DE10314212B4

DE10314212B4 - Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske

Info

Publication number: DE10314212B4
Application number: DE10314212A
Authority: DE
Inventors: Kesahiro Koike; Masato Ohtsuka; Yasutaka Tochihara
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2023-03-29
Also published as: KR20030078804A; DE10314212A1; KR100773187B1; KR100890853B1; US20030186624A1; US20050186691A1; KR20060034665A; US7455785B2; US6951502B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, der ein Maskenrohlingssubstrat und einen auf einer Hauptoberfläche des Substrats ausgebildeten Dünnfilm aufweist, um eine optische Änderung des Belichtungslichts zu bewirken, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Ausbildung des Dünnfilms unter einer Beschichtungsbedingung, die der der Herstellung des Maskenrohlings entspricht, auf der Hauptoberfläche des Maskenrohlingssubstrats, dessen Ebenheit und Oberflächenprofil bekannt sind,
Messen einer Veränderung der Ebenheit des Substrats resultierend von einer Filmspannung des Dünnfilms,
Bestimmen einer Ebenheit und eines Oberflächenprofils des Substrats als eine gewünschte Ebenheit und ein gewünschtes Oberflächenprofil des Substrats, um eine gewünschte Ebenheit des Maskenrohlings zu erreichen,
Bearbeiten der Hauptoberfläche des Substrats, so daß die Hauptoberfläche des Substrats die gewünschte Ebenheit und das gewünschte Oberflächenprofil hat, und
Bilden des Dünnfilms auf der Hauptoberfläche des Substrats.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings und ein Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske.
Nach der Herstellung eines integrierten Halbleiterschaltkreisbauelements wird eine Fotolithografietechnik in einem Prozeß zur Ausbildung eines Verdrahtungsbereichs und verschiedener anderer Bereiche verwendet. In dem Fotolithografieverfahren, das die Fotolithografietechnik verwendet, wird eine Fotomaske als Originalstruktur für die Belichtung verwendet. Die Fotomaske umfaßt ein transparentes Substrat und einen lichtabschirmenden Dünnfilm, der darauf ausgebildet ist und eine Struktur aufweist. Die Struktur des lichtabschirmenden Dünnfilms wird durch eine Belichtungsvorrichtung auf eine Halbleiterscheibe (oder ein Substratobjekt) übertragen. Dabei entsteht das integrierte Halbleiterschaltkreisbauelement. Die auf die Halbleiterscheibe übertragene Struktur hat charakteristische Merkmale, die von der Ebenheit der Fotomaske abhängen. Deshalb muß das transparente Substrat, das in der Fotomaske verwendet wird, eine hohe Ebenheit haben. Die Ebenheit des transparenten Substrats ist definiert als Differenz zwischen der größten Höhe und der kleinsten Höhe einer Oberfläche des transparenten Substrats, insbesondere als Differenz zwischen der größten Höhe und der kleinsten Höhe einer gemessenen Ober fläche in bezug auf eine virtuelle absolute Ebene, die aus der gemessenen Oberfläche nach einer Fehlerquadratmethode berechnet wird. Gegenwärtig wird bei dem transparenten Substrat, das in der Fotomaske verwendet wird, eine hohe Ebenheit in der Größenordnung von 1 μm erreicht, und zwar infolge der Verbesserung einer Polierscheibe, der Verbesserung von Schleifkörnern und der Steuerung von Polierbedingungen.
Obwohl eine so hohe Ebenheit des transparenten Substrats erreicht wird, wie oben beschrieben, wird die Gesamtebenheit eines Fotomaskenrohlings als Material der Fotomaske durch den Dünnfilm verschlechtert, der auf dem transparenten Substrat ausgebildet wird, da der Dünnfilm selbst eine Filmspannung hat. Die Verschlechterung der Gesamtebenheit eines Fotomaskenrohlings führt zur Verschlechterung einer Strukturpositionsgenauigkeit, wenn der Dünnfilm strukturiert und die Fotomaske hergestellt wird. Wenn die Struktur auf die Halbleiterscheibe übertragen wird, tritt demzufolge ein Strukturverschiebungsfehler oder ein Strukturdefekt auf.
Angesichts dessen wird versucht, die Filmspannung des Dünnfilms, der auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, durch Änderung der Beschichtungsbedingungen oder des Filmmaterials zu reduzieren. In einer neueren integrierten Halbleiterschaltung, deren Dichte und Genauigkeit immer mehr erhöht werden, ist eine solche reduzierte Filmspannung des Dünnfilms nicht vernachlässigbar. Insbesondere um die gewünschte optische Charakteristik zu erreichen, besteht die Tendenz, daß der auf dem transparenten Substrat ausgebildete Dünnfilm mehrschichtig ist. Es ist daher schwierig, die Filmspannung des Dünnfilms zu steuern.
Andererseits hat ein transparentes Substrat für ein elektronisches Bauelement von Substrat zu Substrat eine andere Ebenheit, und seine Oberfläche kann eine konvexe oder eine konkave Form haben.
Wenn der Fotomaskenrohling oder die Fotomaske unter Verwendung des transparenten Substrats mit unterschiedlicher Form erzeugt wird, verschlechtert sich die Ebenheit des Fotomaskenrohlings oder der Fotomaske. Dies führt zu einer Verschlechterung der Strukturpositionsgenauigkeit, wenn der Dünn film strukturiert und die Fotomaske hergestellt wird. Wenn die Struktur auf die Halbleiterscheibe übertragen wird, tritt demzufolge ein Strukturverschiebungsfehler oder ein Strukturdefekt auf.
US 6 333 961 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings durch Ausbildung eines Dünnfilms auf einer Hauptoberfläche eines Maskensubstrats, der eine optische Änderung des Belichtungslichts bewirkt, wobei das Substrat eine gewünschte Ebenheit aufweist.
US 6 325 696 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Plattensubstrats, wobei die Ebenheit des Substrats gemessen wird und die Ebenheit des Substrats durch lokales Ändern und/oder lokale Druckpolierung einer Fläche reguliert wird.
US 6 336 853 B1 und US 2001/0001755 A1 beschreiben Verfahren zur Herstellung eines Plansubstrats.
US 4 393 127 A beschreibt, dass Dünnfilme Druck- und/oder Zugspannungen auf ein Substrat ausüben und dass die Spannung eines Dünnfilms durch die entgegengesetzt wirkende Spannung eines anderen Dünnfilms kompensiert werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings mit einem Dünnfilm und ein Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske mit einer Struktur bereitzustellen, die in der Lage sind, eine gewünschte Ebenheit des Maskenrohlings und eine gewünschte Ebenheit der Transfermaske zu erreichen, auch wenn der Dünnfilm selbst eine Filmspannung hat, und die in der Lage sind, eine Verschlechterung der Strukturpositionsgenauigkeit der Transfermaske sowie das Auftreten eines Strukturverschiebungsfehlers oder eines Strukturdefekts während der Strukturübertragung zu vermeiden.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung die folgenden Mittel bereit:

(1) Ein Verfahren zur Bestimmung einer Ebenheit eines MAskenrohlingssubstrats, bei dem die Ebenheit des Substrats bestimmt wird, um eine gewünschte Ebenheit eines Maskenrohlings zu erreichen, einschließlich des Substrats und eines Dünnfilms, der auf dessen Hauptoberfläche ausgebildet ist, um eine optische Änderung des Belichtungslichts zu bewirken, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Vorhersagen und Schätzen der Veränderung der Ebenheit des Substrats, die aus der Filmspannung des Dünnfilms resultiert, der auf dem Substrat auszubilden ist, und Bestimmen der Ebenheit des Substrats, um die Veränderung zu kompensieren.
(2) Ein Verfahren zur Bestimmung der Ebenheit eines Msskenrohlingssubstrats, bei dem die Ebenheit des Substrats bestimmt wird, um eine gewünschte Ebenheit einer Transfermaske zu erreichen, einschließlich des Substrats und einer Dünnfilmstruktur, die durch Strukturierung eines Dünnfilms erreicht wird, der auf einer Hauptoberfläche des Substrats ausgebildet ist, um eine optische Änderung des Belichtungslichts zu bewirken, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Vorhersagen und Schätzen der Veränderung der Ebenheit des Substrats, die aus der Filmspannung des Dünnfilms resultiert, der auf dem Substrat auszubilden ist, und der Veränderung der Ebenheit, die aus mindestens einem resultiert, nämlich dem Füllfaktor, der Position und/oder der Form der Dünnfilmstruktur.

