine Fotomaske ergab, die eine Hauptoberflächenform wie in 14B gezeigt, und ein Linienrasterstruktur aufwies, die eine Strukturgröße von 0,1 µm auf den Wafern während der Belichtung zur Verfügung stellte, und eine Musterabdeckung (Prozent abgedeckt durch Chrom) in dem Hauptoberflächenbereich des Substrats von 94% aufwies. Der Hauptoberflächenbereich des Fotomaskensubstrats wies eine Hauptoberflächenebenheit von 0,36 µm auf. Als die Fotomaske auf dem Maskentisch in einem Waferbelichtungssystem vakuumeingespannt wurde, zeigte sie, wie in 14C gezeigt, eine befriedigende Hauptoberflächenform und wies eine Hauptoberflächenebenheit von 0,35 µm auf.
Vergleichsbeispiel 2
Ein durch dasselbe Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestelltes Substrat für einen Fotomaskenrohling wies eine Hauptoberflächenform wie in 15A gezeigt und eine Hauptoberflächenebenheit von 0,57 µm auf. Durch Sputtern wurde ein Chromfilm von 100 nm Dicke auf dem Substrat abgeschieden, um einen Fotomaskenrohling zu bilden. Dann wurde ein Fotolackfilm auf dem Rohling abgeschieden. Der Fotolackfilm wurde lithographisch bearbeitet. Unter Verwendung des Fotolackfilms als Ätzmaske wurde eine Maskenstruktur gebildet. Der Fotolackfilm wurde dann abgezogen, was eine Fotomaske ergab, die eine Hauptoberflächenform wie in 15B gezeigt, und ein Linienrasterstruktur aufwies, die eine Strukturgröße von 0,1 µm auf den Wafern während der Belichtung zur Verfügung stellte und eine Musterabdeckung (Prozent abgedeckt durch Chrom) in dem Hauptoberflächenbereich des Substrats von 94% aufwies. Der Hauptoberflächenbereich des Fotomaskensubstrats wies eine Hauptoberflächenebenheit von 0,67 µm auf. Als die Fotomaske auf dem Maskentisch in einem Waferbelichtungssystem vakuumeingespannt wurde, zeigte sie, wie in 15C gezeigt, eine nicht ebene Hauptoberflächenform und wies eine Hauptoberflächenebenheit von 0,80 µm auf.

Claims

Substrat für einen Fotomaskenrohling, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll (152,4 mm) aufweist, das ein Paar von streifenförmigen Bereichen (2) aufweist, die sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder eines Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang eines äußeren Randes einer Deckfläche (1) des Substrats erstrecken, auf dem eine Maskenstruktur gebildet werden soll, jedoch an jedem Ende in Längsrichtung davon einen Kantenabschnitt von 2 mm ausnehmen, wobei jeder der streifenförmigen Bereiche nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist und die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate (21) für die streifenförmigen Bereiche (2) auf der Substratdeckfläche und den streifenförmigen Bereichen (2) selbst höchstens 0,5 µm beträgt.
Substrat für einen Fotomaskenrohling nach Anspruch 1, bei dem jeder streifenförmige Bereich (2) als Ganzes eine Form aufweist, die nach unten in Richtung des Randes des Substrats geneigt ist.
Substrat für einen Fotomaskenrohling, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll (152,4 mm) aufweist, das einen viereckigen, ringförmigen Bereich (3) aufweist, der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang eines äußeren Randes einer Deckfläche (1) des Substrats erstreckt, auf dem eine Maskenstruktur gebildet werden soll, wobei der viereckige, ringförmige Bereich (3) nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist und die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate (21) für den viereckigen, ringförmigen Bereich (3) auf der Substratdeckfläche und dem viereckigen, ringförmigen Bereich (3) selbst höchstens 0,5 µm beträgt.
Substrat für einen Fotomaskenrohling nach Anspruch 3, bei dem der viereckige, ringförmige Bereich (3) als Ganzes eine Form aufweist, die nach unten in Richtung des Randes des Substrats geneigt ist.
Substrat für einen Fotomaskenrohling, das viereckig ist und auf jeder Seite eine Länge von mindestens 6 Zoll (152,4 mm) aufweist, das einen viereckigen, ringförmigen Bereich (3) aufweist, der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang eines äußeren Randes einer Deckfläche (1) des Substrats erstreckt, auf dem eine Maskenstruktur gebildet werden soll, wobei, wenn eine Ebene der kleinsten Quadrate (21) für den viereckigen, ringförmigen Bereich (3) auf der Substratdeckfläche als Referenzebene betrachtet und ein Kreis mit Mittelpunkt im Zentrum des Substrats auf der Referenzebene gezogen wird, so dass er die Referenzebene passiert, die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Referenzebene und dem viereckigen, ringförmigen Bereich (3), gemessen in einem gebogenen Abschnitt, der die Referenzebene durchquert, höchstens 0,3 µm beträgt.
Substrat für einen Fotomaskenrohling nach Anspruch 5, bei dem der viereckige, ringförmige Bereich (3) als Ganzes eine Form aufweist, die nach unten in Richtung des Randes des Substrats geneigt ist.
Substrat für einen Fotomaskenrohling nach Anspruch 5 oder 6, worin die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate (21) für den viereckigen, ringförmigen Bereich (3) auf der Substratdeckfläche und dem viereckigen, ringförmigen Bereich (3) selbst höchstens 0,5 µm beträgt.
Substrat für einen Fotomaskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate (21) für einen Hauptoberflächenbereich und dem Hauptoberflächenbereich selbst höchstens 0,5 µm beträgt, wobei der Hauptoberflächenbereich aus dem viereckigen, ringförmigen Bereich (3) auf der Substratdeckfläche und einem innerhalb des inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs (3) angeordneten Strukturierungsbereich (4) besteht.
Fotomaskenrohling, umfassend das Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einen Film mit Licht abschirmenden Eigenschaften gegenüber Licht zur Belichtung und/oder einem auf dem Substrat in Einzelschicht- oder Mehrschichtform abgeschiedenen Phasenverschiebungsfilm.
Fotomaske, in der der Film des Fotomaskenrohlings nach Anspruch 9 strukturiert ist.