DE102006008734A1

DE102006008734A1 - Verfahren zum Herstellen eines transparenten Maskenrohlingsubstrats, Verfahren zum Herstellen eines Maskenrohlings und Verfahren zum Herstellen einer Belichtungsmaske

Info

Publication number: DE102006008734A1
Application number: DE102006008734A
Authority: DE
Inventors: Masaru Tanabe
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2006-09-28
Also published as: KR20060094888A; JP2006235321A; JP5153998B2; US7901840B2; TWI454835B; TW200702905A; CN1862376B; US8026025B2; US20110027701A1; KR101170851B1; US20060194126A1; CN1862376A

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt mit: einem Schritt zum Herstellen eines transparenten Substrats mit einer präzisionspolierten Hauptfläche, einem Oberflächenforminformationserfassungsschritt zum Erfassen von Höheninformation an mehreren Messpunkten auf der Hauptfläche des transparenten Substrats in einem Bereich, der mit einem Maskentisch einer Belichtungsvorrichtung in Kontakt steht, als Oberflächenforminformation, einem Simulationsschritt zum Bestimmen von Höheninformation an den mehreren Messpunkten, basierend auf der Oberflächenforminformation, und Forminformation des Maskentischs durch Simulieren des Zustands, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, einem Ebenheitsberechnungsschritt zum Berechnen einer Ebenheit des transparenten Substrats für den Zustand, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, basierend auf der durch die Simulation erhaltenen Höheninformation, einem Entscheidungsschritt zum Entscheiden, ob die berechnete Ebenheit eine Spezifikation erfüllt, und einem Dünnschichtausbildungsschritt zum Ausbilden einer als Maskenmuster dienenden Dünnschicht auf der Hauptfläche des transparenten Substrats, dessen Ebenheit die Spezifikation erfüllt.

Description

Die vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung JP-2005-50936, auf deren Offenbarung hierin durch Verweis Bezug genommen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines transparenten Substrats für einen Maskenrohling, das für einen Bereich kurzer Wellenlängen geeignet ist, in dem die Belichtungswellenlänge 200 nm oder weniger beträgt, und ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Maskenrohlings und ein Verfahren zum Herstellen einer Belichtungsmaske.

In den letzten Jahren sind im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterbausteinen in der Fotolithografietechnik verwendete Belichtungslichtquellen auf ArF-Excimer-Lasern (Belichtungswellenlänge 193 nm) und F2-Excimer-Lasern (Belichtungswellenlänge 157 nm) umgestellt worden, um eine Verminderung der Belichtungswellenlänge zu erzielen.

Wenn die Belichtungswellenlänge 200 nm oder weniger beträgt, wird die Brennweite einer Belichtungsvorrichtung extrem klein. Daher verschiebt sich, wenn eine Belichtungsmaske verformt wird, wodurch ihre Ebenheit vermindert wird, wenn die Belichtungsmaske durch Unterdruckansaugung oder auf ähnliche Weise in der Belichtungsvorrichtung gehalten wird, bei der Übertragung eines Maskenmusters der Belichtungsmaske auf ein Halbleitersubstrat als Übertragungstarget der Brennpunkt. Auf diese Weise nimmt häufig die Übertragungsgenauigkeit ab.

Um dieses Problem zu lösen, ist in der JP-A-2004-46259 (nachstehend als Patentdokument 1 bezeichnet) eine Technik beschrieben, gemäß der die Ebenheit eines Maskenrohlings zum Herstellen einer Belichtungsmaske, für den Zustand, in dem er in einer Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, durch eine Simulation geschätzt wird, wobei eine Belichtungsmaske vom Maskenrohling hergestellt wird, wenn die geschätzte Ebenheit ausgezeichnet ist.

Insbesondere wird ein Maskenrohling hergestellt durch Ausbilden einer lichtabschirmenden Schicht (einer opaken Schicht) auf einem transparenten Substrat, wobei die Oberflächenform (eine von vier Typen, d.h. eine konvexe Form, eine konkave Form, eine Sattelform und eine halbzylindrische Form) der Hauptfläche des Maskenrohlings und die Ebenheit des Maskenrohlings (eine Differenz zwischen dem höchsten Punkt und dem tiefsten Punkt der Hauptfläche des Maskenrohlings bezüglich einer vorgegebenen Bezugsebene) durch Messungen bestimmt werden. Dann wird basierend auf der derart bestimmten Ebenheit des Maskenrohlings und einer Struktur eines Maskentischs einer Belichtungsvorrichtung die Ebenheit des Maskenrohlings für einen Zustand, in dem er auf dem Maskentisch der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, durch eine Simulation unter Verwendung einer Finite-Elemente-Methode oder eines ähnlichen Verfahrens bestimmt. Wenn die durch die Simulation bestimmte Ebenheit des Maskenrohlings eine Spezifikation erfüllt, wird eine Belichtungsmaske von einem derartigen Maskenrohling hergestellt.

Gemäß der in Patentdokument 1 beschriebenen Technik sind die Daten, die bei der Simulation zum Bestimmen der Ebenheit des Maskenrohlings für einen Zustand, in dem er in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, verwendet werden, jedoch die Ebenheit (die Differenz zwischen dem höchsten Punkt und dem tiefsten Punkt der Hauptfläche des Maskenrohlings bezüglich der vorgegebenen Bezugsebene) und die Oberflächenform (eine von vier Typen, d.h. eine konvexe Form, eine konkave Form, eine Sattelform und eine halbzylindrische Form).

Wenn die Hauptfläche des transparenten Substrats präzisionspoliert wird, ist seine Oberflächenform kompliziert, d.h. sie weist beispielsweise eine Welligkeit oder eine Kombination von konvexen oder konkaven Formen auf, so dass ein Fall auftritt, gemäß dem die Oberflächenform keinem der vorstehend erwähnten vier Typen entspricht. Daher stimmt, auch wenn zwangsweise der komplizierte Oberflächenzustand der Hauptfläche auf die Ebenheit des Maskenrohlings und die einfache Oberflächenform (konvexe Form, konkave Form, usw.) angewendet wird, um die Ebenheit des Maskenrohlings für den Zustand, in dem er in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, durch Simulation zu erhalten, die erhaltene Ebenheit möglicherweise nicht mit der Ebenheit der vom Maskenrohling hergestellten Belichtungsmaske überein, wenn die Belichtungsmaske tatsächlich in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist.

Außerdem sind gemäß der in Patentdokument 1 beschriebenen Technik die Daten (Oberflächenform und Ebenheit), die bei der Simulation zum Bestimmen der Ebenheit des Maskenrohlings für den Zustand, in dem er in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, verwendet werden, diejenigen des Maskenrohlings mit der auf dem transparenten Substrat ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht.

Nachdem ein Maskenrohling durch Ausbilden einer lichtabschirmenden Schicht auf einem transparenten Substrat ausgebildet ist, haften, wenn die Ebenheit und die Oberflächenform dieses Maskenrohlings gemessen werden, eine ziemlich große Anzahl von Partikeln an der lichtabschirmenden Schicht an und verursachen Defekte. Wenn die Belichtungswellenlänge einen Bereich kurzer Wellenlängen von 200 nm oder weniger erreicht, wird der Sicherheitsfaktor in einer Spezifikation, die die Größe und Anzahl von Defekten festlegt, und in einer Spezifikation optischer Eigenschaften (z.B. Abweichung des Lichtdurchlassgrades von Konstruktionswerten und eine In-Ebenen-Änderung des Lichtdurchlassgrades auf der Hauptfläche) reduziert. Dadurch erfüllt der Maskenrohling möglicherweise diese Spezifikationen nicht.