Hier ist die Ebenheit definiert als Differenz zwischen der größten Höhe und der kleinsten Höhe eines Oberflächenprofils der Hauptoberfläche des Substrats in bezug auf irgendeine Referenzebene, die auf der Hauptoberfläche bestimmt ist (nämlich als Differenz zwischen der größten Höhe und der kleinsten Höhe einer gemessenen Oberfläche in bezug auf eine virtuelle absolute Ebene (Bildebene), die aus der gemessenen Oberfläche nach einer Fehlerquadratmethode berechnet ist). Ein Ebenheitsmeßflächenbereich kann entsprechend gewählt werden, umfaßt jedoch vorzugsweise die Gesamtfläche der Hauptoberfläche.
Hier ist ”Veränderung der Ebenheit, die aus der Filmspannung des Dünnfilms resultiert” definiert als Differenz zwischen der Ebenheit des Substrats als Referenzebenheit und der Ebenheit des Maskenrohlings, die durch Ausbildung des Dünnfilms auf dem Substrat erreicht wird (d. h. Ebenheit des Maskenrohlings minus der Ebenheit des Substrats).
Nachstehend wird ausführlich das Verfahren zur Berechnung der ”Veränderung der Ebenheit, die aus der Filmspannung des Dünnfilms resultiert”, beschrieben.
Mit Bezug auf 1A wird die Ebenheit eines Substrats selbst gemessen und ist gleich 0 μm. Ein Dünnfilm wird auf dem Substrat ausgebildet, um einen Maskenrohling herzustellen. Die Ebenheit des Maskenrohlings wird gemessen und ist gleich 1,1 μm (konvex). In diesem Fall ist die Veränderung der Ebenheit, die aus der Filmspannung des Dünnfilms resultiert, gleich 1,1 μm.
Mit Bezug auf 1B wird die Ebenheit eines Substrats selbst gemessen und ist gleich 0 μm. Ein Dünnfilm wird auf dem Substrat ausgebildet, um einen Maskenrohling herzustellen. Die Ebenheit des Maskenrohlings wird gemessen und ist gleich 1,1 μm (konkav). In diesem Fall ist die Veränderung der Ebenheit, die aus der Filmspannung des Dünnfilms resultiert, gleich 1,1 μm.
Es ist jedoch praktisch unmöglich, daß die Ebenheit eines Substrats gleich 0 μm ist. Mit Bezug auf 1C wird die Ebenheit eines Substrats selbst gemessen und ist gleich 0,5 μm (konvex). Ein Dünnfilm wird auf dem Substrat ausgebildet, um einen Maskenrohling herzustellen. Die Ebenheit des Maskenrohlings wird gemessen und ist gleich 1,6 μm (konvex). In diesem Fall ist die Veränderung der Ebenheit, die aus der Filmspannung des Dünnfilms resultiert, gleich 1,1 μm (= 1,6 μm – 0,5 μm).
Wenn der Dünnfilm, der auf dem Substrat ausgebildet ist, eine Druckspannung aufweist, ist die Veränderung der Ebenheit im allgemeinen positiv (+). Wenn dagegen der Dünnfilm, der auf dem Substrat ausgebildet ist, eine Zugspannung aufweist, ist die Veränderung der Ebenheit negativ (–). Je nach Material, Dicke, Beschichtungsbedingungen usw. ist die Größe der Druckbelastung oder der Zugbelastung unterschiedlich. In Anbetracht dessen wird ein Dünnfilm zur Vorbereitung und experimentell auf einem Substrat mit einer bekannten Ebenheit unter Beschichtungsbedingungen ausgebildet, die denen bei der Herstellung des Maskenrohlings entsprechen, und die Veränderung der Ebenheit, die aus der Filmspannung des Dünnfilms resultiert, wird gemessen. Auf diese Weise wird die Ebenheit des Substrats bestimmt, so daß der Maskenrohling eine ideale Ebenheit von 0 μm hat, wenn er hergestellt ist. Dadurch kann der Maskenrohling mit einer hohen Ebenheit hergestellt werden.
Hier ist die gewünschte Ebenheit des Maskenrohlings nicht unbedingt gleich 0 μm. Beispielweise kann die Ebenheit des Substrats bestimmt werden, indem die Veränderung der Ebenheit vorhergesagt und geschätzt wird, die aus der Spannungsänderung resultiert, die mindestens durch eines bewirkt wird, nämlich durch die Apertur (oder den Füllfaktor), die Position und/oder die Form einer Masken-(Dünnfilm-)Struktur, wenn die Transfermaske durch Strukturierung des Dünnfilms des Maskenrohlings hergestellt wird.
Wenn der Füllfaktor der Maskenstruktur hoch ist (die Apertur der Maskenstruktur klein ist), tritt keine bemerkenswerte Spannungsänderung auf, so daß die Veränderung der Ebenheit in bezug auf die Ebenheit des Maskenrohlings als Referenz klein ist. Wenn der Füllfaktor der Maskenstruktur klein ist, ist die Spannungsänderung signifikant, so daß die Veränderung der Ebenheit groß ist.
Außerdem wird angenommen, daß die Spannungsänderung in bezug auf die Ebenheit des Maskenrohlings als Referenz auch in Abhängigkeit von der Position und der Form der Dünnfilmstruktur bewirkt wird.
Deshalb wird die Ebenheit des Substrats durch Vorhersage und Schätzung der Veränderung der Ebenheit, die mindestens aus einem, nämlich dem Füllfaktor, der Position und/oder der Form der Maskenstruktur der Transfermaske resultiert, bestimmt, so daß die Transfermaske eine gewünschte Ebenheit hat. Ferner kann die Ebenheit des Substrats bestimmt werden, nachdem die gewünschte Ebenheit des Maskenrohlings durch Vorhersage und Schätzung der Veränderung der Ebenheit bestimmt ist, wenn die Transfermaske hergestellt und in einem Halbleiterscheiben-Stepper einer Belichtungsvorrichtung angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die Ebenheit des Maskenrohlings nicht größer als 1 μm. Die oben erwähnte Ebenheit wird vorzugsweise in bezug auf die Gesamtfläche der Hauptoberfläche des Maskenrohlings als Meßflächenbereich erreicht.
Durch Absenkung der Ebenheit des Maskenrohlings auf 1 μm oder weniger ist es möglich, einen Strukturverschiebungsfehler in bezug auf eine Referenzstrukturposition zu reduzieren und eine Strukturpositionsgenauigkeit zu verbessern, wenn die Transfermaske durch Strukturierung des Dünnfilms hergestellt wird. Es wird also eine Ebenheit des Maskenrohlings bevorzugt, die nicht größer als 1 μm ist. Es ist erwünscht, daß die Ebenheit des Maskenrohlings nicht größer als 0,5 μm, vorzugsweise nicht größer als 0,25 μm ist. Die Ebenheit, die nicht größer als 1 μm ist, wird ausgedrückt durch 0 < Ebenheit ≤ 1 μm. Dies gilt für die gesamte vorliegende Beschreibung.
Vorzugsweise ist die Ebenheit des Substrats nicht größer als 1 μm.
Die oben erwähnte Ebenheit wird vorzugsweise in bezug auf die Gesamtfläche der Hauptoberfläche des Substrats als Meßflächenbereich erreicht.
Durch Absenkung der Ebenheit des Substrats auf 1 μm oder weniger kann die Ungleichmäßigkeit der Ebenheit des Maskenrohlings, die durch Ausbildung des Dünnfilms aus dem Substrat entsteht, verringert werden, und die Strukturpositionsgenauigkeit kann weiter verbessert werden, wenn die Transfermaske durch Strukturierung des Dünnfilms hergestellt wird. Der Grund dafür ist folgender: Wenn die Ebenheit des Substrats und die Veränderung der Ebenheit, die aus dem Dünnfilm resultiert, geringer sind, ist die Steuerung zur Erreichung der absoluten Genauigkeit einfacher, und der Positionsfehler der Struktur, der aus der Veränderung der Filmspannung resultiert, ist kleiner, wenn die Transfermaske hergestellt ist.
Der erfindungsgemäße Maskenrohling kann ein durchlässiger Maskenrohling und ein reflektierender Maskenrohling sein.
Der erfindungsgemäße Dünnfilm ist ein Dünnfilm, der dazu dient, eine optische Änderung des Belichtungslichts zu bewirken. Beispielweise kann der Dünnfilm sein: ein Dünnfilm mit einer Funktion zur Abschirmung des Belichtungslichts, ein Dünnfilm, der dazu dient, eine Änderung der Phasendifferenz des Belichtungslichts zu bewirken, ein Dünnfilm mit einer Absorptionsfunktion des Belichtungslichts. Daher wird der Begriff ”Maskenrohling” in dieser Erfindung in einem allgemeinen Sinne verwendet und schließt folgendes ein: einen Fotomaskenrohling, bei dem nur ein lichtabschirmender Dünnfilm mit der Funktion zur Abschirmung des Belichtungslichts als Dünnfilm ausgebildet ist, einen Phasenschiebermaskenrohling, bei dem ein Phasenschieberdünnfilm mit einer Phasenverschiebungsfunktion, die dazu dient, eine Änderung der Phasendifferenz des Belichtungslichts zu bewirken, als Dünnfilm ausgebildet ist, und einen reflektierenden Maskenrohling, bei dem ein reflektierender Film mit der Funktion zur Reflexion des Belichtungslichts und ein absorbierender Film zum Absorbieren des Belichtungslichts als Dünnfilm ausgebildet sind. Der erfindungsgemäße Maskenrohling kann einen Resistfilm haben, der als Maske dient, wenn der Dünnfilm strukturiert wird.
Das Verfahren zur Regulierung der Ebenheit des Substrats ist nicht spezifisch eingeschränkt. Beispielweise kann die Ebenheit durch entsprechendes Wählen eines Polierverfahrens und von Polierbedingungen für das Substrat reguliert (gesteuert) werden. Als Alternative kann die Ebenheit des Substrats reguliert werden, indem die Ebenheit des Substrats beispielweise durch Ätzen der Hauptoberfläche des Substrats, die nach dem Polieren entstanden ist, lokal modifiziert wird.
Das Verfahren zum Polieren des Substrats kann ein Einzelscheibenpolierverfahren zum Polieren der Hauptoberfläche eines Substrats nach dem anderen oder ein Chargenpolierverfahren zum Polieren der Hauptoberflächen mehrerer Substrate gleichzeitig sein.
Das Einzelscheibenpolierverfahren ist zur Regulierung der Ebenheit geeignet, da das Polieren erfolgen kann, während die Polierbedingungen, z. B. der Oberflächendruck für jedes einzelne Substrat, gesteuert wird.
Beim Chargenpolierverfahren sind mehrere Substrate befestigt auf einer Werkstückhalteplatte, genannt Träger, die zwischen einem Sonnenrad und einem Innenzahnrad in einer Poliervorrichtung angeordnet ist. Der Träger führt gleichzeitig einen Umlauf um das Sonnenrad und eine Umdrehung um seine eigene Achse durch, um dabei die Substrate zu polieren. Die Ebenheit kann reguliert werden, indem die Drehgeschwindigkeit und die Umlaufgeschwindigkeit des Trägers, die Genauigkeit der Richtplatte oder Andruckplatte der Poliervorrichtung, eine Polierscheibe, die auf der Polierplatte befestigt ist, Schleifkörner usw. verändert werden.
Als das Verfahren zur lokalen Modifikation der Ebenheit durch Ätzen oder dgl. kann die folgende Technik verwendet werden. Wenn beispielweise das Substratmaterial Quarzglas ist, das allgemein als Maskenrohlingsubstrat verwendet wird, kann die Ebenheit reguliert werden, indem ein Flächenbereich, der eine unzureichende Ebenheit hat, durch Trockenätzen unter Verwendung eines Mischgases aus Sauerstoffgas und Kohlenstofffluoridgas beseitigt werden.
Als bevorzugtes Verfahren zur Regulierung der Ebenheit (Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlingsubstrats) ist die folgende Struktur vorteilhaft, da die Ebenheit genau und streng gesteuert werden kann:

