JP2003515192A - フォトリソグラフィ方法、フォトリソグラフィマスクブランク及び作成方法 - Google Patents
フォトリソグラフィ方法、フォトリソグラフィマスクブランク及び作成方法Info
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Abstract
Description
ィ方法、フォトリソグラフィマスクブランク及び作成方法」とする、リチャード
・エス・プリーストリー(Richard S. Priestley),ダニエル・アール・センポリ
ンスキー(Daniel R. Sempolinski)及びシー・チャーリーズ・ユー(C. Charies Y
u)の米国仮特許出願第60/165,625号の恩典を主張する。 【0002】発明の背景 発明の分野 本発明は概ね投影フォトリソグラフィ方法及びフォトリソグラフィフォトマス
クに関し、特に、248nm領域及び193nm領域にある波長を利用する深紫
外(DUV)投影フォトリソグラフィシステムのような、300nmより短いDU
V波長を利用するフォトリソグラフィシステムに使用するためのフォトリソグラ
フィマスクブランクに関する。 【0003】技術的背景 波長が300nmより短い深紫外光を利用する投影フォトリソグラフィ方法/
システムは、より小さな最小寸法の達成に関して有用である。248nm及び1
93nm波長領域の深紫外波長を利用するような方法/システムは最小寸法がよ
り小さな集積回路の製造能力を増進させる可能性を有するが、集積回路の大量生
産における深UVの商用化及び採用は遅れている。半導体工業によるDUVの進
展の遅れの一部は、光学性能の品質が高い、経済的に製造できるフォトマスクブ
ランクがないためであった。KrFエキシマーレーザの発光スペクトルDUVウ
インドウのような248nm領域及びArFエキシマーレーザ発光スペクトルの
ような193nm領域における深紫外フォトリソグラフィの有用性が集積回路の
製造に利用されるためには、経済的に製造でき、フォトマスクに利用できる、有
用な光学特性及び化学的耐久性を有するマスクブランクが必要とされている。 【0004】 そのようなリソグラフィ方法/システムに用いられるフォトマスクブランクは
、フォトマスクが一般に非常に薄く、システムを通して投影される集積回路パタ
ーンのための基板を提供するというシステムにおける独特の役割を果たすという
点で、レンズやミラーのようなその他のシステム素子とは異なっている。作成さ
れるべき集積回路パターンはフォトマスクブランク上に形成され、よってフォト
マスクブランク上のパターンの像をリソグラフィシステムを通して投影して、集
積回路半導体ウエハの表面に転写することができる。極微細集積回路パターンの
形成及び極微細集積回路パターンの歪みの抑制に必要な極めて高い精確度を保証
するためには、フォトマスクブランクは、反り及び収縮を避けるための寸法安定
性に対する、また高透過率のような光学特性に対する、極めて厳格な必要条件を
満たさなければならない。 【0005】 本発明は従来技術の問題点を克服し、深紫外波長による集積回路の製造能力の
増進に用いることができる高品質の改善されたフォトマスクブランク及び高性能
マスクを経済的に製造するための手段を提供する。 【0006】発明の概要 本発明の一態様は、最小寸法が0.25μm以下のパターンを作成するための
フォトリソグラフィ方法及びシステムである。本フォトリソグラフィ方法は、3
00nmより短い波長の紫外光λを発生し、前記紫外光λに指向性をもたせるた
めの照明サブシステムを提供する工程及びフォトリソグラフパターンが描画され
た低複屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハを含み、SiO2ガラスウエハのガ
ラス複屈折性は2nm/cm以下である、光透過性フォトリソグラフィマスクを
もつマスクサブシステムを提供する工程を含む。本方法はさらに、投影光学系サ
ブシステム及び感光性転写サブシステムを提供し、上記サブシステムを位置合わ
せしてマスクを紫外光λで照射し、よって低複屈折性ガラスウエハマスクの描画
パターンが、紫外光λの偏光モード分散が抑制された状態で、感光性転写媒体上
に投影される工程を含む。 【0007】 別の態様において、本発明は、ガラス複屈折性が2nm/cm以下の溶融石英
SiO2ガラス基板ウエハを含むマスクにより最小寸法が0.25μm以下のパ
ターンを作成するための、300nmより短い波長の紫外フォトリソグラフィマ
スクを含む。ガラスウエハの塩素濃度は、1ppm Clより低いことが好まし
い。ガラス基板ウエハは、248nmにおいて99.5%/cm以上の内部透過
率を有し、193nmにおいて99%/cm以上の内部透過率を有することが好
ましく、248nm及び193nmにおける透過率変動は1%以下であり、一様
性Δnは50ppm以下であることが好ましい。 【0008】 また別の態様において、本発明は、最大長がLのフォトリソグラフィガラスウ
エハフォトマスクブランクの作成方法を含む。本方法は、プリフォームディスク
直径がD及びプリフォームディスク高がHで、D>Hの、溶融石英SiO2ガラ
スプリフォームディスクを提供する工程を含み、直径Dはプリフォームディスク
x軸及びプリフォームディスクy軸により定まる面にあり、x軸及びy軸はディ
スク高Hに垂直に配向され、ディスク高Hはプリフォームディスクz軸に沿う。
本方法は、直径が1μmより大きい混在物がないことが好ましいプリフォームデ
ィスクの領域を識別する工程を含む。本方法はさらに、プリフォームディスクの
x軸、y軸及びz軸の向きを維持すると同時に、プリフォームディスクx軸に沿
うフォトマスクプリフォームx軸、プリフォームディスクy軸に沿うフォトマス
クプリフォームy軸及びプリフォームディスクz軸に沿うフォトマスクプリフォ
ームz軸を有するフォトマスクブランクプリフォームを提供するために、プリフ
ォームディスクから前記領域を取り出す工程を含む。本方法は、フォトマスクブ
ランクを最大長がLのフォトリソグラフィフォトマスクブランクに形成する工程
を含む。 【0009】 本発明はさらに、透過紫外リソグラフィ光の偏光モード分散を抑制しながら、
リソグラフィパターンを作成するための、300nmより短い波長の紫外フォト
リソグラフィ光用の偏光モード分散抑制フォトリソグラフィマスクブランクを含
む。本発明の偏光モード分散抑制マスクブランクは、最大長がL,厚さがTで、
マスクブランクx軸、マスクブランクy軸及びマスクブランクz軸を有する、溶
融石英SiO2ガラスウエハを含む。長さLはマスクブランクx軸及びマスクブ
ランクy軸により定まる面にあり、厚さTはマスクブランクx軸及びy軸により
定まる面に垂直であり、マスクブランクz軸に平行である。マスクブランクは、
マスクブランクx軸に沿う第1の屈折率nx及びマスクブランクy軸に沿う第2
の屈折率nyを有し、|nx-ny|は1ppm以下である。マスクブランクは面
内で極めて一様なDUV透過率を有することが好ましい。 【0010】 本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、
当業者には説明から容易に明らかであろうし、また以下の詳細な説明、特許請求
の範囲並びに添付図面を含む、本明細書に説明される本発明の実施により認めら
れるであろう。 【0011】 上記の全般的説明及び以下の詳細な説明は本発明の例示にすぎず、特許請求さ
れる本発明の本質及び特徴を理解するための概観または枠組みを提供することが
目的とされていることは当然である。添付図面は本発明のさらなる理解を提供す
るために含められ、本明細書に組み入れられて、本明細書の一部をなす。図面は
本発明の様々な実施形態を示し、記述とともに本発明の原理及び動作を説明する
に役立つ。 【0012】好ましい実施形態の詳細な説明 本発明の現在好ましい実施形態がここで詳細に参照され、その例が添付図面に
示される。本発明のガラスウエハリソグラフィフォトマスクブランクの例示的実
施形態が図1〜2に示され、全図面を通して、全体として参照数字20で指定さ
れる。 【0013】 本発明にしたがえば、リソグラフィパターンを作成するためのフォトリソグラ
フィ方法のための本発明は、波長が300nmより短いUV光λを発生し、前記
UV光λに指向性を与えるための照明サブシステムを提供する工程を含む。本方
法は、マスクステージ及び、フォトリソグラフィパターン24が描画された低複
屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハ20を含む、光透過性フォトリソグラフィ
マスク22を備えるマスクサブシステムを提供する工程を含む。632.8nm
で測定されたガラスウエハ20の複屈折性は5nm/cmより小さく、ガラス複
屈折性は2nm/cm以下であることが好ましい。ガラスウエハ20のガラス複
屈折性は1nm/cm以下であることが好ましく、0.5nm/cm以下である
ことがさらに好ましい。ガラスウエハ20は、好ましくは、実ガラスウエハブラ
ンク形態でのアニールがなされていないことが好ましい非個片アニールガラス部
材である。本方法は投影光学系サブシステムを提供する工程及び、感光性転写媒
体26を含む、λ光(波長がλの光)感光性転写サブシステムを提供する工程を含
む。図2,6〜7に示されるように、本方法はさらに、低複屈折性SiO2ガラ
スウエハマスク22のIC描画フォトリソグラフィパターンが媒体26上に投影
されるように、照明サブシステム、マスクサブシステム、投影光学系サブシステ
ム及び感光性転写サブシステムを位置合わせし、λ光でマスク22を照射して、
ガラスウエハ20を通してλ光を進行させる工程を含む。低複屈折性ガラスウエ
ハ20を利用することにより、λ光の偏光モード分散が抑制され、本フォトリソ
グラフィシステム及び方法において送られるパターン形状情報の完全性が維持さ
れる。図3はガラスウエハ20上にIC描画フォトリソグラフィパターンをもつ
マスク22を示す。図4に示されるようなICフォトリソグラフィパターンは、
ガラスウエハ20を透過し、投影光学系を通して送られる、偏光モード分散及び
歪が最小のλ光により形成され、ICパターンは図5に示されるように集積回路
ウエハ媒体26上に投影される。本発明のフォトリソグラフィ方法は、波長が3
00nmより短いUV光子の形態で描画フォトリソグラフィパターンに、λフォ
トリソグラフィ光の偏光モード分散が抑制された状態で、SiO2ガラスを透過
させる工程を含む。好ましい実施形態において本方法は、図6に示されるように
、λが193nmのレーザ発光波長を含む、UVλ光を生成するエキシマーレー
ザ28を提供する工程を含む。別の好ましい実施形態においては、図7に示され
るように、λが248nmのレーザ発光波長を含む、UVλ光を生成するエキシ
マーレーザ28が提供される。本発明にしたがえば、マスクは、偏光起因λ光分
散を抑制する低複屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハを含む。本発明は、λリ
ソグラフィ光の偏光モード分散を抑制することによるリソグラフィパターンを形
成するための方法を含む。 【0014】 好ましい方法において、低複屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハ20を提供
する工程は、本質的にケイ素と酸素からなるガラスウエハ20を提供する工程を
含む。低複屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハ20を提供する工程は、塩素濃
度が、好ましくは1ppm Clより低く、さらに好ましくは塩素を含まず、本
質的にSiとOからなる、SiO2ガラスウエハを提供する工程を含む。 【0015】 本発明の好ましい実施形態において、SiO2ガラスウエハ20は、個片ガラ
スウエハ20が実ガラスウエハ形態の状態でのアニールがなされていない、非個
片アニールガラスウエハである。ガラスウエハ20の低複屈折性はガラスウエハ
20のアニールにより得られるのではないことが好ましい。好ましい実施形態に
おいて、ガラスは、個片ガラスウエハではなく、個片ガラスウエハより大きい実
プリフォーム状態で、好ましくは溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスク
としてアニールされ、アニールされるガラスプリフォームの実寸法はガラスウエ
ハ20の実寸法よりかなり大きい(体積がかなり大きく、また最長寸法は、少な