Außerdem tritt, wenn eine Schichtspannung der lichtabschirmenden Schicht des Maskenrohlings groß ist, wenn eine Belichtungsmaske durch Strukturieren der lichtabschirmenden Schicht hergestellt wird, in Abhängigkeit von der Form eines Musters der lichtabschirmenden Schicht, dem Belegungsverhältnis des Musters der lichtabschirmenden Schicht auf der Hauptfläche des transparenten Substrats, usw. möglicherweise eine Differenz zwischen der Ebenheit des durch Simulation erhaltenen Maskenrohlings und der Ebenheit der Belichtungsmaske auf, wenn diese tatsächlich in einer Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, insbesondere wenn die lichtabschirmende Schicht vermindert wird. Dadurch kann die Ebenheit möglicherweise nicht exakt geschätzt werden.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines transparenten Maskenrohlingsubstrats bereitzustellen, das dazu geeignet ist, ein transparentes Maskenrohlingsubstrat herzustellen durch exaktes Berechnen (Schätzen) einer Ebenheit des transparenten Substrats für den Zustand, in dem es in einer Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, durch Simulation.

Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Maskenrohlings bereitzustellen, das dazu geeignet ist, einen Maskenrohling herzustellen durch exaktes Berechnen (Schätzen) einer Ebenheit eines transparenten Substrats für den Zustand, un dem es in einer Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, durch Simulation, und dazu geeignet ist, die Erzeugung von Defekten zu unterdrücken.

Es ist eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Belichtungsmaske unter Verwendung eines derartigen Maskenrohlings bereitzustellen.

Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Erfindungsgemäß kann gemäß Patentanspruch 1, 2, 4 oder 5 die folgende Wirkung erzielt werden. Basierend auf der Höheninformation bezüglich der Bezugsebene an mehreren Mess punkten auf der Hauptfläche des transparenten Substrats und anderen Parametern wird die Simulation für einen Zustand ausgeführt, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist. In der Simulation wird die Höheninformation bezüglich der Bezugsebene für den Zustand, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, an den mehreren Messpunkten auf, der Hauptfläche des transparenten Substrats erfasst. Die Ebenheit des transparenten Substrats für den Zustand, in dem es in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, wird basierend auf der in der Simulation erhaltenen Höheninformation berechnet, so dass diese Ebenheit mit hoher Genauigkeit geschätzt werden kann. Daher erfüllt, wenn eine Belichtungsmaske von einem Maskenrohling hergestellt wird, der basierend auf dieser genau berechneten Ebenheit des transparenten Substrats hergestellt wird, die Belichtungsmaske eine Spezifikation bezüglich der Ebenheit, der Musterpositionsgenauigkeit, usw. Daher kann durch Ausführen einer Musterübertragung unter Verwendung einer derartigen Belichtungsmaske die Übertragungsgenauigkeit verbessert werden.

Außerdem wird ein Dünnschichtausbildungsschritt, in dem auf dem transparenten Substrat (transparenten Maskenrohlingsubstrat) eine Dünnschicht ausgebildet wird, nach dem Oberflächenforminformationserfassungsschritt, dem Simulationsschritt und dem Ebenheitberechnungsschritt ausgeführt. Infolgedessen haften in diesen Schritten keine Partikel an der Dünnschicht an. Dadurch kann die Erzeugung von Defekten auf dem herzustellenden Maskenrohling unterdrückt werden.

Erfindungsgemäß kann gemäß Patentanspruch 3 oder 6 die folgende Wirkung erzielt werden. Der vorgegebene Bereich der Hauptfläche zum Erfassen der Oberflächenforminformation im Oberflächenforminformationserfassungsschritt ist ein Bereich, bei dem ein Umfangsbereich von mehr als 0 mm und nicht mehr als 3 mm von der abgeschrägten Oberfläche des transparenten Substrats ausgenommen ist. Dadurch kann die Oberflächenforminformation in diesem vorgegebenen Bereich mit hoher Genauigkeit gemessen werden.

Erfindungsgemäß kann gemäß Patentanspruch 7 oder 8 die folgende Wirkung erzielt werden. Der Schichtspannungseinstellschritt zum Vermindern der Schichtspannung der Dünnschicht wird während des Dünnschichtausbildungsschritts und/oder danach ausgeführt. Dadurch kann, auch wenn in der auf dem transparenten Substrat ausgebildeten Dünnschicht eine Schichtspannung auftritt, durch die das transparente Substrat (transparentes Maskenrohlingsubstrat) verformt wird, diese Schichtspannung vermindert werden. Dadurch kann eine Übereinstimmung zwischen der Ebenheit des transparenten Substrats, die basierend auf der Höheninformation an den mehreren Messpunkten berechnet wird, die durch Simulieren des Zustands erhalten wird, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, und der Ebenheit der Belichtungsmaske erzielt werden, die erhalten wird, wenn der Maskenrohling durch Ausbilden der Dünnschicht auf dem transparenten Substrat (transparenten Maskenrohlingsubstrat), anschließend die Belichtungsmaske von diesem Maskenrohling hergestellt und dann die Belichtungsmaske tatsächlich in der Belichtungsvorrichtung angeordnet wird.

Erfindungsgemäß kann gemäß Patentanspruch 9 die folgende Wirkung erzielt werden. Die Oberflächenform der Hauptfläche des transparenten Substrats an der Seite, auf der die Dünnschicht ausgebildet ist, ist derart, dass die Höhe der Hauptfläche von ihrem Mittenbereich zu ihrem Umfangsbereich allmählich abnimmt. Dadurch wird, wenn die vom transparenten Substrat (transparenten Maskenrohlingsubstrat) hergestellte Belichtungsmaske mit einer derartigen Form in der Belichtungsvorrichtung angeordnet wird, die Ebenheit der Belichtungsmaske ausgezeichnet. Dadurch kann die für die Belichtungsmaske erforderliche Spezifikation erfüllt werden.

Erfindungsgemäß kann gemäß Patentanspruch 10 die folgende Wirkung erzielt werden. Die Belichtungsmaske wird hergestellt durch Strukturieren der Dünnschicht des Maskenrohlings derart, dass das Dünnschichtmuster auf dem transparenten Substrat (transparenten Maskenrohlingsubstrat) ausgebildet wird. Daher kann die Belichtungsmaske die Spezifikation bezüglich der Ebenheit, der Musterpositionsgenauigkeit usw. für den Zustand, in dem sie in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, erfüllen. Daher kann durch Ausführen einer Musterübertragung unter Verwendung einer derartigen Belichtungsmaske die Übertragungsgenauigkeit verbessert werden.