(3) Ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlingsubstrats, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Messen der Ebenheit des Substrats und Regulieren der Ebenheit des Substrats durch lokales Ätzen und/oder lokale Druckpolierung einer Fläche, wo das Profil einer Hauptoberfläche des Substrats relativ konvex ist in bezug auf irgendeine Referenzebene, die auf der Hauptoberfläche des Substrats bestimmt ist, so daß das Substrat eine gewünschte Ebenheit hat, die nach dem unter (1) oder (2) beschriebenen Verfahren bestimmt wird.

Um die Ebenheit durch Ätzen zu regulieren, kann folgendes verwendet werden: ein Verfahren zur Regulierung der Ebenheit, wobei eine Fläche, die eine unzureichende Ebenheit hat, mit einem Trockenätzgas, z. B. Kohlenstofffluoridgas, versorgt wird, um die Fläche zu beseitigen, oder ein Verfahren zur Re gulierung der Ebenheit, wobei die Fläche, die eine unzureichende Ebenheit hat, mit einer Ätzlösung versorgt wird, die das Substrat korrodiert (bei einem Glassubstrat eine wäßrige Säurelösung, z. B. Fluorsäure, oder eine wäßrige Alkalilösung, z. B. Natriumhydroxid), um die Fläche zu beseitigen.
Bei den oben erwähnten Verfahren zur Regulierung der Ebenheit wird das Verfahren zur Regulierung der Ebenheit des Substrats durch lokale Druckpolierung des Substrats bevorzugt, da die gewünschte Ebenheit erreicht werden kann, während gleichzeitig die Oberflächenrauhigkeit des Substrats beibehalten oder verbessert wird. Es ist auch möglich, die Ebenheit durch mechanisch-chemisches Polieren (mechanisches und chemisches Polieren) zu regulieren, was eine Kombination aus lokaler Druckpolierung und Ätzung ist. Dabei wird die Produktivität verbessert, da die Polierrate im Vergleich zu dem Verfahren zur Regulierung der Ebenheit durch lokale Druckpolierung höher ist.
(4) Ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlingsubstrat, wie unter (3) beschrieben, wobei die Ebenheit des Substrats reguliert wird unter Verwendung einer Poliervorrichtung mit einer drehbar gelagerten Richtplatte, einer Polierscheibe, die auf der Richtplatte ausgebildet ist, einer Schleifmittelzuführeinrichtung zum Zuführen eines Schleifmittels zu einer Oberfläche der Polierscheibe, einer Substrathalteeinrichtung zum Halten eines Substrats auf der Polierscheibe und einer Substratandrückeinrichtung zum Andrücken des Substrats, das von der Substrathalteeinrichtung auf der Polierscheibe gehalten wird, um dadurch eine Substratoberfläche zu polieren, wobei die Andrückeinrichtung mehrere Andrückteile hat, die geeignet sind, mehrere geteilte Flächenbereiche der Substratoberfläche einzeln und nach Bedarf anzudrücken, wobei jedes Andrückteil eine Drucksteuereinrichtung hat, die in der Lage ist, einen Druck, der auf jeden entsprechenden der geteilten Flächenbereiche ausgeübt wird, einzeln zu steuern, wobei die Drucksteuereinrichtung die Andrückteile so steuert, da auf eine relativ konvexe Fläche, wo das Profil der Hauptoberfläche des Substrats relativ konvex ist in bezug auf irgendeine Referenzfläche, die auf der Substratoberfläche bestimmt ist, ein größerer Druck ausgeübt wird als auf eine verbleibende Fläche, und daß ein Teil einer rückseitigen Oberfläche des Substrats gegenüber der konvexen Fläche vom Andrückteil mit dem größeren Druck angedrückt wird, während die Hauptoberfläche des Substrats poliert wird.

