DE112004000465T5

DE112004000465T5 - Retikelsubstrat, Verfahren zum Herstellen des Substrats, Maskenrohling und Verfahren zum Herstellen des Maskenrohlings

Info

Publication number: DE112004000465T5
Application number: DE112004000465T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Akagawa
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: KR20050109984A; DE112004000465B4; CN100545748C; US7579120B2; CN1761914A; WO2004083961A1; JPWO2004083961A1; TW200506508A; US20060223224A1; KR101048910B1; TWI270744B

Abstract

Retikelsubstrat mit einem Paar gegenüberliegenden Hauptflächen, zwei Paar Seitenflächen, die senkrecht zu den Hauptflächen angeordnet sind und paarweise einander gegenüberliegen, und abgeschrägten Flächen zwischen den Hauptflächen und den Seitenflächen, wobei:
eine Ebenheit in einem Ebenheitsmeßbereich jeder Hauptfläche, wobei ein Bereich mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von einer Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche nach innen erstreckt, nicht größer ist als 0,5 μm, während die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich einer Referenzfläche zwischen -1 und 0 μm beträgt.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft Substrate für Retikel und Verfahren zum Herstellen der Substrate. Die Retikel werden auf Steppern montiert, die zur Herstellung integrierter Halbleiterschaltungen verwendet werden, und als Masken für Projektionsvorrichtungen mit reduzierter Belichtungsleistung verwendet. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Maskenrohlinge und Verfahren zum Herstellen der Maskenrohlinge.

Hintergrundtechnik

Ein Retikel wird für eine Musterübertragung auf einem Stepper montiert und bei der Herstellung integrierter Halbleiterschaltungen als Maske für eine Projektionsvorrichtung mit reduzierter Belichtungsleistung verwendet. Beispielsweise weist das Retikel ein Muster aus einer Lichtabschirmungsschicht aus Chrom oder aus einem ähnlichen Material auf, die durch Sputtern auf einem transparenten Glassubstrat ausgebildet ist, das mindestens eine hochglanzpolierte Oberfläche aufweist.

Mit der zunehmenden Miniaturisierung von Mustern wird gefordert, daß das Retikelsubstrat hochgradig eben und glatt sein muß.

In jüngster Zeit wird gefordert, daß auf dem Retikelsubstrat ein Muster mit einer hohen Positionsgenauigkeit in einem Musterübertragungsbereich ausgebildet sein muß. Beispielsweise muß ein Substrat der Größe 6025 (6 × 6 × 0,25 Zoll) (ca. 152,40 × 152,40 × 6,35 mm) in einem (nachstehend. als Ebenheitsmeßbereich bezeichneten) Bereich einer Hauptfläche des Substrats, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm von einer Kante oder einer Grenze zwischen der Hauptfläche und einer abgeschrägten oder abgefasten Fläche ausgenommen ist, eine Ebenheit von 0,5 μm oder weniger (Halbleiter-Designregel: 100 nm), und bevorzugter eine Ebenheit von 0,25 μm oder weniger (Halbleiter-Designregel: 70 nm) aufweisen. Die Ebenheit ist als Höhenunterschied zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert einer Meßfläche bezüglich einer virtuellen absoluten Ebene (Fokalebene) definiert, die durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate von der Meßfläche der Substratoberfläche berechnet wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, hat sich das Erfordernis der Ebenheit lediglich auf einen Bereich bezogen, wobei eine bestimmte Breite von der Seitenfläche des Substrats ausgenommen wurde, d.h. nur auf den Mittenabschnitt des Substrats.

Mit der fortschreitenden Miniaturisierung von Mustern ist die Linienbreite der Muster in jüngster Zeit jedoch immer kleiner geworden. Daher beeinflußt eine Umfangskonfiguration des Retikelsubstrats die Musterpositionsgenauigkeit, wenn ein Muster auf dem Retikel unter Verwendung eines Steppers auf ein zu strukturierendes Substrat übertragen wird.

D.h., das Retikel wird im allgemeinen derart am Stepper befestigt, daß eine Hauptfläche, auf der das Muster angeordnet ist, einem Substrat zugewandt ist, auf das das Muster übertragen wird. Das Retikel wird derart befestigt, daß ein breiter Strukturierungsbereich gewährleistet und eine Fehlausrichtung des Substrats während der Operation des Steppers durch eine Ansaug-Haltekraft am Umfang außerhalb des Ebenheitsmeßbereichs oder am Umfang, der den Ebenheitsmeßbereich überspannt, und am vom Ebenheitsmeßbereich der Hauptfläche des Substrats verschiedenen Bereich verhindert wird.

2 zeigt einen Mechanismus zum Befestigen des Retikels am Stepper.

Gemäß 2 wird ein Retikel 1' an Substrathalteelementen 6 befestigt und auf einer Substrathalteeinheit 5 angeordnet. Die Substrathalteelemente 6 sind entlang zwei Rändern des Retikels 1' angeordnet und mit einer Vakuum- oder Unterdruckeinheit (nicht dargestellt) verbunden. Das Retikel 1' wird durch eine Ansaug-Haltekraft gehalten.

Wenn die Endform (Flachheit, Randverformung, usw.) an den Umfangsabschnitten des Substrats (Retikelsubstrats), das ein Basismaterial des Retikels bildet, ungeeignet ist, wird das Substrat durch die durch das Ansaugen erzeugte Haltekraft verformt. Daher treten in Verbindung mit der Musterpositionsgenauigkeit des Übertragungsmusters verschiedenartige Probleme auf, z.B. ein Versatz von Abständen zwischen den Übertragungsmustern und eine Verminderung der Gleichmäßigkeit der Linienbreite.

Die vorstehend erwähnten Probleme werden in Proceedings of SPIE Photomask and Next-Generation Lithography Mask Technology IX, Vol. 4754, 43-53 (2002) beschrieben. Wenn der Rand des Retikelsubstrats nach oben gekrümmt ist, nimmt die Positionsgenauigkeit ab, wenn das Substrat durch den Stepper gehalten wird. In diesem Dokument wird vorgeschlagen, daß der Rand des Retikelsubstrats vorzugsweise flach sein sollte oder nur eine geringfügige Randformung aufweisen darf.

Der durch die Substrathalteelemente 6 gehaltene Bereich der Hauptfläche des Substrats ist bei jedem Stepperhersteller unterschiedlich. Der Verformungsgrad des Substrats aufgrund des Ansaug-Haltevorgangs ist in Abhängigkeit von diesen Unterschieden verschieden. Daher muß das Retikelsubstrat derart konstruiert sein, daß der Grad der durch die Ansaug-Haltekraft verursachten Substratverformung unabhängig von den Substrathalteelementen der Steppervorrichtungen derart gesteuert wird, daß er innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. In der Praxis ist es jedoch schwierig, dies zu erreichen. Daher muß der Grad der durch die Ansaug-Haltekraft verursachten Substratverformung unabhängig von den durch die Substrathalteelemente gehaltenen Bereichen derart gesteuert werden, daß er innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Ein derartig konstruiertes Substrat ist zwar erforderlich, wird aber in diesem Dokument nicht erwähnt.

Im allgemeinen wird das Retikelsubstrat durch Präzisionspolieren hergestellt, wie beispielsweise in der ungeprüf ten japanischen Patentanmeldung JP-A-1-40267 dargestellt ist.