Erfindungsgemäß kann gemäß Patentanspruch 11 die folgende Wirkung erzielt werden. Unter Verwendung der Belichtungsmaske, die eine ausgezeichnete Ebenheit und Musterpositionsgenauigkeit in dem Zustand aufweist, in dem sie in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, kann eine Musterübertragung auf eine auf dem Substrat ausgebildete Resistschicht ausgeführt werden. Dadurch kann ein defektfreier Halbleiterbaustein mit einem exakt dem Design entsprechenden genauen Muster hergestellt werden.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohlings gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Maskenrohlings;

2A zeigt eine perspektivische Ansicht eines transparenten Substrats zum Erläutern von Messpunkten zum Erfassen von Oberflächenforminformation und Berechnen von Höheninformation durch Simulation;

2B zeigt eine vergrößerte Ansicht zum Darstellen eines Abschnitts in 2A;

3A zeigt eine Draufsicht zum Darstellen eines Zustands, in dem das transparente Substrat auf einem Maskentisch einer Belichtungsvorrichtung angeordnet ist;

3B zeigt eine Querschnittansicht entlang einer Linie III-III in 3A;

4 zeigt eine perspektivische Ansicht des transparenten Substrats zum Erläutern von Messpunkten zum Berechnen einer Ebenheit; und

5A und 5B zeigen Querschnittansichten zum Darstellen von Strukturen von Maskenrohlingen.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohlings gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Maskenrohlings.
Das in 1 dargestellte Maskenrohlingherstellungsverfahren weist einen Schritt (S1) zum Herstellen eines transparenten Substrats (synthetisches Quarzglassubstrat), einen Oberflächenforminformationserfassungsschritt (S2), einen Simulationsschritt (S3), einen Ebenheitsberechnungsschritt (S4), einen Entscheidungsschritt (S5), einen Dünnschichtausbildungsschritt (S6), einen Resistschichtausbildungsschritt (S8) und einen Belichtungsmaskenherstellungsschritt (S9) auf. Wenn eine Schichtspannung, die zu einer Verformung eines transparenten Substrats beiträgt, in einer auf dem transparenten Substrat ausgebildeten Dünnschicht auftritt, kann zum Vermindern der Schichtspannung ein Schichtspannungseinstellschritt (S7) bereitgestellt werden.
Andererseits weist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines transparenten Maskenrohlingsubstrats auf:
den Schritt (S1) zum Herstellen eines transparenten Substrats (synthetisches Quarzglassubstrat), den Oberflächenforminformationserfassungsschritt (S2), den Simulationsschritt (S3), den Ebenheitsberechnungsschritt (S4) und den Entscheidungsschritt (S5), die in 1 dargestellt sind. Nachstehend werden die vorstehend erwähnten jeweiligen Schritte nacheinander beschrieben.
(A) Schritt (S1) zum Herstellen eines transparenten Substrats
Eine synthetische Quarzglasplatte, die durch Schneiden eines synthetischen Quarzglasblocks, der durch ein in der JP-A-H08-31723 oder in der JP-A-2003-81654 beschriebenes Verfahren hergestellt wird, in eine Größe von etwa 152 mm × 152 mm × 6,5 mm erhalten wird, wird abgeschrägt oder abgefast, woraufhin Hauptflächen 1 und 2, Endflächen 3 und abgeschrägte Flächen 4 (vgl. 2), die die Oberflächen der synthetischen Quartzglasplatte bilden, hochglanzpoliert wer den und außerdem die Hauptflächen 1 und 2 anschließend präzisionspoliert werden. Auf diese Weise wird ein transparentes Substrat (synthetisches Quarzglassubstrat) 5 hergestellt. Eine Dünnschicht (halb-lichtdurchlässige Schicht) wird im Schichtausbildungsschritt S6 auf der Hauptfläche 1 ausgebildet. Im Schritt S1 zum Herstellen des transparenten Substrats wird die Oberflächenrauhigkeit der Hauptflächen 1 und 2 des transparenten Substrats 5 auf etwa 0,2 nm oder weniger gemäß einem quadratischen Mittelwert (RMS) der Rauhigkeit eingestellt, während die Oberflächenrauhigkeit der Endflächen 3 und der abgeschrägten Flächen 4 auf etwa 0,03 μm oder weniger gemäß einem arithmetischen Mittelwert der Rauhigkeit (Ra) eingestellt wird.
(B) Oberflächenforminformationserfassungsschritt (S2)
Als Einrichtung zum Erfassen von Oberflächenforminformation für die Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 kann beispielsweise eine (nicht dargestellte) Ebenheitsmessvorrichtung verwendet werden, in der ein bekanntes optisches Interferometer verwendet wird. Um eine Auslenkung des transparenten Substrats 5 aufgrund seines Eigengewichts so gut wie möglich zu unterdrücken, ist die Vorrichtung vorzugsweise eine Vorrichtung, die dazu geeignet ist, die Ebenheit zu messen, während das transparente Substrat 5 aufrecht oder im wesentlichen aufrecht steht. Hierbei stellt die Oberflächenforminformation, wie in 2 dargestellt ist, Höheninformation Zk (k ist eine ganze Zahl) bezüglich einer Bezugsebene 7 (einer durch die Methode der kleinsten Quadrate berechnete Brennebene) an mehreren Messpunkten P(Xm, Yn) (wobei m und n ganze Zahlen sind) in einem auf der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 bereitgestellten vorgegebenen Bereich (a × a) dar. Vorzugsweise wird die Höheninformation Zk so genau wie möglich gemessen, und insbesondere liegt die Höhe in der Größenordnung von Nanometern.
Der vorgegebene Bereich (a × a) zum Messen der Oberflächenforminformation wird gemäß einer Größe des transparenten Substrats 5, einer Messgenauigkeit der Ebenheitsmessvorrich tung, einem Bereich, in dem ein Maskentisch 8 (vgl. 3) einer (nicht dargestellten) Belichtungsvorrichtung mit der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 in Kontakt steht, usw. geeignet ausgewählt. Vorzugsweise wird die Oberflächenforminformation über den gesamten Bereich der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 erfasst, um eine später beschriebene Simulation mit einer hohen Genauigkeit auszuführen. Er wird jedoch so festgelegt, dass er mindestens den Bereich einschließt, in dem der Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung mit der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 in Kontakt steht.
Unter Verwendung der Ebenheitsmessvorrichtung, in der ein herkömmliches optisches Interferometer verwendet wird, ist es schwierig, die Höheninformation Zk am Umfangsabschnitt des transparenten Substrats 5, d.h. in der Nähe der Grenze zwischen der Hauptfläche 1 und jeder Endfläche 3 (oder jeder abgeschrägten Fläche 4) (vgl. 2B) exakt zu messen. Unter Berücksichtigung dieser Punkte wird der vorgegebene Bereich (a × a) der Hauptfläche 1 zum Erfassen der Oberflächenforminformation vorzugsweise auf einen Bereich festgelegt, der erhalten wird, indem ein Umfangsbereich b von mehr als 0 mm und nicht mehr als 3 mm von jeder abgeschrägten Fläche 4 des transparenten Substrats 5 vom Gesamtbereich der Hauptfläche 1 ausgeschlossen wird. Insbesondere wird der vorgegebene Bereich (a × a) zum Erfassen der Oberflächenforminformation vorzugsweise auf einen Bereich festgelegt, der erhalten wird, indem ein Umfangsbereich b von nicht weniger als 0,5 mm und nicht mehr als 2,5 mm von jeder abgeschrägten Fläche 4 des transparenten Substrats vom Gesamtbereich der Hauptfläche 1 ausgenommen wird, und noch bevorzugter auf einen Bereich festgelegt, der erhalten wird, indem ein Umfangsbereich b von nicht weniger als 1 mm und nicht mehr als 2 mm von jeder abgeschrägten Fläche 4 des transparenten Substrats vom Gesamtbereich der Hauptfläche 1 ausgenommen wird. Beispielsweise wird im Fall eines transparenten Substrats 5 mit einer Größe von 152 mm × 152 mm der vorgegebene Bereich (a × a) zum Erfassen der Oberflächen forminformation vorzugsweise auf eine Größe von 146 mm × 146 mm und bevorzugter auf eine Größe von 148 mm × 148 mm festgelegt.
Außerdem ist es zum Ausführen der später beschriebenen Simulation mit einer hohen Genauigkeit erforderlich, dass so viel wie möglich Messpunkte P(Xm, Yn) gesetzt werden. Zwar können durch Erhöhen der Anzahl der Messpunkte P(Xm, Ynm) genauere Simulationsergebnisse erzielt werden, aber dann wird für die Simulation eine lange Zeitdauer benötigt. Daher ist es bevorzugt, die Messpunkte P(Xm, Yn) unter Berücksichtigung dieser Faktoren festzulegen. Beispielsweise können 256 × 256 Messpunkte P(Xm, Yn) festgelegt werden.
(C) Simulationsschritt (S3)
Im in 3 dargestellten Simulationsschritt wird durch Simulieren des Zustands, in dem das transparente Substrat 5 auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, Höheninformation ZSk (k ist eine ganze Zahl) bezüglich der Bezugsebene 7 (vgl. 2A) an den mehreren Messpunkten P(Xm, Yn) auf der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 erfasst.
Die zum Erfassen der Höheninformation ZSk (vgl. 2A) durch Simulation an den mehreren Messpunkten P(Xm, Yn) auf dem transparenten Substrat 5 erforderlichen Informationen für den Zustand, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, sind die Höheninformation Zk bezüglich der Bezugsebene 7 an den mehreren Messpunkten P(Xm, Yn) auf der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5, die im Oberflächenforminformationserfassungsschritt S2 erhalten wird, und Forminformation des Maskentischs 8 der Belichtungsvorrichtung einschließlich von Bereichen, in denen der Maskentisch 8 mit der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 in Kontakt steht (d.h. von Bereichen, mit einer Breite L2 in X-Richtung und einer Breite L23 in Y-Richtung des Maskentischs 8). Die Forminformation des Maskentischs 8 beinhaltet die Breite L2, die Breite L3 und einen Abstand L1 zwischen diesen Bereichen, die jeweils die Breite L2 in X-Richtung und die Breite L3 in Y-Richtung aufweisen. Gemäß einer in der Mechanik von Materialien verwendeten Ablenkungsdifferentialgleichung kann unter Verwendung dieser Information durch Simulation die Höheninformation ZSk bezüglich der Bezugsebene 7 an den mehreren Messpunkten P(Xm, Yn) auf der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 für den Zustand erhalten werden, in dem das transparente Substrat auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist.
Die vorstehend erwähnte Ablenkungsdifferentialgleichung wird auf die folgende Weise hergeleitet, wobei eine positive Richtung auf der Z-Achse als Richtung der Schwerkraft definiert ist.