(5) Ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlingsubstrat, wie unter (3) oder (4) beschrieben, mit den Schritten: vorhergehendes Speichern mehrerer Lasttypen entsprechend mehreren Druckverteilungen in einer Speichereinrichtung, Wählen eines optimalen der Lasttypen als gewählten Lasttyp, von dem erwartet wird, daß er eine gewünschte Ebenheit bewirkt, und Polieren des Substrats mit der Druckverteilung entsprechend dem gewählten Lasttyp, um dadurch die Ebenheit des Substrats zu regulieren.

Das Maskenrohlingsubstrats zur Verwendung als Maskenrohling hat von Substrat zu Substrat eine andere Ebenheit. Die Hauptoberfläche des Substrats kann eine konvexe oder eine konkave Form haben.
Wenn der Maskenrohling oder die Transfermaske unter Verwendung des Maskenrohlingsubstrat mit unterschiedlicher Form hergestellt wird, verschlechtert sich die Ebenheit des Maskenrohlings oder der Transfermaske. Dies führt zu einer Verschlechterung einer Strukturpositionsgenauigkeit, wenn der Dünnfilm strukturiert und die Transfermaske hergestellt wird.
Angesichts dessen wird das Substrat, deren Hauptoberfläche eine konvexe oder konkave Form hat, poliert, indem auf die relativ konvexe Fläche lokal Druck ausgeübt wird, wobei die Oberfläche relativ konvex ist in bezug auf eine Referenzebene. Auf diese Weise wird die konvexe Fläche selektiv beseitigt, so daß sich die Ebenheit des Substrats verbessert.
Um eine gewünschte Ebenheit des Maskenrohlingsubstrat zu erreichen, werden erfindungsgemäß mehrere Lasttypen entsprechend mehreren Druckverteilungen in der Speichereinrichtung vorher gespeichert, und ein optimaler der Lasttypen, von dem erwartet wird, daß er die gewünschte Ebenheit erreicht, wird als gewählter Lasttyp gewählt. Mit der Druckverteilung entsprechend dem gewählten Lasttyp wird das Substrat poliert. Somit kann die gewünschte Ebenheit des Substrats erreicht werden. Durch Wählen zweier oder mehrerer Lasttypen in Kombination kann eine Annäherung an die gewünschte Ebenheit effektiv erreicht werden.
Die Definition der Ebenheit und das Meßverfahren sind denen unter (1) beschriebenen gleich.

(6) Ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings durch Ausbildung eines Dünnfilms auf einer Hauptoberfläche des Maskenrohlingsubstrats der dazu dient, eine optische Änderung des Belichtungslichts zu bewirken, wobei das Substrat eine gewünschte Ebenheit aufweist, die nach einem unter (1) beschriebenen Verfahren in Abhängigkeit von dem Dünnfilm bestimmt wird, der auf dem Substrat ausgebildet wird.
(7) Ein Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske durch Ausbildung einer Dünnfilmstruktur auf einer Hauptoberfläche eines Maskenrohlingsubstrats, wobei das Substrat eine gewünschte Ebenheit aufweist, die nach einem unter (2) beschriebenen Verfahren in Abhängigkeit von dem auf dem Substrat ausgebildeten Dünnfilm und mit Bezug auf mindestens eines, nämlich den Füllfaktor, die Position und/oder die Form der Dünnfilmstruktur bestimmt wird, die auf der Hauptoberfläche des Substrats ausgebildet wird.

Nach der Herstellung des Maskenrohlings oder der Transfermaske kann das Substrat mit einer Ebenheit, die nach dem Verfahren unter (1) oder (2) bestimmt wird, durch Regulierung der Ebenheit des Substrats nach dem Verfahren unter (3) bis (5) hergestellt werden. Als Alternative werden mehrere Maskenrohlingsubstrate, die nach dem Verfahren unter (3) bis (5) hergestellt werden und deren Ebenheit gemessen wird, nach der Ebenheit klassifiziert. Nach der Herstellung des Maskenrohlings wird eines der Substrate, das eine optimale Ebenheit hat, ausgewählt.

(8) Ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings durch Ausbildung eines Dünnfilms, der aus Chrom als Hauptkomponente besteht, auf der Hauptoberfläche des Maskenrohlingsubstrats, durch Kathodenzerstäubung, wobei das Substrat eine konvexe Form als Oberflächenprofil der Hauptoberfläche hat, auf der der Dünnfilm ausgebildet wird.

Im allgemeinen hat der Dünnfilm, der aus Chrom als Hauptkomponente besteht und durch Kathodenzerstäubung ausgebildet ist, eine Zugspannung. Wenn der Dünnfilm auf dem Substrat ausgebildet ist, ist sein Oberflächenprofil daher konkav. Um einen Maskenrohling mit einer hohen Ebenheit herzustellen, ist es erwünscht, ein Substrat mit einer konvexen Form als Oberflächenprofil der Hauptoberfläche zu verwenden, auf der der Dünnfilm ausgebildet wird. Der Dünnfilm, der aus Chrom als Hauptbestandteil besteht, kann aus Chrom als Einzelelementmetall bestehen oder kann aus Chrom und mindestens einem Element bestehen, das aus Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff gewählt ist. Beispielweise kann Chromoxid, Chromnitrid, Chromcarbid, Chromoxidnitrid (Oxynitrid), Chromnitridcarbid (Kohlenstoffnitrid), Chromoxidcarbid (Oxycarbid) und Chromoxidnitridcarbid (Oxycarbonitrid) verwendet werden. Der Dünnfilm, der aus Chrom als Hauptbestandteil besteht, weist eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten auf.

(9) Ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings durch Ausbildung eines Dünnfilms mit Silizium als Hauptbestandteil und Sauerstoff und/oder Stickstoff auf einer Hauptoberfläche des durch Kathodenzerstäubung, wobei das Substrat eine konkave Form als Oberflächenprofil der Hauptoberfläche aufweist, auf der der Dünnfilm ausgebildet wird.