くとも2倍、好ましくは少なくとも3倍、さらに好ましくは少なくとも4倍と、
かなり大きい)ことが好ましい。個片アニールを用いずに低複屈折性が得られた
ときに、好ましいガラスウエハ20が得られる。 【0016】 好ましい実施形態において、ガラスウエハ20を提供する工程は、光学的一様
性(Δn)が50ppm以下であり、波長λにおけるウエハ面内の透過率の変動が
1.5%以下の、ウエハ面内のλ光透過率が一様なSiO2ガラスウエハを提供
する工程を含む。ガラスウエハ20の面30内でのλ光透過率の変動は1%以下
であることが好ましい。 【0017】 好ましい実施形態において、ガラスウエハ20を提供する工程は、248nm
における内部透過率が99.5%/cm以上で、193nmにおける内部透過率
が99%/cm以上であるSiO2ガラスウエハを提供する工程を含む。別の好
ましい実施形態において、本方法は、248nm内部透過率が99.5%/cm
以上であり、193nm内部透過率が99%/cm以上であって、ガラス複屈折
性が1nm/cm以下、塩素濃度が1ppm Cl未満、248nm透過率変動
が1%以下、193nm透過率変動が1%以下、一様性(Δn)が5ppm以下の
、SiO2ガラスウエハを提供する工程を含む。塩素を含まず、Si及びOの組
成が一様なSiO2ガラスにより透過率、透過率一様性及び低複屈折性が向上し
たSiO2ガラスウエハ20は、ガラスの有用な化学的性質に加えて、改善され
たマスク22の製造及びそのフォトリソグラフィでの使用を提供する、有用な光
学特性を有する。そのようなガラスウエハ20は、有害な偏光起因分散問題を最
小限に抑えるために利用されると同時に、経済的に製造される。好ましい方法に
おいて、マスクサブシステムを提供する工程及びフォトリソグラフィマスク22
を紫外λ光で照射する工程は、632.8nmで測定したガラス複屈折性が5n
m/cmより小さいガラスウエハによる、ガラスウエハを通る紫外λ光の偏光モ
ード分散を抑制する工程を含む。偏光分散は、好ましくは2nm/cm以下、さ
らに好ましくは1nm/cm以下、最も好ましくは0.5nm/cm以下のガラ
スウエハ複屈折性により抑制される。 【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の実施形態の斜視図 【図2】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図3】 本発明にしたがう集積回路(IC)リソグラフィパターンを示す 【図4】 本発明にしたがう集積回路(IC)リソグラフィパターンを示す 【図5】 本発明にしたがう集積回路(IC)リソグラフィパターンを示す 【図6】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図7】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図8】 本発明の実施形態の斜視図 【図9A】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図9B】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図9C】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図10】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図11】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図12A】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図12B】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図12C】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図13】 本発明の方法を示す 【図14】 マスクブランクの厚さを通る193nm透過率のマスクブランク面内プロット 【符号の説明】 20 SiO2ガラスウエハ 22 フォトリソグラフィマスク 24 フォトリソグラフィパターン 26 感光性転写媒体 28 エキシマーレーザ 30 ガラスウエハ面
ンク及び作成方法 【特許請求の範囲】 【請求項1】 パターンを作成するためのフォトリソグラフィ方法において
、前記方法が: 波長が300nmより短い紫外光λを発生し、前記紫外光λに指向性をもたせ
るための照明サブシステムを提供する工程; 光透過性フォトグラフィマスクをもつマスクサブシステムを提供する工程;前
記フォトリソグラフィマスクはフォトリソグラフィパターンが描画された低複屈
折性溶融石英SiO2ガラスウエハを含み、前記SiO2ガラスウエハの632
.8nmで測定したガラス複屈折性は2nm/cm以下である; 投影光学系サブシステムを提供する工程; 感光性転写サブシステムを提供する工程;前記転写サブシステムは感光性転写
媒体を含む;及び 前記照明サブシステム、前記マスクサブシステム、前記投影光学系サブシステ
ム及び前記感光性転写サブシステムを位置合わせして、前記紫外光λで前記フォ
トリソグラフィマスクを照射し、よって前記低複屈折性SiO2ガラスウエハマ
スクの前記描画フォトリソグラフィパターンが、前記紫外光λの偏光モード分散
が抑制されている状態で、前記感光性転写媒体上に投影される工程; を含むことを特徴とする方法。 【請求項2】 前記照明サブシステムを提供する工程が前記紫外光λを発生
するエキシマーレーザを提供する工程を含み、前記紫外光λが193nmのレー
ザ発光波長を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 【請求項3】 前記照明サブシステムを提供する工程が前記紫外光λを発生
するエキシマーレーザを提供する工程を含み、前記紫外光λが248nmのレー
ザ発光波長を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 【請求項4】 前記低複屈折性SiO2ガラスウエハを提供する工程が本質
的にケイ素と酸素からなるガラスウエハを提供する工程を含むことを特徴とする
請求項1記載の方法。 【請求項5】 前記SiO2ガラスウエハを提供する工程が個片アニールを
施されていないガラスであるガラスウエハを提供する工程を含むことを特徴とす
る請求項1記載の方法。 【請求項6】 前記SiO2ガラスウエハを提供する工程が、面及び厚さを
有し、光学的均質性(Δn)が50ppm以下であり、前記厚さを通るλ透過率が
前記ウエハ面内で一様な、前記ウエハ面内でのλにおける透過率の変動が1%以
下の、ガラスウエハを提供する工程を含むことを特徴とする請求項1記載の方法
。 【請求項7】 前記SiO2ガラスウエハを提供する工程が、塩素濃度が1
ppmより低いガラスウエハを提供する工程を含むことを特徴とする請求項1記
載の方法。 【請求項8】 前記SiO2ガラスウエハを提供する工程が、248nmに
おける内部透過率が99.5%/cm以上であり、193nmにおける内部透過
率が99%/cm以上であるガラスウエハを提供する工程を含むことを特徴とす
る請求項1記載の方法。 【請求項9】 前記SiO2ガラスウエハを提供する工程が、ガラス複屈折
性が1nm/cm以下であり、塩素濃度が1ppmより低く、248nmにおけ
る内部透過率が99.5%/cm以上であり、193nmにおける内部透過率が
99%/cm以上であり、248nm透過率の変動が1%以下であり、193n
mにおける透過率変動が1%以下であり、均質性(Δn)が50ppm以下である
、ガラスウエハを提供する工程を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 【請求項10】 パターンを作成するための、300nmより短い波長の紫
外フォトリソグラフィマスクにおいて、前記マスクが溶融石英SiO2ガラス基
板ウエハを含み、前記ガラスウエハが、2nm/cm以下のガラス複屈折性、1
ppmより低い塩素濃度、99.5%/cm以上の248nmにおける内部透過
率、99%/cm以上の193nmにおける内部透過率、1%以下の248nm
及び193nmにおける透過率変動及び50ppm以下の均質性(Δn)を有する
ことを特徴とするマスク。 【請求項11】 前記溶融石英SiO2ガラス基板が、寸法が1μmより大
きい混在物を含まないことを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項12】 前記ガラスウエハのガラス複屈折性が1nm/cm以下で
あることを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項13】 前記ガラスウエハのガラス複屈折性が0.5nm/cm以
下であることを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項14】 前記溶融石英SiO2ガラス基板ウエハが本質的にSi及
びOからなることを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項15】 前記溶融石英SiO2ガラスがハロゲン元素を含まないこ
とを特徴とする請求項14記載のマスク。 【請求項16】 前記溶融石英SiO2ガラスのOH濃度が、重量で150
0ppmより少ないことを特徴とする請求項14記載のマスク。 【請求項17】 前記溶融石英SiO2ガラスのOH濃度が、1000pp
mより少ないことを特徴とする請求項14記載のマスク。 【請求項18】 前記溶融石英SiO2ガラスのOH濃度が、約500から
1000ppmの範囲にあることを特徴とする請求項14記載のマスク。 【請求項19】 前記溶融石英SiO2ガラスのOH濃度が、約800から
1000ppmの範囲にあることを特徴とする請求項14記載のマスク。 【請求項20】 前記溶融石英SiO2ガラス基板ウエハのOH濃度の変動
が200ppmより小さいことを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項21】 前記溶融石英SiO2ガラスのOH濃度が約500から1
000ppmの範囲にあり、OH以外の不純物の含有量が1000ppbより少
ないことを特徴とする請求項14記載のマスク。 【請求項22】 前記溶融石英SiO2ガラスの塩素濃度が重量で0.5p
pmより少ないことを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項23】 前記溶融石英SiO2ガラスのナトリウム含有量が重量で
1ppmより少ないことを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項24】 前記溶融石英SiO2ガラスの、OH濃度が重量で150
0ppmより少なく,Li含有量が重量で0.05ppm以下,B含有量が重量
で0.35ppm以下,F含有量が重量で0.1ppm以下,Na含有量が重量
で3.3ppm以下,Mg含有量が重量で0.2ppm以下,Al含有量が重量
で0.3ppm以下,P含有量が重量で0.15ppm以下,S含有量が重量で
0.5ppm以下,Cl含有量が重量で0.45ppm以下,K含有量が重量で
2.5ppm以下,Ca含有量が重量で1.5ppm以下,Ti含有量が重量で
0.15ppm以下,V含有量が重量で0.04ppm以下,Cr含有量が重量
で0.5ppm以下,Mn含有量が重量で0.02ppm以下,Fe含有量が重
量で1.3ppm以下,Co含有量が重量で0.02ppm以下,Ni含有量が
重量で0.06ppm以下,Cu含有量が重量で0.01ppm以下,Zn含有
量は重量で0.5ppm以下,Ga含有量が重量で0.1ppm以下,Ge含有
量が重量で0.5ppm以下,Zr含有量が重量で0.05ppm以下,Mo含
有量が重量で0.15ppm以下,Sn含有量が重量で0.1ppm以下,Sb
含有量が重量で0.1ppm以下,Pb含有量が重量で0.1ppm以下,Bi
含有量が重量で0.05ppm以下であることを特徴とする請求項14記載のマ
スク。 【請求項25】 前記溶融石英SiO2ガラスのH2分子含有量が、3×1
017/cm3より少ないことを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項26】 前記溶融石英SiO2ガラスのH2分子含有量が、約0.