(Höheninformation ZSk über die Hauptfläche des transparenten Substrats für den Zustand, in dem es auf dem Maskentisch angeordnet ist)
= (Höheninformation Zk über die Hauptfläche des transparenten Substrats, die im Oberflächenforminformationserfassungsschritt S2 erfasst wird)
+ (eine Krümmung des transparenten Substrats entlang der X-Richtung bezüglich des Maskentischs als Drehpunkt (Hebelwirkung))
+ (eine Ablenkung des transparenten Substrats entlang der X-Richtung aufgrund der Schwerkraft (≅ 0,1 μm: Maximalwert an der Mitte des transparenten Substrats))
– (einem Mittelwert der Höheninformation Zk des transparenten Substrats in Bereichen entlang der Y-Richtung, in denen das transparente Substrat mit dem Maskentisch in Kontakt steht).

Die X- und die Y-Richtung sind in 3A definiert.
Die X-Richtung erstreckt sich senkrecht zu einer Längsrichtung des Maskentischs 8, während die Y-Richtung sich entlang der Längsrichtung des Maskentischs 8 erstreckt. Außerdem werden "Bereiche entlang der Y-Richtung, in denen das transparente Substrat mit dem Maskentisch in Kontakt steht" von Bereichen hergeleitet, für die die Forminformation des Maskentischs 8 bereitgestellt wird, d.h., in denen der Masken tisch 8 mit der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 in Kontakt steht. 3B zeigt in einer durchgezogenen Linie das Substrat 5 in einem Zustand, bevor es auf dem Maskentisch 8 angeordnet ist (durch Ansaugen gehalten wird), und in einer gestrichelten Linie das Substrat 5 in einem Zustand, nachdem es auf dem Maskentisch 8 angeordnet ist (durch Ansaugen gehalten wird).
Daher wird die Simulation basierend auf der vorstehend erwähnten Oberflächenforminformation unter Berücksichtigung des komplizierten Oberflächenzustands der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 ausgeführt (d.h. der Höheninformation Zk bezüglich der Bezugsebene 7 an den mehreren Messpunkten P(Xm, Yn)), usw. Daher können im Vergleich zu dem Fall, in dem die Simulation mit einfachen Bedingungen ausgeführt wird, d.h. unter Verwendung der Oberflächenform und der einzigen Ebenheit der Hauptfläche des transparenten Substrats, wie in Patentdokument 1 beschrieben ist, hochgradig genaue Simulationsergebnisse erhalten werden.
Exaktere Simulationsergebnisse können erhalten werden, wenn an Stelle der Verwendung des einzelnen Wertes (0,1 μm), wie vorstehend beschrieben, die gravitationsbedingte Verformung des transparenten Substrats 5 unter Verwendung einer durch eine Funktion vierten Grades bestimmten Oberfläche mit dem Maximalwert (0,1 μm) auf einer Mittellinie des transparenten Substrats 5 (einer sich durch die Mitte des transparenten Substrats 5 und parallel zur Y-Richtung des Maskentischs 8 erstreckende Linie) geschätzt wird, so dass die Verformung an jeweiligen Positionen des transparenten Substrats 5 in X-Richtung betrachtet wird. Außerdem kann die vorstehend erwähnte Forminformation des Maskentischs 8 zusätzlich zu den Bereichen, in denen der Maskentisch 8 mit der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 in Kontakt steht (d.h. Bereichen, die jeweils eine Breite L2 in X-Richtung und eine Breite L3 in Y-Richtung haben), Information über die Ebenheit des Maskentischs 8 in den vorstehend erwähnten Bereichen (Flächen) enthalten, in denen der Maskentisch 8 mit der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 in Kontakt steht. Außerdem ist das Simulationsverfahren nicht auf das vorstehend erwähnte Verfahren beschränkt, sondern es kann eine Simulation unter Verwendung einer allgemeinen Finite-Elemente-Methode verwendet werden.
(D) Ebenheitsberechnungsschritt (S4)
In diesem Ebenheitsberechnungsschritt werden, wie in 4 dargestellt, ein Maximalwert und ein Minimalwert in einem vorgegebenen Bereich (c × d), der einen Übertragungsbereich einer (nicht dargestellten) Belichtungsmaske enthält, von der Höheninformation ZSk bezüglich der Bezugsebene 7 hergeleitet, die im vorstehend erwähnten Simulationsschritt S3 erhalten wird. Auf diese Weise wird eine Ebenheit der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 für den zustand berechnet, in dem es in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist. Diese Ebenheit trägt zur Ausbildung eines ausgezeichneten Übertragungsmusters bei der Musterübertragung unter Verwendung der Belichtungsvorrichtung bei. Der vorgegebene Bereich (c × d), der den Übertragungsbereich der Belichtungsmaske enthält, wird basierend auf einer Belichtungswellenlänge, der Art des auf einem Halbleiterwafer auszubildenden feinen Musters (Schaltungsmusters), usw. bestimmt. Beispielsweise kann im Fall eines Maskenrohlings mit einer Größe von 152 mm × 152 mm der vorgegebene Bereich (c × d), der den Übertragungsbereich der Maske enthält, auf eine rechteckige Form mit den Maßen 104 mm × 132 mm oder eine quadratische Form mit den Maßen 132 mm × 132 mm festgelegt werden.
(E) Entscheidungsschritt (S5)