Im allgemeinen hat der Dünnfilm, der Silizium als Hauptkomponente und Sauerstoff und/oder Stickstoff umfaßt und der durch Kathodenzerstäubung ausgebildet ist, eine Druckspannung. Wenn der Dünnfilm auf dem Substrat ausgebildet ist, ist sein Oberflächenprofil deshalb konvex. Um einen Maskenrohling mit einer hohen Ebenheit herzustellen, ist es erwünscht, ein Substrat mit einer konkaven Fläche als Oberflächenprofil auf der Hauptoberfläche zu verwenden, auf der der Dünnfilm ausgebildet wird. Als Material für den Dünnfilm, der Silizium als Hauptkomponente und Sauerstoff und/oder Stickstoff umfaßt, wird normalerweise Metallsilicidoxid, Metallsilicidnitrid, Metallsilicidoxidnitrid (Oxynitrid), Metallsilicidoxidcarbid (Oxycarbid), Metallsilicidnitridcarbid (Carbonitrid), Metallsilicidoxidnitridcarbid (Oxycarbonitrid) (Metall: (Mo (Molyb dän), Ta (Tantal), W (Wolfram) oder dgl.), Siliciumoxid und Siliciumoxidnitrid (Oxynitrid) verwendet. Der Dünnfilm, der Silizium als Hauptkomponente und Sauerstoff und/oder Stickstoff aufweist, kann eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten haben.