Beim Präzisionspolieren werden beide Seiten mehrerer Retikelsubstrate gleichzeitig poliert, d.h. es wird ein sogenannter doppelseitiger mehrstufiger Polierprozeß ausgeführt. Die Substrate werden mit einem Schleifmittel poliert, das Zeroxid als Hauptbestandteil enthält, und dann in einem Endbearbeitungsprozeß mit einem Schleifmittel poliert, das kolloidales Silika als Hauptbestandteil enthält. Beim Präzisionspolieren wird eine Veloursleder-Polierscheibe zum Glätten der Hauptfläche der Substrate verwendet.

Im vorstehend erwähnten Verfahren wird zwar eine hohe Produktivität erreicht, durch die Polierscheibe wird jedoch ein übermäßiger Druck auf die Umfangsabschnitte des Retikelsubstrats ausgeübt. Dadurch wird die Polierscheibe während des Poliervorgangs eingesenkt und die Form der Polierscheibe instabil. Infolgedessen kann kein Retikelsubstrat mit einer hochgradigen Ebenheit erhalten werden. Insbesondere kann, weil die Endform des Retikelsubstrats ungeeignet wird, das Substrat nicht zuverlässig an der Substrathalteeinrichtung des Steppers befestigt werden. Wenn das Muster auf dem Retikels unter Verwendung des Steppers auf ein zu strukturierendes Substrat übertragen wird, nimmt die Musterpositionsgenauigkeit ab. Infolgedessen treten, wie vorstehend erwähnt wurde, Probleme auf.

Daher wurde in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP-A-2002-318450 ein Verfahren zum Herstellen eines Glassubstrats für eine Fotomaske vorgeschlagen. In diesem Verfahren hat das Glassubstrat eine ebene oder flache Oberfläche, wenn eine lichtabschirmende oder Lichtabschirmungsschicht auf der Glassubstratoberfläche strukturiert wird. Dadurch kann die ebene Oberfläche des Glassubstrats belichtet werden. Ein derartiges Glassubstrat wird durch partielles Plasmaätzen in Abhängigkeit von einer Differenz hergestellt, die gemäß den gewünschten Formen des Glassubstrats und des Glassubstrats als Rohmaterial berechnet wird.

Im vorstehend erwähnten Verfahren wird die belichtete Oberfläche des Glassubstrats während des Belichtungsvorgangs theoretisch flach oder eben. Aufgrund der Oberflächenrauhigkeit einer durch das Plasmaätzen beeinflußten Schicht auf der Oberfläche des Glassubstrats muß innerhalb einer sehr kurzen Zeitdauer ein mechanischer Poliervorgang ausgeführt werden. Hierbei kann eine Verminderung der Ebenheit aufgrund des kurzzeitigen mechanischen Poliervorgangs nachteilig nicht vernachlässigt werden, und durch zusätzliche erforderliche Arbeitsschritte nimmt die Produktivität ab.

Die Umfangsabschnitte des Substrats können durch das in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP-A-2002-318450 beschriebene Verfahren (Ebenheitsmessung durch ein optisches Interferenzverfahren) zum Messen der Substratform nicht präzise gemessen werden. Daher kann, auch wenn die gewünschte ebene Oberfläche erzeugt wird, die Form der Substratumfangsabschnitte tatsächlich nicht geeignet ausgebildet werden. Das Retikel wird verformt, wenn es an der Substrathalteeinrichtung des Steppers befestigt wird, und die Positionsgenauigkeit des übertragenen Musters nimmt nachteilig ab.

In der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP-A-2003-51472 wird ein Substrat beschrieben, das eine Ebenheit von 0,5 μm oder weniger in einem Umfangsabschnitt aufweist, der eine Breite von 3 mm hat und sich bezüglich den Kanten der End- oder Stirnflächen des Substrats nach innen erstreckt. Dies dient dazu, eine Abnahme der Prüfempfindlichkeit und eine Abnahme der Genauigkeit der Fläche zu vermeiden, auf die ein Resistmaterial aufgebracht wird. D.h., in der JP-A-2003-51472 wird nur die Ebenheit im Umfangsabschnitt des Substrats beschrieben, es werden jedoch nicht die Probleme aufgezeigt, die auftreten, wenn eine Dünnschicht auf dem Substrat aufgebracht wird. Die JP-A-2003-51472 befaßt sich auch nicht mit der Ebenheit von vom Umfangsabschnitt des Substrats verschiedenen Bereichen.

Daher wird, wenn das Retikel durch Ausbilden einer Dünnschicht auf dem durch die JP-A-2003-51472 definierten Substrat konfiguriert wird, eine große Schichtbelastung auf die Dünnschicht ausgeübt, wodurch das Retikel verformt wird. Außerdem kann, weil die Zuverlässigkeit des in einem Bereich in der Nähe des Umfangsabschnitts des Substrats gemessenen Ebenheitswertes gering ist, eine Verformung des Retikels nicht ausreichend verhindert werden, wenn die Substrathalteeinrichtungen der Stepper herstellerbedingt verschieden sind.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist hinsichtlich der vorstehend erwähnten Probleme entwickelt worden, und erfindungsgemäß werden ein Retikelsubstrat und Maskenrohling bereitgestellt, durch die eine Verformung eines Retikels verhindert werden kann, das durch Ausbilden einer Dünnschicht auf dem Substrat hergestellt wird. D.h., es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Retikelsubstrat und ein Verfahren zum Herstellen des Substrats mit einer hohen Produktivität und einer hohen Ausbeute bereitzustellen. Durch das Retikelsubstrat kann die Verformung des Retikels gesteuert und eine Abnahme der Positionsgenauigkeit eines übertragenen Musters minimiert werden, auch wenn Stepper jeweils verschiedenartig geformte Substrathalteelemente aufweisen und das Retikel auf beliebigen der verschiedenartig geformten Halteelemente montiert wird, die mit den jeweiligen Substratabschnitten in Kontakt stehen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Maskenrohling und ein Verfahren zum Herstellen des Maskenrohlings mit einer hohen Produktivität und einer hohen Ausbeute bereitzustellen. Durch den Maskenrohling kann die Verformung des Retikels gesteuert und eine Abnahme der Positionsgenauigkeit eines übertragenen Musters minimiert werden, auch wenn Stepper jeweils verschiedenartig geformte Substrathalteelemente aufweisen und das Retikel auf beliebigen der verschiedenartig geformten Halteelemente montiert wird, die mit den jeweiligen Abschnitten des Substrats in Kontakt stehen.

(Erster Aspekt)

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Retikelsubstrat mit einem Paar gegenüberliegenden Hauptflächen, zwei Paar Seitenflächen, die senkrecht zu den Hauptflächen angeordnet sind und paarweise einander gegenüberliegen, und abgeschrägten Flächen zwischen den Hauptflächen und den Seitenflächen bereitgestellt, wobei:
eine Ebenheit in einem Ebenheitsmeßbereich jeder Hauptfläche die nicht größer ist als 0,5 μm, wobei ein Bereich mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich bezüglich einer Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche nach innen erstreckt, während die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich einer Referenzfläche zwischen –1 und 0 μm beträgt.

(Zweiter Aspekt)

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Maskenrohling mit einer Dünnschicht für ein Übertragungsmuster auf einer Hauptfläche des Retikelsubstrats gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt.

(Dritter Aspekt)

Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Maskenrohling gemäß dem zweiten Aspekt bereitgestellt, wobei die Dünnschicht eine Schichtbelastung von 0,5 Gpa oder weniger aufweist.