Die im Ebenheitsberechnungsschritt S4 berechnete Ebenheit wird mit einer vorgegebenen Spezifikation verglichen, um zu entscheiden, ob sie die Spezifikation erfüllt. Ein transparentes Substrat 5 das die Spezifikation erfüllt, wird als transparentes Maskenrohlingsubstrat 5A spezifiziert. Nur dieses transparente Maskenrohlingsubstrat 5A wird dem Dünnschichtausbildungsschritt S6 unterzogen, in dem eine Dünn schicht auf dem transparenten Substrat 5A ausgebildet wird. Auf diese Weise wird ein Maskenrohlings hergestellt. Bei einem transparenten Substrat 5, das die Spezifikation nicht erfüllt, wird dessen Hauptfläche 1 erneut bearbeitet, um ein transparentes Substrat derart herzustellen, dessen dessen durch Simulation erhaltene Ebenheit die Spezifikation erfüllt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird eine für einen Maskenrohling (oder eine Belichtungsmaske) zulässige Ebenheit in Abhängigkeit von einer Belichtungswellenlänge, einer Substrathalterstruktur eines Maskentischs einer Belichtungsvorrichtung, usw. berechnet und bestimmt. Wenn beispielsweise eine Belichtungslichtquelle ein ArF-Excimerlaser (Belichtungswellenlänge 193 nm) und eine Substrathalterstruktur (eine Halterungsabschnittstruktur für das transparente Substrat 5) von dem in 3B dargestellten Typ ist, gemäß dem zwei Ansaugöffnungen 10 zwischen drei Halterungsabschnitten 9 ausgebildet sind, die sich jeweils geradlinig und parallel zur Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 erstrecken, so dass das transparente Substrat 5 (durch Ansaugen) auf den Halterungsabschnitten 9 gehalten wird, wird gemäß der vorstehenden Spezifikation eine Ebenheit von 0,24 μm oder weniger in einem vorgegebenen Bereich (104 mm × 132 mm) definiert, der einen Übertragungsbereich einer Belichtungsmaske enthält.
Wenn berücksichtigt wird, dass das transparente Substrat 5 bezüglich des Maskentischs 8 der Belichtungsvorrichtung nach oben verformt wird, wenn das transparente Substrat 5 durch Unterdruck auf dem Maskentisch 8 gehalten wird, wird die Oberflächenform der Hauptfläche 1 auf der Seite, wo eine Dünnschicht ausgebildet ist, d.h. auf der Seite, die mit dem Maskentisch 8 in Kontakt kommt, basierend auf der Höheninformation Zk ausgewählt, die im Oberflächenforminformationserfassungsschritt S2 erhalten wird, so dass die Höhe der Hauptfläche 1 von ihrem Mittenbereich zu ihrem Umfangsabschnitt allmählich abnimmt, wie in 3B durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist. Durch Ausführen der Simula tion bezüglich dieses ausgewählten Substrats 5 heben sich die durch die Hebelwirkung verursachte Verformung und die durch die Schwerkraft verursachte Verformung gegenseitig auf. Dadurch kann vorteilhaft ein transparentes Substrat 5 erhalten werden, das eine bessere Ebenheit aufweist, nachdem es auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, und damit eine für eine Belichtungsmaske erforderliche Spezifikation erfüllt.
(F) Dünnschichtausbildungsschritt (S6)
Nachdem im Entscheidungsschritt S5 entschieden wurde, dass die Ebenheit des transparenten Substrats 5 die Spezifikation in dem Zustand, in dem das transparente Substrat 5 auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, erfüllt, wird eine Dünnschicht (halb-lichtdurchlässige Schicht) 11, die zu einem Maskenmuster strukturiert wird, auf der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 (d.h. des transparenten Maskenrohlingsubstrats 5A) durch ein Sputterverfahren ausgebildet. Auf diese Weise wird das transparente Substrat mit der Dünnschicht hergestellt, wie in 5A dargestellt ist. Die Dünnschicht (halb-lichtdurchlässige Schicht) 11 wird unter Verwendung beispielsweise einer DC-Magnetron-Sputtervorrichtung ausgebildet.
(G) Schichtspannungseinstellschritt (S7)
Der Schichtspannungseinstellschritt wird beispielsweise in dem Fall ausgeführt, in dem während die Dünnschicht ausgebildet wird und/oder danach eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 150°C oder mehr auf das transparente Substrat mit der Dünnschicht angewendet wird, oder in dem Fall, in dem, wie in 5B dargestellt, eine Dünnschicht auf dem transparenten Maskenrohlingsubstrat 5A in mehreren Lagen ausgebildet ist, d.h. eine Lage (eine halb-lichtdurchlässige Schicht 11) mit einer Druckspannung und eine Lage (z.B. eine lichtabschirmende Schicht 12) mit einer Zugspannung, wobei die Schichtspannungen der Dünnschichten 11 und 12 sich gegenseitig aufheben. Nachstehend wird der erstgenannte Fall (Wärmebehandlung) für die vorliegende Ausführungsform und ein später beschriebenes Beispiel erläutert.
(H) Resistschichtausbildungsschritt (S8)
Anschließend wird ein Resistmaterial auf die Oberfläche der halb-lichtdurchlässigen Schicht 11 des transparenten Substrats mit der Dünnschicht (halb-lichtdurchlässigen Schicht 11) aufgebracht, und dann wird eine Wärmebehandlung ausgeführt, um eine Resistschicht 13 auszubilden. Dadurch wird ein Maskenrohling 14 (Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohling) hergestellt. Dann werden Messungen zum Erfassen von Defekten (Pinhole-Defekte und Partikel) des Maskenrohlings 14 unter Verwendung einer Defektuntersuchungsvorrichtung ausgeführt.
(I) Belichtungsmaskenherstellungsschritt (S9)
Die Resistschicht 13 des Maskenrohlings 14 wird einem Schreibvorgang zum Ausbilden eines vorgegebenen Musters unterzogen und dann entwickelt, um ein Resistmuster (nicht dargestellt) auszubilden. Anschließend wird die halb-lichtdurchlässige Schicht 11 unter Verwendung dieses Resistmusters trockengeätzt, um ein halb-lichtdurchlässiges Schichtmuster (nicht dargestellt) als Maskenmuster auszubilden. Schließlich wird das Resistmuster (Resistschicht 13) entfernt, um eine (nicht dargestellte) Belichtungsmaske zu erhalten, bei der das halb-lichtdurchlässige Schichtmuster auf dem transparenten Maskenrohlingsubstrat 5A ausgebildet ist.
(J) Halbleiterbausteinfertigungsschritt
Die erhaltene Belichtungsmaske wird auf einem Maskentisch der Belichtungsvorrichtung angeordnet. Unter Verwendung der Belichtungsmaske und gemäß der Fotolithografietechnik, in der ein ArF-Excimer-Laser als Belichtungslichtquelle verwendet wird, wird das Maskenmuster (halb-lichtdurchlässiges Schichtmuster) der Belichtungsmaske auf eine auf dem Halbleitersubstrat ausgebildete Resistschicht übertra gen, um ein gewünschtes Schaltungsmuster auf dem Halbleitersubstrat auszubilden. Auf diese Weise wird ein Halbleiterbaustein hergestellt.
(K) Wirkung der Ausführungsform
Mit der vorstehend beschriebenen Struktur werden gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die folgenden Wirkungen (1) bis (5) erzielt.

