DE102004035617B4

DE102004035617B4 - Verfahren zur Herstellung von Substraten für Fotomaskenrohlinge

Info

Publication number: DE102004035617B4
Application number: DE102004035617.3A
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Numanami; Masayuki Nakatsu; Masayuki Mogi; Tsuneyuki Hagiwara
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nikon Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nikon Corp
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: US20050020083A1; JP4314462B2; KR101108562B1; DE102004064328B3; TW200517772A; TWI336024B; KR20050012689A; DE102004035617B8; JP2005043838A; DE102004035617A1; US7344808B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Substrats 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 (2) 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 (1) und den streifenförmigen Bereichen (2) selbst höchstens 0,5 µm beträgt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:Polieren eines Startsubstrats bis zu einer Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate (21) für einen Hauptoberflächenbereich, der einen viereckigen, ringförmigen Bereich (3), der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes der Substratdeckfläche (1) erstreckt und einen innerhalb eines inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs (3) angeordneten Strukturierungsbereich (4) umfasst, und dem Hauptoberflächenbereich (5) selbst von höchstens 1,5 µm, um auf diese Weise ein poliertes Zwischenprodukt zu liefern; undZusätzliches Polieren des polierten Zwischenprodukts.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Substraten für Fotomaskenrohlinge, aus denen Fotomasken zur Verwendung in der Fotolithographie, verbunden mit der Herstellung von Halbleiteranordnungen und ähnlichen Produkten, hergestellt werden können.
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. DE 103 14 212 A1 betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Ebenheit eines Substrats für elektronische Bauelemente, ein Verfahren zur Herstellung des Substrats, ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, ein Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske, ein Polierverfahren, ein Substrat für elektronische Bauelemente, einen Maskenrohling, eine Transfermaske und eine Poliervorrichtung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Substraten für einen Fotomaskenrohling zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind, Fotomasken zu ermöglichen, die in der Lage sind, Fotomasken zu ergeben, die dazu verwendet werden können, mit hoher Genauigkeit Strukturen mit einer reduzierten minimalen Strukturgröße auf ein Wafersubstrat zu belichten.
Der Erfinder hat herausgefunden, dass Substrate für Fotomaskenrohlinge, 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.
Der Erfinder hat ebenfalls herausgefunden, dass solche Substrate in guter Ausbeute wirkungsvoll hergestellt werden können durch einen anfänglichen Polierschritt, um ein poliertes Zwischenprodukt zu ergeben, gefolgt von zusätzlichem Polieren, wobei beide Poliervorgänge vorzugsweise mit speziellen Parametern durchgeführt werden.
Folglich bietet die Erfindung in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats 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 Randes einer Deckfläche des Substrats erstrecken, auf dem 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 zu den streifenförmigen Bereichen selbst höchstens 0,5 µm beträgt. Das Verfahren gemäß diesem Aspekt der Erfindung beinhaltet die Schritte des Polierens eines Startsubstrats bis zu einer Differenz zwischen Maximal- und Minmalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für einen Hauptoberflächenbereich, der einen viereckigen, ringförmigen Abschnitt, der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes der Substratdeckfläche erstreckt, und einen innerhalb eines inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs angeordneten Strukturierungsbereich umfasst, und der Hauptoberfläche selbst von höchstens 1,5 µm, um so ein poliertes Zwischenprodukt zu ergeben; und zusätzliches Polieren des polierten Zwischenprodukts.
In einem zweiten Aspekt bietet die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats 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 einem äußeren Rand einer Deckfläche des Substrats erstreckt, auf der eine Maskenstruktur gebildet werden soll, wobei der viereckige, ringförmige Bereich nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist, und das eine Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich auf der Substratdeckfläche und dem viereckigen, ringförmigen Bereich selbst von höchstens 0,5 µm aufweist. Das Verfahren gemäß diesem Aspekt der Erfindung beinhaltet die Schritte des Polierens eines Startsubstrats bis zu einer Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für einen Hauptoberflächenbereich, der einen viereckigen, ringförmigen Abschnitt, der sich zwischen 2 mm und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes der Substratdeckfläche erstreckt, und einen innerhalb eines inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs angeordneten Strukturierungsbereich umfasst, und der Hauptoberfläche selbst von höchstens 1,5 µm, um so ein poliertes Zwischenprodukt zu ergeben; und zusätzliches Polieren des polierten Zwischenprodukts.