(Vierter Aspekt)

Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Maskenrohling gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt bereitgestellt, wobei die Ebenheit im Ebenheitsmeßbereich der Hauptfläche, auf der die Dünnschicht ausgebildet ist, 0,5 μm ist, wobei ein Bereich mit einer Breite von 3 mm, der sich bezüglich der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche nach innen erstreckt, vom Ebenheitsmeßbereich ausgenommen ist, während die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich der Referenzfläche zwischen -1 und 0 μm beträgt.

(Fünfter Aspekt)

Gemäß einem fünften Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen des Retikelsubstrats gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Schleifen und Präzisionspolieren einer Hauptfläche eines Retikelsubstrats; anschließendes Messen einer Oberflächenkonfiguration der Hauptfläche in einem Bereich, der einen Substratumfangsabschnitt einschließt, der durch ein Substrathalteelement einer Belichtungsvorrichtung gehalten wird; und Modifizieren der Oberflächenkonfiguration der Hauptfläche auf der Basis eines Meßergebnisses, so daß die Oberflächenkonfiguration der Hauptfläche eine gewünschte Form erhält, indem der Bereich der Hauptfläche bestimmt wird, der bezüglich einer optional bestimmten Referenzfläche konvex ist, wobei in dem Bereich ein Druck, der höher ist als in anderen Bereichen, auf Polierscheiben einer Poliervorrichtung ausgeübt wird, wobei den Polierscheiben eine Polierflüssigkeit zugeführt wird, und indem das Retikelsubstrat bezüglich der Polierscheibe bewegt wird.

(Sechster Aspekt)

Gemäß einem sechsten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen des Retikelsubstrats gemäß dem fünften Aspekt bereitgestellt, wobei der Präzisionspolierschritt aufweist: einen Grobpolierprozeß unter Verwendung relativ großer Schleifkörner zum Beseitigen von Oberflächendefekten des Substrats, während die im Schleifvorgang erhaltene Ebenheit beibehalten wird; und einen Hochglanzpolierprozeß unter Verwendung relativ kleiner Schleifkörner für eine End- oder Schlichtbearbeitung.

(Siebenter Aspekt)

Gemäß einem siebenten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen des Maskenrohlings durch Ausbilden einer Dünn schicht als Übertragungsmuster auf einer Hauptfläche des durch das Verfahren gemäß dem fünften oder sechsten Aspekt hergestellten Retikelsubstrats bereitgestellt.

(Achter Aspekt)

Gemäß einem achten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen des Maskenrohlings gemäß dem siebenten Aspekt bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist: einen Erwärmungsprozeß zum Unterdrücken einer während oder nach der Ausbildung der Dünnschicht erhaltenen Änderung der maximalen Höhe bezüglich der Referenzebene an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche, wobei der Erwärmungsprozeß vor oder nach der Ausbildung der Dünnschicht ausgeführt wird.

Gemäß dem ersten Aspekt weist das Substrat in einem Ebenheitsmeßbereich, der als Bereich der Hauptfläche des Substrats definiert ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen nach innen erstreckt, eine Ebenheit von 0,5 μm oder weniger und an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche eine maximale Höhe von -1 bis 0 μm bezüglich einer Referenzebene auf. Dadurch kann eine Verformung des Retikels gesteuert und eine Verminderung der Positionsgenauigkeit eines Übertragungsmusters minimiert werden, auch wenn Stepper mit jeweiligen Substrathalteelementen mit verschiedenen Formen verwendet werden und das Retikel auf beliebigen der verschiedenartig geformten Substrathalteelemente montiert wird, die mit jeweiligen Substratabschnitten in Kontakt stehen.

Die Ebenheit bezeichnet in der vorliegenden Erfindung einen Wert, der eine Krümmung oder Verformung der Substratoberfläche anzeigt und durch einen TIR- [Ablesung über den gesamten Meßbereich (Total indicated Reading)] Wert dargestellt wird. Die Ebenheit ist ein Höhenunterschied bezüglich einer Referenzebene, die an der Seite der vorderen Hauptfläche des Substrats zwischen dem Maximalpunkt und dem Minimalpunkt einer Oberflächenform der Hauptfläche beliebig festge legt wird (ein Höhenunterschied zwischen dem Maximalpunkt und dem Minimalpunkt einer Meßfläche bezüglich einer virtuellen absoluten Ebene (Fokalebene), die durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate von der Meßfläche berechnet wird).

Die Ebenheit kann unter Verwendung optischer Interferenzverfahren gemessen werden. Durch das optische Interferenzverfahren kann eine Höhendifferenz einer Oberfläche des Substrats als Phasenverschiebung von reflektiertem Licht beobachtet werden, wenn die Oberfläche mit kohärentem Licht, z.B. Laserlicht, bestrahlt wird. Gemäß diesem Verfahren ist, weil die Ebenheit in einem Bereich mit einer Breite von 3 mm, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche des Substrats nach innen erstreckt, nicht präzise gemessen werden kann, die erhaltene Ebenheit in diesem Bereich unzuverlässig. Daher ist dieser Bereich aus dem Ebenheitsmeßbereich ausgeschlossen.

Die Ebenheit im Ebenheitsmeßbereich beträgt vorzugsweise 0,5 μm oder weniger, bevorzugter 0,25 μm oder weniger und am bevorzugtesten 0,05 μm oder weniger.

Substrate mit der gleichen Ebenheit im Ebenheitsmeßbereich können verschiedene Endformen aufweisen, d.h. sie können sich zu den abgeschrägten Flächen flach, nach unten gekrümmt (abfallend) oder nach oben gekrümmt (skischanzenförmig) erstrecken.

Wenn das Retikel auf dem Substrathalteelement eines Steppers einer Belichtungsvorrichtung durch eine Ansaug-Haltekraft gehalten wird, kann das Substrats durch die am Umfang des Substrats ausgeübte Ansaug-Haltekraft verformt werden. Daher ist ein flaches Ende oder ein abfallendes Ende bevorzugter als ein nach oben gekrümmtes (skischanzenförmiges) Ende.

In der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend erwähnte Endform basierend auf der maximalen Höhe bezüglich einer Referenzebene an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche berechnet, um den Grad der Aufwärts- oder Abwärtskrümmung zu bestimmen.

Die Referenzebene wird basierend auf der Substratgröße geeignet festgelegt. Beispielsweise ist, wie in 3 dargestellt ist, die Grenze oder die Kante 14 zwischen der Hauptfläche 2 und der abgeschrägten Fläche 4 als Referenzposition definiert. Eine Ebene oder eine Linie, die durch Verbinden eines Punktes, der von dieser Referenzposition 3 mm nach innen versetzt ist, mit einem Punkt bestimmt wird, der von diesem Referenzpunkt 16 mm zur Mitte versetzt ist, ist als virtuelle Referenzebene oder virtuelle Referenzlinie definiert. Wenn vorausgesetzt wird, daß die virtuelle Referenzebene (oder virtuelle Referenzlinie) eine Höhe von 0 hat, ist der Grad der Aufwärts- oder Abwärtskrümmung durch die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche definiert. Die maximale Höhe beträgt 0, wenn die Endform flach ist. Die maximale Höhe ist negativ (–), wenn der Umfangsabschnitt der Hauptfläche des Substrats sich nach unten krümmt (abfallendes Ende). Die maximale Höhe ist positiv (+), wenn der Umfangsabschnitt der Hauptfläche des Substrats sich nach oben krümmt (skischanzenförmiges Ende).

