KR100710960B1 - 마스크 블랭크용 기판, 마스크 블랭크, 노광용 마스크,마스크 블랭크용 기판의 제조방법 및 반도체 제조방법 - Google Patents

마스크 블랭크용 기판, 마스크 블랭크, 노광용 마스크,마스크 블랭크용 기판의 제조방법 및 반도체 제조방법 Download PDF

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Abstract

노광 시스템의 마스크 스테이지에 의해 척킹(chucked)되는 마스크 블랭크용 기판에서, 마스크 스테이지에 의해 척킹될 쪽의 마스크 블랭크용 기판의 주 표면상에서 외주 단면으로부터 내측 2mm의 영역의 제외한 직사각형 평탄도 측정 영역의 평탄도가 0.6㎛ 이하이며, 평탄도 측정 영역의 4개 모서리 중 적어도 3개소가 각각 주변 가장자리측을 향하여 상승하는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

마스크 블랭크용 기판, 마스크 블랭크, 노광용 마스크, 마스크 블랭크용 기판의 제조방법 및 반도체 제조방법{MASK BLANK SUBSTRATE, MASK BLANK, EXPOSURE MASK, MASK BLANK SUBSTRATE MANUFACTURING METHOD, AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING METHOD}
도 1은 마스크 블랭크용 기판(10)의 사시도이다.
도 2는 마스크 블랭크용 기판(10)의 부분 단면도이다.
도 3은 마스크 블랭크용 기판(100)의 사시도이다.
도 4는 마스크 블랭크용 기판(100)의 부분 단면도이다.
도 5는 마스크 스테이지(46)의 구성의 일예를 나타내는 도면으로, 마스크 스테이지(46)의 측면도이다.
도 6은 마스크 블랭크용 기판(10)의 제조방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 7A 및 7B는 보다 상세하게 최종 연마 공정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 7A는 마스크 블랭크용 기판(10)의 대각 단면의 형상 변화를 나타내며, 도 7B는 마스크 블랭크용 기판(10)의 횡단면의 형상 변화를 나타낸다.
도 8은 실시예 1의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 9는 실시예 2의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 10은 실시예 3의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 11은 실시예 4의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 12는 실시예 5의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 13은 실시예 6의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 14는 실시예 7의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 15는 실시예 8의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 16은 실시예 9의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 17은 실시예 10의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 18은 비교예 1의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 19는 비교예 2의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
도 20은 비교예 3의 주 표면 형상을 나타내는 조감도(鳥瞰圖)이다.
본 출원은 이전의 일본국 출원 제2004-284093호의 우선권 주장출원으로서, 상기 개시내용은 본원 명세서에 참조로써 병합된다.
본 발명은 마스크 블랭크용 기판, 마스크 블랭크, 노광용 마스크, 마스크 블랭크용 기판의 제조방법 및 반도체 제조방법에 관한 것이다.
종래, 노광 시스템의 마스크 스테이지에 척킹한 후의 평탄도가 양호한 마스크 기판을 선택하기 위한 방법이 여러 가지 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참 조)
[특허문헌 1] 일본 특개평 제2003-50458호 공보
그러나, 종래의 방법에 의하면, 복수의 마스크 기판(마스크 블랭크용 기판)의 각각에 대하여, 주 표면의 표면형상을 나타내는 정보와, 노광시스템의 마스크 스테이지에 척킹되기 전후의 주 표면의 평탄도 정보를 취득거나, 또는 셋팅 전의 주 표면의 평탄도와 노광시스템의 마스크 척킹의 구조로부터 마스크 기판을 노광시스템에 세트한 후의 주 표면의 평탄도가 도출되는 시뮬레이션에 의해 주 표면의 평탄도를 나타내는 정보를 취득하지 않으면 안되었다. 따라서, 종래 노광시스템의 마스크 스테이지에 척킹한 후의 평탄도가 양호한 마스크 기판을 선택하는 작업이 매우 번거로웠다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 있는 바와 같은 노광시스템에 척킹한 후의 마스크 기판의 평탄도를 시뮬레이션하는 등이 필요없는 위치 정밀도(position accuracy) 및 포커스 정밀도(focus budget)가 양호한 마스크 블랭크용 기판, 마스크 블랭크, 노광용 마스크, 반도체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
수많은 실험을 거친 결과, 노광시스템에 노광용 마스크를 세트하고, 반도체 기판 상에 디자인룰 65nm 노드의 선폭, 정밀도를 만족하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 노광용 마스크를 구성하는 마스크 블랭크용 기판에서의 마스크 스테이지에 척킹되는 측의 주 표면을 이하의 요건 (1), (2)를 만족하도록 형성하면 좋다는 것을 알아내었다.
여기서, 디자인룰 65nm(hp65)는 INTERNATIONAL TECHNOLOGY ROADMAP FOR SEMICONDUCTORS(LITHOGRAPHY)에 개시되어 있는 테크놀로지 노드 하프 피치 65nm(hp65)를 나타낸다.
즉, 제1 측면에서
(1) 외주 단면으로부터 내측 2mm의 영역을 제외한 평탄도 측정 영역의 평탄도가 0.6 ㎛ 이하임.
(2) 평탄도 측정 영역의 모서리부 중 적어도 3개소가 각각 외주측을 향하여 상승한 형상을 이루고 있음.
제2 측면으로서,
(1) 외주 단면으로부터 내측 2mm의 영역을 제외한 평탄도 측정 영역의 평탄도가 0.6 ㎛ 이하임.
(2) 평탄도 측정 영역의 모서리부에서의 형상이, 측정이 주 표면의 중심을 통과하고 마스크 블랭크용 기판의 4개 모서리부의 두개의 정점을 연결하는 대각선 방향으로 주 표면의 표면형상에 대해 행해지는 경우, 외주 단면으로부터 내측 15mm의 영역을 제외한 주 표면 상에서의 내부 직사각형 영역의 모서리부에서의 높이를 기준으로 이용하여, 외주 단면으로부터 내측 10mm의 영역을 제외한 주 표면상에서, 외부 직사각형 영역의 모서리부에서의 높이가 -0.02㎛ 이상, 0.05㎛ 이하가 되도록 한다. 여기서, 평탄도는 주 표면에서의 표면 형상의 최대점과 최소점 사이에서 기판의 정면 주 표면쪽에서 임의로 결정한 기준면으로부터의 높이 차이다(측정 표면 으로부터 최소자승법(least-squares method)을 이용하여 계산된 가상 절대 평면(포커스 평면)에 대한 측정면의 최대점과 최소점 사이의 높이 차).
상기 요건(1)의 평탄도가 동일하여도, 평탄도 측정 영역의 가장자리부의 형상은 외주측을 향하여 플랫한 형상, 처짐 형상(flagging shape)(롤오프(roll-off) 형상, 말린 가장자리 형상(rolled-edge shape)) 또는 상승한 형상(스키점프(ski-jump) 형상)으로 될 수 있다. 이것에 대하여, 본 발명자는 평탄도 측정 영역의 모서리부에 요구되는 요건(2)을 발견하고, 본원 발명에 도달하였다.