In einer Ausführungsform des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung wird das Startsubstrat in seinem zentralen Abschnitt mit einer höheren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, um so ein poliertes Zwischenprodukt zu bilden, bei dem der viereckige, ringförmige Bereich nach oben in Richtung des Substratrandes geneigt ist, und das polierte Zwischenprodukt wird dann zusätzlich in seinem zentralen Abschnitt bei einer niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert.
In einer anderen Ausführungsform des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung wird das Startsubstrat in seinem zentralen Abschnitt mit einer niedrigeren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert, um so ein poliertes Zwischenprodukt zu bilden, bei dem der viereckige, ringförmige Bereich nach unten in Richtung des Substratrandes geneigt ist, und das polierte Zwischenprodukt wird dann zusätzlich in seinem zentralen Abschnitt bei einer höheren Poliergeschwindigkeit als am Rand poliert.
In allen obigen Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung ist es bevorzugt, dass das Polieren des Startsubstrats, um das polierte Zwischenprodukt zu bilden, so ausgeführt wird, dass 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 höchstens 0,3 µm beträgt.
Durch das Verfahren der Erfindung hergestellte Substrate zeigen eine gute Oberflächenebenheit, wenn sie als Fotomasken verwendet werden; das heißt, zur Zeit der Waferbelichtung. Wenn eine Fotomaske, die aus einem Fotomaskenrohling hergestellt wurde, der aus einem solchen Substrat erhalten wurde, auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems mit einer Vakuumeinspannvorrichtung oder dergleichen gehaltert wird, erleidet die Substratoberfläche lediglich eine minimale Wölbung. Infolgedessen weist die Fotomaske eine hohe Ebenheit auf. Da die Maskenstruktur an einer vorbestimmten Position genau ausgerichtet werden kann, können Belichtungsstrukturen von geringer Strukturgröße mit guter Positions- und Linienbreitengenauigkeit auf Wafer geschrieben werden, wodurch es möglich wird, die Anforderungen für kleinere Strukturgeometrien in der Fotolithographie vollständig zu erfüllen. Darüber hinaus ist das Verfahren der Erfindung in der Lage, solche Substrate in hoher Ausbeute effizient herzustellen und kann unter Durchführung lediglich kleiner Änderungen in den Arbeitsschritten selbst durchgeführt werden, ohne herkömmliche Substratpoliermaschinen zu modifizieren, um es auf diese Weise zu ermöglichen, hervorragende Substrate im Wesentlichen ohne Kostenanstieg herzustellen, die Anforderungen bzgl. kleinerer Strukturgeometrien vollständig erfüllen.
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 einer Höhe von solch einer Ebene der kleinsten Quadrate illustrieren.
3 zeigt Schnittdarstellungen einiger Beispiele von Deckflächenformen auf Substraten.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Einseiten-Poliermaschine, wie sie zum Beispiel in dem Verfahren der Erfindung verwendet werden kann. Diese Poliermaschine wurde in den in der Beschreibung erläuterten Beispielen verwendet.
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.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats 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 des Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang des äußeren Randes einer Deckfläche des Substrats erstrecken, auf der eine Maskenstruktur gebildet werden soll, aber an jedem Ende in Längsrichtung davon einen Kantenabschnitt von 2 mm ausnehmen, wobei jeder der streifenförmigen Bereiche nach unten in Richtung des äußeren Randes des Substrats geneigt ist, und das eine Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für die streifenförmigen Bereiche auf der Substratdeckfläche und den streifenförmigen Bereichen selbst von höchstens 0,5 µm aufweist. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Polierens eines Startsubstrats bis zu einer Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für einen Hauptoberflächenbereich, der einen viereckigen, ringförmigen Abschnitt, der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes der Substratdeckfläche erstreckt, und einen innerhalb eines inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs angeordneten Strukturierungsbereich umfasst, und der Hauptoberfläche selbst von höchstens 1,5 µm, um so ein poliertes Zwischenprodukt zu ergeben; und zusätzliches Polieren des polierten Zwischenprodukts.
Zunächst wird das Substrat für einen Fotomaskenrohling beschrieben, das durch das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt wird. Das Substrat für einen Fotomaskenrohling weist ein Paar von streifenförmigen Bereichen auf, die sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder des Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang des äußeren Randes einer Deckfläche des Substrats erstrecken, auf der eine Maskenstruktur gebildet werden soll, nimmt aber auf jeder Seite in Längsrichtung davon einen Kantenabschnitt von 2 mm aus, wobei jeder der streifenförmigen Bereiche nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist. Darüber hinaus weist das Substrat eine Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für die streifenförmigen Bereiche auf der Substratdeckfläche und den streifenförmigen Bereichen selbst von höchstens 0,5 µm auf.