Erfindungsgemäß beträgt die maximale Höhe zwischen -1 μm und 0 μm. Wenn die maximale Höhe größer ist als 0 μm, krümmt sich der Umfangsabschnitt nach oben. Dadurch nimmt eine Verformung des Retikels zu, wenn das Retikel auf der Substrathaltefläche eines Steppers montiert ist. Dadurch nimmt die Positionsgenauigkeit eines übertragenen Musters ab. Andererseits kann, wenn die maximale Höhe kleiner ist als 1 μm, das Substrathalteelement des Steppers das Retikel nicht fest und zuverlässig halten. Infolgedessen ist der Haltezustand instabil. Dadurch nimmt die Positionsgenauigkeit eines übertragenen Musters nachteilig ab. Weil die Miniaturisierung von Mustern fortschreitet, ist eine hohe Positionsgenauigkeit für das Muster erforderlich geworden. Daher beträgt die maximale Höhe vorzugsweise zwischen -0,5 μm und 0 μm, bevorzugter zwischen -0,25 μm und 0 μm, noch bevorzugter zwischen -0,1 μm und 0 μm und am bevorzugtesten zwischen -0,05 μm und 0 μm.

Eine Kombination aus der Ebenheit im Ebenheitsmeßbereich und der maximalen Höhe bezüglich einer Referenzebene an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche ist vorzugsweise durch eine Ebenheit von 0,25 μm oder weniger und eine maximale Höhe von -0,5 bis 0 μm und bevorzugter von -0,25 bis 0 μm und noch bevorzugter durch eine Ebenheit von 0,05 μm oder weniger und eine maximale Höhe von -0,1 bis 0 μm und bevorzugter von -0,05 bis 0 μm definiert.

Gemäß dem vorstehend erwähnten zweiten Aspekt wird ein Maskenrohling durch Ausbilden einer als Übertragungsmuster dienenden Dünnschicht auf der Hauptfläche des Retikelsubstrats gemäß dem ersten Aspekt hergestellt. Dadurch kann die Verformung des Retikels gesteuert und die Abnahme der Positionsgenauigkeit eines übertragenen Musters minimiert werden, auch wenn Stepper jeweils verschiedenartig geformte Substrathalteelemente aufweisen und das Retikel, das unter Verwendung des Maskenrohlings hergestellt wird, auf beliebigen der verschiedenartig geformten Substrathalteelemente montiert wird, die mit den jeweiligen Bereichen des Substrats in Kontakt stehen.

Gemäß dem vorstehend erwähnten dritten Aspekt ändern sich, wenn die Dünnschicht eine Schichtbelastung von 0,5 Gpa oder weniger erfährt, die Ebenheit des Substrats und die maximale Höhe bezüglich einer Referenzebene an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche gemäß dem ersten Aspekt kaum. Daher kann die Oberflächenform des Substrats durch den Maskenrohling beibehalten werden. Dadurch ändern sich die Ebenheit des Substrats und die maximale Höhe bezüglich der Referenzebene an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche des unter Verwendung des Maskenrohlings hergestellten Retikels kaum. Dadurch kann die Verformung des Retikels gesteuert und eine Abnahme der Positionsgenauigkeit eines übertragenen Musters minimiert werden, wenn das Retikel auf einem Stepper montiert ist. Vorzugsweise beträgt die Schichtbelastung der Dünnschicht 0,2 Gpa oder weniger und bevorzugter 0,1 Gpa oder weniger. Wenn auf der Hauptfläche des Retikelsubstrats meh rere Dünnschichten angeordnet sind, bezeichnet die Schichtbelastung die gesamte Schichtbelastung der mehreren Dünnschichten. Die Schichtbelastung kann anhand eines Unterschieds der Schichtbelastung vor und nach der Ausbildung der Dünnschicht auf dem Retikelsubstrat berechnet werden.

Gemäß dem vorstehend erwähnten vierten Aspekt weist ein Ebenheitsmeßbereich, der durch einen Bereich der Hauptfläche definiert ist, in dem eine Dünnschicht des Maskenrohlings ausgebildet ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche nach innen erstreckt, eine Ebenheit von 0,5 μm auf, und die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich einer Referenzebene beträgt zwischen -1 μm und 0 μm. Dadurch kann eine Abnahme der Positionsgenauigkeit eines übertragenen Musters sicher minimiert werden.

Gemäß dem vorstehend erwähnten fünften Aspekt wird die Ebenheit der Oberflächenform des Substrats anders als bei einem herkömmlichen Verfahren, in dem ein Plasmaätzprozeß verwendet wird, durch mechanisches oder mechanochemisches Polieren unter Verwendung einer Polierscheibe modifiziert (oder abgeglichen). Dadurch wird, weil die Oberflächenrauhigkeit des Substrats beibehalten oder verbessert wird, die Oberflächenform in die gewünschte Oberflächenform modifiziert (oder abgeglichen). Dadurch kann eine Verformung des Retikels gesteuert und eine Abnahme der Positionsgenauigkeit eines übertragenen Musters minimiert werden, wenn das Retikel auf der Substrathalteeinrichtung des Steppers montiert ist. Dadurch kann das Retikelsubstrat gemäß dem ersten Aspekt mit einer hohen Produktivität und einer hohen Ausbeute hergestellt werden.

Gemäß dem fünften Aspekt kann die Form unter Verwendung einer Poliervorrichtung modifiziert werden, durch die, wie nachstehend beschrieben wird, mehrere Druckkörper auf nahezu die gesamte Hauptfläche des Substrats aufgebracht werden.

Die Oberflächenform (Ebenheit) der Hauptfläche des Substrats wird vorzugsweise durch eine Ebenheitsmeßvorrichtung gemessen, in der hinsichtlich der Meßganauigkeit optische Interferenzverfahren verwendet werden. Im optischen Interferenzverfahren kann der Höhenunterschied einer Substratoberfläche als Phasenverschiebung von reflektiertem Licht beobachtet werden, wenn die Hauptfläche des Substrats mit kohärentem Licht, z.B. Laserlicht, bestrahlt wird.

Der vorstehend erwähnte Schleifprozeß wird normalerweise ausgeführt, um

(1) eine vorgegebene Dicke eines aufgeschnittenen oder abgetrennten Substrats zu erhalten;
(2) eine durch die Bearbeitung beeinflußte Schicht gleichmäßig zu machen; und
(3) die Ebenheit einzustellen.

Im Schleifprozeß werden normalerweise beide Flächen des Retikelsubstrats, das durch einen Träger gehalten wird, durch Drehen eines oberen und eines unteren Tischs und des Trägers geschliffen, während beiden Flächen des Retikelsubstrats eine Schleifkörner enthaltende Flüssigkeit zugeführt wird. Ein derartiger doppelseitiger Schleifprozeß wird normalerweise in zwei Stufen, d.h. durch einen Grobschleifprozeß und einen Präzisionsschleifprozeß, ausgeführt. Beispielsweise werden für einen Grobschleifprozeß Schleifkörner, z.B. Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid, der Größe #400 bis #600 verwendet, und für den Präzisionsschleifprozeß werden Schleifkörner, z.B. Aluminiumoxid oder Zirkon, der Größe #800 bis #1500 verwendet.

Der vorstehend erwähnte Präzisionspolierprozeß wird normalerweise ausgeführt, um ein Hochglanz-Finish zu erhalten, während die im Schleifprozeß erzielte Ebenheit beibehalten oder verbessert wird.