5×1017/cm3から約3×1017/cm3の範囲にあることを特徴とす
る請求項10記載のマスク。 【請求項27】 前記溶融石英SiO2ガラスのH2分子含有量が、約1×
1017/cm3から約2.5×1017/cm3の範囲にあることを特徴とす
る請求項10記載のマスク。 【請求項28】 前記ガラス基板ウエハの仮想温度が約1050℃±50℃
であることを特徴とする請求項10記載のマスク。 【請求項29】 前記溶融石英SiO2ガラス基板ウエハの、248nmで
測定された外部透過率が少なくとも92%であることを特徴とする請求項10記
載のマスク。 【請求項30】 前記溶融石英SiO2ガラス基板ウエハの、193nmで
測定された外部透過率が少なくとも90%であることを特徴とする請求項10記
載のマスク。 【請求項31】 前記溶融石英SiO2ガラス基板ウエハの屈折率が、24
8nmにおいて約1.50860であり、193nmにおいて約1.56084
であることを特徴とする請求項11記載のマスク。 【請求項32】 最大長がLのフォトリソグラフィフォトマスクブランクの
作成方法において: プリフォームディスク直径D及びプリフォームディスク高Hを有し、D>Hで
ある、溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する工程;前記直径
Dはプリフォームディスクx軸及びプリフォームディスクy軸により定まる平面
にあり、前記x軸及び前記y軸は前記ディスク高Hに垂直に配向され、前記ディ
スク高Hはプリフォームディスクz軸に沿う; 混在物を含まない領域を識別する工程;前記混在物を含まない領域とは直径が
1μmより大きい混在物を含まない領域である; 前記プリフォームディスクx軸、y軸及びz軸の配向を維持しながら、前記プ
リフォームディスクから前記混在物を含まない領域を取り出して、フォトマスク
ブランクプリフォームx軸、フォトマスクブランクプリフォームy軸及びフォト
マスクブランクプリフォームz軸を有し、前記フォトマスクブランクプリフォー
ムx軸は前記プリフォームディスクx軸に沿い、前記フォトマスクブランクプリ
フォームy軸は前記プリフォームディスクy軸に沿い、前記フォトマスクブラン
クプリフォームz軸は前記プリフォームディスクz軸に沿う、フォトマスクブラ
ンクプリフォームを提供する工程;及び 前記フォトマスクブランクプリフォームを最大長がLのフォトリソグラフィフ
ォトマスクブランクの形につくる工程; を含むことを特徴とする方法。 【請求項33】 前記フォトリソグラフィフォトマスクブランクが、厚さT
、フォトリソグラフィフォトマスクブランクx軸、フォトリソグラフィフォトマ
スクブランクy軸、及びフォトリソグラフィフォトマスクブランクz軸を有し、
前記フォトリソグラフィフォトマスクブランクx軸及び前記フォトリソグラフィ
フォトマスクブランクy軸は前記フォトマスクブランクプリフォームディスクx
軸及び前記フォトマスクブランクプリフォームディスクy軸に沿い、前記フォト
リソグラフィフォトマスクブランク長Lは前記フォトリソグラフィフォトマスク
ブランクx軸及び前記フォトリソグラフィフォトマスクブランクy軸により定ま
る平面にあり、前記フォトリソグラフィフォトマスクブランク厚Tは前記フォト
リソグラフィフォトマスクブランクz軸に沿い、前記フォトリソグラフィフォト
マスクブランクx軸及び前記フォトリソグラフィフォトマスクブランクy軸に垂
直であって、T<Lであることを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項34】 D>Hである溶融石英SiO2ガラスプリフォームディス
クを提供する前記工程が、D≧2Hである溶融石英SiO2ガラスプリフォーム
ディスクを提供する工程を含むことを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項35】 D>Hである溶融石英SiO2ガラスプリフォームディス
クを提供する前記工程が、D≧3Hである溶融石英SiO2ガラスプリフォーム
ディスクを提供する工程を含むことを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項36】 D>Hである溶融石英SiO2ガラスプリフォームディス
クを提供する前記工程が、D≧4Hである溶融石英SiO2ガラスプリフォーム
ディスクを提供する工程を含むことを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項37】 溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する
前記工程が:高純度Si含有供給原料を提供する工程;前記高純度Si含有供給
原料を転換部に送出する工程;前記送出された供給源量をSiO2スートに転換
する工程;水平に配置された、回転している耐火性捕集カップに前記SiO2ス
ートを堆積する工程;前記スート堆積と同時に、前記SiO2スートを高純度の
溶融しているSiO2ガラス(以降、溶融SiO2ガラスと称する)体に凝集させ
る工程;前記高純度溶融SiO2ガラス体を前記捕集カップで保持する工程;及
び前記ガラス体をアニールして前記溶融石英SiO2ガラスプリフォームディス
クを提供する工程を含むことを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項38】 前記堆積されるSiO2スートは下向きの堆積経路に沿っ
て前記捕集カップ内に進み、前記回転している捕集カップは前記堆積経路に実質
的に垂直な回転面内で回転し、前記回転面は前記プリフォームディスクx軸及び
前記プリフォームディスクy軸により定まる平面に平行であることを特徴とする
請求項37記載の方法。 【請求項39】 前記溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクがアニ
ールされることを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項40】 前記フォトマスクブランクプリフォームはアニールされ、
前記フォトリソグラフィフォトマスクブランクはアニールされず、前記フォトリ
ソグラフィフォトマスクブランクのガラス複屈折性が2nm/cm以下であるこ
とを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項41】 溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する
前記工程が、D>2Lであるプリフォームディスクを提供する工程を含むことを
特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項42】 溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する
前記工程が、D≧3Lであるプリフォームディスクを提供する工程を含むことを
特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項43】 溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する
前記工程が、D≧4Lであるプリフォームディスクを提供する工程を含むことを
特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項44】 溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する
前記工程が、D≧5Lであるプリフォームディスクを提供する工程を含むことを
特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項45】 溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する
前記工程が、12L≧D≧4Lであるプリフォームディスクを提供する工程を含
み、前記フォトリソグラフィフォトマスクブランク長Lが前記プリフォームディ
スク直径Dに平行に配向され、前記フォトリソグラフィフォトマスクブランクが
厚さTを有し、前記厚さTが前記プリフォームディスク高Hに平行に配向される
ことを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項46】 溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する
前記工程が:高純度シロキサンを提供する工程;前記シロキサンを転換部に送出
する工程;前記送出されたシロキサンをSiO2スートに転換する工程;前記S
iO2スートを堆積する工程;及び同時に前記SiO2スートを溶融SiO2ガ
ラス体に凝集させて、前記溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供
する工程を含むことを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項47】 前記フォトリソグラフィフォトマスクブランクが厚さTを
有し、前記厚さTは前記フォトリソグラフィフォトマスクブランク長Lに垂直で
あり、前記プリフォームディスク高Hは前記フォトマスクブランク厚Tに垂直で
あることを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項48】 前記フォトマスクブランクプリフォームから複数枚のフォ
トマスクブランクを切り出す工程及び前記フォトマスクブランクを研摩する工程
をさらに含むことを特徴とする請求項39記載の方法。 【請求項49】 前記フォトマスクブランク上にフォトリソグラフィパター
ンを形成する工程及び300nmより短い波長の光に、前記形成されたフォトリ
ソグラフィパターンを有する、前記フォトマスクを透過させる工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項32記載の方法。 【請求項50】 溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する
前記工程が:Si含有供給原料をSiO2スートに転換する工程;前記SiO2 スートを連続的に堆積し、同時に前記SiO2スートを凝集温度において凝集さ
せ、よって、前記堆積された溶融石英ガラス体の温度を実質的に一様な温度で実
質的に前記凝集温度に維持する工程を含むことを特徴とする請求項34記載の方
法。 【請求項51】 フォトリソグラフィパターンを作成すると同時に透過紫外
フォトリソグラフィ光の偏光モード分散を抑制するための、300nmより短い
波長の紫外フォトリソグラフィ光偏光モード分散抑制フォトリソグラフィマスク
ブランクにおいて、前記偏光モード分散抑制マスクブランクが:最大長L、厚さ
T、マスクブランクx軸、マスクブランクy軸、マスクブランクz軸を有し;前
記長さLは前記マスクブランクx軸及び前記マスクブランクy軸により定まる平
面にあり;前記厚さTは前記マスクブランクx軸及び前記マスクブランクy軸に
より定まる前記平面に垂直であり;前記厚さTは前記マスクブランクz軸に平行
であり;前記マスクブランクは前記マスクブランクx軸に沿う方向の第1の屈折
率nx及び前記マスクブランクy軸に沿う方向の第2の屈折率nyを有し、|n
x−ny|≦1ppmである、溶融石英SiO2ガラスウエハからなることを特
徴とするマスクブランク。 【請求項52】 前記マスクブランクが、前記マスクブランクx軸に沿う、
最大193nm透過率,透過率193x最大,及び最小193nm透過率,透過