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 Bereiche 2 zwischen 2 mm und 10 mm innerhalb jeder eines Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang eines 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 des 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 dem die Maskenstruktur gebildet wird. Das heißt, dass eine exakte Belichtung der Struktur in Bezug auf Position und Linienbreite erfordert, dass die Deckfläche des Substrats und insbesondere der Strukturierungsbereich eine Form aufweisen, die zu der Zeit der Belichtung der Struktur parallel zum Licht zur Belichtung ausgerichtet ist, ohne die Maskenstruktur zu neigen. Infolgedessen ist es möglich, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens, Substrate herzustellen, in denen die Form und die Höhe der streifenförmigen Bereiche, die hauptsächlich die Form der gesamten Deckfläche des Substrats und insbesondere die Form des Strukturierungsbereichs bestimmen, wie oben beschrieben optimiert sind.
Hierbei erstrecken sich die streifenförmigen Bereiche zwischen 2 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 den Wertebereichen gerecht werden, werden sie der oben beschriebenen Form und den 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 die 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 auf den Rand 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.
Wie in den 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 und 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.
Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats 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 eines Paares von gegenüberliegenden Seiten entlang eines äußeren Randes der Deckfläche des Substrats erstreckt, auf der eine Maskenstruktur gebildet werden soll, wobei der viereckige, ringförmige Bereich nach unten in Richtung des äußeren Randes des Substrats geneigt ist, und das eine 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 von höchstens 0,5 µm aufweist. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Polierens eines Startsubstrats bis zu einer Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate für einen Hauptoberflächenbereich, der einen viereckigen, ringförmigen Abschnitt, der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes der Substratdeckfläche erstreckt, und einen innerhalb eines inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs angeordneten Strukturierungsbereich umfasst, und der Hauptoberfläche selbst von höchstens 1,5 µm, um so ein poliertes Zwischenprodukt zu ergeben; und zusätzliches Polieren des polierten Zwischenprodukts.
Das durch das Verfahren gemäß diesem zweiten Aspekt der Erfindung hergestellte Substrat für einen Fotomaskenrohling wird beschrieben. Das Substrat für einen Fotomaskenrohling weist einen viereckigen, ringförmigen Bereich auf, der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes einer Deckfläche des Substrats erstreckt, auf der eine Maskenstruktur gebildet werden soll, wobei der viereckige, ringförmige Bereich nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist. Des Weiteren weist das Substrat eine Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten für die Höhe einer Ebene der kleinsten Quadrate des viereckigen, ringförmigen Bereichs auf der Substratdeckfläche und dem viereckigen, ringförmigen Bereich selbst von nicht als 0,5 µm auf.
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 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 Umfangs des Substrats entlang seiner gesamten Umfangslänge oder nur nahe einem Paar von gegenüberliegenden Seiten auf dem Maskentisch eines Waferbelichtungssystems mit einer Vakuumeinspannvorrichtung oder dergleichen gehaltert wird, wobei die horizontalen und vertikalen Seiten des Substrats austauschbar sind, sind die Vakuumeinspannpositionen 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 Linienbreite erfordert, dass die Deckfläche des Substrats und insbesondere der Strukturierungsbereich eine Form aufweisen, die zu der Zeit der Belichtung der Struktur parallel zum Licht zur Belichtung ausgerichtet ist, ohne die Maskenstruktur zu neigen. Folglich ist es unter Verwendung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens möglich, wie oben beschrieben die Form und die Höhe des viereckigen, ringförmigen Bereichs zu optimieren, der hauptsächlich die Form der gesamten Deckfläche und insbesondere die Form des Strukturierungsbereiches des Substrats 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 auf den Rand 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 beträgt nicht mehr als 0,5 µm und vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm.
Dem Strukturierungsbereich ist keine spezielle Beschränkung auferlegt, obwohl es für die Differenz für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate für den viereckigen, ringförmigen Bereich und dem viereckigen, ringförmigen Bereich wünschenswert ist, wenn sie vorzugsweise nicht mehr als 0,5 µm und mehr vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm beträgt.
In dem durch das Verfahren der Erfindung hergestellten Substrat für einen Fotomaskenrohling ist es weiterhin bevorzugt, dass die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate für einen Hauptoberflächenbereich, der aus dem viereckigen, ringförmigen Bereich und dem innerhalb des inneren Randes dieses viereckigen, ringförmigen Bereiches angeordneten Strukturierungsbereich besteht, und dem Hauptoberflächenbereich selbst nicht mehr als 0,5 µm und insbesondere nicht mehr als 0,3 µm beträgt.