이들의 요건을 만족하고 있으면, 디자인룰 65nm 노드로 노광용 마스크에 요구되는, 노광시스템의 마스크 스테이지에 척킹한 때의 노광용 마스크의 평탄도 0.24㎛ 이하를 실현하는 것이 가능하다. 모서리부의 형상이 적절하지 않으면, 척킹시에 노광용 마스크의 기판이 변형하여, 전사 패턴의 위치 정밀도, 즉 전사 패턴 사이의 거리어긋남이나, 선폭의 균일성이 악화되어 버린다.
본 발명은 이하의 구성을 가진다.
(구성 1)
노광시스템의 마스크 스테이지에 척킹되는 마스크 블랭크용 기판으로서,
마스크 스테이지에 척킹되는 측의 주 표면에서의 외주 단면으로부터 내측 2mm의 영역을 제외한 직사각형의 평탄도 측정 영역의 평탄도가 0.6mm 이하이며,
평탄도 측정 영역의 4개 모서리부 중 적어도 3개소는 각각 외주측으로 상승하는 형상을 갖는다.
이와 같이 구성하면, 노광시스템의 마스크 스테이지에 척킹한 후의 평탄도 (flatness)가 양호한 마스크 블랭크용 기판을, 많은 수고를 들이지 않고 얻을 수 있다. 또한, 이러한 마스크 블랭크용 기판을 이용하여 제조되는 노광용 마스크에 의한 전사 패턴의 위치 정밀도를 높일 수 있다.
여기서, 평탄도란 측정면으로부터 최소자승법으로 산출되는 가상 절대평면(초(焦)평면(focal plane))에 대한 기판 표면 측정면의 최대값과 최소값 사이의 차이다. 또, 주 표면의 표면 형상은 제한되지 않는다. 볼록 형상, 오목 형상, 배럴 형상, 반원통 형상 등 어느 것이라도 상관없다.
또한, 상술한 (1)의 요건으로서, 평탄도 측정 영역을 외주단면으로부터 내측 2mm의 영역을 제외한 영역으로 한 것은, 외주부에서의 측정이 곤란함과 동시에, 측정할 수 있었다고 해도 그 값을 정확하게 표시할 수 없는 경우가 있다. 또한, 제조공정의 특성상 외주부 형상이 롤오프 형상으로 되는 것이 자명하기 때문이다.
또, 평탄도 측정 영역의 가장자리부에서 모서리부 이외의 부분은, 롤오프 형상이어도 무방하다. 모서리부란, 예컨대 모서리부 근방의 영역이다. 평탄도 측정영역은 마스크 블랭크용 기판의 평탄도를 측정하는 경우에 측정 대상으로 되는 영역이다. 보다 구체적으로는, 예컨대 148mm 사방의 정사각형(square)의 정점과, 132mm 사방의 정사각형의 정점을 대각으로 한 8mm 사방의 정사각형 영역이다. 예컨대, 마스크 블랭크용 기판의 주 표면이 152mm 사방의 정사각형인 경우, 평탄도 측정 영역은 예컨대, 148mm 사방의 정사각형 영역이다.
또한, 노광 시스템은, 예컨대 스테퍼이다. 마스크 블랭크용 기판은 축소 노광 시스템용 마스크로서 사용되는 레티클로 이용되는 레티클용 기판이어도 무방하 다. 마스크 블랭크용 기판은, 예컨대, 노광용 마스크로 가공된 후에, 노광시스템의 마스크 스테이지에 척킹된다.
(구성 2)
평탄도 측정 영역은, 마스크 패턴을 형성하기 위한 직사각형 영역인 패턴 에어리어를 포함하는 영역이며, 평탄도 측정 영역의 모서리부에서의 상승된 형상은 패턴 영역의 모서리 중 해당 상승된 형상의 모서리부에 가장 가까운 모서리를 기준점으로 한 최대 높이가 0.25㎛ 이하로 되는 형상이다.
패턴 영역은, 예컨대 주 표면의 중앙부에 설정되는 132mm x 110mm의 영역이다. 이 경우, 또한 상술한 (2)의 요건인 외주 모서리부가 상승한 형상이란, 132mm x 110mm 의 패턴 영역의 각 모서리보다도, 148mm 사방의 정사각형의 평탄도 측정 영역의 각 모서리의 쪽이 높아지는 형상을 말한다.
이러한 상승한 형상을, 패턴 영역의 모서리를 기준점으로 한 때의 최대 높이 0.25 ㎛ 이하로 하는 것이, 척킹 후의 변형량의 점에서 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 척킹한 후의 평탄도가 양호한 마스크 블랭크용 기판을 적절하게 얻을 수 있다.
(구성 3)
평탄도 측정영역은, 마스크 패턴의 형성을 위한 직사각형 영역인 패턴 영역을 포함하는 영역이고, 상기 평탄도 측정영역의 모서리부에서의 상승 형상은, 주 표면의 중심을 통과하며 상기 마스크 블랭크용 기판의 4 모서리의 두개의 정점을 연결하는 대각선 방향으로 주 표면의 표면 형상에 대해 측정이 행해진 경우, 외주 단면으로부터 내측 10mm의 영역을 제외한 주 표면의 외부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이가, 외주 단면으로부터 내측 15mm 영역을 제외한 주 표면상의 내부 직사각형 영역의 모서리 높이를 기준으로 하여 -0.02㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이하가 되도록 한다. 이러한 형상은, 상술한 요건 (2)와 같이 외주 모서리에서의 상승형상일 수 있다.
(구성 4)
노광 시스템의 마스크 스테이지에 의해 척킹되는 마스크 블랭크 기판으로서,
상기 마스크 스테이지에 의해 척킹되는 쪽의 마스크 블랭크용 기판의 주 표면상에서 외주 단면으로부터 내측 2mm의 영역을 제외한 직사각형 평탄도 측정 영역의 평탄도가 0.6㎛ 이하이며,
상기 평탄도 측정 영역은, 마스크 패턴을 형성하기 위한 직사각형 영역인 패턴 영역을 포함하는 영역이며,
상기 평탄도 측정영역의 모서리부에서의 형상은, 주 표면의 중심을 통과하며 상기 마스크 블랭크용 기판의 4 모서리의 두개의 정점을 연결하는 대각선 방향으로 주 표면의 표면 형상에 대해 측정이 행해진 경우, 외주 단면으로부터 내측 10mm의 영역을 제외한 주 표면의 외부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이가, 외주 단면으로부터 내측 15mm 영역을 제외한 주 표면상의 내부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이를 기준으로 이용하여 -0.02㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이하가 되도록 한다.
이러한 구조에 의하면, 노광 시스템의 마스크 스테이지에 의해 척킹된 후에 평탄도가 뛰어난 마스크 블랭크용 기판이 많은 시간과 노력 없이도 얻어질 수 있 다. 또한, 이러한 마스크 블랭크용 기판을 베이스로 하여 제조된 노광용 마스크를 이용함으로써 전사 패턴의 위치 정밀도를 증대시킬 수 있다.