率193x最小,並びに前記マスクブランクy軸に沿う、最大193nm透過率
,透過率193y最大,及び最小193nm透過率,透過率193y最小,を有
し、(透過率193x最大−透過率193x最小)≦1%及び(透過率193y最
大−透過率193y最小)≦1%であることを特徴とする請求項51記載のマス
クブランク。 【請求項53】 |透過率193x最大−透過率193y最大|≦1%及び|
透過率193x最小−透過率193y最小|≦1%であることを特徴とする請求
項51記載のマスクブランク。 【請求項54】 前記マスクブランクが、前記マスクブランクx軸に沿う、
最大248nm透過率,透過率248x最大,及び最小248nm透過率,透過
率248x最小,並びに前記マスクブランクy軸に沿う、最大248nm透過率
,透過率248y最大,及び最小248nm透過率,透過率248y最小,を有
し、(透過率248x最大−透過率248x最小)≦1%及び(透過率248y最
大−透過率248y最小)≦1%であることを特徴とする請求項51記載のマス
クブランク。 【請求項55】 |透過率248x最大−透過率248y最大|≦1%及び|
透過率248x最小−透過率248y最小|≦1%であることを特徴とする請求
項54記載のマスクブランク。 【請求項56】 前記マスクブランクが、寸法が1μmより大きい混在物を
含まないことを特徴とする請求項51記載のマスクブランク。 【請求項57】 前記溶融石英SiO2ガラスが本質的にSi及びOからな
ることを特徴とする請求項51記載のマスクブランク。 【請求項58】 前記溶融石英SiO2ガラスの塩素濃度が1ppmより少
ないことを特徴とする請求項51記載のマスクブランク。 【請求項59】 前記溶融石英SiO2ガラスのOH濃度が1500より少
ないことを特徴とする請求項51記載のマスクブランク。 【請求項60】 前記溶融石英SiO2ガラスのH2分子含有量が、3×1
017/cm3より少ないことを特徴とする請求項51記載のマスクブランク。 【請求項61】 前記マスクブランクが、95℃の5重量%NaOH水溶液
に6時間浸漬したときの重量減少が0.453mg/cm2以下の、化学的耐久
性を有することを特徴とする請求項51記載の方法。 【請求項62】 前記溶融石英SiO2ガラスが、変動が200ppmより
小さいOH濃度を有することを特徴とする請求項51記載のマスクブランク。 【請求項63】 前記溶融石英SiO2ガラスの塩素濃度の変動が、1pp
mより小さいことを特徴とする請求項51記載のマスクブランク。 【請求項64】 前記溶融石英SiO2ガラスのS濃度が0.5ppm以下
であることを特徴とする請求項51記載のマスクブランク。 【発明の詳細な説明】 【0001】 本出願は、1999年11月15日に出願された、名称を「フォトリソグラフ
ィ方法、フォトリソグラフィマスクブランク及び作成方法」とする、リチャード
・エス・プリーストリー(Richard S. Priestley),ダニエル・アール・センポリ
ンスキー(Daniel R. Sempolinski)及びシー・チャーリーズ・ユー(C. Charies Y
u)の米国仮特許出願第60/165,625号の恩典を特許請求する。 【0002】発明の背景 発明の分野 本発明は概ね投影フォトリソグラフィ方法及びフォトリソグラフィフォトマス
クに関し、特に、248nm領域及び193nm領域にある波長を利用する深紫
外(DUV)投影フォトリソグラフィシステムのような、300nmより短いDU
V波長を利用するフォトリソグラフィシステムに使用するためのフォトリソグラ
フィマスクブランクに関する。 【0003】技術的背景 波長が300nmより短い深紫外光を利用する投影フォトリソグラフィ方法/
システムは、より小さな最小寸法の達成に関して有用である。248nm及び1
93nm波長領域の深紫外波長を利用するような方法/システムは最小寸法がよ
り小さな集積回路の製造能力を増進させる可能性を有するが、集積回路の大量生
産における深UVの商用化及び採用は遅れている。半導体工業によるDUVの進
展の遅れの一部は、光学性能の品質が高い、経済的に製造できるフォトマスクブ
ランクがないためであった。KrFエキシマーレーザの発光スペクトルDUVウ
インドウのような248nm領域及びArFエキシマーレーザ発光スペクトルの
ような193nm領域における深紫外フォトリソグラフィの有用性が集積回路の
製造に利用されるためには、経済的に製造でき、フォトマスクに利用できる、有
用な光学特性及び化学的耐久性を有するマスクブランクが必要とされている。 【0004】 そのようなリソグラフィ方法/システムに用いられるフォトマスクブランクは
、フォトマスクが一般に非常に薄く、システムを通して投影される集積回路パタ
ーンのための基板を提供するというシステムにおける独特の役割を果たすという
点で、レンズやミラーのようなその他のシステム素子とは異なっている。作成さ
れるべき集積回路パターンはフォトマスクブランク上に形成され、よってフォト
マスクブランク上のパターンの像をリソグラフィシステムを通して投影して、集
積回路半導体ウエハの表面に転写することができる。極微細集積回路パターンの
形成及び極微細集積回路パターンの歪みの抑制に必要な極めて高い精確度を保証
するためには、フォトマスクブランクは、反り及び収縮を避けるための寸法安定
性に対する、また高透過率のような光学特性に対する、極めて厳格な必要条件を
満たさなければならない。 【0005】 本発明は従来技術の問題点を克服し、深紫外波長による集積回路の製造能力の
増進に用いることができる高品質の改善されたフォトマスクブランク及び高性能
マスクを経済的に製造するための手段を提供する。 【0006】発明の概要 本発明の一態様は、最小寸法が0.25μm以下のパターンを作成するための
フォトリソグラフィ方法及びシステムである。本フォトリソグラフィ方法は、3
00nmより短い波長の紫外光λを発生し、前記紫外光λに指向性をもたせるた
めの照明サブシステムを提供する工程及びフォトリソグラフパターンが描画され
た低複屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハを含み、SiO2ガラスウエハのガ
ラス複屈折性は2nm/cm以下である、光透過性フォトリソグラフィマスクを
もつマスクサブシステムを提供する工程を含む。本方法はさらに、投影光学系サ
ブシステム及び感光性転写サブシステムを提供し、上記サブシステムを位置合わ
せしてマスクを紫外光λで照射し、よって低複屈折性ガラスウエハマスクの描画
パターンが、紫外光λの偏光モード分散が抑制された状態で、感光性転写媒体上
に投影される工程を含む。 【0007】 別の態様において、本発明は、ガラス複屈折性が2nm/cm以下の溶融石英
SiO2ガラス基板ウエハを含むマスクにより最小寸法が0.25μm以下のパ
ターンを作成するための、300nmより短い波長の紫外フォトリソグラフィマ
スクを含む。ガラスウエハの塩素濃度は、1ppmより低いことが好ましい。ガ
ラス基板ウエハは、248nmにおいて99.5%/cm以上の内部透過率を有
し、193nmにおいて99%/cm以上の内部透過率を有することが好ましく
、248nm及び193nmにおける透過率変動は1%以下であり、均質性Δn
は50ppm以下であることが好ましい。 【0008】 また別の態様において、本発明は、最大長がLのフォトリソグラフィガラスウ
エハフォトマスクブランクの作成方法を含む。本方法は、プリフォームディスク
直径がD及びプリフォームディスク高がHで、D>Hの、溶融石英SiO2ガラ
スプリフォームディスクを提供する工程を含み、直径Dはプリフォームディスク
x軸及びプリフォームディスクy軸により定まる平面にあり、x軸及びy軸はデ
ィスク高Hに垂直に配向され、ディスク高Hはプリフォームディスクz軸に沿う
。本方法は、直径が1μmより大きい混在物がないことが好ましいプリフォーム
ディスクの領域を識別する工程を含む。本方法はさらに、プリフォームディスク
のx軸、y軸及びz軸の向きを維持すると同時に、プリフォームディスクx軸に
沿うフォトマスクプリフォームx軸、プリフォームディスクy軸に沿うフォトマ
スクプリフォームy軸及びプリフォームディスクz軸に沿うフォトマスクプリフ
ォームz軸を有するフォトマスクブランクプリフォームを提供するために、プリ
フォームディスクから前記領域を取り出す工程を含む。本方法は、フォトマスク
ブランクを最大長がLのフォトリソグラフィフォトマスクブランクに形成する工
程を含む。 【0009】 本発明はさらに、透過紫外リソグラフィ光の偏光モード分散を抑制しながら、
リソグラフィパターンを作成するための、300nmより短い波長の紫外フォト
リソグラフィ光用の偏光モード分散抑制フォトリソグラフィマスクブランクを含
む。本発明の偏光モード分散抑制マスクブランクは、最大長がL,厚さがTで、
マスクブランクx軸、マスクブランクy軸及びマスクブランクz軸を有する、溶
融石英SiO2ガラスウエハを含む。長さLはマスクブランクx軸及びマスクブ
ランクy軸により定まる平面にあり、厚さTはマスクブランクx軸及びy軸によ
り定まる平面に垂直であり、マスクブランクz軸に平行である。マスクブランク
は、マスクブランクx軸に沿う第1の屈折率nx及びマスクブランクy軸に沿う
第2の屈折率nyを有し、|nx-ny|は1ppm以下である。マスクブランク
は面内で極めて一様なDUV透過率を有することが好ましい。 【0010】 本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、
当業者には説明から容易に明らかであろうし、また以下の詳細な説明、特許請求
の範囲並びに添付図面を含む、本明細書に説明される本発明の実施により認めら
れるであろう。 【0011】 上記の全般的説明及び以下の詳細な説明は本発明の例示にすぎず、特許請求さ
れる本発明の本質及び特徴を理解するための概観または枠組みを提供することが
目的とされていることは当然である。添付図面は本発明のさらなる理解を提供す
るために含められ、本明細書に組み入れられて、本明細書の一部をなす。図面は
本発明の様々な実施形態を示し、記述とともに本発明の原理及び動作を説明する
に役立つ。 【0012】好ましい実施形態の詳細な説明 本発明の現在好ましい実施形態がここで詳細に参照され、その例が添付図面に
示される。本発明のガラスウエハリソグラフィフォトマスクブランクの例示的実
施形態が図1〜2に示され、全図面を通して、全体として参照数字20で指定さ
れる。 【0013】 本発明にしたがえば、リソグラフィパターンを作成するためのフォトリソグラ
フィ方法のための本発明は、波長が300nmより短いUV光λを発生し、前記
UV光λに指向性を与えるための照明サブシステムを提供する工程を含む。本方
法は、マスクステージ及び、フォトリソグラフィパターン24が描画された低複
屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハ20を含む、光透過性フォトリソグラフィ
マスク22を備えるマスクサブシステムを提供する工程を含む。632.8nm
で測定されたガラスウエハ20の複屈折性は5nm/cmより小さく、ガラス複
屈折性は2nm/cm以下であることが好ましい。ガラスウエハ20のガラス複
屈折性は1nm/cm以下であることが好ましく、0.5nm/cm以下である
ことがさらに好ましい。ガラスウエハ20は、好ましくは、ガラスウエハブラン
クの物理形態でのアニールがなされていないことが好ましい非個片アニールガラ
ス部材である。本方法は投影光学系サブシステムを提供する工程及び、感光性転
写媒体26を含む、λ光(波長がλの光)感光性転写サブシステムを提供する工程