(1) Basierend auf der Höheninformation Zk bezüglich der Bezugsebene 7 an den mehreren Messpunkten P(Xm, Yn) auf der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 und ähnlicher Information wird die Simulation für den Zustand ausgeführt, in dem das transparente Substrat 5 auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist. In der Simulation wird die Höheninformation ZSk bezüglich der Bezugsebene 7 an den mehreren Messpunkten P(Xm, Yn) auf der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 erfasst. Die Ebenheit des transparenten Substrats 5 für den Zustand, in dem es auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, wird basierend auf der in der Simulation erhaltenen Höheninformation ZSk berechnet. Daher kann diese Ebenheit mit hoher Genauigkeit geschätzt werden. Das transparente Maskenrohlingsubstrat 5A wird basierend auf dieser mit hoher Genauigkeit berechneten Ebenheit des transparenten Substrats 5 beurteilt und ausgewählt, und die Belichtungsmaske wird unter Verwendung des von diesem transparenten Maskenrohlingsubstrat 5A hergestellten Maskenrohlings 14 hergestellt. Daher erfüllt diese Belichtungsmaske die Spezifikation bezüglich der Ebenheit, der Musterpositionsgenauigkeit, usw. Daher kann bei einer Musterübertragung auf das Halbleitersubstrat als Übertragungstarget unter Verwendung einer solchen Belichtungsmaske die Übertragungsgenauigkeit verbessert werden.
(2) Der Dünnschichtausbildungsschritt (S6 in 1), in dem die Dünnschicht 11 auf dem transparenten Maskenrohlingsubstrat 5A ausgebildet wird, wird nach dem Oberflächenforminformationserfassungsschritt (S2 in 1), dem Simulationsschritt (S3 in 1) und dem Ebenheitsberechnungsschritt (S4 in 1) ausgeführt. Dadurch haften in diesen Schritten keine Partikel an der Dünnschicht 11 an, so dass die Erzeugung von Defekten auf dem herzustellenden Maskenrohling 14 unterdrückt werden kann.
(3) Der vorgegebene Bereich (a × a) der Hauptfläche 1, in dem im Oberflächenforminformationserfassungsschritt (S2 in 1) die Oberflächenforminformation erfasst wird, ist ein Bereich, der erhalten wird durch Ausschließen des Umfangsbereichs b mit einer Breite von mehr als 0 mm und nicht mehr als 3 mm von jeder abgeschrägten Fläche 4 des transparenten Substrats 5 vom Gesamtbereich der Hauptfläche 1. Dadurch kann die Oberflächenforminformation (Höheninformation Zk bezüglich der Bezugsebene 7) im vorgegebenen Bereich (a × a) mit hoher Genauigkeit gemessen werden.
(4) Der Dünnschichteinstellschritt (S7 in 1) zum Vermindern der Schichtspannung der Dünnschicht 11 wird während des Dünnschichtausbildungsschrittes (S6 in 1) und/oder danach ausgeführt. Dadurch kann, auch wenn in der auf dem transparenten Maskenrohlingsubstrat 5A ausgebildeten Dünnschicht 11 eine Schichtspannung vorhanden ist, durch die das transparente Maskenrohlingsubstrat 5A verformt wird, die Schichtspannung vermindert werden. Dadurch kann eine Übereinstimmung zwischen der Ebenheit des transparenten Substrats 5, die basierend auf der Höheninformation ZSk an den mehreren Messpunkten P(Xm, Yn) berechnet wird, die durch eine Simulation für den Zustands erhalten wird, in dem das transparente Substrat 5 auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, und der Ebenheit der Belichtungsmaske erzielt werden, die erhalten wird, wenn der Maskenrohling 14 durch Ausbilden der Dünnschicht 11 auf dem transparenten Maskenrohlingsubstrat 5A hergestellt und diese Belichtungsmaske dann tatsächlich auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet wird.
(5) Die Oberflächenform der Hauptfläche 1 des transparenten Substrats 5 auf der Seite, wo die Dünnschicht 11 aus gebildet ist, ist derart, dass die Höhe der Hauptfläche 1 von ihrem Mittenbereich zu ihrem Umfangsabschnitt allmählich abnimmt. Dadurch wird, wenn die Belichtungsmaske vom Maskenrohling 14 basierend auf dem transparenten Maskenrohlingsubstrat 5A mit einer derartigen Form auf dem Maskentisch 8 der Belichtungsvorrichtung angeordnet wird, die Belichtungsmaske bezüglich des Maskentischs 8 nach oben verformt, wodurch die durch die Schwerkraft verursachte Ablenkung ausgeglichen wird. Dadurch wird die Ebenheit der Belichtungsmaske ausgezeichnet. Daher kann die für die Belichtungsmaske erforderliche Spezifikation erfüllt werden.