(구성 5)
상기 노광시스템의 마스크 스테이지는 마스크 블랭크용 기판의 주 표면에 대하여 흡착에 의해 고정하기 위한 척부재(chuck member)를 포함하며,
상기 척부재는, 상기 주 표면에 나란하게 선형으로 연장하며, 상기 3개의 지지부중 적어도 일부를 이용하여 주 표면을 지지하는 3개의 지지부; 및 상기 3개의 지지부 사이에 형성된 2개의 흡착부를 포함한다. 이러한 3개 라인 지지형 척부재에 의하면, 척킹 후에 평탄도가 우수한 마스크 블랭크용 기판을 얻을 수 있다.
(구성 6)
구성 1 또는 구성 4 에 기재된 마스크 블랭크용 기판의 주 표면상에, 마스크 패턴이 될 박막이 형성된 마스크 블랭크를 특징으로 한다.
(구성 7)
구성 6에 있어서, 상기 마스크 블랭크는 65nm 반도체 디자인룰에 적합한 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 좀더 정밀하게 되는 패턴에 적용가능한 마스크 블랭크를 제공하는 것이 가능하다.
(구성 8)
노광용 마스크로서, 구성 6에 기재된 박막을 패터닝하여 마스크 블랭크용 기판의 주 표면상에 마스크 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 좀더 세밀한 패턴에 적용가능한 노광용 마스크를 제공하는 것이 가능하다.
(구성 9)
반도체 제조방법으로서, 노광 시스템의 마스크 스테이지 상에 제8항에 기재된 노광용 마스크를 세팅하는 단계와; 마스크 패턴을 전사하기 위하여 노광용 마스크 상으로 노광광을 조사하여, 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 패턴 결함이 없는 정세(精細)한 회로배선을 가지는 반도체를 얻는 것이 가능하다.
(구성 10)
노광 시스템의 마스크 스테이지에 의해 척킹되는 마스크 블랭크용 기판을 제조하기 위한 방법으로서,
기판을 연마하는 단계,
상기 마스크 스테이지에 의해 척킹될 쪽에 기판의 주 표면의 일부를 형성하고, 기판의 외주 단면을 포함하지 않으면서 마스크 패턴의 형성을 위한 직사각형 영역으로 되는 패턴 영역을 포함하는 평탄도 측정 영역의 평탄도를 측정하는 단계, 및
상기 평탄도 측정 영역의 평탄도가 소정 범위 내에 있으며, 상기 평탄도 측정 영역의 4개의 모서리부 중 적어도 3개소 각각은 외부 가장자리 측을 향하여 상승하는 형상을 가지는 기판을 선택하는 단계를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 본원의 구성 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(구성 11)
노광 시스템의 마스크 스테이지에 척킹될 마스크 블랭크용 기판을 제조하는 방법으로서,
기판을 연마하는 단계,
마스크 스테이지에 의해 척킹될 쪽의 기판의 주 표면의 일부를 형성하며, 기판의 외주 단면을 포함하지 않는 마스크 패턴의 형성을 위한 직사각형 영역으로 되는 패턴영역을 포함하는 평탄도 측정영역의 평탄도를 측정하는 단계, 및
상기 평탄도 측정 영역의 평탄도가 소정 범위 내에 있으며, 상기 평탄도 측정 영역의 모서리부의 형상은, 주 표면의 중심을 통과하며 상기 마스크 블랭크용 기판의 4 모서리의 두개의 정점을 연결하는 대각선 방향으로 주 표면의 표면 형상에 대해 측정이 행해진 경우, 외주 단면으로부터 내측 10mm의 영역을 제외한 주 표면의 외부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이가, 외주 단면으로부터 내측 15mm 영역을 제외한 주 표면상의 내부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이를 기준으로 이용하여 -0.02㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이하가 되는 기판을 선택하는 단계를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 본원의 구성 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 실시형태를 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시 형태에 관한 마스크 블랭크용 기판(10)의 일예를 나타낸다. 도 1은 마스크 블랭크용 기판(10)의 사시도이다. 도 2는 마스크 블랭크용 기판(10)의 부분 단면도이며, 도 1에 나타낸 일점 쇄선(AB)을 따른 마스크 블랭크용 기판(10)의 주 표면(12)의 형상을 나타낸다.
마스크 블랭크용 기판(10)은 마스크 스테이지에 척킹되는 쪽의 주 표면(12)에 패턴 영역(14) 및 평탄도 측정 영역(16)을 가진다. 주 표면(12)은 152mm 사방의 정사각형이다. 노광용 마스크의 패턴 영역은 4개의 모서리(18)를 가지는 132mm x 110mm의 직사각형상 영역이다. 따라서, 마스크 블랭크용 기판의 단계에서는 통상, 패턴 영역(14)의 배치가 결정되어 있지 않으므로, 마스크 블랭크용 기판에서의 패턴 영역(14)은 132mm x 110mm 를 90°회전한 경우를 상정하여 132mm 사방의 정사각형 영역으로 한다. 한편, 평탄도 측정 영역(16)은 4개의 모서리(20)를 가지는 148mm 사방의 정사각형 영역이다. 평탄도 측정 영역(16)의 평탄도는 0.6 ㎛ 이하이다.
그리고, 평탄도 측정 영역(16)의 4개의 모서리부 중, 적어도 3개소의 모서리부는 도 2에 나타내는 바와 같이 외주측을 향하여 상승한 형상을 이루고 있다. 외주측을 향하는 방향이란, 패턴 영역(14)의 모서리(18)로부터 평탄도 측정 영역(16)의 모서리(20)를 향하는 방향이다. 이 상승한 형상의 높이(h)는 0.25㎛ 이하이다. 이 높이(h)는 모서리(18)를 기준점으로 한 모서리(20)의 높이이다. 이 높이(h)가 0.25㎛ 이하라면, 모서리(18)와 모서리(20) 사이에서의 주 표면(12)의 형상은 상관없다. 주 표면(12)은, 예컨대 점선(32)으로 나타내는 바와 같이, 모서리(18)와 모서리(20)의 사이에서 일단 0.25 ㎛ 보다도 높게 상승해도 좋다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따르는 마스크 블랭크용 기판(100)의 일실시예를 나타낸다. 도 3은 마스크 블랭크용 기판(100)의 사시도이다. 도 4는 도 3에 나타낸 일점쇄선(A'B' 또는 A"B")을 따르는 마스크 블랭크용 기판(100)의 주 표면(120)의 형상을 나타내는 마스크 블랭크용 기판(100)의 부분 단면도이다.