を含む。図2,6〜7に示されるように、本方法はさらに、低複屈折性SiO2 ガラスウエハマスク22のIC描画フォトリソグラフィパターンが媒体26上に
投影されるように、照明サブシステム、マスクサブシステム、投影光学系サブシ
ステム及び感光性転写サブシステムを位置合わせし、λ光でマスク22を照射し
て、ガラスウエハ20を通してλ光を進行させる工程を含む。低複屈折性ガラス
ウエハ20を利用することにより、λ光の偏光モード分散が抑制され、本フォト
リソグラフィシステム及び方法において送られるパターン形状情報の完全性が維
持される。図3はガラスウエハ20上にIC描画フォトリソグラフィパターンを
もつマスク22を示す。図4に示されるようなICフォトリソグラフィパターン
は、ガラスウエハ20を透過し、投影光学系を通して送られる、偏光モード分散
及び歪が最小のλ光により形成され、ICパターンは図5に示されるように集積
回路ウエハ媒体26上に投影される。本発明のフォトリソグラフィ方法は、波長
が300nmより短いUV光子の形態で描画フォトリソグラフィパターンに、λ
フォトリソグラフィ光の偏光モード分散が抑制された状態で、SiO2ガラスを
透過させる工程を含む。好ましい実施形態において本方法は、図6に示されるよ
うに、λが193nmのレーザ発光波長を含む、UVλ光を生成するエキシマー
レーザ28を提供する工程を含む。別の好ましい実施形態においては、図7に示
されるように、λが248nmのレーザ発光波長を含む、UVλ光を生成するエ
キシマーレーザ28が提供される。本発明にしたがえば、マスクは、偏光起因λ
光分散を抑制する低複屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハを含む。本発明は、
λリソグラフィ光の偏光モード分散を抑制することによるリソグラフィパターン
を形成するための方法を含む。 【0014】 好ましい方法において、低複屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハ20を提供
する工程は、本質的にケイ素と酸素からなるガラスウエハ20を提供する工程を
含む。低複屈折性溶融石英SiO2ガラスウエハ20を提供する工程は、塩素濃
度が、好ましくは1ppmより低く、さらに好ましくは塩素を含まず、本質的に
SiとOからなる、SiO2ガラスウエハを提供する工程を含む。 【0015】 本発明の好ましい実施形態において、SiO2ガラスウエハ20は、個片ガラ
スウエハ20がガラスウエハの物理形態の状態でのアニールがなされていない、
非個片アニールガラスウエハである。ガラスウエハ20の低複屈折性はガラスウ
エハ20のアニールにより得られるのではないことが好ましい。好ましい実施形
態において、ガラスは、個片ガラスウエハではなく、個片ガラスウエハより大き
いプリフォームの物理状態で、好ましくは溶融石英SiO2ガラスプリフォーム
ディスクとしてアニールされ、アニールされるガラスプリフォームの実寸法はガ
ラスウエハ20の実寸法よりかなり大きい(体積がかなり大きく、また最長寸法
は、少なくとも2倍、好ましくは少なくとも3倍、さらに好ましくは少なくとも
4倍と、かなり大きい)ことが好ましい。個片アニールを用いずに低複屈折性が
得られたときに、好ましいガラスウエハ20が得られる。 【0016】 好ましい実施形態において、ガラスウエハ20を提供する工程は、光学的均質
性(Δn)が50ppm以下であり、波長λにおけるウエハ面内の透過率の変動が
1.5%以下の、ウエハ面内のλ光透過率が一様なSiO2ガラスウエハを提供
する工程を含む。ガラスウエハ20の面30内でのλ光透過率の変動は1%以下
であることが好ましい。 【0017】 好ましい実施形態において、ガラスウエハ20を提供する工程は、248nm
における内部透過率が99.5%/cm以上で、193nmにおける内部透過率
が99%/cm以上であるSiO2ガラスウエハを提供する工程を含む。別の好
ましい実施形態において、本方法は、248nm内部透過率が99.5%/cm
以上であり、193nm内部透過率が99%/cm以上であって、ガラス複屈折
性が1nm/cm以下、塩素濃度が1ppm未満、248nm透過率変動が1%
以下、193nm透過率変動が1%以下、均質性(Δn)が5ppm以下の、Si
O2ガラスウエハを提供する工程を含む。塩素を含まず、Si及びOの組成が一
様なSiO2ガラスにより透過率、透過率一様性及び低複屈折性が向上したSi
O2ガラスウエハ20は、ガラスの有用な化学的性質に加えて、改善されたマス
ク22の製造及びそのフォトリソグラフィでの使用を提供する、有用な光学特性
を有する。そのようなガラスウエハ20は、有害な偏光起因分散問題を最小限に
抑えるために利用されると同時に、経済的に製造される。好ましい方法において
、マスクサブシステムを提供する工程及びフォトリソグラフィマスク22を紫外
λ光で照射する工程は、632.8nmで測定したガラス複屈折性が5nm/c
mより小さいガラスウエハによる、ガラスウエハを通る紫外λ光の偏光モード分
散を抑制する工程を含む。偏光分散は、好ましくは2nm/cm以下、さらに好
ましくは1nm/cm以下、最も好ましくは0.5nm/cm以下のガラスウエ
ハ複屈折性により抑制される。 【0018】 別の態様において、本発明は、最小寸法が0.25μm以下のパターンを作成
するための、300nmより短い波長の紫外フォトリソグラフィマスクを含む。
このマスクは、632.8nmで測定したガラス複屈折性が2nm/cm以下の
、溶融石英SiO2ガラス基板ウエハを含む。マスクの塩素濃度は1ppmより
低いことが好ましい。本マスクは、248nmにおける内部透過率が99.5%
/cm以上であり、193nmにおける内部透過率が99%/cm以上であって
、248nm及び193nmにおける透過率変動が1%以下、均質性(Δn)が5
0ppm以下であることが好ましい。 【0019】 好ましい実施形態において、マスクの溶融石英SiO2ガラス基板ウエハ20
は、95℃の5重量%NaOH水溶液に約6時間浸漬したときの重量減少が0.
453mg/cm2以下の化学的耐久性を有する。溶融石英SiO2ガラス基板
ウエハは、ウエハの重量減少が、95℃の脱イオン水に24時間さらしたときに
0.015mg/cm2以下,25℃の10重量%HF水溶液に20分間さらし
たときに0.230mg/cm2以下,95℃の5重量%HCl水溶液に24時
間さらしたときに0.010mg/cm2以下,及び95℃の5重量%NaOH
水溶液に6時間さらしたときに0.46mg/cm2以下の、化学的耐久性を有
することが好ましい。そのような溶融石英SiO2ガラス基板ウエハ20は、有
用で経済的なマスク作成プロセスを提供する、耐薬品性を有する。そのような有
用な耐薬品性は、溶融石英SiO2ガラスがハロゲン元素を含有せず、塩素濃度
が1ppmより低いことにより確保されることが望ましい。溶融石英SiO2ガ
ラス基板ウエハ20は、本質的にケイ素と酸素からなることが好ましく、ハロゲ
ン元素を含有しないことが最も好ましい。ハロゲン元素を含有しない溶融石英S
iO2ガラス基板ウエハ20は、好ましくはClおよびFを含有せず、塩素濃度
は1ppmより低い。ウエハ20は、フッ素濃度が1ppmより低いことが好ま
しい。溶融石英SiO2ガラスのOH濃度は、重量で、1500ppmより少な
いことが好ましく、1000ppm以下であることがさらに好ましい。ウエハ2
0は本質的にSi及びOからなることが好ましく、好ましくは500〜1000
ppm,さらに好ましくは800〜1000ppmのOHを含有する。OH濃度
が500〜1000ppmであることに加えて、溶融石英SiO2ガラスのOH
以外の不純物の含有量は、1000ppbより少ないことが望ましい。溶融石英
SiO2ガラスは、OH濃度が800〜1000ppmであり、OH以外の不純
物の含有量が100〜1000ppbであることが好ましい。好ましい、300
nmより短い波長のUVフォトマスクは、OH濃度の変動が200ppmより小
さい、溶融石英SiO2ガラス基板ウエハを有し、ガラスウエハのOH濃度の変
動は100ppmより小さいことがさらに好ましい。ガラスウエハは、OH濃度
の変動が200ppmより小さいことが好ましく、100ppm以下であること
が最も好ましい、溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスク32から作成さ
れる。好ましい実施形態において、溶融石英SiO2ガラス基板ウエハ20は重
量で、0.5ppmより少ないClを含有し、どのようなトレースレベルの汚染
Clイオンであっても、汚染Clイオンはガラス基板ウエハ全体に実質的に均一
に分布していることが最も好ましい。好ましい実施形態において、溶融石英Si
O2ガラス基板ウエハ20は、重量で1ppmより少ないNaを含有し、トレー
スレベルの汚染Naイオンはガラス基板ウエハ全体に実質的に均一に分布してい
ることが好ましい。ガラスのS含有量は、重量で0.5ppm以下であることが
好ましい。好ましい溶融石英SiO2ガラスは本質的にSi及びOからなるだけ
でなく、溶融石英SiO2ガラスの、OH濃度は重量で1500ppmより少な
く,Li含有量は重量で0.05ppm以下,B含有量は重量で0.35ppm
以下,F含有量は重量で0.1ppm以下,Na含有量は重量で3.3ppm以
下,Mg含有量は重量で0.2ppm以下,Al含有量は重量で0.3ppm以
下,P含有量は重量で0.15ppm以下,S含有量は重量で0.5ppm以下
,Cl含有量は重量で0.45ppm以下,K含有量は重量で2.5ppm以下
,Ca含有量は重量で1.5ppm以下,Ti含有量は重量で0.15ppm以
下,V含有量は重量で0.04ppm以下,Cr含有量は重量で0.5ppm以
下,Mn含有量は重量で0.02ppm以下,Fe含有量は重量で1.3ppm
以下,Co含有量は重量で0.02ppm以下,Ni含有量は重量で0.06p
pm以下,Cu含有量は重量で0.01ppm以下,Zn含有量は重量で0.5
ppm以下,Ga含有量は重量で0.1ppm以下,Ge含有量は重量で0.5
ppm以下,Zr含有量は重量で0.05ppm以下,Mo含有量は重量で0.
15ppm以下,Sn含有量は重量で0.1ppm以下,Sb含有量は重量で0
.1ppm以下,Pb含有量は重量で0.1ppm以下,Bi含有量は重量で0
.05ppm以下であることが好ましい。このようなトレース汚染レベルは例え
ば、グロー放電質量分析法及び、ガラスがアルゴン中の低圧放電のカソードを形
成し、陽イオンが小さなスリットを通して引き出され、加速されて高分解能質量
分析計に入れられる、スパッタ中性種質量分析法により測定することができる。
マスクウエハ20試料のグロー放電質量分析−スパッタ中性種質量分析は、溶融
石英SiO2ガラス試料が、Liが重量で0.05ppm以下,Bが重量で0.
32ppm以下,Fが重量で0.1ppm以下,Naが重量で3.3ppm以下
,Mgが重量で0.17ppm以下,Alが重量で0.27ppm以下,Pが重
量で0.13ppm以下,Sが重量で0.5ppm以下,Clが重量で0.45
ppm以下,Kが重量で2.5ppm以下,Caが重量で1.5ppm以下,T
iが重量で0.12ppm以下,Vが重量で0.0035ppm以下,Crが重
量で0.5ppm以下,Mnが重量で0.0015ppm以下,Feが重量で1
.3ppm以下,Coが重量で0.011ppm以下,Niが重量で0.059
ppm以下,Cuが重量で0.010ppm以下,Znが重量で0.5ppm以
下,Gaが重量で0.1ppm以下,Geが重量で0.5ppm以下,Zrが重
量で0.05ppm以下,Moが重量で0.15ppm以下,Snが重量で0.