(10) Ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, wie unter (8) oder (9) beschrieben, wobei das Substrat eine gewünschte Ebenheit aufweist, die nach dem Verfahren unter (1) bestimmt wird.
(11) Ein Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske durch Ausbildung einer Dünnfilmstruktur auf einer Hauptoberfläche eines Maskenrohlingsubstrats, wobei die Transfermaske unter Verwendung eines Maskenrohlings hergestellt wird, der nach dem Verfahren unter (8) oder (9) hergestellt wird, wobei das Substrat eine gewünschte Ebenheit aufweist, die nach dem Verfahren unter (2) in Abhängigkeit von dem Dünnfilm, der auf dem Substrat ausgebildet ist, und mit Bezug auf mindestens eines, nämlich den Füllfaktor, die Position und/oder die Form der Dünnfilmstruktur bestimmt wird, die auf der Hauptoberfläche des Substrats ausgebildet wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnung
1A, 1B und 1C sind Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens zur Bestimmung einer Ebenheit eines Maskenrohlingsubstrats.
2 ist eine Draufsicht einer Poliervorrichtung, die in dem Verfahren zur Regulierung der Ebenheit eines Maskenrohlingsubstrats verwendet wird;
3 ist eine Schnittansicht, geschnitten entlang einer Linie A-A in 2;
4 ist eine Ansicht zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regulierung der Ebenheit eines Maskenrohlingsubstrats, wenn das Substrat eine konvexe Form hat; und
5 ist eine Ansicht wie 4, wenn das Substrat eine konkave Form hat.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend wird ein Verfahren zur Bestimmung der Ebenheit eines Maskenrohlingsubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Um einen Fotomaskenrohling, bei dem ein lichtabschirmender Dünnfilm mit einer Lichtabschirmfunktion als Dünnfilm ausgebildet ist, und einen Phasenschiebermaskenrohling herzustellen, bei dem ein Halbtonfilm mit einer Phasenverschiebungsfunktion und einer Lichtabschirmfunktion als Dünnfilm ausgebildet ist, wird die Ebenheit eines transparenten Substrats folgendermaßen bestimmt.
Zuerst wurde ein transparentes Substrat (Quarzglassubstrat) hergestellt, dessen Größe (6 × 6 × 0,25 Zoll) (1 Zoll = 25,4 mm) und dessen Material dem Fotomaskenrohling entspricht und das eine bekannte Ebenheit (0,5 μm (konvex) aufweist, gemessen mit einem Ebenheitsmeßgerät (FM200, hergestellt von Tropel)). Auf einer Hauptoberfläche des transparenten Substrats wurden ein Chromnitridfilm, ein Chromcarbidfilm und ein Chromoxidnitridfilm als lichtundurchlässiger Film durch Kathodenzerstäubung bis zu einer Gesamtdicke von 900 Angström aufgebracht, um einen Fotomaskenrohling herzustellen. Andererseits wurde auf der Hauptoberfläche des transparenten Substrats ein mit Stickstoff behandelter Molybdänsilicidfilm als Halbtonfilm durch Kathodenzerstäubung bis zu einer Dicke von 800 Angström aufgebracht, um einen Phasenschiebermaskenrohling herzustellen. Man beachte hierbei, daß die Beschichtungsbedingungen für den lichtabschirmenden Dünnfilm und den Halbtonfilm die gleichen waren wie die bei der Herstellung des Fotomaskenrohlings und des Phasenschiebermaskenrohlings.
Bei jedem Fotomaskenrohling und bei jedem Phasenschiebermaskenrohling wurde die Ebenheit gemessen. Im Ergebnis hatte der Fotomaskenrohling eine Ebenheit von 0,2 μm (konvex), während der Phasenschiebermaskenrohling eine. Ebenheit von 1,6 μm (konvex) hatte.
Aus der Ebenheit des transparenten Substrats, der Ebenheit des Fotomaskenrohlings und der Ebenheit des Phasenschiebermaskenrohlings wurde die Veränderung der Ebenheit des lichtabschirmenden Dünnfilms und die Veränderung der Ebenheit des Halbtonfilms berechnet. Im Ergebnis war die Veränderung der Ebenheit bei dem lichtundurchlässigen Film –0,3 μm und μm bei dem Halbtonfilm +1,1 μm.
Um eine ideale Ebenheit (0 μm) bei dem Fotomaskenrohling und dem Phasenschiebermaskenrohling zu erreichen, wurde daher bestimmt, daß die Ebenheit des transparenten Substrats zur Herstellung des Fotomaskenrohlings 0,3 μm (konvex) ist und die Ebenheit des transparenten Substrats zur Herstellung eines Phasenschiebermaskenrohlings 1,1 μm (konkav) ist.
Als nächstes wird das Verfahren zur Bestimmung der Ebenheit eines gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
Um eine Phasenschiebermaske herzustellen, bei der ein Halbtondünnfilm mit einer Phasenverschiebungsfunktion und einer Lichtabschirmfunktion als Dünnfilm ausgebildet ist, wird die Ebenheit eines transparenten Substrats folgendermaßen bestimmt.
Zuerst wurde ein transparentes Substrat (Quarzglassubstrat) hergestellt, dessen Größe (6 × 6 × 0,25 Zoll) und dessen Material dem Phasenschiebermaskenrohling entsprach und das eine bekannte Ebenheit (1,0 μm (konvex), gemessen mit dem Ebenheitsmeßgerät (FM 200, hergestellt von Tropel)) aufwies. Auf einer Hauptoberfläche des transparenten Substrats wurde ein Molybdänsilicidnitridfilm als Halbtonfilm durch Kathodenzerstäubung bis zu einer Dicke von 800 Angström aufgebracht, und ein Resistfilm wurde durch Schleuderbeschichtung bis zu einer Dicke von 400 Angström ausgebildet. Mittels einer Maske mit einer gewünschten Struktur wurden Belichtung und Entwicklung durchgeführt. Somit wurde der Phasenschiebermaskenrohling mit einer gewünschten Struktur hergestellt (Strukturfüllfaktor (Apertur): etwa 20%).
Die Ebenheit der Phasenschiebermaske wurde gemessen. Im Ergebnis war die Ebenheit der Phasenschiebermaske gleich 2,0 μm (konvex).
Um eine ideale Ebenheit (0 μm) der Phasenschiebermaske zu erreichen, wurde daher bestimmt, daß die Ebenheit des transparenten Substrats zur Herstellung einer Phasenschiebermaske gleich 2,0 μm (konkav) ist.
Dabei wurde der Strukturfüllfaktor (Apertur) allein berücksichtigt, um die Ebenheit des transparenten Substrats zu bestimmen. Aber auch bei dem gleichen Strukturfüllfaktor (Apertur) tritt eine Spannungsänderung in Abhängigkeit von der Position und der Form der Dünnfilmstruktur in bezug auf die Ebenheit des Maskenrohlings als Referenz auf. Wenn die Ebenheit mit größerer Genauigkeit gesteuert werden muß, wird daher bevorzugt, zusätzlich zum Strukturfüllfaktor (Apertur) die Ebenheit des transparenten Substrats mit Bezug auf die Position und die Form der Dünnfilmstruktur zu bestimmen.
Beispiel 1
Nachstehend werden ein Verfahren zur Herstellung eines Fotomaskenrohlings und ein Verfahren zur Herstellung einer Fotomaske beschrieben.
In einem Verfahren zur Regulierung der Ebenheit eines transparenten Substrats, das später beschrieben wird, wurde die Ebenheit eines transparenten Substrats (Quarzglassubstrat) auf 0,3 μm (konvex) eingestellt. Auf einer Hauptoberfläche des transparenten Substrats wurden ein Chromnitridfilm, ein Chromcarbidfilm und ein Chromoxidnitridfilm als lichtabschirmender Dünnfilm durch Kathodenzerstäubung bis zu einer Dicke von 900 Angström unter den oben erwähnten Beschichtungsbedingungen aufgebracht. Es wurde also ein Fotomaskenrohling hergestellt.
Die Ebenheit des derartig hergestellten Fotomaskenrohlings wurde so gemessen, wie oben erwähnt. Im Ergebnis hatte der Fotomaskenrohling eine hohe Ebenheit von 0,1 μm (konvex). Die ideale Ebenheit von 0 μm wurde wahrscheinlich wegen Schwankungen im Herstellungsverfahren und im Meßgerät nicht erreicht. Ferner wurde auf dem lichtabschirmenden Dünnfilm durch Schleuderbeschichtung ein Resistfilm aufgebracht. Mittels einer Maske mit einer vorbestimmten Struktur wurden Belichtung und Entwicklung durchgeführt. Es wurde also eine Fotomaske mit einer gewünschten Struktur hergestellt. Die Strukturposition der derartig hergestellten Fotomaske wurde mit Re ferenzstrukturdaten verglichen. Im Ergebnis war die Strukturpositionsgenauigkeit hervorragend.
Beispiel 2
Durch Steuerung der Polierbedingungen beim doppelseitigen Präzisionspolieren wurde die Ebenheit des transparenten Substrats (Quarzglas) auf 1,1 μm (konkav) eingestellt. Auf einer Hauptoberfläche des transparenten Substrats wurde ein mit Stickstoff behandelter Molybdänsilicidfilm als Halbtonfilm durch Kathodenzerstäubung bis zu einer Dicke von 800 Angström unter den oben erwähnten Beschichtungsbedingungen aufgebracht. Es wurde also ein Phasenschiebermaskenrohling hergestellt.