마스크 블랭크용 기판(100)은 마스크 스테이지에 의해 척킹되는 쪽의 주 표 면(120)상에서 평탄도 측정 영역(160)과 패턴 영역(140)을 가진다. 주 표면(120)은 152mm 사방의 정사각형이다. 노광용 마스크의 패턴 영역은 일반적으로 132mm x 110mm 의 직사각형 영역이다. 따라서, 패턴 영역(140)의 배치가 마스크 블랭크용 기판의 단계에서는 통상 결정되지 않기 때문에, 마스크 블랭크용 기판의 패턴영역(140)은 132mm x 110mm 를 90°회전하였다고 가정하여 132mm 사방의 정사각형 영역으로 설정된다. 평탄도 측정 영역(160)의 평탄도는 0.6㎛ 이하이다.
평탄도 측정 영역(160)의 모서리부 형상은, 이하에서 정의하는 바와 같이, 높이(h')를 가지는 형상이다. 구체적으로, 상기 형상은, 도 3 및 도 4에서 기판 주 표면의 중심(O)을 통과하며(대각선 A'B 또는 A"B"를 따라) 기판의 4개 모서리에서 두개의 정점(210, 211, 212, 및 213)(즉, 정점(210, 212) 또는 정점(211, 213)을 연결하는 대각선 방향으로 기판 주 표면의 표면 형상에 대하여 측정이 행해지는 경우, 기판 주 표면 상에서 외주 단면으로부터 내측 10mm 의 영역을 제외한 외부 직사각형 영역(이 경우 패턴 영역(140)과 동일)의 모서리(190)에서의 높이(h')는 기판 주 표면상에서 외주 단면으로부터 내측 15mm 의 영역을 제외한 내부 직사각형 영역(170)의 모서리(180)에서의 높이를 기준으로 하여 -0.02㎛ 이상, 0.05㎛ 이하로 된다.
마스크 블랭크용 기판(10)은 주 표면 상에 마스크 블랭크로 되는 박막이 형성되어, 마스크 블랭크로 된다. 또한, 이 박막을 패터닝하는 것에 의해, 마스크 블랭크용 기판(10, 100)의 주 표면 상에 마스크 패턴이 형성되어 노광용 마스크로 된다.
또한, 마스크 블랭크용 기판(10, 100)의 재료는 특히 한정되지 않는다. 사용하는 노광광원에 따라서 선택된다. 예컨대, ArF 엑시머 레이저 노광용 마스크 블랭크나 F2 엑시머 레이저 노광용 마스크 블랭크의 경우, 합성석영 글라스가 이용된다. 또한, EUV 노광용 마스크 블랭크의 경우, 노광시의 열에 의한 피전사 패턴의 왜곡을 억제하기 위해, 저열팽창계수를 가지는 기판 재료(예컨대, SiO2-TiO2 계 글라스, 합성 석영 글라스, 또는 β- 석영고용체를 석출한 결정화 글라스 등)이 이용된다.
또한, 마스크 블랭크용 기판(10, 100)의 주 표면상에 형성되는 마스크 패턴으로 되는 박막은, 피전사체에 전사할 때에 사용되는 노광광(노광광원으로부터 발해지는 광)에 대하여, 광학적 변화를 일으키는 박막이며, 예컨대 노광광을 차단하는 차광막이나, 노광광의 위상차를 변화시키는 위상 쉬프트막, 노광광을 반사시키는 반사막, 또는 노광광을 흡수하는 광흡수체막 등을 들 수 있다.
차광막으로서는 일반적으로, Cr 막, Cr에 산소, 질소, 탄소, 불소를 선택적으로 포함하는 Cr 합금막, 이들의 적층막, MoSi막, MoSi막에 산소, 질소, 탄소를 선택적으로 포함하는 MoSi 합금막, 이들의 적층막 등을 들 수 있다.
위상 쉬프트 막으로서는, 위상 쉬프트 기능만을 가지는 SiO2막 외에, 위상 쉬프트 기능 및 차광기능을 가지는 금속 실리사이드 산화막, 금속 실리사이드 질화막, 금속 실리사이드 산화질화막, 금속 실리사이드 산화탄화막, 금속 실리사이드 산화질화 탄화막(금속: Mo, Ti, W 또는 Ta 등의 천이 금속), CrO막, CrF막, SiON막 등의 하프톤막을 들 수 있다.
반사막으로서는 Mo/Si 주기 다층막, Ru/Si 주기 다층막, Mo/Be 주기 다층막, Mo 화합물/Si 화합물 주기 다층막, Si/Nb 주기 다층막, Si/Mo/Ru 주기 다층막, Si/Mo/Ru/Mo 주기 다층막, Si/Ru/Mo/Ru 주기 다층막 등의 재료가 사용된다.
광흡수체막으로서는, Ta이나 Ta 합금(예컨대, Ta와 B를 포함하는 재료, 또는 Ta와 B와 N을 포함하는 재료), Cr이나 Cr 합금(예컨대, Cr에 질소, 산소, 탄소, 불소 중 적어도 하나의 원소가 첨가된 재료) 등이 사용된다.
상술한 박막은, 예컨대 DC 스퍼터링, RF 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링 등의 스퍼터링 법으로 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 마스크 블랭크는 상술한 박막 상에 레지스트막이 더 형성되어 있어도 좋다.
도 5는, 마스크 블랭크용 기판(10, 100)을 척킹하는 마스크 스테이지(46)의 구성의 일예를 나타내는 도면이며, 마스크 스테이지(46)의 측면도이다.
본 예에서, 마스크 스테이지(46)는 베이스부(52)와 두개의 척부재(54)를 포함한다. 베이스부(52)는 척부재(54)를 고정하는 대이다.
척부재(54) 각각은 평행한 3개의 지지부(62)와, 지지부(62)의 사이에 형성되는 2개의 흡인구(64)를 가지는 3선 지지형(3-line support type)이다. 흡인구(64)는, 예컨대 베이스부(52)를 통하여 진공장치(미도시)에 접속되어 있어, 마스크 블랭크용 기판(10)의 주 표면(12)을 흡착 고정한다. 이와 같이 하여, 마스크 스테이지(46)는 마스크 블랭크용 기판(10)을 노광용의 광원(44) 및 렌즈(44)에 대향시켜 유지한다.
여기서, 2개의 척부재(54)는 마스크 블랭크용 기판(10)의 주표면(12)에서의 대향하는 두변에 대응하여 각각 설치되어 있다. 그리고, 각 척부재(54)의 3개의 지지부(62)는 주 표면(12)에서의 대응하는 변과 평행하게 연장하고 있다. 또한, 2개의 흡인구(64)는 주 표면(12)에서의 대응하는 변의 근방을 흡착한다.
척부재(54) 각각은 평탄도 측정 영역(16)(도 1 참조) 외부나, 평탄도 측정 영역(16) 내외부에 걸치는 마스크 블랭크용 기판의 주 표면의 주변 가장자리를 흡착할 수 있다. 척부재(54)가 평탄도 측정 영역(16) 내외부에 걸쳐 있는 경우, 3개의 지지부(62) 중 적어도 하나는 평탄도 측정 영역(16) 외측에 당접하도록 설치된다. 또, 그외 두개 또는 하나의 지지부(62)는 평탄도 측정 영역(16)의 내측에 당접하도록 설치된다.