Die Formen dieser streifenförmigen Bereiche, der viereckig ringförmigen Bereiche und der Strukturierungsbereiche auf der Deckfläche des Substrats und ihre Höhen relativ zu der Ebene der kleinsten Quadrate können 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 Einspannen 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 Einspannen 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 durch das Verfahren der Erfindung hergestellte Substrat für den Fotomaskenrohling 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 angebracht. In Fällen, in denen solche Markierungen auf der Deckfläche des Substrats angebracht 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.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung von Substraten für einen Fotomaskenrohling gemäß der Erfindung detaillierter beschrieben. Substrate für einen Fotomaskenrohling wie die oben beschriebenen werden 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 endgültigen wünschenswerten Form in guter Ausbeute zu erhalten.
Hierbei können, abhängig von der Kombination der verwendeten Poliertechniken, zwei unterschiedliche Arten von wünschenswerten Zwischenprodukten erhalten werden, und so 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 erfinderischen Verfahren zur Herstellung von Substraten ist das anfängliche Polieren ein zweiseitiges Polieren. Die bei diesem Verfahren verwendete Poliermaschine kann eine Zweiseiten-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 die Form und die 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 unter verschiedenen Polierbedingungen endgültig 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 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 von 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.
(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 von 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 erstreckt (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 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 von der Ebene der kleinsten Quadrate des Strukturierungsbereichs zu dem Strukturierungsbereich wünschenswert, dass sie nicht mehr als 0,5 µm, vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm und höchst 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 Siliziumoxid.
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 beschriebene 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 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewählten Substrat abgeschiedene Film weist, während er keinen speziellen Beschränkungen unterworfen ist, eine Filmspannung auf, die, wenn sie als Betrag der Filmwölbung durch das Substrat ausgedrückt wird, vorzugsweise nicht mehr als 0,5 µm, mehr vorzugsweise nicht mehr als 0,3 µm, noch mehr vorzugsweise nicht mehr als 0,2 µm, und höchst vorzugsweise nicht mehr als 0,1 µm 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
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.
Referenzbeispiel 1
Es wurden dreißig Substrate für Fotomaskenrohlinge durch das Verfahren des obigen Beispiels 2 hergestellt. In jedem dieser Substrate wies der Hauptoberflächenbereich eine Hauptoberflächen-Ebenheit von 0,5 µm oder weniger auf und der viereckige, ringförmige Bereich war nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt. Auf jedes Substrat wurde ein 100 nm dicker Chromfilm aufgesputtert, um einen Fotomaskenrohling zu bilden, wonach ein Fotolackfilm auf dem Rohling abgeschieden wurde. Der Fotolackfilm wurde lithographisch bearbeitet, und der bearbeitete Fotolackfilm wurde als Ätzmaske verwendet, um eine Maskenstruktur auszubilden. Der Fotolackfilm wurde dann abgezogen, was in jedem Fall eine Fotomaske mit einer Linien-Abstand-Struktur ergab, die eine 0,1 µm Linienbreite auf Wafern während der Belichtung zur Verfügung stellte und die eine Strukturabdeckung (Prozent abgedeckt durch Chrom) im Hauptoberflächenbereich von 94% aufwies. Als die resultierenden Fotomasken auf den Maskentisch in einem Waferbelichtungssystem vakuumeingespannt wurden, zeigten 27 der 30 Fotomasken eine akzeptable Ebenheit.
Referenzbeispiel 2
Es wurden dreißig Substrate für Fotomaskenrohlinge durch das Verfahren des obigen Beispiels 5 hergestellt. In jedem dieser Substrate wies der Hauptoberflächenbereich eine Hauptoberflächen-Ebenheit von 0,5 µm oder weniger auf und der viereckige, ringförmige Bereich war nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt. Auf jedes Substrat wurde ein 100 nm dicker Chromfilm aufgesputtert, um einen Fotomaskenrohling zu bilden, wonach ein Fotolackfilm auf dem Rohling abgeschieden wurde. Der Fotolackfilm wurde lithographisch bearbeitet, und der bearbeitete Fotolackfilm wurde als Ätzmaske verwendet, um eine Maskenstruktur auszubilden. Der Fotolackfilm wurde dann abgezogen, was in jedem Fall eine Fotomaske mit einer Linien-Abstand-Struktur ergab, die eine 0,1 µm Linienbreite auf Wafern während der Belichtung zur Verfügung stellte und die eine Strukturabdeckung (Prozent abgedeckt durch Chrom) im Hauptoberflächenbereich von 94% aufwies. Als die resultierenden Fotomasken auf den Maskentisch in einem Waferbelichtungssystem vakuumeingespannt wurden, zeigten 26 der 30 Fotomasken eine akzeptable Ebenheit.