(Beispiel)
Nachstehend werden Schritte zum Herstellen eines Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohlings als Maskenrohling ausführlich beschrieben.
(I) Schritt zum Herstellen eines transparenten Substrats
Hauptflächen einer quadratischen transparenten Platte (synthetische Quarzglasplatte) mit einer Größe von 152 mm × 152 mm wurden präzisionspoliert und gereinigt. Dadurch wurde ein transparentes Substrat hergestellt.
(II) Oberflächenforminformationserfassungsschritt
Unter Verwendung einer Ebenheitsmessvorrichtung (Ultra-Flat200M, hergestellt von Corning Tropel), in der ein optisches Interferometer verwendet wird, wurde an 256 × 256 Messpunkten Oberflächenforminformation (Höheninformation bezüglich einer Brennebene (virtuellen absoluten Ebene), die durch die Methode der kleinsten Quadrate berechnet wird) in einem vorgegebenen Bereich (148 mm × 148 mm) auf der Hauptfläche (der Hauptfläche, auf der eine Dünnschicht ausgebildet werden soll) des transparenten Substrats erfasst und in einem Computer gespeichert. Gemäß dieser Oberflächenforminformation war die Oberflächenform der Hauptfläche (der Hauptfläche, auf der eine Dünnschicht ausgebildet werden soll) des transparenten Substrats derart, dass die Höhe der Hauptfläche von ihrem Mittenbereich zu ihrem Umfangsbereich allmählich abnahm, und die Ebenheit in dem vorgegebenen Bereich (148 mm × 148 mm) betrug 0, 47 × μm und war damit ausgezeichnet.
(III) Simulationsschritt
Basierend auf der im Oberflächenforminformationserfassungsschritt erhaltenen Oberflächenforminformation und der Forminformation für einen Maskentisch einer Belichtungsvorrichtung in Bereichen (jeweils etwa 10 mm × 132 mm von einer Endfläche des transparenten Substrats), in denen der Maskentisch mit der Hauptfläche des transparenten Substrats in Kontakt steht, wurde Höheninformation bezüglich der Bezugsebene für einen Zustand, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, durch Simulation an den jeweiligen Messpunkten gemäß der vorstehend erwähnten Ablenkungsdifferentialgleichung berechnet.
(IV) Ebenheitsberechnungsschritt – Entscheidungsschritt
Von den vorstehend erwähnten Simulationsergebnissen wurde eine Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten bezüglich der Bezugsebene in einem vorgegebenen Bereich (104 mm × 132 mm) bestimmt, der einen Übertragungsbereich einer Belichtungsmaske enthält. Auf diese Weise wurde eine Ebenheit in diesem vorgegebenen Bereich berechnet. Es wurde eine ausgezeichnete Ebenheit mit einem Wert von 0,21 × μm (im Bereich von 104 mm × 132 mm) erhalten. Daher wurde entschieden, dass die Ebenheit der Hauptfläche des transparenten Substrats in dem Zustand, in dem es auf dem Maskentisch der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, die Spezifikation erfüllt. Dadurch wurde ein transparentes Maskenrohlingsubstrat erhalten.
(V) Dünnschichtausbildungsschritt
Eine halb-lichtdurchlässige Schicht aus nitriertem Molybdän und Silizium wurde auf der Hauptfläche des transparenten Maskenrohlingsubstrats ausgebildet, das durch Simulation basierend auf der Oberflächenforminformation erhalten wurde. Dadurch wurde das transparente Substrat mit der halblichtdurchlässigen Schicht erhalten.
(VI) Schichtspannungseinstellschritt
Ein transparentes Substrat mit der im Dünnschichtausbildungsschritt erhaltenen halb-lichtdurchlässigen Schicht wurde in einer Wärmebehandlungsvorrichtung angeordnet und einer Wärmebehandlung bei 300°C für 10 Minuten unterzogen, um eine Schichtspannung der Dünnschicht (halb-lichtdurchlässigen Schicht) auf null einzustellen.
(VII) Resistschichtausbildungsschritt
Eine Resistschicht wurde durch ein Spinbeschichtungsverfahren auf der halb-lichtdurchlässigen Schicht aufgebracht, deren Schichtspannung auf null eingestellt worden ist, woraufhin die Resistschicht durch eine Prebake-Behandlung in einer Dicke von 400 nm aufgebracht wurde. Dadurch wurde ein Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohling für eine ArF-Excimer-Laserbelichtung erhalten. Es wurden Messungen zum Erfassen von Defekten (Partikel und Pinhole-Defekte) des Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohlings unter Verwendung einer Defektuntersuchungsvorrichtung ausgeführt. Es zeigte sich, dass die Anzahl von Defekten mit einer Größe von 0,1 μm oder mehr 10 oder weniger betrug, was ein ausgezeichnetes Ergebnis darstellt.
(VIII) Schritt zum Herstellen der Halbton-Phasenverschiebungsmaske
Ein Muster wurde auf der Resistschicht des Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohlings belichtet und dann entwickelt, um ein Resistmuster auszubilden. Nacheinander wurden belichtete Abschnitte der aus nitriertem Molybdän und Silizium hergestellten Dünnschicht durch Trockenätzen (SF₆ + He-Gas) entfernt, um ein Muster (halb-lichtdurchlässiger Abschnitt) der aus nitriertem Molybdän und Silizium hergestellten Dünnschicht zu erhalten. Nach Abziehen der Resistschicht wurde der Maskenrohling mit dem Dünnschichtmuster für 15 Minuten in 99%-iger Schwefelsäure (H₂SO₄) mit einer Temperatur von 100°C eingetaucht, um ihn einem Schwefelsäurereinigungsprozess zu unterziehen, und wurde dann mit Reinwasser oder auf ähnliche Weise gespült. Auf diese Weise wurde eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske für eine ArF-Excimer-Laserbelichtung erhalten.
(IX) Halbleiterbausteinfertigungsschritt
Die erhaltene Halbton-Phasenverschiebungsmaske wurde auf dem Maskentisch der Belichtungsvorrichtung angeordnet, und dann wurde das Dünnschichtmuster der Halbton-Phasenverschiebungsmaske auf eine Resistschicht eines Halbleiterwafers übertragen, um ein Schaltungsmuster auszubilden. Dadurch wurde ein Halbleiterbaustein hergestellt. Der erhaltene Halbleiterbaustein wurde untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass das Schaltungsmuster keine Defekte aufwies und damit ausgezeichnet war.
(Vergleichsbeispiel)
Hauptflächen einer quadratischen transparenten Platte (synthetischen Quarzglasplatte) mit einer Größe von 152 mm × 152 mm wurden präzisionspoliert und gereinigt, um ein transparentes Substrat herzustellen. Eine halb-lichtdurchlässige Schicht aus nitriertem Molybdän und Silizium wurde auf der Hauptfläche des erhaltenen transparenten Substrats ausgebildet. Auf diese Weise wurde das transparente Substrat mit der halb-lichtdurchlässigen Schicht erhalten.
Wie in Patentdokument 1 wurden die Ebenheit und die Oberflächenform dieses transparenten Substrats mit der halblichtdurchlässigen Schicht unter Verwendung einer Ebenheitsmessvorrichtung gemessen, und basierend auf der erhaltenen Information wurde die Ebenheit des transparenten Substrats mit der halb-lichtdurchlässigen Schicht für den Zustand, in dem es auf dem Maskentisch der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, durch Simulation unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode bestimmt.
Weil die Ebenheit des transparenten Substrats mit der halb-lichtdurchlässigen Schicht 0,24 μm oder weniger betrug und daher die Spezifikation erfüllte, wurde ein Halbleiterbaustein durch einen Resistschichtausbildungsschritt, einen Halbton-Phasenverschiebungsmaskenherstellungsschritt und einen Halbleiterbausteinfertigungsschritt hergestellt. Der er haltene Halbleiterbaustein wurde untersucht. Dabei wurden mehrere Leitungsbreitenvariationsdefekte eines Schaltungsmusters und außerdem mehrere Defekte (Schwarzdefekte und Weissdefekte) des Schaltungsmusters festgestellt.