또한, 마스크 블랭크용 기판(10)에서 척부재(54)와 접촉하는 부분은 완전히 평탄하지 않은 경우가 있다. 이와 같은 경우, 실제로 사용되는 상황에서 마스크 스테이지(46)는 예컨대 3개의 지지부(62) 중 내측의 2개에 의해 마스크 블랭크용 기판(10)을 지지한다.
마스크 블랭크용 기판(10)의 주 표면(12)에서, 모서리부를 제외하는 주변 가장자리부의 형상은 말린 에지(rolled edge) 형상인 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 각 척부재(54)의 2개의 지지부(62)에 의해 마스크 블랭크용 기판(10)을 적절하게 지지할 수 있다. 말린 에지 형상이란, 패턴 영역(14)(도 1 참조)의 가장자리부 상의 지점보다 평탄도 측정 영역(16)의 가장자리부 상의 지점이 낮게 되어 있는 형상(롤오프 형상)이다.
본 예에서, 마스크 스테이지의 각 척부재는, 예컨대 국제 공개 WO02/065519호공보에 나타낸 바와 같은 형상과 구조를 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 마스크 블랭크용 기판의 제조방법에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같은 주 표면(12)의 형상을 이루고 있는 마스크 블랭크용 기판(10)은, 예컨대 이하의 제조방법에 의해 제작할 수 있다. 이하에서는, 마스크 블랭크용 기판(10)은 주 표면(120)의 형상을 가지는 마스크 블랭크용 기판(100)으로서도 언급될 수 있다.
(1) 마스크 블랭크용 기판의 주 표면의 표면형상, 평탄도를 측정한 후, 그 측정 결과에 기초하여, 주 표면의 표면형상이 상술한 바와 같이 규정한 형상으로 되도록 국소적으로 표면 가공을 행함으로써, 형상 조정을 행한다. 필요에 따라서, 표면 형상과 평탄도를 측정하기 전이나, 형상 조정을 종료한 후의 기판 주 표면을 연마처리한다.
(2) 복수 단계의 연마 공정에서, 미리 각 연마 공정에서의 형상 변화를 파악해두고, 각 연마 공정에서의 기판 주 표면의 표면 형상과 평탄도를 맞추어, 상술한 바와 같이 규정한 표면 형상, 평탄도가 되도록 한다.
상기 제조방법(1)에서는, 각 연마 공정에서 예컨대 자성 유체 연마법(Magnetorheological finishing, MRF)에 의해 기판마다 개별의 가공을 행한다. 따라서 소망하는 표면 형상 및 평탄도의 마스크 블랭크용 기판(10)을 적절하게 제조하는 것이 가능하다.
도 6은, 상기의 제조방법(2)에 대응하는 마스크 블랭크용 기판(10)의 제조방 법의 일예를 나타내는 흐름도이다. 본 예의 제조방법에서는, 우선 마스크 블랭크용 기판(10)의 베이스 부재가 되는 기판을 준비하고(S100), 이 기판에 대하여 마무리 전의 연삭/연마를 행한다(S102). 이 마무리 전의 연삭/연마는, 예컨대 연삭, 일차 연마 및 이차 연마 등의 복수의 연삭/연마 공정을 포함하는 공정일 수 있다. 연삭은 기판 표면의 평탄성의 향상 및 크랙의 제거를 목적으로 하는 가공이다. 일차 연마 및 이차 연마는 기판 표면의 표면 거칠기를 순차 저감시키기 위한 가공이다. 일차 연마 및 이차 연마는, 예컨대 산화셀륨을 주 성분으로 하는 연마제이고, 연마 패드가 흡착되어 있는 상하 정반(surface plates) 면내를 기판이 유성(遊星)운동하면서 복수매(예컨대, 20매 정도) 동시에 양면 연마하는 양면 연마 장치를 이용하여 연마를 행하는 각각의 공정이다.
다음으로, 연마된 기판의 평탄도를 측정하고(S104), 최종적으로 합격품을 얻는데 적합한 기판을 선별한다(S106). 공정 S106에서는, 예컨대 이하의 (1) ~ (3)을 만족하는 기판을 선별한다.
(1) 주 표면의 중심 부근이 볼록 형상이며, 각각 동일한 평탄도를 나타내는 등고선의 형상이 동심원에 가까움.
(2) 주 표면의 4개의 모서리 중 적어도 3개소가 상승한 형상으로 되어 있음.
(3) 최저위가 주 표면의 중심과 가장자리부와의 사이에 있음.
따라서, 주 표면의 형상이 새들 형상(saddle-shaped)을 가지는 기판은 공정 S106에 의해 제외된다.
또한, 상술한 (1) ~ (3)을 만족하는 기판을 얻기 위한 이차 연마에서의 연마 조건은, 양면 연마 장치의 정반 정밀도(연마 패드가 점착되는 쪽의 정반 표면에 대하여, 임의의 기준 길이를 이용하여 그 표면형상을 측정한 때에, 최소자승법으로 산출되는 기준면에 대한 표면형상에서의 최대값과 최소값의 차)를 100㎛ 이하로 하고, 연마시의 가공압을 50 ~ 150g/cm2로 하면 수율이 좋다.
다음으로, 콜로이드 실리카(colloidal silica)를 주 성분으로 하는 연마제와, 스웨이드 타입(suede-type)의 연마패드를 사용하여, 마무리 연마를 행한다(S108). 이 마무리의 연마는 공정 S106에서 선별된 복수매의 기판에 대한 양면 경면연마 가공이다. 이 마무리의 연마는, 상술한 바와 동일하게, 연마 패드가 흡착된 상하 정반 면사이를 기판이 유성운동하면서 복수매(예컨대, 20매 정도) 동시에 양면 연마하는 양면 연마 장치를 이용하여 연마가 행해진다. 또, 이 마무리의 연마에 의해, 평탄도 측정영역(16)의 모서리부(네개의 모서리)는 도 2를 이용하여 설명한 바와 같은 상승한 형상으로 가공된다.
이어서, 기판의 평탄도를 재차 측정하고(S110), 마스크 블랭크용 기판(10)의 완성품으로서, 평탄도 측정 영역(16)의 평탄도가 0.6㎛ 이하이고, 또한 평탄도 측정 영역(16)의 네개의 모서리부 중 적어도 3개소의 모서리부가 외주측을 향하여 상승한 형상을 각각 이루고 있는 기판을 선별한다(S112).
이 조건을 만족하기 위한 마무리의 연마에서의 연마 조건은, 양면 연마 장치의 정반 정밀도를 50㎛ 이하로 하고, 연마시 가공압을 50 ~ 100g/cm2, 연마패드의 경도(hardness)는 80 이하(Asker-C)로 하면 수율이 좋다.
이와 같이 제조하면, 노광시스템의 마스크 스테이지에 척킹한 후의 노광용 마스크의 평탄도가 양호하게 되는 요건을 만족하는 마스크 블랭크용 기판(10)을 적절하게 얻을 수 있다. 또, 이러한 마스크 블랭크용 기판(10)을 이용하여, 마스크 블랭크, 및 노광용 마스크를 적절하게 얻을 수 있다.