1ppm以下,Sbが重量で0.1ppm以下,Pbが重量で0.1ppm以下
,Biが重量で0.05ppm以下という、そのような低い汚染レベルを有する
ことを示した。 【0020】 好ましい実施形態において、フォトリソグラフィマスクの溶融石英SiO2ガ
ラス基板ウエハ20は、3×1017H2/cm3より少ないH2分子を含有す
る。溶融石英SiO2ウエハ20は、さらに好ましくは約0.5×1017H2 /cm3から約3×1017H2/cm3のH2分子、最も好ましくは約1×1
017H2/cm3から約2.5×1017H2/cm3のH2分子を含有する
。 【0021】 好ましい実施形態において、フォトリソグラフィマスク溶融石英SiO2ガラ
ス基板ウエハ20の仮想温度は約1050℃±50℃であり、仮想温度は105
0℃から1060℃の範囲にあることがさらに好ましい。 【0022】 マスクの好ましい実施形態において、ウエハ20の厚さTを通る外部透過率の
測定値は248nm及び193nmのいずれにおいても高かった。好ましい実施
形態において、溶融石英SiO2ガラス基板ウエハ20の248nmで測定した
外部透過率は、好ましくは少なくとも6.35mmのウエハ厚Tに対し、さらに
好ましくは少なくとも9mmのウエハ厚に対して、少なくとも92%である。好
ましい実施形態において、溶融石英SiO2ガラス基板ウエハ20の193nm
で測定した外部透過率は、好ましくは少なくとも6.35mmのウエハ厚Tに対
し、さらに好ましくは少なくとも9mmのウエハ厚に対して、少なくとも90%
である。好ましい実施形態において、厚さ6.35mmのウエハ20の193n
mで測定した外部透過率は少なくとも90.3%である。別の実施形態において
、厚さ9mmのウエハ20の193nmで測定した外部透過率は少なくとも90
%である。好ましい実施形態において、溶融石英SiO2ガラス基板ウエハ20
の絶対屈折率は、248nmにおいて約1.50860であり、193nmにお
いて約1.56084である。好ましい溶融石英SiO2ガラス基板ウエハ20
は寸法が約1μmより大きい混在物を含まない。1μm以上の混在物を含まない
ことにより、好ましい光学性能をもつマスク22が得られる。好ましい実施形態
において、ガラス基板ウエハ20のガラス複屈折性は、1nm/cm以下であり
、さらに好ましくは0.5nm/cm以下である。このような低複屈折性ガラス
基板ウエハにより、ガラスを通って進行するλフォトリソグラフィ光の偏光モー
ド分散が抑制される。 【0023】 本発明は、D>Hであるプリフォームディスク直径D及びプリフォームディス
ク高Hを有する溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスクを提供する工程を
含む、最大長がLのフォトリソグラフィフォトマスクブランクの作成方法を含む
。図8に示されるように、溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスク32は
高さがHで直径がDであり、直径Dはプリフォームディスクx軸及びプリフォー
ムディスクy軸により定まる平面にあり、x軸及びy軸はプリフォームディスク
高Hに対して垂直に配向される。ディスク高Hはプリフォームディスクz軸に沿
う。プロセスフローを側面から見た図9A〜Cに示されるように、本方法は、寸
法が1μmより大きい混在物のないガラスを含むプリフォームディスク無混在物
領域34をプリフォームディスク32内の無混在物領域として識別する工程を含
む。図9A及び9Bに示されるように、本方法は、プリフォームディスクx軸、
y軸及びz軸の向きを維持しながら、プリフォームディスク32から無混在物領
域34を取り出して、プリフォームディスクx軸に沿うフォトマスクブランクプ
リフォームx軸、プリフォームディスクy軸に沿うフォトマスクブランクプリフ
ォームy軸、及びプリフォームディスクz軸に沿うフォトマスクブランクプリフ
ォームz軸を有するフォトマスクブランクプリフォーム36を得る工程を含む。
図9B,9C及び1に示されるように、本方法は、フォトマスクブランクプリフ
ォーム36を最大長がLのフォトリソグラフィフォトマスクブランク20の形に
つくる工程を含む。本発明の好ましい実施形態において、フォトリソグラフィフ
ォトマスクブランク20は、厚さがTであり、フォトリソグラフィフォトマスク
ブランクx軸、フォトリソグラフィフォトマスクブランクy軸及びフォトリソグ
ラフィフォトマスクブランクz軸を有し、フォトリソグラフィフォトマスクブラ
ンクx軸及びフォトリソグラフィフォトマスクブランクy軸はフォトマスクブラ
ンクプリフォームx軸及びフォトマスクブランクプリフォームy軸に沿う。フォ
トリソグラフィフォトマスクブランク20の最大長Lはフォトマスクブランクx
軸及びy軸により定まる平面xyにあり、フォトリソグラフィフォトマスクブラ
ンク厚Tはフォトリソグラフィフォトマスクブランクz軸に沿い、フォトマスク
ブランクx軸及びy軸に垂直であって、TはLより小さい。TはLよりかなり小
さいことが好ましく、10T<Lであることがさらに好ましい。 【0024】 本発明の方法によれば、溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスク32は
平板形状、好ましくは、z軸方向にある高さがxy平面にある底面の寸法より大
きい、丈の高い円柱形状というより平円板形状を有する。丈の高い幾何学的形状
というより平板の幾何学的形状をもつ、そのようなプリフォームにより、改善さ
れたフォトリソグラフィ性能を与える低複屈折性を含む、一様な光学特性をもつ
好ましいフォトマスクブランクが得られる。好ましい実施形態において、溶融石
英SiO2ガラスプリフォームディスク32を提供する工程は、最大直径Dが高
さHの2倍以上(D≧2H)、さらに好ましくはD≧3H、最も好ましくはD≧4
Hである、プリフォームディスク32を提供する工程を含む。 【0025】 本方法の好ましい実施形態において、溶融石英SiO2ガラスプリフォームデ
ィスク32を提供する工程は、高純度Si含有供給原料を提供する工程、高純度
Si含有供給原料を転換部に送出する工程、送出された供給源量をSiO2スー
トに転換する工程、SiO2スートを水平に配置された回転している耐火性捕集
カップ上に堆積する工程、スート堆積と同時にSiO2スートを凝集させて高純
度の溶融しているSiO2ガラス(以降、溶融SiO2ガラスと称する)体にする
工程、高純度溶融SiO2ガラス体を捕集カップで保持する工程、及びガラス体
をアニールして溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスク32を提供する工
程を含む。図10及び図11は、溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスク
32を作成し、提供する方法を示す。好ましい実施形態において、高純度Si含
有供給原料は、水平に配置された回転している捕集カップ46上に堆積され、高
純度溶融SiO2ガラス体48に凝集される、SiO2スート44にSi含有供
給原料を転換する転換部炉42における転換部バーナー転換炎40に、送出コン
ジット38を通して蒸気形態で送出される。好ましい転換部炉42は、ジルコン
(無水ケイ酸ジルコニウム)からつくられ、汚染ナトリウム含有量が30ppmよ
り少ない、焼成耐火体で構成される。カップ46を含む炉42は、汚染物を含ま
ず、例えばハロゲン元素を含む清浄化/汚染物除去雰囲気で■焼することによる
、ガラス形成前の汚染物除去により得られることが好ましい、焼結多孔質ジルコ
ンからなることが好ましい。好ましい低汚染ジルコン耐火物は、本明細書に参照
として含まれる、ダニエル・センポリンスキー及びラサ・スォループ(Latha Swa
roop)による米国特許第5,395,413号(1995年3月7日);及びパヴ
リク(Pavlik)等によるPCT出願第WO97/30933号(1997年8月2
8日),「純粋溶融石英炉」に、開示されている。回転しているカップ46は水平
に(xy平面に平行で、z軸に垂直に)配置され、カップ46は、カップ46の回
転に加えて、xy振動運動パターンをもつx−y振動テーブルを用いてxy平面
内で動かされることが好ましい。図11に示されるように、炉42内のガスフロ
ー及び環境の変化を最小限に抑制し、よってむらのないガラス体48がつくられ
ることが好ましい。好ましい炉は、本明細書に参照として含まれる、ポール・シ
ャーマーホーン(Paul Schermerhorn)による米国特許第5,951,730号(1
999年9月14日)に開示されている。炉42内の温度は、スート44が堆積
されながら確実に凝集してガラス体48になる高温に維持され、炉42及びガラ
ス体48の作業温度は、好ましくは少なくとも1500℃、さらに好ましくは少
なくとも1600℃、最も好ましくは少なくとも1650℃である。 【0026】 好ましい実施形態においては、図11に示されるように、カップ46は図10
ほど急峻ではない傾斜側壁をもってつくられ、ガラス体が流動できるような高温
とともに、ガラスの有用な運動及び流動を促進する。好ましい捕集カップ収納容
器は、本明細書に参照として含まれる、ジョン・マクソン(John Maxon)による米
国特許第5,698,484号(1997年12月16日)に開示されている。水
平に配置された捕集カップ46は、CCH>H及びCCD>Dである、捕集カッ
プ高CCH及び捕集カップ直径Dを有することが好ましい。溶融石英SiO2ガ
ラスプリフォームディスク32を提供する工程は、ガラス体48の非外縁部分が
フォトマスクブランクのもとになるように、ガラス体48の周縁、特に、ガラス
体のカップ46と接触する周縁を廃棄する工程を含む。図10〜11に示される
ように、ガラス体48は捕集カップ46内に収容されることが好ましい。流動可
能なガラスの物理形態を収容するだけでなく、捕集カップ46はガラス体を周囲
環境の変化及び影響から保護し、ガラス体からの熱損失を抑制する。この点に関
しては、カップ46が耐火性断熱材料でつくられており、さらに、バーナー40
の炎によりガラス体48の上方で生成される熱及び転換部炉42においてやはり
ガラス体48及びカップ46の上方に配置される熱源バーナーのような補助熱源
からの熱により、ガラス体48の側面及び底面からの熱損失を低減することが最
も好ましい。好ましい実施形態において、本発明は、堆積中の溶融SiO2ガラ
ス体の温度を少なくとも1500℃に維持しながらガラス体を堆積するために、
カップ46にスート44を連続的に堆積し、同時にSiO2スートを凝集させる
工程を含む。堆積ガラス体48は、そのような凝集に必要な温度(凝集温度)に、
常にガラス体全体の温度を実質的に一様にして、維持されることが好ましい。そ
のような温度は、ガラス体48を作成している間を通して、ガラス体48からの
熱損失を最小限に抑えることにより維持されることが好ましい。D≧2Hである
溶融SiO2ガラスプリフォームディスクのような平板ディスク形状は、ガラス
体48表面からの熱損失を最小限に抑えるに役立つので好ましい。断熱捕集カッ
プ内でおこなわれることが好ましい、そのような平板形状体の形成により、平板
形状体の熱源とは反対の側(ガラス体48の底面は炉42の上部の熱源と反対の
側にある)を介する、及びガラス体48の側面からの、熱損失が最小限に抑えら
れる。そのような平板ディスク形状は、丈の高い円柱に基づく幾何学的形状に比
べて底面及び側面を介した熱損失を抑制するという点で有利である。図10〜1
1に示されるように、SiO2スート44はバーナー40の転換炎から下向きの
堆積経路に沿って下方に進んでカップ46に入り、回転しているカップ46はス