Die Leitungsbreitenvariationsdefekte des Schaltungsmusters werden vermutlich durch eine Verschlechterung der Musterfokussierungsgenauigkeit aufgrund der Tatsache erhalten, dass die Ebenheit des transparenten Substrats mit der halblichtdurchlässigen Schicht, die durch Simulieren des Zustands erhalten wird, in dem es auf dem Maskentisch der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, sich von der Ebenheit der Belichtungsmaske unterscheidet, wenn diese tatsächlich auf dem Maskentisch der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist. Als durch die Defektuntersuchungsvorrichtung nach der Ausbildung der Resistschicht Defekte (Partikel und Pinhole-Defekte) auf der Oberfläche der halb-lichtdurchlässigen Schicht gemessen wurden, betrug die Anzahl von Defekten mit einer Größe von mehr als 0,1 μm 1000 oder mehr. Diese Defekte des Schaltungsmusters werden vermutlich durch Partikel und Pinhole-Defekte der Belichtungsmaske verursacht, die aufgrund der Defekte der halb-lichtdurchlässigen Schicht erzeugt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, obwohl im vorstehenden Beispiel im Dünnschichtausbildungsschritt nur die halb-lichtdurchlässige Schicht auf dem transparenten Substrat ausgebildet wird, auf der halblichtdurchlässigen Schicht zusätzlich eine lichtabschirmende Schicht ausgebildet werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines transparenten Maskenrohlingsubstrats mit: einem Schritt zum Herstellen eines transparenten Substrats mit einer präzisionspolierten Hauptfläche; einem Oberflächenforminformationserfassungsschritt zum Erfassen von Höheninformation bezüglich einer Bezugsebene an mehreren Messpunkten, die in einem vorgegebenen Bereich auf der Hauptfläche des transparenten Substrats bereitgestellt werden, der mit einem Maskentisch einer Belichtungsvorrichtung in Kontakt steht, als Oberflächenforminformation der Hauptfläche; einem Simulationsschritt zum Bestimmen von Höheninformation bezüglich der Bezugsebene an den mehreren Messpunkten basierend auf der im Oberflächenforminformationserfassungsschritt erhaltenen Oberflächenforminformation und Forminformation des Maskentischs, einschließlich eines Bereichs, in dem der Maskentisch mit der Hauptfläche des transparenten Substrats in Kontakt steht, durch Simulieren des Zustands, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist; einem Ebenheitsberechnungsschritt zum Bestimmen einer Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert in einem vorgegebenen Bereich, der einen Übertragungsbereich einer Belichtungsmaske enthält, basierend auf der im Simulationsschritt erhaltenen Höheninformation bezüglich der Bezugsebene, um eine Ebenheit des transparenten Substrats für den Zustand zu erhalten, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist; und einem Entscheidungsschritt zum Entscheiden, ob die im Ebenheitsberechnungsschritt berechnete Ebenheit eine Spezifikation erfüllt oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Bereich auf der Hauptfläche des transparenten Substrats, für den im Oberflächenforminformationserfassungsschritt die Oberflächenforminformation erhalten wird, derart festgelegt wird, dass er den Bereich enthält, in dem der Maskentisch der Belichtungsvorrichtung mit der Hauptfläche in Kontakt steht.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der vorgegebene Bereich auf der Hauptfläche des transparenten Substrats, in dem im Oberflächenforminformationserfassungsschritt die Oberflächenforminformation erfasst wird, auf einen Bereich festgelegt ist, der einen Umfangsbereich von mehr als 0 mm und nicht mehr als 3 mm von einer abgeschrägten Fläche des transparenten Substrats ausschließt.
Verfahren zum Herstellen eines Maskenrohlings, mit: einem Schritt zum Herstellen eines transparenten Substrats mit einer präzisionspolierten Hauptfläche; einem Oberflächenforminformationserfassungsschritt zum Erfassen von Höheninformation bezüglich einer Bezugsebene an mehreren Messpunkten, die in einem vorgegebenen Bereich auf der Hauptfläche des transparenten Substrats bereitgestellt werden, der mit einem Maskentisch einer Belichtungsvorrichtung in Kontakt steht, als Oberflächenforminformation der Hauptfläche; einem Simulationsschritt zum Bestimmen von Höheninformation bezüglich der Bezugsebene an den mehreren Messpunkten basierend auf der im Oberflächenforminformationserfassungsschritt erhaltenen Oberflächenforminformation und Forminformation des Maskentischs, einschließlich eines Bereichs, in dem der Maskentisch mit der Hauptfläche des transparenten Substrats in Kontakt steht, durch Simulieren des Zustands, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist; einem Ebenheitsberechnungsschritt zum Bestimmen einer Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert in einem vorgegebenen Bereich, der einen Übertragungsbereich einer Belichtungsmaske enthält, basierend auf der im Simulationsschritt erhaltenen Höheninformation bezüglich der Bezugsebene, um eine Ebenheit der Hauptfläche des transparenten Substrats für den Zustand zu erhalten, in dem das transparente Substrat in der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist; einem Entscheidungsschritt zum Entscheiden, ob die im Ebenheitsberechnungsschritt berechnete Ebenheit eine Spezifikation erfüllt oder nicht; und einem Dünnschichtausbildungsschritt zum Ausbilden einer als Maskenmuster dienenden Dünnschicht auf der Hauptfläche des transparenten Substrats, für das im Entscheidungsschritt entschieden wurde, dass die Ebenheit seiner Hauptfläche die Spezifikation erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der vorgegebene Bereich auf der Hauptfläche des transparenten Substrats, in dem im Oberflächenforminformationserfassungsschritt die Oberflächenforminformation erfasst wird, derart festgelegt wird, dass er den Bereich einschließt, in dem der Maskentisch der Belichtungsvorrichtung mit der Hauptfläche in Kontakt steht.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der vorgegebene Bereich auf der Hauptfläche des transparenten Substrats, in dem im Oberflächenforminformationserfassungsschritt die Oberflächenforminformation erfasst wird, auf einen Bereich festgelegt wird, der einen Umfangsbereich von mehr als 0 mm und nicht mehr als 3 mm von einer abgeschrägten Fläche des transparenten Substrats ausschließt.
Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, ferner mit einem Schichtspannungseinstellschritt zum Vermindern einer Schichtspannung der Dünnschicht während der Ausführung des Schichtausbildungsschritts und/oder danach.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schichtspannungseinstellschritt durch Erwärmen der Dünnschicht auf 150°C oder mehr ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, 5, 6, 7 oder 8, wobei eine Oberflächenform der Hauptfläche des transparenten Sub- strats auf einer Seite, wo die Dünnschicht ausgebildet ist, derart ist, dass eine Höhe der Hauptfläche von einem Mittenbereich zu einem Umfangsbereich allmählich abnimmt.
Verfahren zum Herstellen einer Belichtungsmaske, mit den Schritten: Strukturieren der Dünnschicht im durch das Maskenrohlingherstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9 erhaltenen Maskenrohling zum Ausbilden eines Dünnschichtmusters auf dem transparenten Substrat.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbausteins, mit den Schritten zum Anordnen einer durch das Belichtungsmaskenherstellungsverfahren nach Anspruch 10 erhaltenen Belichtungsmaske und Übertragen eines Dünnschichtmusters der Belichtungsmaske auf eine Resistschicht eines Halbleitersubstrats.