또한, 공정 S108에서의 마무리 연마에서, 기판의 모서리부는 연마 패드의 침몰(sinking) 등에 의해, 롤 오프 방향(볼록화 방향)으로 가공되는 경우가 있다. 따라서, 공정 S102에서의 마무리 전의 연삭/연마에서는 기판을 약간 오목한 형상이 되도록 연마하는 것이 바람직하다. 공정 S106에서는 마무리 연마에서 기판이 볼록화 방향으로 연마되는 것을 고려하여, 기판을 선별하는 것이 바람직하다.
또한, 공정 S104 및 공정 S110에서는, 광학 간섭식의 방법에 의해 평탄도를 측정한다. 이 방법은, 예컨대 레이저광 등의 가간섭성의 광을 기판표면에 부딪혀 반사시켜, 기판 표면의 높이의 차를 반사광의 위상 쉬프트로서 관측하는 것에 의해 평탄도를 측정한다. 이 방법에 의하면, 기판의 주 표면과 외주 단면 사이의 경계로부터 소정의 영역(2mm 정도)은 고정밀도로 측정할 수 없어, 평탄도의 신뢰성에 영향을 미친다. 때문에, 본 예에서는, 주 표면으로부터 이 영역을 제외한 부분을 평탄도 측정 영역으로 한다.
제2 실시예의 마스크 블랭크용 기판(100)은, 평탄도 측정 영역(160)의 평탄도가 0.6㎛ 이하이며, 평탄도 측정 영역(160)의 모서리부에서의 형상이, 기판의 주 표면의 중심을 통과하며 기판의 4개의 모서리에서의 2개의 정점을 연결하는 대각선 방향으로 기판의 주 표면의 표면 형상에 대하여 측정이 행해지는 경우, 외주 단면 으로부터 내측 10mm 영역을 제외한 기판 주 표면상의 외부 직사각형 영역의 모서리의 높이가, 외주 단면으로부터 내측 15mm의 영역을 제외한 기판의 주 표면상의 내부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이를 기준으로 하여 -0.02㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이하가 되는 기판을 공정 S112에서 선택하여 얻어진다.
도 7A 와 7B는, 공정 S108에서의 마무리 연마의 공정을 더욱 상세하게 설명하는 도면이다. 도 7A는 마스크 블랭크용 기판(10)의 대각 단면의 형상 변화를 나타낸다. 도 7B는 마스크 블랭크용 기판(10)의 횡단면의 형상 변화를 나타낸다. 공정 S108은 공정 S106에서 선별된 기판(베이스 부재)를 경위(經緯) 1, 2로서 나타낸 중간 상태를 거쳐 최종적인 형상으로 연마한다.
여기서, 공정 S106에서 선별된 베이스 부재는 대각 단면에 대하여 중심 부근이 볼록 형상이며, 모서리부가 상승한 프레임 형상으로 되어 있고, 기판 중심과 모서리부와의 사이가 오목하게 되어 있다. 또, 베이스 부재는 횡단면에 대하여 중심 부근이 볼록 형상이며, 단부가 상승한 프레임 형상으로 되어 있고, 기판 중심과 단부와의 사이에 오목하게 되어 있다. 또한, 횡단면의 단부는 플랫한 형상이어도 무방하다. 또한, 횡단면에서의 기판 중심과 단부와의 사이는 플랫한 형상이어도 좋다.
그리고, 중간 상태의 경위 1을 향하여 대각 단면은 모서리부의 부위 1, 9의 가공이 중심부의 부위 5의 가공보다도 빠르게 진행하는 조건으로 연마된다(부위 1, 9 〉부위 5의 가공). 이 사이, 중간 부위 3 등에는 미세 가공이 이루어진다.
한편, 경위 1을 향하여, 횡단면은 단부의 부위가 1, 9의 가공과 중심부의 부 위 5의 가공이 동일한 정도로 진행하는 조건에서 연마된다(부위 1, 9 = 부위 5의 가공). 이 사이, 중간 부위 3 등에는 미세가공이 행해진다. 이 연마는, 예컨대 횡단면에서 부위 1, 9의 높이와 부위 5의 높이가 서로 근사한 정도까지 진행된다.
다음으로, 중간 상태의 경위 2를 향하여, 대각 단면은 모서리부의 부위 1, 9의 가공이 중심부의 부위 5의 가공보다도 빠르게 진행하는 조건에서 더 연마된다(부위 1, 9 〉부위 5의 가공). 이 사이, 중간 부위 3 등에는 미세가공이 더 이루어진다. 이 연마는, 예컨대 대각 단면에서 부위 1, 9의 높이와 부위 5의 높이가 서로 근사한 정도까지 진행된다.
한편, 경위 2를 향하여, 횡단면은 단부의 부위 1, 9의 가공과 중심부의 부위 5의 가공이 동일한 정도로 진행하는 조건에서 더 연마된다(부위 1, 9 = 부위 5의 가공). 이 연마에 의해 부위 1, 9는 롤오프된 형상으로 가공된다.
그리고, 최종 형상을 향하여 대각 단면은 또한 모서리부의 부위 1, 9의 가공이 중심부의 부위 5의 가공보다도 빠르게 진행하는 조건으로 연마된다(부위 1, 9 〉 부위 5의 가공). 이 사이, 중간의 부위 3 등에는 미세 가공이 더욱 행해진다. 이 연마는 부위 1, 9의 프레임 형상이 남아 있는 동안 종료한다. 그렇지 않은 경우, 즉 이러한 상태로 연마를 계속하면, 부위 1, 9는 롤오프된 형상으로 가공이 진행하여 버린다.
또한, 최종 형상을 향하여 횡단면은, 모든 부위에서 균일한 연마가 이루어져, 볼록형상으로 가공된다. 이와 같이 연마하면, 마스크 블랭크용 기판(10)의 마무리 연마를 적절하게 행하는 것이 가능하다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 관한 마스크 블랭크용 기판(10)의 실시예 1 ~ 10, 비교예 1 ~ 3을, 도 6 및 도 7A와 7B를 이용하여 설명한 제조방법에 의해 제조하였다. 마스크 블랭크용 기판의 재료는 노광광에 대하여 투광성을 가지는 합성 석영 글라스이다. 마스크 블랭크용 기판의 주 표면은 152mm 사방의 정사각형, 평탄도 측정 영역(16)은 148mm 사방의 정사각형이다. 또한, 노광용 마스크 시점에서의 패턴 영역의 크기는 132mm x 110mm 이므로, 마스크 블랭크용 기판에서는 90 °회전한 경우를 고려하여, 패턴 영역(14)의 크기를 132mm 사방의 정사각형으로 하였다.
표 1은 본 발명의 실시예 1 ~ 10 및 비교예 1 ~ 3의 형상 특성을 나타낸다. 또, 도 8 ~ 도 20은 실시예 1 ~ 10, 비교예 1 ~ 3의 주 표면형상을 나타내는 조감도이다. 아울러, 표 1에서 척킹 후의 평탄도는 척킹 후 패턴 영역(14)의 평탄도이다.