Im Präzisionsschleifvorgang werden im allgemeinen beide Flächen des Retikelsubstrats, das durch einen Träger gehalten wird, durch Drehen des Trägers und eines oberen und eines unteren Tischs, auf denen Polierscheiben befestigt sind, poliert, während beiden Flächen des Retikelsubstrats ein schleifkörnerhaltiger Schlamm zugeführt wird. Die Polierscheiben und der Schlamm, die zum doppelseitigen Polieren verwendet werden, werden gemäß dem Substratmaterial, der herzustellenden Oberflächenform und der Oberflächenrauhigkeit geeignet festgelegt.

Beispiele von Polierscheiben sind eine harte Polierscheibe, z.B. ein Urethankissen, und eine flexible Polierscheibe, z.B. ein Velourslederkissen.

Die Polierflüssigkeit besteht aus mindestens einem Poliermittel, das aus Zeroxid, Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid, kolloidalem Silika und ähnlichen Materialien ausgewählt wird, und einem Lösungsmittel, das aus Wasser, Alkalien und Säuren ausgewählt wird.

Entsprechend der zu erzielenden Oberflächenrauhigkeit wird ein Schleifmittel mit einer mittleren Partikelgröße von mehreren zehn bis etwa 1 μm verwendet.

Gemäß dem vorstehend erwähnten sechsten Aspekt ist der Präzisionspolierprozeß ein mehrerstufiger Prozeß mit einem Grobpolierprozeß und einem Hochglanzpolierprozeß. Der Grobpolierprozeß dient zum Entfernen von Oberflächendefekten des Substrats unter Verwendung von Schleifkörnern mit einer relativ großen Partikelgröße, während die durch den Schleifprozeß erhaltene Ebenheit beibehalten wird. Der Hochglanzpolierprozeß dient zum Polieren der Oberfläche des Substrats zum Herstellen einer Hochglanz-Oberflächenstruktur unter Verwendung von Schleifkörnern mit einer relativ kleinen Partikelgröße. Dadurch kann das Retikelsubstrat gemäß dem ersten Aspekt mit einer hohen Produktivität hergestellt werden.

Wenn das Retikelsubstrat aus Glas besteht, bestehen die für den Grobpolierprozeß verwendeten Schleifkörner vorzugsweise aus Zeroxid mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 1 bis 2 μm, und die für den Hochglanzpolierprozeß verwendeten Schleifkörner bestehen vorzugsweise aus kolloidalem Silika mit einer mittleren Partikelgröße von mehreren zehn bis 100 nm.

Gemäß dem vorstehend erwähnten siebenten Aspekt kann der Maskenrohling gemäß dem zweiten Aspekt durch Ausbilden einer als Übertragungsmuster dienenden Dünnschicht auf der Hauptfläche des Retikelsubstrats hergestellt werden, das durch das Verfahren zum Herstellen eines Retikelsubstrats gemäß dem fünften oder sechsten Aspekt erhalten wird.

Gemäß dem vorstehend erwähnten achten Aspekt wird die Schichtbelastung der Dünnschicht durch Ausführen eines Erwärmungsprozesses während oder nach der Ausbildung der Dünnschicht vermindert. Dadurch ändern sich die Ebenheit des Substrats und die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich einer Referenzebene kaum. Dadurch kann ein Maskenrohling hergestellt werden, durch den die Oberflächenform des Substrats beibehalten wird.

Die Materialien und Größen des erfindungsgemäßen Retikelsubstrats sind nicht eingeschränkt.

Als Material für das Retikelsubstrat kann ein beliebiges Material verwendet werden, so lange das Material für Belichtungslicht der Belichtungsvorrichtung transparent ist. Ein typisches Material ist Glas. Beispiele von Glas sind synthetisches Quarzglas, Kalknatronglas, Aluminosilikatglas, Aluminoborosilikatglas, nicht aus Alkalien bestehendes Glas und Kristallglas.

Das Retikelsubstrat hat im allgemeinen die Größe 6025 (152,4 × 152,4 × 6,35 mm) oder 5009 (127 × 127 × 2,29 mm), die Größe ist jedoch nicht darauf beschränkt.

Die als erfindungsgemäßes Übertragungsmuster dienende Dünnschicht verursacht eine optische Änderung des bei der Musterübertragung verwendeten Belichtungslichts. Beispiele von Dünnschichten sind Lichtabschirmungsschichten und Phasenverschiebungsschichten.

Im Maskenrohling kann eine Resistschicht auf der als Übertragungsschicht dienenden Dünnschicht ausgebildet werden.