ート44の下向きの堆積経路に対し実質的に垂直な回転面内で回転することが好
ましい。カップ46の回転面はプリフォームディスクx軸及びプリフォームディ
スクy軸により定まる平面に平行である。xy平面に平行な回転面における回転
運動に加えて、カップ46は、本明細書に参照として含まれる、ジョン・マクソ
ンによる米国特許第5,696,038号(1997年12月9日),「溶融石英
ガラス作成方法におけるブール振動パターン」に開示されるような振動/回転パ
ターンを利用することが好ましい、そのような平行xy平面における振動運動で
平行移動される。 【0027】 好ましい実施形態において、溶融石英SiO2ガラスプリフォームディスク3
2は、ガラス体48の形成が完了し、スート44の生成及び堆積が終了した後に
、炉42内部でアニールされる。フォトリソグラフィフォトマスクブランク20
の好ましい作成方法において、ガラスは、プリフォームディスク32からのフォ
トマスクブランクプリフォーム36の取出し後はアニールされず、よってフォト
マスクブランクプリフォーム36及び個々のブランク20はアニールされない。
好ましい実施形態において、ガラス内に存在するいかなる複屈折性も、得られた
フォトマスクブランクが2nm/cmより小さいガラス複屈折性をもつ低複屈折
性フォトマスクブランクとなるように、大きな物理寸法をもつプリフォームディ
スク32及びガラス体48の形態で低減されるが、プリフォームディスクから後
の処理では低減されない。フォトマスクブランクの低複屈折性は、プリフォーム
ディスク32の状態またはそれより前の状態にあるガラスをアニールすることに
より達成され、プリフォームディスク32の状態より後の状態ではアニールされ
ないことが好ましい。別の実施形態においては、フォトマスクブランクプリフォ
ーム36がディスク32からの取出し後にアニールされ、フォトリソグラフィフ
ォトマスクブランク20はアニールされないが、2nm/cm以下のガラス複屈
折性を有する。本方法は、ガラスを軟化させる温度におけるガラスの物理的な変
形、加工及び混練を回避するので好ましい。 【0028】 本方法の好ましい実施形態において、SiO2製造用供給原料はハロゲン化物
を含まず、溶融石英SiO2ガラスプリフォーム32を提供する工程は、高純度
の、ハロゲン化物を含まないSi含有シロキサン供給原料を提供する工程、シロ
キサン供給原料を転換部42に送出する工程、送出されたシロキサンをSiO2 スート44に転換する工程、SiO2スートを堆積する工程及び同時にSiO2 スートを溶融SiO2ガラス体に凝集させる工程を含むことが好ましい。ポリメ
チルシロキサンのようなシロキサン供給原料、好ましくは環状ポリメチルシロキ
サン、最も好ましくは、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシク
ロペンタシロキサン及びヘキサメチルシクロトリシロキサン(D3,D4,D5)
が、含有Si原子が多く、熱生成能力が高く、希釈によりスート堆積効率を低め
るガス状副生成物の生成が比較的少なく、ハロゲン元素及び塩素を含まないこと
から、高純度Si含有供給原料として好ましい。そのようなハロゲン元素を含ま
ないシロキサン供給原料の転換に用いるために好ましいバーナーは、本明細書に
参照として含まれる、1999年9月17日に出願された、ローラ・ボール(Lau
ra Ball)等による、コーニング社(Corning Incorporated)のPCT国際特許出願
第(弁理士事件整理番号#GCW−247PCT)号,「溶融石英ガラスブール製
造用バーナー」に開示されている。オクタメチルシクロテトラシロキサンが最も
好ましいシロキサン供給原料である。 【0029】 最大長がLのフォトリソグラフィフォトマスクブランクの作成において、溶融
石英SiO2ガラスプリフォームディスク32を提供する工程は、直径がDで、
Dは最大長Lの2倍より大きいような、プリフォームディスク32を提供する工
程を含むことが好ましい。D≧3Lであることが好ましく、D≧4Lであること
がさらに好ましく、D≧5Lであることが最も好ましい。かなり大きなガラスプ
リフォーム体からフォトマスクブランクを形成することにより、フォトマスクブ
ランクは低複屈折性を含む有用な光学及びフォトリソグラフィ特性を有する。好
ましい実施において、ディスク直径D及びフォトリソグラフィフォトマスクブラ
ンク長Lは、12L≧D≧4L,さらに好ましくは10L≧D≧5Lの関係にあ
り、フォトマスクブランク長Lはプリフォームディスク直径Dと平行に配向され
、フォトマスクブランク厚Tはプリフォームディスク高Hと平行に配向される。
図9A〜9Cはディスク高Hとフォトマスクブランク厚Tとのそのような整合を
示す。 【0030】 フォトマスクブランクプリフォーム36をフォトリソグラフィフォトマスクブ
ランク20の形にする工程は、プリフォーム36から複数枚のフォトマスクブラ
ンクを裁断する工程及び裁断されたフォトマスクブランクを研摩する工程を含む
ことが好ましい。本発明はさらに、フォトマスクブランク20上にフォトリソグ
ラフィパターンを形成する工程及び波長が300nmより短い光に前記フォトマ
スクブランクを透過させる工程を含む。 【0031】 プリフォーム32をフォトマスクブランク20につくる別の方法が、図12A
〜12Cに示される。図12A〜12Cに示されるように、フォトマスクブラン
ク20は長さLに垂直な厚さTを有し、厚さTはプリフォームディスク32の高
さHに垂直である。 【0032】 本発明は、透過紫外フォトリソグラフィ光の偏光モード分散を抑制しながらフ
ォトリソグラフィパターンを作成するための、波長が300nmより短い紫外フ
ォトリソグラフィ光の偏光モード分散を抑制するフォトリソグラフィマスクブラ
ンクを含む。偏光モード分散抑制マスクブランクは、最大長L,厚さT,マスク
ブランクx軸、マスクブランクy軸、及びマスクブランクz軸を有する溶融石英
SiO2ガラスウエハ20からなる。長さLはマスクブランクx軸及びマスクブ
ランクy軸により定まる平面にあり、厚さTはx軸−y軸(xy)平面に垂直であ
る。厚さTはマスクブランクz軸に平行である。マスクブランク20は、マスク
ブランクx軸に沿うx軸方向の第1の屈折率nx及びマスクブランクy軸に沿う
y軸方向の第2の屈折率nyを有し、nxとnyの差の絶対値は1ppm以下で
ある。マスクの193nm及び248nm透過率は、マスクブランク20の面(
xy平面)内で一様であることが好ましい。 【0033】 好ましい実施形態において、マスクブランク20は、マスクブランクx軸に沿
うx軸方向に最大193nm透過率,透過率193x最大、及び最小193nm
透過率,透過率193x最小を有し、(透過率193x最大−透過率193x最
小)≦1%の、一様なマスク透過率を有する。さらに、マスクブランクy軸に沿
うy軸方向に最大193nm透過率,透過率193y最大及び最小193nm透
過率,透過率193y最小を有し、(透過率193y最大−透過率193y最小)
≦1%の、マスク透過率一様性を有する。マスクのxy平面内で見られる、マス
クブランク20の厚さを通る193nmフォトリソグラフィ光の有用な一様透過
率は、透過率変動を1%以下とするような、xy平面内の最大透過率と最小透過
率との差の最小化により得られる。193nm波長光のそのような一様透過率に
加えて、マスクブランク20は、面内で一様な、マスク厚を通る248nm波長
透過率を有することが好ましい。マスクブランク20は、マスクブランクx軸に
沿う最大248nm透過率,透過率248x最大、及び最小248nm透過率,
透過率248x最小、並びにマスクブランクy軸に沿う最大248nm透過率,
透過率248y最大及び最小248nm透過率,透過率248y最小を有し、(
透過率248x最大−透過率248x最小)≦1%及び(透過率248y最大−透
過率248y最小)≦1%である。最大透過率間及び最小透過率間の差も小さく
、|透過率248x最大−透過率248y最大|≦1%及び|透過率248x最小
−透過率248y最小|≦1%である。マスクブランクのxy平面内で見られる
、z軸方向にマスク厚Tを通る248nm及び193nm透過率のこのような一
様性により、フォトリソグラフィ方法/システムの使用において改善された光学
性能が得られる。xy平面内で見られ、図で表示される、このように一様な透過
率により、ICパターンが一様に投影光学系に送られ、感光性ウエハ上へのIC
パターンの改善された193nm/248nm露光が得られることが保証される
。かなり大きなプリフォーム32からマスクブランク20を作成する好ましい方
法により、予期していない、一様な193nm及び248nm透過率並びに屈折
率差が最小の低複屈折性を含む、上記のような光学性能一様性をもつマスクブラ
ンクが得られる。さらに、マスクブランク自体内での一様性が得られるだけでだ
けでなく、個々のマスクブランク間での性能にも一様性が得られるという利点が
得られる。 【0034】 偏光モード分散抑制フォトリソグラフィマスクブランク20は、寸法が1μm
より大きい混在物を含まないことが好ましい。溶融石英SiO2ガラスウエハマ
スクブランク20は本質的にSi及びOからなることが好ましい。溶融石英Si
O2ガラスは、塩素濃度が1ppmより低く、OH濃度が1500ppmより少
なく、水素分子含有量が3×1017H2/cm3より少ないことが好ましい。
ガラスのOH濃度の変動は100ppmより小さいことが好ましく、いかなるト
レースレベルであってもClがガラス内に存在する場合には、塩素濃度の変動が
0.5ppmより小さいことが好ましく、ガラスの塩素濃度は0.5ppmより
少ないことが最も好ましい。ガラスはS濃度が0.5ppm以下の低硫黄汚染レ
ベルを有することが好ましい。溶融石英SiO2ガラスのこのような低汚染レベ
ルにより、マスクブランクの有用な光学性能が保証され、有用な化学的及び物理
的特性が得られる。マスクブランク20は、95℃の5重量%NaOH水溶液へ
の6時間浸漬による重量減少が0.453mg/cm2以下の、化学的耐久性を
有することが好ましい。 【0035】 本発明は、有用な光学的、化学的及び物理的特性を含む、広範な特性仕様の組
合せを有する300nmより短い波長用の高性能溶融石英フォトリソグラフィマ
スクブランクを含む。マスクブランク20及びブランクの溶融石英SiO2ガラ
ス材料の特性の有用な組合せは、ブランクの製造に用いられる製造方法により規
定されることが好ましい。再蒸留済高純度オクタメチルシクロテトラシロキサン
供給原料、転換部炉42、カップ46及びガラス体48の回転及び振動並びにプ
リフォームディスク32の比較的大きな形状及び寸法により、193nm及び2
48nm透過率、吸収及び複屈折性の誘起に対する耐性、光学的一様性、低複屈
折性、低減衰並びに優れた化学的及びプロセス耐久性を含む特性の、有用な組合
せが得られる。マスクブランク20は、光学的、化学的及び物理的性質の好まし
い範囲と組み合わされた好ましい低複屈折性範囲を、好ましくは優れた193n
m及び248nm透過率及び光損傷耐性とともに有する。複屈折性は、2本の直
交すなわち垂直軸間の屈折率差の尺度である。透明な複屈折性媒体を通って‘z
’方向に伝搬する直線偏光した光ビームは、その電場が‘x’方向に偏波してい
れば、速度‘vx’で伝搬するであろう。電場が‘y’方向に偏波しているビー
ムが同じ光路に沿って送られると、この場合はビームが速度‘vy’で伝搬する
であろう。2つの方向の間の速度差が、2つの方向の間の屈折率差を生じる。‘
x’軸に沿って偏光していればビームは‘nx’の屈折率を見ることになり、一
方‘y’軸に沿って偏光していればビームは‘ny’の屈折率を見ることになる