Die Ebenheit des derartig hergestellten Phasenschiebermaskenrohlings wurde so gemessen, wie oben beschrieben. Im Ergebnis hatte der Phasenschiebermaskenrohling eine hohe Ebenheit von 0,2 μm (konkav). Die ideale Ebenheit von 0 μm wurde wahrscheinlich wegen Schwankungen im Meßgerät nicht erreicht. Ferner wurde auf dem Halbtonfilm ein Resistfilm durch Schleuderbeschichtung ausgebildet. Mit Hilfe einer Maske mit einer vorbestimmten Struktur wurden Belichtung und Entwicklung durchgeführt. Es wurde also eine Phasenschiebermaske mit einer gewünschten Struktur hergestellt. Die Strukturposition der derartig hergestellten Phasenschiebermaske wurde mit Referenzstrukturdaten verglichen. Im Ergebnis war die Positionsgenauigkeit hervorragend.
Beispiel 3
Durch Steuerung der Polierbedingungen für das doppelseitige Präzisionspolieren wurde die Ebenheit eines transparenten Substrats (Quarzglassubstrat) auf 2,0 μm (konkav) eingestellt. Auf einer Hauptoberfläche des transparenten Substrats wurde ein mit Stickstoff behandelter Molybdänsilicidfilm als Halbtonfilm durch Kathodenzerstäubung bis zu einer Dicke von 800 Angström unter den oben erwähnten Beschichtungsbedingungen aufgebracht. Ferner wurde auf dem Halbtonfilm ein Resistfilm durch Schleuderbeschichtung bis zu einer Dicke von 4000 Angström ausgebildet. Mit Hilfe einer Maske mit einer vorbestimmten Struktur wurden Belichtung und Entwicklung durchgeführt. Es wurde also eine Phasenschiebermaske mit einer gewünschten Struktur hergestellt.
Die Ebenheit der derartig hergestellten Phasenschiebermaske wurde so gemessen, wie oben beschrieben. Im Ergebnis hatte die Phasenschiebermaske eine hohe Ebenheit von 1,0 μm (konvex). Die ideale Ebenheit von 0 μm wurde wahrscheinlich wegen Schwankungen im Meßgerät nicht erreicht.
Vergleichsbeispiel
Ohne auf das oben erwähnte Verfahren zur Bestimmung der Ebenheit eines transparenten Substrats zurückzugreifen, wurde ein Substrat mit einer hohen Ebenheit (Quarzglassubstrat mit einer Ebenheit von 0,5 μm (konvex)) hergestellt, indem die Polierbedingungen des Präzisionspolierens gesteuert wurden, wie dem Fachmann bekannt ist. Wie in den Beispielen 1, 2 und 3 wurden ein Fotomaskenrohling, eine Fotomaske, ein Phasenschiebermaskenrohling und eine Phasenschiebermaske unter Verwendung des Substrats hergestellt.
Im Ergebnis war die Ebenheit des Fotomaskenrohlings 1,5 μm (konkav). Die Ebenheit des Phasenschiebermaskenrohlings war 1,6 μm (konvex). Die Ebenheit sowohl des Fotomaskenrohlings als auch des Phasenschiebermaskenrohlings war also schlechter. Ferner wurden auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben, eine Fotomaske und eine Phasenschiebermaske hergestellt. Die Strukturpositionsgenauigkeit wurde bewertet. Im Ergebnis war die Strukturpositionsgenauigkeit im Vergleich mit den Referenzstrukturdaten schlechter.
Als nächstes wird mit Bezug auf 2 bis 5 ein Verfahren zur Regulierung der Ebenheit eines Maskenrohlingsubstrats (Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlingsubstrats) nach einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Mit Bezug auf 2 und 3 umfaßt eine Poliervorrichtung eine Richtplatte 1, die eine auf ihr befestigte Polierscheibe 2 aufweist und durch eine Drehbewegungseinheit (nicht dargestellt) mit Hilfe einer Richtplattendrehwelle gedreht wird, mehrere Andrückteile zum einzelnen und bedarfsgerechten Andrücken mehrerer geteilter Flächenbereiche der Hauptoberfläche eines Substrats, eine Andrückteilhalteeinrichtung 4 zum Halten der Andrückteile 3, eine Drucksteuereinrichtung zum Steuern eines Drucks, der auf jedes der Andrückteile 3 wirkt, und einen Haltering (Substrathalteeinrichtung) 5 zum Halten des Substrats 6. Die Drehbewegung der Richtplatte 1 und der Druck, der von jedem einzelnen Andrückteil 3 auf das Substrat 6 ausgeübt wird, werden gesteuert, und die Andrückteilhalteeinrichtung 4 und der Haltering 5 werden insgesamt gedreht. Es erfolgt also eine einseitige Polierung der Hauptoberfläche des Substrats, das der Polierscheibe 2 zugewandt ist.
Unter Verwendung der oben erwähnten Poliervorrichtung wird die Ebenheit des gendermaßen reguliert.
Das Substrat 6 wird durch den Haltering 5 auf der Richtplatte 1 gehalten und gedreht, während es von den Andrückteilen 3 gegen den Richtplatte 1 angedrückt wird.
Der Haltering 5 drückt die Polierscheibe 2 und dient dazu, den Druck, der auf einen Randabschnitt des Substrats 6 ausgeübt wird, auszugleichen und zu vereinheitlichen.
Die Polierscheibe 2 ist auf einer oberen Fläche der Richtplatte 1 befestigt. Die Andrückteile 3 drücken das Substrat 6 gegen die Polierscheibe 2 und drehen sich in einer Richtung entgegen der der Richtplatte 1. Die Hauptoberfläche des Substrats 6 wird also poliert.
Die Andrückteile 3 werden von der Andrückteilhalteeinrichtung 4 gehalten. Die Anzahl der Andrückteile 3 ist derartig, daß die obere Fläche des Substrats 6 überdeckt ist, und ist geeignet, den Druck, der auf das Substrat 6 ausgeübt wird, lokal und nach Bedarf zu steuern.
Vorzugsweise werden die Andrückteile 3 von einem Druckluftzylinder betätigt. In diesem Fall kann der Arbeitsbereich (Hub) der Andrückteile 3 größer sein, und die Andrückteile 3 können ohne weiteres unter Verwendung eines DA-Umsetzers und eines pneumatisch/elektrischen Umsetzers gesteuert werden.
Beispielweise wird angenommen, daß das Substrat 6 eine konvexe Form hat, wobei ein Mittelabschnitt sehr dick ist, wie in 3 dargestellt. In diesem Fall wird der Druck der Andrückteile 3, die sich im Mittelabschnitt des Substrats 6 be finden, erhöht, während der Druck der Andrückteile 3, die sich am Randabschnitt des Substrats 6 befinden, verringert wird. Die konvexe Form des Substrats kann also abgeflacht werden.
Beispiel 4
Mit Bezug auf 4 wurde die Ebenheit des Maskenrohlingsubstrats mit einer konvexen Form erfindungsgemäß folgendermaßen reguliert.
Die Ebenheit des Maskenrohlingsubstrats wurde gemessen. Im Ergebnis hatte die Substratoberfläche ein Profil wie eine Kuppel. Die Ebenheit war in der Größenordnung zwischen 0,6 und 0,7 μm (konvex). Daher wurde der Lasttyp (1), bei dem der Druck im Mittelabschnitt des Substrats hoch ist, zuerst gewählt. Insbesondere wurde keine Last auf die Andrückteile 3 ausgeübt, die im Mittelabschnitt des Substrats angeordnet sind, während die Last, die auf das Substrat 6 ausgeübt wurde, vom Mittelabschnitt des Substrats zum Randabschnitt des Substrats allmählich weniger wurde. In 4 stellen die numerischen Werte, die in den Lasttypen (1) und (2) dargestellt sind, den Druck (kg/cm²) dar, der auf das Substrat ausgeübt wird. Das Substrat wurde mit einer Drehzahl von 10 bis 20 U/min bei einer Polierzeit von 150 bis 300 s poliert. Es wurde eine Polierlösung verwendet, die kolloidales Siliciumdioxid (durchschnittliche Partikelgröße 100 nm) als Schleifmittel enthält, das in Wasser suspendiert ist. Im Ergebnis wurde das Substrat mit einer Ebenheit von 0,3 bis 0,5 μm (konvex) hergestellt.
Ferner wurde der Lasttyp (2) gewählt, bei dem der Mittelabschnitt des Substrats mit einem geringfügig höheren Druck belastet wird. Insbesondere wurden die Andrückteile 3, die im Randabschnitt des Substrats angeordnet sind, mit einer sehr kleinen Last (0,1 kg/cm²) beaufschlagt, während die verbleibenden Andrückteile 3, die im Mittelabschnitt des Substrats angeordnet sind, mit einer Last (0,2 kg/cm²) beaufschlagt wurden, die geringfügig größer war als die der Andrückteile 3 am Außenrand des Substrats. Das Substrat wurde mit einer Drehzahl von 5 bis 20 U/min bei einer Polierzeit von 90 bis 180 s poliert. Es wurde eine Polierlösung verwendet, die kolloidales Siliciumdioxid (durchschnittliche Partikelgröße 100 nm) als Schleifmittel enthält, das in Wasser suspendiert ist. Im Ergebnis wurde das Substrat mit einer Ebenheit von 0,1 bis 0,2 μm (konvex) hergestellt.
In dieser Ausführungsform wurde eine Kombination der beiden Lasttypen verwendet. Vorteilhafterweise wird die Anzahl der Lasttypen vorher festgelegt und eine optimale Kombination daraus gewählt. Die gewünschte Ebenheit kann also einfacher realisiert werden. Dabei wird die Ebenheit reguliert, indem mehrere Stufen von Lasttypen synchron mit dem Fortschritt der Polierung kombiniert werden. Auf diese Weise kann ein Substrat mit einer gewünschten Ebenheit effizient hergestellt werden.
Bei der Wahl des Lasttyps wird vorzugsweise ein Softwareprogramm verwendet, das mit verschiedenen Bedingungen der Poliervorrichtung, z. B. Temperatur, Drehzahl, Stromwert, Drehmomentwert der Richtplatte, geliefert wird, um eine optimale Kombination der Lasttypen zu wählen, um eine gewünschte Ebenheit zu erreichen.
Beispiel 5