Das erfindungsgemäße Retikelsubstrat und der erfindungsgemäße Maskenrohling können eine Verformung des Retikels steuern und eine Abnahme der Positionsgenauigkeit eines Übertragungsmusters, während das Retikel auf der Substrathalteeinrichtung des Steppers montiert ist, minimieren.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Retikelsubstrats und eines Maskenrohlings kann ein Retikelsubstrat mit einer hohen Produktivität und einer hohen Ausbeute hergestellt werden. Durch das Retikelsubstrat kann eine Verformung des Retikels gesteuert und eine Abnahme der Positionsgenauigkeit eines Übertragungsmusters, während das Retikel auf der Substrathalteeinrichtung des Steppers montiert ist, minimiert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Retikelsubstrats;
2 zeigt einen Mechanismus eines Steppers zum Fixieren des Substrats;
3 zeigt ein Diagramm zum Darstellen einer Umfangsform des erfindungsgemäßen Retikelsubstrats;
4 zeigt eine Draufsicht einer in der vorliegenden Erfindung verwendeten Substratpoliervorrichtung; und
5 zeigt eine Querschnittansicht einer in der vorliegenden Erfindung verwendeten Substratpoliervorrichtung.
Bestes Verfahren zum Implementieren der Erfindung
Beispiel 1
Gemäß 1 war ein in diesem Beispiel verwendetes Retikelsubstrat ein rechteckiges Substrat mit einem Paar gegenüberliegenden Hauptflächen 2, zwei Paaren von Seitenflächen 3, die senkrecht zu den Hauptflächen 2 angeordnet sind, und abgeschrägten Flächen 4, die sich zwischen den Hauptflächen 2 und den Seitenflächen 3 erstrecken. Das Substrat bestand aus synthetischem Quarzglas und hatte die Größe 6025 (152,4 × 152,4 × 6,35 mm).
Ein Ebenheitsmeßbereich war als Bereich der Hauptfläche definiert, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm, der sich von jeder Grenze zwischen der Hauptfläche 2 und den abgeschrägten Flächen 4 nach innen erstreckt, ausgenommen war. Der Ebenheitsmeßbereich wies eine Ebenheit von 0,22 μm auf. Wenn der Bereich der Hauptfläche, der von Linien um schlossen ist, die bezüglich der Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen in einem Abstand von 3mm bzw. 16mm nach innen versetzt sind, als virtuelle Referenzebene (O) definiert wird, hatte die Endform an den Grenzen zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen eine maximale Höhe von -0,5 μm.
Die vorstehend erwähnte Ebenheit wurde durch eine auf optischer Interferenz basierenden Ebenheitmeßvorrichtung (FM-200 von Tropel Corp) gemessen, und die Endform wurde durch eine auf einem Tastprinzip basierenden Rauhigkeitsmeßvorrichtung (SURFTEST-501 von Mitutoyo Corp.) gemessen.
Dann wurde eine Substratverformungstestvorrichtung zum Halten von zwei Seiten des Substrats durch eine Ansaug-Haltekraft entsprechend der Funktion der Substrathalteelemente des in 2 dargestellten Steppers zum Ausführen eines Substratverformungstest vorbereitet. Das erfindungsgemäße Retikelsubstrat wurde durch eine Ansaug-Haltekraft gehalten, und eine Änderung der Ebenheit wurde durch ein optisches Interferenzsystem (Zygo Mark GPI) gemessen und betrug 0,1 μm oder weniger. D.h., es wurde nahezu keine Substratverformung beobachtet.
Durch Sputtern wurde eine Lichtabschirmungsschicht auf diesem Retikelsubstrat aufgebracht. Die Lichtabschirmungsschicht war eine laminierte Schichtstruktur, die aus CrN/CrC/CrON bestand, und die laminierte Schichtstruktur enthielt Helium (He). Dann wurde das Substrat für eine vorgegebene Zeitdauer bei 120°C erwärmt, um einen Maskenrohling herzustellen. Die Ebenheit des erhaltenen Maskenrohlings wurde im vorstehend definierten Ebenheitsmeßbereich gemessen. Die Schichtbelastung der Lichtabschirmungsschicht wurde basierend auf dem Unterschied der Ebenheit des Substrats vor und nach der Ausbildung der Lichtabschirmungsschicht berechnet, wobei eine Belastung von 0,1 Gpa oder weniger, d.h. von nahezu 0 Gpa, bestätigt wurde. Die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche betrug -0,5 μm. Daher war die Endform des Substrats an der Seite mit der Lichtabschirmungsschicht die gleiche wie vor der Ausbildung der Lichtabschirmungsschicht.
Das Retikel, auf dessen Substrat das Lichtabschirmungsschichtmuster ausgebildet ist, wird unter Verwendung dieses Maskenrohlings hergestellt. Die Musterposition hatte eine ausreichende Genauigkeit, die erwartet wird, wenn eine F₂-Excimerlaser-Belichtungslichtquelle (Belichtungswellenlänge 157 nm) verwendet wird, auch wenn Stepper jeweilige Substrathalteelemente mit verschiedenen Formen aufweisen und das Retikel auf beliebigen der verschiedenartig geformten Substrathalteelemente montiert wird, die mit den jeweiligen Bereichen des Substrats in Kontakt stehen.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Herstellen des Retikelsubstrats beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Retikelsubstrats weist auf: einen Schleifprozeß, durch den ein Retikelsubstrat mit abgeschrägten Randflächen mit einer vorgegebenen Größe hergestellt und beide Hauptflächen des Substrats geschliffen werden; einen Grobpolierprozeß, in dem Oberflächendefekte des Substrats entfernt werden, während die im Schleifprozeß erzielte Ebenheit beibehalten wird; einen Hochglanzpolierprozeß, in dem die Oberflächen des Substrats zum Ausbilden einer Hochglanz-Oberflächenstruktur poliert werden; einen Oberflächenformmeßprozeß, in dem die Oberflächenform einer Hauptfläche des hochglanzpolierten Substrats gemessen wird; und einen Formmodifizierungsprozeß, in dem die Oberflächenform des Substrats durch teilweises Modifizieren der Oberflächenform gemäß den gemessenen Daten derart modifiziert wird, daß eine gewünschte Oberflächenform erhalten wird. Das Verfahren weist Waschprozesse zwischen dem Schleifprozeß und dem Grobpolierprozeß, zwischen dem Grobpolierprozeß und dem Hochglanzpolierprozeß, zwischen dem Hochglanzpolierprozeß und dem Formmodifizierungsprozeß und nach dem Formmodifizierungsprozeß auf.
Nachstehend wird eine im Formmodifizierungsprozeß verwendete Poliervorrichtung beschrieben.
4 zeigt eine Draufsicht eines Mechanismus einer zum Modifizieren der Oberflächenform des erfindungsgemäßen Retikelsubstrats verwendeten Poliervorrichtung. 5 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A' in 4.
Gemäß den 4 und 5 wird das Retikelsubstrat durch einen Schleifprozeß und einen Präzisionspolierprozeß hergestellt. Das Retikelsubstrat wird durch einen Haltering 11 auf einem Poliertisch gehalten und gedreht, während es durch Druckkörper 9 gegen den Poliertisch 13 gedrückt wird. Der Haltering 11 dient dazu, zu veranlassen, daß der durch das Niederdrücken der Polierscheibe 12 auf den Umfang des Substrats ausgeübte Druck gleichmäßig ist. Die Polierscheibe 12 ist am Poliertisch 13 befestigt. Die Hauptfläche des Substrats wird durch Drehen der Druckkörper 9 entgegengesetzt zur Drehbewegung des Poliertischs poliert, während das Substrat gegen die Polierscheibe gedrückt wird. Es werden eine große Anzahl von Druckkörpern 9 bereitgestellt, um die obere Substratfläche abzudecken, und durch eine Druckkörperhalteeinrichtung 10 gehalten. Dadurch kann der auf das Substrat ausgeübte Druck partiell gesteuert werden. Die Druckkörper 9 werden durch einen Luftzylinder angetrieben.
Wenn beispielsweise das Retikelsubstrat nach dem Polierprozeß eine konkave Form mit einer Ebenheit von 0,25 μm in einem Ebenheitsmeßbereich aufweist, der als Bereich der Hauptfläche definiert ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche des Substrats und den abgeschrägten Flächen nach innen erstreckt, und die Endform sich nach oben krümmt und eine maximale Höhe von 1 μm aufweist, werden Belastungen nur auf die Druckkörper der Poliervorrichtung ausgeübt, die an den Umfangsabschnitten des Substrats angeordnet sind, so daß nur auf die Umfangsabschnitte des Retikelsubstrats ein Druck ausgeübt wird. Dadurch kann, indem lediglich die Endform modifiziert wird, leicht eine abfallende Endform mit einer maximalen Höhe von -0,5 bis 0 μm erhalten werden.
Wenn das Retikelsubstrat nach dem Präzisionspolierprozeß eine konvexe Form mit einer Ebenheit von 1 μm im Ebenheitsmeßbereich und eine abfallende Endform mit einer maximalen Höhe von 1 μm aufweist, muß die Oberflächenform des Ebenheitsmeßbereichs und des Umfangs des Substrats modifiziert werden. Das Retikelsubstrat mit einer Ebenheit von 0,5 μm oder weniger und einer maximalen Höhe von -0, 5 bis 0 μm kann erhalten werden, indem auf die in einem Mittenabschnitt des Substrats angeordneten Druckkörper größere Belastungen ausgeübt werden als auf die an den Umfangsabschnitten des Substrats angeordneten Druckkörper.
Schleifprozeß
Der Schleifprozeß wurde durch Schleifen beider Flächen unter Verwendung von Aluminiumoxid-Schleifkörnern der Größe #400 und von Aluminiumoxid-Schleifkörnern der Größe #800 ausgeführt.
Grobpolierprozeß
Der Grobpolierprozeß wurde durch Polieren beider Flächen unter Verwendung einer Polierscheibe aus geschäumtem Polyurethan und Zeroxid mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 1 bis 2 μm ausgeführt.
Hochalanzpolierprozeß
Der Hochglanzpolierprozeß wurde durch Polieren beider Flächen unter Verwendung einer Veloursleder-Polierscheibe und kolloidalem Silika mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 100 nm ausgeführt.
Das Substrat wurde nach jedem Prozeß mit einer Fluorwasserstoffsäure mit niedriger Konzentration gewaschen.
Oberflächenformmeßprozeß
Ein Ebenheitsmeßbereich, der als Bereich der Haupotfläche definiert ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgeschlossen ist, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen des Substrats nach innen erstreckt, hatte eine konkave Form mit einer Ebenheit von 0,5 μm. Die Endform hatte an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche eine maximale Höhe von 1 μm. Der durch ein Rastertunnelmikroskop gemessene quadratische Mittelwert der Oberflächenrauhigkeit der Hauptfläche des Substrats betrug vorteilhafterweise 0,15nm.
Formmodifizierunasprozeß
Der Umfang des Substrats wurde vorzugsweise poliert, um eine Endform mit einer Neigung herzustellen, wobei die Ebenheit des Substrats in einem Mittenabschnitt, wobei der Umfangsabschnitt des Substrats ausgenommen ist, durch Ausüben einer Last von 0,5 kg/cm² auf die am Umfang des Substrats angeordneten Druckkörper und Ausüben einer Last von 0,1 bis 0,2 kg/cm² auf die im Mittenabschnitt des Substrats angeordneten Druckkörper weiter verbessert wurde. Dadurch wurde die Form modifiziert. Schlamm, der kolloidale Silika-Schleifkörner mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 100 nm enthielt, wurde als Polierflüssigkeit verwendet. Die Verarbeitung wurde fortgesetzt, bis die Endform eine maximale Höhe von -0,5 bis 0 μm aufwies. Daraufhin wurde das Substrat mit einer Fluorwasserstoffsäure mit niedriger Konzentration gewaschen, um das Retikelsubstrat zu erhalten.
Dadurch wies der Ebenheitsmeßbereich, der als Bereich der Hauptfläche definiert ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen des Substrats nach innen erstreckt, eine Ebenheit von 0,22 μm auf. Die Endform hatte an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche eine maximale Höhe von -0,5 μm.