Referenzbeispiel 3
Es wurden dreißig Substrate für Fotomaskenrohlinge durch das Verfahren des obigen Vergleichsbeispiels 1 hergestellt. In jedem dieser Substrate wies der Hauptoberflächenbereich eine Hauptoberflächen-Ebenheit von mehr als 0,5 µm. Auf jedes Substrat wurde ein 100 nm dicker Chromfilm aufgesputtert, um einen Fotomaskenrohling zu bilden, wonach ein Fotolackfilm auf dem Rohling abgeschieden wurde. Der Fotolackfilm wurde lithographisch bearbeitet, und der bearbeitete Fotolackfilm wurde als Ätzmaske verwendet, um eine Maskenstruktur auszubilden. Der Fotolackfilm wurde dann abgezogen, was in jedem Fall eine Fotomaske mit einer Linien-Abstand-Struktur ergab, die eine 0,1 µm Linienbreite auf Wafern während der Belichtung zur Verfügung stellte und die eine Strukturabdeckung (Prozent abgedeckt durch Chrom) im Hauptoberflächenbereich von 94% aufwies. Als die resultierenden Fotomasken auf den Maskentisch in einem Waferbelichtungssystem vakuumeingespannt wurden, zeigten 13 der 30 Fotomasken eine akzeptable Ebenheit.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Substrats 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 (2) 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 (1) und den streifenförmigen Bereichen (2) selbst höchstens 0,5 µm beträgt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Polieren eines Startsubstrats bis zu einer Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate (21) für einen Hauptoberflächenbereich, der einen viereckigen, ringförmigen Bereich (3), der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes der Substratdeckfläche (1) erstreckt und einen innerhalb eines inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs (3) angeordneten Strukturierungsbereich (4) umfasst, und dem Hauptoberflächenbereich (5) selbst von höchstens 1,5 µm, um auf diese Weise ein poliertes Zwischenprodukt zu liefern; und Zusätzliches Polieren des polierten Zwischenprodukts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeder der streifenförmigen Bereiche (2) als Ganzes nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Substrats 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 (1) und dem viereckigen, ringförmigen Bereich (3) selbst höchstens 0,5 µm beträgt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Polieren eines Startsubstrats bis zu einer Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen einer Ebene der kleinsten Quadrate (21) für einen Hauptoberflächenbereich, der einen viereckigen, ringförmigen Bereich (3), der sich zwischen 2 und 10 mm innerhalb jeder Seite entlang des äußeren Randes der Substratdeckfläche (1) erstreckt und einen innerhalb eines inneren Randes des viereckigen, ringförmigen Bereichs (3) angeordneten Strukturierungsbereich (4) umfasst, und dem Hauptoberflächenbereich (5) selbst von höchstens 1,5 µm, um auf diese Weise ein poliertes Zwischenprodukt zu liefern; und Zusätzliches Polieren des polierten Zwischenprodukts.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der viereckige, ringförmige Bereich (3) als Ganzes nach unten in Richtung auf den äußeren Rand des Substrats geneigt ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Startsubstrat in einem Zentrumsabschnitt davon mit einer höheren Poliergeschwindigkeit poliert wird als am Rand, um so ein poliertes Zwischenprodukt zu bilden, in dem der viereckige, ringförmige Bereich (3) nach oben in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt ist, und das polierte Zwischenprodukt dann zusätzlich in seinem Zentrum mit einer niedrigeren Poliergeschwindigkeit poliert wird als am Rand.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Startsubstrat in einem Zentrumsabschnitt davon mit einer niedrigeren Poliergeschwindigkeit poliert wird als am Rand, um so ein poliertes Zwischenprodukt zu bilden, in dem der viereckige, ringförmige Bereich (3) nach unten in Richtung auf den Rand des Substrats geneigt ist, und das polierte Zwischenprodukt dann zusätzlich in seinem Zentrum mit einer höheren Poliergeschwindigkeit poliert wird als am Rand.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Polieren des Startsubstrats, um das polierte Zwischenprodukt zu bilden, so durchgeführt wird, dass die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten für die Höhe zwischen der Ebene der kleinsten Quadrate (21) des Hauptoberflächenbereichs (5) zu den vier Ecken des Hauptoberflächenbereichs (5) höchstens 0,3 µm beträgt.