Mit Bezug auf 5 wurde die Ebenheit des Maskenrohlingsubstrats mit einer konkaven Form reguliert. Im Ergebnis der Messung des Maskenrohlingsubstrats hatte die Substratoberfläche ein Profil wie eine Schüssel. Die Ebenheit lag im Bereich zwischen 0,6 und 0,7 μm (konkav). Daher wurde zuerst der Lasttyp (3) gewählt, bei dem die Eckabschnitte des Substrats mit einem höheren Druck belastet werden. Insbesondere wurde keine Last auf die Andrückteile 3 aufgebracht, die im Mittelabschnitt des Substrats angeordnet waren, während die Andrückteile 3, die in den Eckabschnitten des Substrats angeordnet waren, mit der höchsten Last beaufschlagt wurden. In 5 stellen die numerischen Werte, die in den Lasttypen (3) und (4) vorkommen, den Druck (kg/cm²) dar, der auf das Substrat wirkt. Das Substrat wurde mit einer Drehzahl von 10 bis 20 U/min bei einer Polierzeit von 45 bis 100 s poliert. Es wurde eine Polierlösung verwendet, die kolloidales Siliciumdioxid (durchschnittliche Partikelgröße 100 nm) als Schleifmittel enthält, das in Wasser sus pendiert ist. Im Ergebnis wurde das Substrat mit einer Ebenheit von 0,4 bis 0,5 μm (konkav) hergestellt.
Ferner wurde der Lasttyp (4) gewählt, bei dem die Eckabschnitte des Substrats mit einem geringfügig höheren Druck belastet werden. Im einzelnen wurden die Andrückteile 3, die im Mittelabschnitt des Substrats angeordnet sind, ohne Last verwendet, während die Andrückteile 3, die im Randabschnitt des Substrats angeordnet sind, mit einer Last beaufschlagt wurden, die von den Eckabschnitten des Substrats nach innen allmählich geringer wurde. Das Substrat wurde mit einer Drehzahl von 5 bis 20 U/min bei einer Polierzeit von 5 bis 20 s poliert. Es wurde eine Polierlösung verwendet, die kolloidales Siliciumdioxid (durchschnittliche Partikelgröße 100 nm) als Schleifmittel enthält, das in Wasser suspendiert ist. Im Ergebnis wurde das Substrat mit einer Ebenheit von 0,2 bis 0,3 μm (konkav) hergestellt.
Vergleichsbeispiel
Die Maskenrohlingsubstrate, die in den Beispielen 3 und 4 verwendet werden, wurden poliert, wobei eine gleichmäßige Last auf die Oberfläche des Substrats ausgeübt wurde. Im Ergebnis war die Ebenheit nicht hervorragend.
Beispiel 6
Die Ebenheit wurde so reguliert wie im Beispiel 3, außer daß die im Beispiel 3 verwendete Polierlösung durch eine Polierlösung ersetzt wurde, die kolloidales Siliciumdioxid (durchschnittliche Partikelgröße 100 nm) als Schleifmittel enthält, und daß Natriumhydroxid hinzugesetzt wurde, um einen pH-Wert von 11,2 zu erreichen, und daß mechanisch-chemisches Polieren verwendet wurde.
Im Ergebnis hatte das schließlich hergestellte Substrat eine im wesentlichen äquivalente Ebenheit. Allerdings kann die Polierzeit, die bei der Regulierung der Ebenheit erforderlich ist, um etwa 15 bis 20 verkürzt werden.
Auch wenn der Dünnfilm selbst eine Filmspannung hat, kann der Fotomaskenrohling mit einer gewünschten Ebenheit erfindungsgemäß hergestellt werden. Es ist daher möglich, ein Verfahren zur Herstellung eines Fotomaskenrohlings und ein Verfahren zur Herstellung einer Fotomaske bereitzustellen, die in der Lage sind, eine gewünschte Ebenheit des Fotomaskenrohlings zu erreichen, und die in der Lage sind, eine Verschlechterung der Strukturpositionsgenauigkeit der Fotomaske sowie das Auftreten eines Strukturverschiebungsfehlers und eines Strukturdefekts während der Strukturübertragung zu vermeiden.
Es kann außerdem ein Verfahren zur Bestimmung der Ebenheit eines Maskenrohlingsubstrats, das in einem Fotomaskenrohling und in einer Fotomaske verwendet werden kann, die eine hervorragende Ebenheit haben, sowie ein Verfahren zur Regulierung der Ebenheit bereitgestellt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, der ein Maskenrohlingssubstrat und einen auf einer Hauptoberfläche des Substrats ausgebildeten Dünnfilm aufweist, um eine optische Änderung des Belichtungslichts zu bewirken, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ausbildung des Dünnfilms unter einer Beschichtungsbedingung, die der der Herstellung des Maskenrohlings entspricht, auf der Hauptoberfläche des Maskenrohlingssubstrats, dessen Ebenheit und Oberflächenprofil bekannt sind, Messen einer Veränderung der Ebenheit des Substrats resultierend von einer Filmspannung des Dünnfilms, Bestimmen einer Ebenheit und eines Oberflächenprofils des Substrats als eine gewünschte Ebenheit und ein gewünschtes Oberflächenprofil des Substrats, um eine gewünschte Ebenheit des Maskenrohlings zu erreichen, Bearbeiten der Hauptoberfläche des Substrats, so daß die Hauptoberfläche des Substrats die gewünschte Ebenheit und das gewünschte Oberflächenprofil hat, und Bilden des Dünnfilms auf der Hauptoberfläche des Substrats.
Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske, die ein Maskenrohlingssubstrat und eine auf einer Hauptoberfläche des Substrats ausgebildete gewünschte Dünnfilmstruktur aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ausbildung einer Dünnfilmstruktur auf der Hauptoberfläche des Maskenrohlingssubstrats, wobei das Substrat eine gewünschte Ebenheit und ein gewünschtes Oberflächenprofil aufweist und wobei der Füllfaktor, die Position und die Form der Dünnfilmstruktur die gleichen sind wie die der Transfermaske, Messen einer Veränderung der Ebenheit des Substrats resultierend von einer Filmspannung der Dünnfilmstruktur, Bestimmen einer Ebenheit und eines Oberflächenprofils des Substrats als eine gewünschte Ebenheit und ein gewünschtes Oberflächenprofil des Substrats, um eine gewünschte Ebenheit der Transfermaske zu erreichen, Bearbeiten der Hauptoberfläche des Substrats, so daß die Hauptoberfläche des Substrats die gewünschte Ebenheit und das gewünschte Oberflächenprofil hat, und Bilden der gewünschten Dünnfilmstruktur auf der Hauptoberfläche des Substrats.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Bearbeitens der Hauptoberfläche des Substrats die folgenden Unterschritte umfaßt: Messen einer Ebenheit und eines Oberflächenprofils des Substrats, und Regulieren der Ebenheit und des Oberflächenprofils des Substrats durch lokales Ätzen und/oder Druckpolieren einer Fläche, wo das Profil der Hauptfläche des Substrats konvex ist, so daß das Substrat die vorbestimmte Ebenheit und das vorbestimmte Oberflächenprofil hat.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dünnfilm lediglich Chrom aufweist oder nicht nur Chrom, sondern auch mindestens ein Element aus der Gruppe Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff, wobei der Dünnfilm eine Zugspannung aufweist und das Oberflächenprofil des Substrats konvex ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dünnfilm eine Druckspannung aufweist und Silizium als Hauptbestandteil sowie Sauerstoff und/oder Stickstoff aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Herstellen eines Maskenrohlingssubstrats mit einer konvexen Form als ein Oberflächenprofil einer Hauptoberfläche, auf der ein Dünnfilm ausgebildet werden soll, und Ausbilden des Dünnfilms, der Chrom enthält und eine Zugspannung aufweist, auf der Hauptoberfläche durch Kathoden zerstäubung, wobei der Dünnfilm nur Chrom enthält oder nicht nur Chrom, sondern auch mindestens ein Element aus der Gruppe Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff.
Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Herstellen eines Maskenrohlingssubstrats mit einer konkaven Form als ein Oberflächenprofil einer Hauptoberfläche, auf der ein Dünnfilm ausgebildet werden soll, und Ausbilden des Dünnfilms mit Silizium als Hauptbestandteil und Sauerstoff und/oder Stickstoff auf der Hauptoberfläche durch Kathodenzerstäubung, wobei der Dünnfilm eine Druckspannung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Schritt des Bearbeitens des Substrats die folgenden Unterschritte umfaßt: Ausbildung des Dünnfilms unter einer Abscheidungsbedingung, die der des Maskenrohlings entspricht, auf der Hauptfläche des Maskenrohlingssubstrats, dessen Ebenheit und Oberflächenprofil bekannt sind, Messen einer Veränderung der Ebenheit des Substrats resultierend von einer Filmspannung des Dünnfilms, Bestimmen einer Ebenheit und eines Oberflächenprofils des Substrats als eine gewünschte Ebenheit und ein gewünschtes Oberflächenprofil des Substrats, um eine gewünschte Ebenheit des Maskenrohlings zu erreichen, und Bearbeiten der Hauptoberfläche des Substrats, so daß die Hauptoberfläche des Substrats die gewünschte Ebenheit und das gewünschte Oberflächenprofil hat.