Es wurden einhundert Retikelsubstrate gemäß dem vorstehend beschriebenen Beispiel hergestellt. Jedes der einhundert Retikelsubstrate wies in einem Ebenheitsmeßbereich, der als Bereich der Hauptfläche definiert ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und den ab geschrägten Flächen des Substrats nach innen erstreckt, eine Ebenheit von 0,5 μm oder weniger auf. Die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich der Referenzebene betrug -0,5 bis 0 μm. Die Schwankung der Ebenheit war nicht größer als 0,1 μm, und es wurde keine Verformung des Substrats beobachtet.
Auf den Retikelsubstraten wurden durch Sputtern Lichtabschirmungsschichten ausgebildet. Jede Lichtabschirmungsschicht war eine laminierte Schichtstruktur, die aus CrN/CrC/CrON bestand, und die laminierte Schichtstruktur enthielt Helium (He). Dann wurden die Substrate für eine vorgegebene Zeitdauer bei 120°C erwärmt, um Maskenrohlinge herzustellen. Die Ebenheit jedes erhaltenen Maskenrohlings wurde in dem vorstehend definierten Ebenheitsmeßbereich gemessen. Die Schichtbelastung jeder Lichtabschirmungsschicht wurde basierend auf dem Unterschied der Ebenheit des Substrats vor und nach der Ausbildung der Lichtabschirmungsschicht gemessen, wobei eine Belastung von 0,1 Gpa oder weniger, d.h. von nahezu 0 Gpa bestätigt wurde. Die Endform jedes Substrats an der Seite mit der Lichtabschirmungsschicht hatte an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche eine maximale Höhe von -0,5 μm. Daher waren die Endformen die gleichen wie vor der Ausbildung der Lichtabschirmungsschicht.
Retikel, auf deren Substraten Lichtabschirmungsschichtmuster ausgebildet wurden, werden unter Verwendung dieser Maskenrohlinge hergestellt. Jedes Muster hatte eine ausreichende Positionsgenauigkeit, die erwartet wird, wenn eine F₂-Excimerlaser-Belichtungslichtquelle (Belichtungswellenlänge 157 nm) verwendet wird, auch wenn Stepper jeweilige Substrathalteelemente mit verschiedenen Formen aufweisen und das Retikel auf einem beliebigen der verschiedenartig geformten Substrathalteelemente montiert wurde, die mit den jeweiligen Bereichen des Substrats in Kontakt stehen.
Beispiel 2
Ein Retikelsubstrat mit einer Ebenheit von 0,5 μm im Ebenheitsmeßbereich, der als Bereich der Hauptfläche definiert ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen nach innen erstreckt, ausgenommen ist und einer maximalen Höhe von -0,82 μm bezüglich einer Referenzebene an der Grenze zwischen dem Ebenheitsmeßbereich und dem Umfangsabschnitt wurde durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 unter geeigneten Verarbeitungsbedingungen hergestellt.
Die in Beispiel 1 definierte Änderung der Ebenheit wurde gemessen, und es wurde eine Änderung der Ebenheit von 0,1 μm oder weniger bestätigt. D.h., es wurde keine Verformung des Substrats beobachtet.
Ein Maskenrohling wurde durch Ausbilden einer Lichtabschirmungsschicht auf dem Retikelsubstrat durch Sputtern hergestellt. Die Lichtabschirmungsschicht war eine laminierte Schichtstruktur, die aus CrN/CrC/CrON bestand, und die laminierte Schichtstruktur enthielt Helium (He). Die Ebenheit des vorstehend definierten Ebenheitsmeßbereichs wurde gemessen. Die Schichtbelastung der Lichtabschirmungsschicht wurde basierend auf dem Unterschied der Ebenheit des Substrats vor und nach der Ausbildung der Lichtabschirmungsschicht berechnet, wobei eine Belastung von 0,45 Gpa bestätigt wurde. Die Endform des Substrats an der Seite, an der die Lichtabschirmungsschicht ausgebildet war, hatte eine maximale Höhe von -0,86 μm an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche. Die maximale Höhe änderte sich um 0,04 μm.
Das Retikel, auf dessen Substrat das Lichtabschirmungsschichtmuster ausgebildet war, wurde unter Verwendung dieses Maskenrohlings hergestellt. Das Muster wies eine ausreichende Positionsgenauigkeit auf, die erwartet wird, wenn eine ArF-Excimerlaser-Belichtungslichtquelle (Belichtungswellenlänge 193 nm) verwendet wird, auch wenn Stepper jeweilige Substrathalteelemente mit verschiedenen Formen aufweisen und das Retikel auf einem beliebigen der verschiedenartig geformten Substrathalteelemente montiert wurde, die mit den jeweiligen Bereichen des Substrats in Kontakt stehen.
Beispiel 3
Eine MoSiN-Halbtonschicht wurde durch Sputtern auf das Retikelsubstrat von Beispiel 1 aufgebracht, und das Substrat wurde dann für eine vorgegebene Zeitdauer bei 120°C erwärmt. Dann wurde eine Lichtabschirmungsschicht, die aus einer laminierten Schichtstruktur aus CrN/CrC/CrON bestand, durch Sputtern auf der MoSiN-Halbtonschicht aufgebracht, um einen Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohling herzustellen. Die Ebenheit des erhaltenen Maskenrohlings wurde im vorstehend definierten Ebenheitsmeßbereichs gemessen. Die Schichtbelastung der Halbtonschicht/Lichtabschirmungsschicht wurde basierend auf dem Unterschied der Ebenheit des Substrats vor und nach der Ausbildung der Schicht berechnet, wobei eine Belastung von 0,2 Gpa bestätigt wurde. Die Endform des Substrats an der Seite, an der die Halbtonschicht und die Lichtabschirmungsschicht ausgebildet waren, hatte eine maximale Höhe von -0,82 μm an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche. Daher war die maximale Höhe die gleiche wie vor der Ausbildung der Schichten auf dem Retikelsubstrat.
Ein Retikel, auf dessen Substrat ein Halbtonschichtmuster ausgebildet war, wurde unter Verwendung dieses Halbton-Phasenverschiebungsmaskenrohlings hergestellt. Das Muster wies eine ausreichende Positionsgenauigkeit auf, die erwartet wird, wenn eine ArF-Excimerlaser-Belichtungslichtquelle (Belichtungswellenlänge 193 nm) verwendet wird, auch wenn Stepper jeweilige Substrathalteelemente mit verschiedenen Formen aufweisen und das Retikel auf einem beliebigen der verschiedenartig geformten Substrathalteelemente montiert wurde, die mit den jeweiligen Bereichen des Substrats in Kontakt stehen.
Vergleichsbeispiel
Ein Retikelsubstrat wurde mit Ausnahme des Formmodifizierungsprozesses auf die gleich Weise wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen hergestellt. Der Formmodifizierungsprozeß wurde durch partielles Plasmaätzen basierend auf den im Oberflächenformmeßprozeß erhaltenen Meßdaten und durch mechanisches Polieren für eine sehr kurze Zeitdauer durchgeführt, um die durch das Plasmaätzen verursachte Oberflächenrauhigkeit des Glassubstrats zu vermindern.
Dadurch betrug die Ebenheit im Ebenheitsmeßbereich, der als Bereich der Hauptfläche definiert ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen nach innen erstreckt, vorteilhaft 0,25 μm, aber die Endfläche hatte an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche eine maximale Höhe von -1,5 μm.
Dann wurde wie vorstehend beschrieben ein Verformungstest ausgeführt. Die durch die Ansaug-Haltekraft erhaltene Änderung der Ebenheit betrug 0,5 μm. Infolgedessen trat eine Verformung des Substrats auf.
Ein Maskenrohling wurde durch Ausbilden einer Lichtabschirmungsschicht, die aus CrN/CrC/CrON bestand, durch Sputtern auf dem Retikelsubstrat ausgebildet. Dann wurde ein Retikel, auf dessen Substrat ein Lichtabschirmungsschichtmuster ausgebildet war, unter Verwendung dieses Maskenrohlings hergestellt. Die Positionsgenauigkeit des Musters entsprach nicht den Erwartungen bei Verwendung einer F₂-Excimerlaser-Belichtungslichtquelle (Belichtungswellenlänge 157 nm) oder einer ArF-Excimer-Laser-Belichtungslichtquelle (Belichtungswellenlänge 193 nm), wenn Stepper jeweilige Substrathalteelemente mit verschiedenen Formen aufweisen und das Retikel auf einem beliebigen der verschiedenartig geformten Substrathalteelemente montiert wurde, die mit den jeweiligen Bereichen des Substrats in Kontakt stehen.
Einhundert Retikelsubstrate wurden gemäß dem Vergleichsbeispiel hergestellt. Nur 74 der 100 Retikelsubstrate wiesen eine Ebenheit von 0,5 μm oder weniger im Ebenheitsmeßbereich auf, der als Bereich der Hauptfläche definiert ist, wobei ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von der Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen des Substrats nach innen erstreckt, und eine maximale Höhe von -0,5 bis 0 μm bezüglich einer Referenzebene an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche. Dies wird dadurch verursacht, daß die Verformung der Endform durch einen mechanischen Poliervorgang für eine sehr kurze Zeitdauer zunimmt, der ausgeführt wurde, um die durch das Plasmaätzen verursachte Oberflächenrauhigkeit des Glassubstrats zu vermindern, und Schwierigkeiten bei der genauen Messung der Umfangsform des Substrats auftreten.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Verformung des Substrats am Umfang kann durch Anwenden der vorliegenden Erfindung auf ein Retikel mit einer als Muster ausgebildeten Dünnschicht, auf ein Substrat für einen Maskenrohling vor der Ausbildung eines Musters und auf ein Verfahren zum Herstellen eines Retikels oder eines Substrats vermindert werden.
(Erster Aspekt)
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Retikelsubstrat mit einem Paar gegenüberliegenden Hauptflächen, zwei Paar Seitenflächen, die senkrecht zu den Hauptflächen angeordnet sind und paarweise einander gegenüberliegen, und abgeschrägten Flächen zwischen den Hauptflächen und den Seitenflächen bereitgestellt, wobei:
eine Ebenheit in einem Ebenheitsmeßbereich jeder Hauptfläche die nicht größer ist als 0,5 μm, wobei ein Bereich mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich bezüglich einer Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche nach innen erstreckt, während die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich einer Referenzfläche zwischen -1 und 0 μm beträgt.
(Zweiter Aspekt)
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Maskenrohling mit einer Dünnschicht für ein Übertragungsmuster auf einer Hauptfläche des Retikelsubstrats gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt.
(Dritter Aspekt)
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Maskenrohling gemäß dem zweiten Aspekt bereitgestellt, wobei die Dünnschicht eine Schichtbelastung von 0,5 Gpa oder weniger aufweist.
(Vierter Aspekt)
Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Maskenrohling gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt bereitgestellt, wobei die Ebenheit im Ebenheitsmeßbereich der Hauptfläche, auf der die Dünnschicht ausgebildet ist, nicht größer ist als 0,5 μm, wobei ein Bereich mit einer Breite von 3 mm, der sich bezüglich der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche nach innen erstreckt, vom Ebenheitsmeßbereich ausgenommen ist, während die maximale Höhe an der Grenze zwischen der
Zusammenfassung
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Retikelsubstrat zum Ausbilden eines auf einem Stepper gehaltenen Retikels bereitgestellt, wobei das Retikelsubstrat ein Paar gegenüberliegende Hauptflächen, Seitenflächen und zwischen den Hauptflächen und den Seitenflächen ausgebildete abgeschrägte Flächen aufweist, wobei ein Ebenheitsmeßbereich als Bereich definiert ist, bei dem ein Umfangsabschnitt mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von einer Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen nach innen erstreckt und eine Ebenheit von 0,5 μm oder weniger aufweist, und wobei eine maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und den abgeschrägten Flächen bezüglich einer Referenzfläche zwischen -1 und 0 μm beträgt.