。複屈折性は‘nx’と‘ny’との間の差、すなわち‘nx−ny’である。
フォトマスクのような光学素子において、複屈折性はビームの偏光を最適状態か
ら変えることができ、したがって、局所的な照明非一様性を生じさせるというよ
うに、システム性能を低下させることができる。直線偏光ビームを利用し、偏光
感受性光学素子を含むようなフォトリソグラフィ用ステッパーシステムの設計に
対し、上記の有害な効果は特に大きな問題となる。複屈折性を下は0.25nm
/cmまで測定できる(632.8nm光による)システムを用いて、様々なフォ
トマスクブランク基板を分析した。そのような分析は、本明細書に参照として含
まれる、同時出願された、名称を「光学特性測定のための自動化システム」とする
、リチャード(Richard)・プリーストリーによる米国特許出願(弁理士事件整理番
号Priestley-1)に開示されているようなシステムを用いて行うことができる。分
析によれば、市販のフォトマスクブランク基板は一般に5〜20nm/cmの範
囲の複屈折値を有するが、本発明のマスクブランク20は好ましい5nm/cm
より小さい複屈折値、さらには最も好ましい2nm/cmより小さい複屈折値を
有することが示された。好ましいマスクブランク20の塩素濃度は1ppmより
低く、塩素を含まない溶融石英SiO2ガラスにより、有用な化学的耐久性、低
複屈折性及び一様な透過率に加えて、耐光損傷性も得られる。塩素を含まない溶
融石英SiO2ガラスの改善された化学的耐久性は、研摩、特に化学的/機械的
仕上中の基板損傷への耐性、改善された表面仕上能力及び材料のエッチングレー
トに関して、マスクブランク20にとり有益である。 【0036】 好ましいマスクブランク20は、変動が1.5%以下、さらに好ましくは1%
以下の193nm及び248nmDUV透過率一様性を有し、50ppm以下、
好ましくは5ppm以下、最も好ましくは1ppm以下の均質性(Δn)を有する
。本発明のマスクブランク20の作成方法は、特に、比較的小さなマスクブラン
ク20に対比して、比較的大きなプリフォーム32を利用して上記のような高い
透過率一様性及び高い均質性を達成するので好ましい。 【0037】 本発明の好ましい実施において、プリフォームディスク32は、約3から5フ
ィート(0.91から1.5m)のような、20インチ(50cm)より大きい直径
D及び約6から10インチ(15から25cm)の高さHを有し、このプリフォー
ムディスク32から、ブランク寸法が、厚さTが約1/4インチ(0.63mm)
で、約10インチ×10インチ(25cm×25cm),約9インチ×9インチ(
22.8cm×22.8cm)及び約6インチ×6インチ(15cm×15cm)
のような、最大長Lが12インチ(30cm)より小さいマスクブランク20が作
成される。非常に多くのマスクブランク20をより大きなプリフォームディスク
32から切り出すことができ、大きなプリフォームディスク寸法により、特に、
ほぼ正味のプリフォーム寸法がフォトマスク基板寸法に近い小さなプリフォーム
柱から作成された市販のフォトマスク基板に対比して、改善された透過率一様性
及び均質性が得られる。図13は、マスクブランク20の好ましい作成方法のプ
ロセスフローを示す。プリフォームディスク32が、図10〜11に示されるよ
うな、俯せ転換炎プロセスにより、カップ46の振動/回転を用いて作成される
。フォトマスクブランクプリフォーム36の位置が、好ましくはディスク32の
中心を避けて、プリフォームディスク32上にレイアウトされる。図13に示さ
れるように、フォトマスクブランクプリフォーム36の位置は、目視で検出でき
るいかなる混在物も避けるために互い違いにレイアウトされることが好ましい。
プリフォームディスク32内の検出可能な混在物の検査を行わずに、互い違いに
ならないチェッカー盤形に配列された行−列隊形を用い、混在物を含有するガラ
スをプロセス内で後に廃棄することもできる。フォトマスクブランクプリフォー
ム36の位置レイアウトの決定後、フォトマスクブランクプリフォームブロック
36がプリフォームディスク32から切り出される。代表的なフォトマスクブラ
ンクプリフォームブロック36は、約6.5インチ×6.5インチ(16.5c
m×16.5cm)の正方形の底面及び約5〜6インチ(12cm〜15cm)の
高さを有する。切り出されたブロック36は、ガラス内部の検査及び位置表示図
作成を可能にするために3面が研摩される。ガラス体内部に存在し得る、寸法が
1μmをこえるいかなる混在物も識別し、マークして位置表示図をつくるために
、3つの研摩面を用い、光に2つの対向する研摩面を透過させることにより内部
が検査される。混在物を識別するために検査レーザ光ビーム(HeNe走査ビー
ム)101をブロック36の容を通して走査する光学測定システムが用いられる
ことが好ましく、混在物は第3の研摩面を通して観察され、よって、後の排除の
ために混在物の位置を表示する図を作成してマークできる。本明細書に参照とし
て含まれる、同時出願された、名称を「光学特性測定のための自動化システム」と
する、リチャード・プリーストリーによる米国特許出願(弁理士事件整理番号Pri
estley-1)に開示されているような方法及びシステムを用いることができる。ブ
ロック36は次いでブランクスラブにスライスされ、スラブへのスライスは識別
された混在物が排除されるように行われる。ブランクスラブは混在物を避けて、
約0.4〜0.5インチ(1〜1.3cm)の厚さで切り出される。切り出された
ブランクスラブは次いで、例えば走査型光ビーム光学測定システムにより複屈折
性を測定できる予備仕上げされたマスクブランクを得るために、化学的−機械的
仕上、平坦化ラップ仕上、平板平坦化研摩及び端面研摩により予備仕上げされる
。予備仕上げされたマスクブランクは、複屈折性に関して測定される。別の実施
形態において、ガラスの複屈折性は混在物検査に関してなされたようにブロック
形態で測定することができる。本明細書に参照として含まれる、同時出願された
、名称を「光学特性測定のための自動化システム」とする、リチャード・プリース
トリーによる米国特許出願(弁理士事件整理番号Priestley-1)に開示されている
ような方法及びシステムを、複屈折性測定に用いることができる。次いで、予備
仕上げされたマスクブランクに最終仕上が施されて、完成マスクブランク20が
得られる。最終仕上は、5Å未満の超研摩仕上及び平坦度までの化学的−機械的
研摩、洗浄及びマスク22への加工に備えるための包装を含むことが好ましい。 【0038】 図14は本発明により達成された改善を示す。図14は、本発明のマスクブラ
ンク20の193nmにおける%透過率の3次元等高線図である。図14は本発
明の改善された透過率一様性を示す。マスクブランク20の面内でのマスク20
の厚さを通る波長が193nmの光の透過率は、透過率の変動が1%以下と一様
である。 【0039】 マスクブランク20は、(632.8nmで測定して)好ましくは5nm/cm
より小さく、さらに好ましくは2nm/cm以下の複屈折性;1ppm以下の塩
素濃度;248nmにおいて99.5%/cm以上の内部透過率(Ti)及び193
nmにおいて99%/cm以上の内部透過率(Ti);変動が1.5%以下、さらに
好ましくは1.0%以下の透過率一様性を有することが好ましい。 【0040】 本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変形がなさ
れ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形が
特許請求項及びそれらの等価物の範囲内に入れば、本発明はそれらの改変及び変
形を包含すると目される。 【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の実施形態の斜視図 【図2】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図3】 本発明にしたがう集積回路(IC)リソグラフィパターンを示す 【図4】 本発明にしたがう集積回路(IC)リソグラフィパターンを示す 【図5】 本発明にしたがう集積回路(IC)リソグラフィパターンを示す 【図6】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図7】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図8】 本発明の実施形態の斜視図 【図9A】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図9B】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図9C】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図10】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図11】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図12A】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図12B】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図12C】 本発明の側面図であり、本発明の方法を示す 【図13】 本発明の方法を示す 【図14】 マスクブランクの厚さを通る193nm透過率のマスクブランク面内プロット 【符号の説明】 20 SiO2ガラスウエハ 22 フォトリソグラフィマスク 24 フォトリソグラフィパターン 26 感光性転写媒体 28 エキシマーレーザ 30 ガラスウエハ面 1)外国語書面の明細書第7頁第27行から第20頁最終行までの各部分の翻訳
が欠落していたので、補充して誤訳訂正する。 2)外国語書面の請求の範囲第21頁第20行から第30頁最終行までの部分の
翻訳が欠落していたので、補充して誤訳訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 パターンを作成するためのフォトリソグラフィ方法において
、前記方法が: 波長が300nmより短い紫外光λを発生し、前記紫外光λに指向性をもたせ
るための照明サブシステムを提供する工程; 光透過性フォトグラフィマスクをもつマスクサブシステムを提供する工程;前
記フォトリソグラフィマスクはフォトリソグラフィパターンが描画された低複屈
折性溶融石英SiO2ガラスウエハを含み、前記SiO2ガラスウエハの632
.8nmで測定したガラス複屈折性は2nm/cm以下である; 投影光学系サブシステムを提供する工程; 感光性転写サブシステムを提供する工程;前記転写サブシステムは感光性転写
媒体を含む;及び 前記照明サブシステム、前記マスクサブシステム、前記投影光学系サブシステ
ム及び前記感光性転写サブシステムを位置合わせして、前記紫外光λで前記フォ
トリソグラフィマスクを照射し、よって前記低複屈折性SiO2ガラスウエハマ
スクの前記描画フォトリソグラフィパターンが、前記紫外光λの偏光モード分散
が抑制されている状態で、前記感光性転写媒体上に投影される工程; を含むことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16562599P | 1999-11-15 | 1999-11-15 | |
US60/165,625 | 1999-11-15 | ||
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