평탄도 측정 영역의 평탄도(㎛) 평탄도 측정영역의 모서리부의 형상 척킹후의 평탄도(㎛)
실시예 1 0.466 ski-jump(3개소) 0.125
실시예 2 0.468 ski-jump(3개소) 0.184
실시예 3 0.477 ski-jump(4개소) 0.148
실시예 4 0.485 ski-jump(3개소) 0.187
실시예 5 0.485 ski-jump(4개소) 0.227
실시예 6 0.497 ski-jump(4개소) 0.149
실시예 7 0.512 ski-jump(4개소) 0.167
실시예 8 0.522 ski-jump(4개소) 0.220
실시예 9 0.534 ski-jump(4개소) 0.184
실시예 10 0.589 ski-jump(4개소) 0.175
비교예 1 0.673 ski-jump(4개소) 0.278
비교예 2 0.542 ski-jump(대각 2개소) 0.269
비교예 3 0.558 롤 오프 0.350
이들의 마스크 블랭크용 기판에서의 평탄도 측정영역(16)을 포함하는 주 표면상에, 막응력에 의한 평탄도 변화가 0.08㎛ 이하의 저막응력의 크롬을 주 성분으로 포함하는 반사방지기능이 있는 차광막을 스퍼터링에 의해 형성하고, 또한 회전도포방법으로 차광막 상에 포지형 레지스트를 형성하여 마스크 블랭크를 얻었다.
이렇게 얻어진 마스크 블랭크를 노광시스템에 척킹한 후의 평탄도는 표 1과 같이 되고, 비교예 1 내지 3의 경우, 노광시스템에 척킹한 후의 기판 주 표면의 평탄도는 0.24 ㎛ 를 초과하는 결과로 되었다. 이 평탄도는 반도체 기판상에 축소 노광(1/4 배)하여, 전사 패턴을 형성한 경우, 레티클에 허용되는 포커스 정밀도(focus budget)가 0.24㎛ 를 만족하지 않는 위치 정밀도로 되어, 반도체 디자인 룰 65nm 의 사양을 일탈한 결과로 되었다.
비교예 1에서는, 평탄도 측정 영역(16)의 평탄도가 0.6 ㎛를 초과하고 있다. 또한, 비교예 2, 3에서는 평탄도 측정 영역(16)의 모서리부 중 스키점프 형상으로 되어 있는 것이 3개소 미만이다.
이것에 대하여, 실시예 1 ~ 10 에서는 평탄도 측정 영역(16)의 평탄도가 0.6 ㎛ 이하이며, 평탄도 측정 영역(16)의 모서리부 중 적어도 3개소의 모서리부가 스키점프 형상이다. 때문에, 실시예 1 ~ 10 의 경우, 노광시스템에 척킹한 후의 기판 주 표면의 평탄도는 0.24 ㎛ 이하로 되었다. 이 경우, 레티클에 허용되는 포커스 정밀도가 0.24 ㎛ 를 만족하는 위치 정밀도로 되어, 반도체 디자인룰 65nm 의 사양을 만족한다.
다음으로, 본 발명에 따르는 마스크 블랭크용 기판(100)의 실시예 11 ~ 16과, 비교예 4 ~ 6이 도 6, 도 7A 및 7B를 참조하여 설명된 제조방법에 의해 만들어진다.
표 2는 본 발명의 실시예 11 내지 16과 비교예 4 내지 6의 형상특성을 나타낸다. 표 2에서, "척킹 후의 평탄도"는 척킹후의 패턴 영역(140)의 평탄도를 나타낸다. 또한, 표 2에서, 높이 h'(1), h'(2), h'(3) 및 h'(4)는 각각, 도 4의 기판 주 표면상의 외주 단면으로부터 내측 15mm 영역을 제외한 내부 직사각형 영역(170)의 대응하는 모서리부(180)(4개소)의 높이를 기준으로 이용하는 기판 주 표면 상의 외주 단면 내측으로부터 10mm의 영역을 제외한 외부 직사각형 영역의 모서리(190)(4개소)의 높이를 나타낸다.
평탄도 측정영역(㎛)의 평탄도 높이 h'(1)(㎛) 높이 h'(2)(㎛) 높이 h'(3)(㎛) 높이 h'(4)(㎛) 척킹 후의 평탄도(㎛)
실시예 11 0.485 -0.0089 -0.0186 -0.0008 0.0024 0.187
실시예 12 0.485 -0.0015 0.0065 -0.0163 -0.0098 0.227
실시예 13 0.497 0.0116 0.0107 -0.0021 0.0053 0.149
실시예 14 0.512 0.0169 0.0058 0.0078 0.0161 0.167
실시예 15 0.534 0.0228 0.033 0.0117 0.0186 0.184
실시예 16 0.589 -0.0013 -0.003 -0.0069 0.0135 0.175
비교예 4 0.542 -0.0303 -0.0169 -0.0292 -0.0175 0.269
비교예 5 0.558 -0.0344 -0.0619 -0.0455 -0.0371 0.350
비교예 6 0.673 0.0178 0.0254 -0.0014 0.0093 0.278
각 마스크 블랭크용 기판에서의 평탄도 측정영역(160)을 포함하는 주 표면상에 막응력에 의한 평탄도 변화가 0.08㎛ 이하의 저막응력의 크롬을 주 성분으로 포함하는 반사방지기능이 있는 차광막을 스퍼터링에 의해 형성하고, 그리고 회전도포방법으로 포지형 레지스트를 차광막상에 형성하는 방식으로, 마스크 블랭크를 얻었다.
노광 시스템에 척킹된 후에 얻어진 마스크 블랭크의 평탄도는 표 2에 나타내며, 비교예 4 ~ 6의 경우에, 노광 시스템에 척킹된 후의 기판 주 표면의 평탄도는 결과적으로 0.24㎛ 을 초과하였다. 이러한 평탄도는 레티클용으로 허용된 포커스 정밀도가 반도체 기판상의 전사 패턴을 형성하기 위해 축소(1/4 배) 노광이 행해진 때 0.24㎛ 를 만족하지 않는 위치 정밀도를 나타내게 되어, 65nm 반도체 디자인 룰의 사양으로부터 일탈하는 결과가 된다.
비교예 4 및 5에서는, -0.02㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이하의 조건으로부터 높이 h'가 일탈되었으며, 또한 비교예 6에서, 평탄도 측정 영역(160)은 0.6㎛ 를 초과하였다.
한편, 실시예 11 ~ 16 에서는, 평탄도 측정 영역(160)의 평탄도가 0.6 ㎛ 이하였으며, 또한, 모든 4개소에서의 높이 h'가 -0.02 ㎛ 이상이고 0.05 ㎛ 이하였다. 결과적으로, 실시예 11 ~ 16에서는 노광 시스템에 척킹된 후의 기판 주 표면의 평탄도는 0.24 ㎛ 이하로 되었다. 이 경우에, 레티클에 허용되는 포커스 정밀도가 0.24 ㎛ 을 만족하는 이러한 위치 정밀도가 달성되었다. 따라서, 65nm 반도체 디자인룰의 사양이 만족되었다.
이상, 본 발명을 실시형태를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 것은 당업자에게 명확하다. 그 다양한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이, 특허 청구범위의 기재로부터 명백할 것이다.
본 발명에 따르면, 노광시스템의 마스크 스테이지에 척킹된 후의 평탄도가 양호한 마스크 블랭크용 기판, 마스크 블랭크, 노광용 마스크를 적절하게 얻을 수 있다.

Claims (11)

  1. 노광 시스템의 마스크 스테이지에 의해 척킹되는 마스크 블랭크용 기판으로서,
    마스크 스테이지에 의해 척킹되는 쪽의 마스크 블랭크용 기판의 주 표면상에서 외주 단면으로부터 내측 2mm의 영역을 제외한 직사각형 평탄도 측정 영역의 평탄도가 0.6㎛ 이하이며,
    평탄도 측정 영역의 4개의 모서리부 중 적어도 3개소의 모서리부가 각각 외주측을 향하여 상승한 형상을 이루는 마스크 블랭크용 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평탄도 측정 영역은, 마스크 패턴을 형성하기 위한 직사각형 영역인 패턴 영역을 포함하는 영역이며,
    평탄도 측정 영역의 모서리부에서의 상승된 형상은, 패턴 영역의 모서리 중 해당 상승된 형상의 모서리부에 가장 가까운 모서리를 기준점으로 한 최대 높이가 0.25㎛ 이하로 되는 형상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크용 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    평탄도 측정영역은, 마스크 패턴의 형성을 위한 직사각형 영역인 패턴 영역을 포함하는 영역이고,
    상기 평탄도 측정영역의 모서리부에서의 상승 형상은, 주 표면의 중심을 통과하며 상기 마스크 블랭크용 기판의 4개 모서리의 두개의 정점을 연결하는 대각선 방향으로 주 표면의 표면 형상에 대하여 측정이 행해진 경우, 외주 단면으로부터 내측 10mm의 영역을 제외한 주 표면의 외부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이가, 외주 단면으로부터 내측 15mm 영역을 제외한 주 표면상의 내부 직사각형 영역의 모서리의 높이를 기준으로 이용하여 -0.02㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이하가 되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크용 기판.
  4. 노광 시스템의 마스크 스테이지에 의해 척킹되는 마스크 블랭크용 기판으로서,
    상기 마스크 스테이지에 의해 척킹되는 쪽의 마스크 블랭크용 기판의 주 표면상에서 외주 단면으로부터 내측 2mm의 영역을 제외한 직사각형 평탄도 측정 영역의 평탄도가 0.6㎛ 이하이고,
    상기 평탄도 측정 영역은, 마스크 패턴을 형성하기 위한 직사각형 영역인 패턴 영역을 포함하는 영역이며,
    상기 평탄도 측정영역의 모서리부에서의 형상은, 주 표면의 중심을 통과하며 상기 마스크 블랭크 기판의 4 모서리의 두개의 정점을 연결하는 대각선 방향으로 주 표면의 표면 형상에 대해 측정이 행해진 경우, 외주 단면으로부터 내측 10mm 의 영역을 제외한 주 표면의 외부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이가, 외주 단면으로부터 내측 15mm 영역을 제외한 주 표면상의 내부 직사각형 영역의 모서리 높이를 기준으로 이용하여 -0.02㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이하가 되는 마스크 블랭크용 기판.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 노광 시스템의 마스크 스테이지는 마스크 블랭크용 기판의 주 표면에 대하여 흡착에 의해 고정하기 위한 척부재를 포함하며,
    상기 척부재는,
    상기 주 표면에 나란하게 선형으로 연장하며, 상기 3개의 지지부 중 적어도 일부를 이용하여 주 표면을 지지하는 3개의 지지부, 및
    상기 3개의 지지부 사이에 형성된 2개의 흡착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크용 기판.
  6. 마스크 블랭크로서,
    제1항 또는 제4항에 기재된 마스크 블랭크용 기판의 주 표면상에 마스크 패턴이 될 박막이 형성된 마스크 블랭크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스크 블랭크는 65nm 반도체 디자인룰에 적합한 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  8. 노광용 마스크로서,
    제6항에 기재된 박막을 패터닝하여 마스크 블랭크용 기판의 주 표면상에 마스크 패턴이 형성되는 노광용 마스크.
  9. 반도체 제조방법으로서,
    노광 시스템의 마스크 스테이지 상에 제8항에 기재된 노광용 마스크를 세팅하는 단계, 및
    마스크 패턴을 전사하기 위하여 노광용 마스크 상으로 노광광을 조사하여, 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 제조방법.
  10. 노광 시스템의 마스크 스테이지에 의해 척킹되는 마스크 블랭크용 기판을 제조하기 위한 방법으로서,
    기판을 연마하는 단계,
    상기 마스크 스테이지에 의해 척킹될 쪽에 기판 주 표면의 일부를 형성하고, 기판의 외주 단면을 포함하지 않으면서 마스크 패턴의 형성을 위한 직사각형 영역으로 되는 패턴 영역을 포함하는 평탄도 측정 영역의 평탄도를 측정하는 단계, 및
    상기 평탄도 측정 영역의 평탄도가 소정 범위 내에 있으며, 상기 평탄도 측정 영역의 4개의 모서리부 중 적어도 3개소 각각이 외부 가장자리측을 향하여 상승하는 형상을 가지는 기판을 선택하는 단계를 포함하는 마스크 블랭크용 기판을 제조하는 방법.
  11. 노광 시스템의 마스크 스테이지에 척킹될 마스크 블랭크용 기판을 제조하는 방법으로서,
    기판을 연마하는 단계,
    마스크 스테이지에 의해 척킹될 쪽의 기판의 주표면의 일부를 형성하며, 기판의 외주 단면을 포함하지 않으면서 마스크 패턴의 형성을 위한 직사각형 영역으로 되는 패턴영역을 포함하는 평탄도 측정영역의 평탄도를 측정하는 단계, 및
    상기 평탄도 측정 영역의 평탄도가 소정 범위 내에 있으며, 상기 평탄도 측정 영역의 모서리부의 형상이, 주 표면의 중심을 통과하며 상기 마스크 블랭크 기판의 4 모서리의 두개의 정점을 연결하는 대각선 방향으로 주 표면의 표면 형상에 대해 측정이 행해진 경우, 외주 단면으로부터 내측 10mm의 영역을 제외한 주 표면의 외부 직사각형 영역의 모서리에서의 높이가, 외주 단면으로부터 내측 15mm 영역을 제외한 주 표면상의 내부 직사각형 영역의 모서리의 높이를 기준으로 이용하여 -0.02㎛ 이상, 0.05 ㎛ 이하가 되는 기판을 선택하는 단계를 포함하는 마스크 블랭크용 기판을 제조하는 방법.
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