Claims

Retikelsubstrat mit einem Paar gegenüberliegenden Hauptflächen, zwei Paar Seitenflächen, die senkrecht zu den Hauptflächen angeordnet sind und paarweise einander gegenüberliegen, und abgeschrägten Flächen zwischen den Hauptflächen und den Seitenflächen, wobei: eine Ebenheit in einem Ebenheitsmeßbereich jeder Hauptfläche, wobei ein Bereich mit einer Breite von 3 mm ausgenommen ist, der sich von einer Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche nach innen erstreckt, nicht größer ist als 0,5 μm, während die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich einer Referenzfläche zwischen -1 und 0 μm beträgt.
Maskenrohling mit einer Dünnschicht für ein Übertragungsmuster auf einer Oberfläche des Retikelsubstrats nach Anspruch 1.
Maskenrohling nach Anspruch 2, wobei die Dünnschicht eine Schichtbelastung von 0,5 Gpa oder weniger aufweist.
Maskenrohling nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Ebenheit im Ebenheitsmeßbereich der Hauptfläche, auf der die Dünnschicht ausgebildet ist, 0,5 μm ist, wobei ein Bereich mit einer Breite von 3 mm, der sich bezüglich der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche nach innen erstreckt, vom Ebenheitsmeßbereich ausgenommen ist, während die maximale Höhe an der Grenze zwischen der Hauptfläche und der abgeschrägten Fläche bezüglich der Referenzebene zwischen -1 und 0 μm beträgt.
Verfahren zum Herstellen des Retikelsubstrats nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: