KR20060051339A - 마스크 블랭크 제공시스템, 마스크 블랭크 제공방법,마스크 블랭크 투명기판 제조방법, 마스크 블랭크제조방법, 및 마스크 제조방법 - Google Patents

마스크 블랭크 제공시스템, 마스크 블랭크 제공방법,마스크 블랭크 투명기판 제조방법, 마스크 블랭크제조방법, 및 마스크 제조방법 Download PDF

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Abstract

마스크 블랭크의 광학특성에 관련한 사양의 일탈이나 피전사체의 패턴 결함을 방지한다.
마스크 블랭크 제조부문이 마스크 블랭크 투명기판상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 제조하고 이를 마스크 제조부문에 제공할 때 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보(투과율 편차)와 마스크 블랭크의 광학특성 정보(투과율 편차 및/또는 위상차 편차)를 마스크 제조부문에 제공한다. 또한 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보는 마스크 블랭크 투명기판을 제조하는 소재ㆍ가공부문으로부터 블랭크 제조부문에 제공된다.

Description

마스크 블랭크 제공시스템, 마스크 블랭크 제공방법, 마스크 블랭크 투명기판 제조방법, 마스크 블랭크 제조방법, 및 마스크 제조방법{MASK BLANK PROVIDING SYSTEM, MASK BLANK PROVIDING METHOD, MASK BLANK TRANSPARENT SUBSTRATE MANUFACTURING METHOD, MASK BLANK MANUFACTURING METHOD, AND MASK MANUFACTURING METHOD}
도 1은 마스크 블랭크 제공 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 각 제조부문간의 정보나 물건을 교환하는 것을 나타내는 설명도이다.
도 3은 마스크 블랭크 투명기판 제조방법을 나타내는 설명도이다.
도 4는 마스크 블랭크의 제조방법을 나타내는 설명도이다.
도 5는 스퍼터링 장치의 개략도이다.
도 6은 스퍼터링 장치의 요부 확대도이다.
도 7은 마스크의 제조방법을 나타내는 설명도이다.
본 발명은 마스크 블랭크 투명기판과 마스크 블랭크의 광학적 특성을 보증할 수 있는 마스크 블랭크 제공시스템, 마스크 블랭크 제공방법, 마스크 블랭크 투명 기판 제조방법, 및 마스크 블랭크 제조방법에 관련한 것으로, 나아가서는 피전사체의 패턴 결함을 방지할 수 있는 마스크 제조방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 미세화에 따라, 노광 광원의 파장의 감소가 진행되어 노광 파장이 200nm이하에 이르게 된다. 이러한 노광 광원으로서, 예를 들어, ArF 엑시머 레이저(파장:193nm) 및 F2 엑시머 레이저(파장 157nm) 등이 거론된다. 이러한 노광 파장에 관련하여 광을 차단하거나 위상변화시키기 위한 차단막, 광차단막, 불투명막과 위상시프트막이 급속도로 개선되어 왔고 다양한 막 재료가 제안되었다(예를 들어, JP-A-2002-162727 및 JP-A-2003-280168).
또한, 이들 막의 형성시 문제가 예상되는 광학 특성의 편차(variation)(예를 들어, 투과율이나 위상차)를 억누르는 제조방법에 관한 몇몇 제안이 있어, 막의 광학 특성의 편차를 현재 억누르고 있다.
하지만, 제조된 마스크 블랭크의 광학 특성(투과율, 반사율 등)을 측정한 경우, 광학 특성의 편차와 관련하여 사양(specification)을 만족시키지 못한 마스크 블랭크가 일정비율로 포함된다는 문제점이 발생하였다.
또한, 노광시스템을 이용하여 마스크에 형성된 마스크 패턴을 피전사체에 전사하여, 전사패턴을 형성한 경우, 마스크에 형성되어 있는 마스크 패턴에 패턴 결함이 없는데도 불구하고 피전사체에 패턴결함이 발생한다고 하는 문제가 발생하였다.
본 발명자들이 여러가지 관점에서 그 원인을 규명한 결과, 이는 종래 문제시 되지 않았던 투명기판 자체의 흡수에 의한 마스크 블랭크의 투명기판 면 내의 투과율 편차가 원인인 것을 알 수 있었다.
이하, 본 발명자들의 연구에 의해 지득한 광학 특성 편차와 관련한 사양으로부터 일탈한 마스크 블랭크가 제조되는 이유, 전사 패턴 결함이 발생하는 이유에 대해, 각각 상세하게 설명한다.
현재, 개발이 급속하게 진행되고 있는 ArF 엑시머 레이저를 노광 광원으로 하는 마스크 블랭크의 기판재료로서 합성석영 글래스가 사용되고 있다. 이 합성석영그래스는 현재 실용화되어 있는 KrF 엑시머 레이저의 노광 광원으로 하는 마스크 블랭크의 기판재료로서도 이용되고 있다. KrF 엑시머의 노광 파장은 248nm이고, 합성석영 글래스의 제조 편차가 있어도 그 투과율(판 두께 방향의 투과율)은 6025 크기(판 두께: 6.35mm)로 88% 이상(파장 λ:240nm)이고, 문제시되는 것은 없었다.
하지만, 노광 광원의 파장이 193nm이라는 단파장이 되면, 합성석영 글래스의 제조 편차등에 의한 노광광에 대한 기판 자체의 흡수에 의해 그 투과율(판 두께 방향의 투과율)이 6025 크기(판두께: 6.35nm)로 80%까지 저하되는 것도 보였다.
또한, 현재 상태에 있어 박막형성시의 제조 편차가 완전히 없어진 것은 아니고, 상기와 같이 광학 특성 편차와 관련한 사양을 만족하지 않는 마스크 블랭크는 기판 재료 투과율의 편차와 박막의 광학특성 편차가 상승적으로 작용하여 사양을 일탈한 것으로 여겨진다.
한편, 마스크에 있어서, 합성석영 글래스 기판 자체의 흡수에 의해 투과율이 저하한 영역이 차광막 패턴 영역내에 포함되는 경우 피전사체에 영향을 미치지 않 지만 마스크 패턴이 형성되지 않는 영역에 노출하는 경우나 마스크 패턴에 걸치는 경우는 본래 노광광이 차단되지 말아야 할 부분이 차단되어 버리고, 피전사체에 대한 노광광의 강도에 변화를 일으키게 된다. 이는 마스크에 패턴 결함이 없는데도 불구하고 피전사체에 패턴 결함이 발생하는 원인으로 여겨진다.
최근에는 마스크 패턴의 미세화, 고정밀화가 진행되고 있고, 피전사체에 대한 패턴 전사에 영향이 미치는 결함을 마스크 상에서 특정할 수 있다고 하더라도, 패턴 수정, 보정할 수 없는 경우도 있다. 이러한 경우에 있어서는 마스크를 처음부터 제작하지 않으면 안된다.
본 발명은 상기 사항을 감안한 것으로, 마스크 블랭크 투명기판이나 마스크 블랭크의 광학특성을 보증함으로써 마스크 블랭크의 광학 특성에 관련한 사양의 일탈이나 피전사체의 패턴 결함의 발생을 방지할 수 있는 마스크 블랭크 제공 시스템, 마스크 블랭크 제공방법, 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법, 마스크 블랭크의 제조방법 및 마스크의 제조방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 마스크 블랭크 제공 시스템은 마스크 블랭크 제조부문에 제공하는, 노광 파장에 대한 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보를 마스크 블랭크 투명기판과 서로 대응 지어 축적하는 기판 정보 축적수단과,
마스크 제조부문에 제공하는, 노광 파장에 대한 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보를 당해 마스크 블랭크에 서로 대응 지어 축적하는 마스크 블랭크 정보 축적수단과,
상기 기판 정보 축적수단에 축적된 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보를 마스크 블랭크 제조부문 및/또는 마스크 제조 부문에 제공하는 기판 정보 제공수단과,
상기 마스크 블랭크 정보 축적수단에 축적된 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학 특성 정보를 마스크 제조 부문에 제공하는 마스크 블랭크 정보 제공수단을 포함하는 구성이다.
이와 같이 구성하게 되면, 노광 파장에 대한 투명기판이나 마스크 블랭크의 광학 특성이 보증된다. 따라서, 광학 특성의 사양을 일탈한 마스크 블랭크가 제조되는 문제나 피전사체에 패턴 결함이 발생하는 문제를 해소할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공 시스템은, 마스크 블랭크 투명기판을 제조하는 소재ㆍ가공부문의 서버와, 상기 마스크 블랭크 투명기판상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 제조하는 마스크 블랭크 제조부문의 서버와, 상기 마스크 블랭크의 상기 박막을 패터닝하여 마스크를 제조하는 마스크 제조부문의 서버와, 상기 서버를 통신가능하게 접속하는 통신회선을 더 포함하고, 상기 소재ㆍ가공부문의 서버가, 상기 기판 정보 축적수단을 포함하며, 상기 마스크 블랭크 제조부문의 서버가 상기 기판 정보 축적수단 및 상기 마스크 블랭크 정보 축적수단을 포함하며, 상기 마스크 제조부문의 서버가 상기 기판 정보 축적수단과 상기 마스크 블랭크 정보 축적수단을 포함하는 구성으로 한다.
이와 같이 구성하면, 각 제조부문의 서버 사이에서 투명기판이나 마스크 블 랭크의 광학 특성 정보를 신속하고 저렴하게 주고 받을 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공 시스템은 마스크 블랭크 투명기판을 제조하는 소재ㆍ가공부문의 송수신부와 상기 마스크 블랭크 투명기판상에 마스크 패턴으로 되는 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 제조하는 마스크 블랭크 제조부문의 송수신부와, 상기 마스크 블랭크의 상기 박막을 패터닝하여 마스크를 제조하는 마스크 제조부문의 송수신부와, 통신회선을 통해 상기 송수신부와 통신가능한 서버를 더 포함하고, 상기 서버가 상기 기판 정보 축적수단 및 상기 마스크 블랭크 정보 축적수단을 구비하는 구성으로 한다.
이와 같이 구성하면, 서버(각종 정보 축적수단)의 공통화를 도모할 수 있다. 동일 기업에 있어 상기 정보를 관리하는 경우, 정보의 일원화를 도모할 수 있어 특히 효과적이다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공 시스템은 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보에 근거하여 상기 마스크 블랭크 투명기판상에 형성하는 박막을 선정하는 박막 선정수단을 더 포함하는 구성으로 한다.
이와 같이 구성하면, 투명기판의 광학특성 정보를 유용하게 이용하여, 투명기판과 박막의 부적합에 의한 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공 시스템은 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보가 노광 파장에 대한 기판 면 내의 투과율 편차를 포함한다.
이와 같이 구성하면, 노광 파장에 대한 투명 기판의 기판 면 내의 투과율 편 차를 보증하고 이에 기인한 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공 시스템은 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학특성 정보가 노광 파장에 대한 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 박막 면 내의 위상차 편차를 포함하는 구성으로 한다.
이와 같이 구성하면, 노광 파장에 대한 마스크 블랭크의 박막 면 내의 투과율 편차나 위상차 편차를 보증하고, 이에 기인한 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공방법은, 마스크 블랭크 제조부문이 마스크 블랭크 투명기판상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 제조하고, 마스크 블랭크를 마스크 블랭크 제조부문에 제공할 때, 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보와, 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학 특성 정보를 마스크 제조부문에 제공하는 방법으로 한다.
이러한 방법에 의하면, 투명기판이나 마스크 블랭크의 광학 특성을 보증하고, 마스크 블랭크의 사양 일탈이나 피전사체의 패턴 결함을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공방법은 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보가 상기 마스크 블랭크 투명기판을 제조하는 소재ㆍ가공부문으로부터 마스크 블랭크 제조부문에 제공되는 방법으로 한다.
이러한 방법에 의하면 마스크 블랭크 제조부문은 투명기판의 광학 특성을 측정하는 일 없이 마스크 제조부문에 투명기판의 광학 특성 정보를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공방법은 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보가 노광 파장에 대한 기판 면 내의 투과율 편차를 포함하는 방법으로 한다.
이러한 방법에 의하면 노광 파장에 대한 투명기판의 기판 면 내의 투과율 편차를 보증하고 이에 기인하는 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 제공방법은 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학 특성 정보가 노광 파장에 대한 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차를 포함하는 방법으로 한다.
이러한 방법에 의하면 노광 파장에 대한 마스크 블랭크의 박막 면 내의 투과율 편차나 위상차 편차를 보증하고, 이에 기인한 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법은 노광 파장에 대한 마스크 블랭크 투명기판의 표면을 노광 파장에 대한 광학 특성을 계측할 수 있도록 경면(鏡面) 연마하는 공정과 상기 경면 연마한 기판 표면에 노광 파장과 동일한 파장의 광을 조사하여 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보를 취득하는 공정과 상기 마스크 블랭크 투명기판과 상기 투명기판의 광학 특성 정보와의 대응 관계를 보존하는 공정을 포함하는 방법으로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 투명기판의 광학 특성을 보증하고 투명기판의 재료 기인에 의한 마스크 블랭크의 사양 일탈이나 피전사체의 패턴 결함을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법은 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보가 노광 파장에 대한 기판 면 내의 투과율 편차를 포함하는 방법으로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 노광 파장에 대한 투명기판의 기판 면 내의 투과율 편차를 보증하고 이에 기인한 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법은 상기 노광 파장을 140nm ~ 200nm로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 투명기판의 재료에 기인한 투과율 변화가 큰 140nm ~ 200nm의 단파장 영역에 있어서도 기판 면 내의 투과율 편차를 보증하고 이에 기인하는 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법은 상기 투명기판의 재료를 합성석영 글래스로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 제조 편차에 기인한 광학 특성의 편차가 발생하는 합성석영 글래스라도 기판 면 내의 투과율 편차를 보증하고 이에 기인한 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크의 제조방법은 청구항 11항 기재의 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법에 의해 얻어진 마스크 블랭크 투명기판상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성하는 공정과 상기 박막 표면에 노광 파장과 동일한 파장의 광을 조사하여 마스크 블랭크의 광학 특성 정보를 취득하는 공정과 상기 마스크 블랭크와 상기 마스크 블랭크의 광학 특성 정보와의 대응관계를 보존하는 공정을 가지는 방법으로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 투명기판의 광학 특성을 보증에 더하여 마스크 블랭크를 형성하는 박막 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차를 보증하여 마스크 블랭크의 광학 특성을 보증하고 마스크 블랭크의 사양 일탈이나 피전사체의 패턴 결함을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 청구항 15항에 따른 마스크 블랭크의 제조방법은 상기 마스크 블랭크의 광학 특성 정보가 노광 파장에 대한 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차를 포함하는 방법으로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 노광 파장에 대한 마스크 블랭크의 박막 면 내의 투과율 편차나 위상차 편차를 보증하고 이에 기인한 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크의 제조방법은 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보에 근거하여 마스크 블랭크 투명기판에 형성하는 박막의 선정을 행하는 공정을 더 포함하는 방법으로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 투명기판과 박막의 부적합에 의한 광학 특성의 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 마스크 블랭크의 제조방법은 상기 노광 파장을 140nm ~ 200nm 로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 투명기판의 재료에 기인하거나 박막에 기인하는 투과율 변화가 큰 140nm ~ 200nm의 단파장 영역에 있어서도 기판 면 내의 투과율 편차와 마스크 블랭크의 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차를 보증하고 이에 기인한 마스크 블랭크의 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서의 마스크 제조방법은 마스크 블랭크의 제조방법에 의 해 제조된 마스크 블랭크의 박막을 패터닝하여 투명기판상에 마스크 패턴을 형성하는 방법으로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 투명기판의 광학특성이 보증되어 마스크를 제조할 수 있다. 이로써, 마스크 패턴에 결함이 없음에도 피전사체에 패턴 결함이 발생한다는 문제를 해결할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서의 마스크의 제조방법은 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판 및/또는 상기 마스크 블랭크의 광학특성 정보에 근거하여 마스크 블랭크 투명기판상에 형성하는 마스크 패턴 데이터의 보정 또는 마스크 패턴의 형성위치를 결정하는 방법으로 한다.
이러한 제조방법에 의하면 투명기판이나 마스크 블랭크의 광학특성에 기인하는 마스크의 패턴 결함이나 전사체의 패턴 결함을 확실하게 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
이하의 설명에 있어서 소재ㆍ가공부문, 마스크 블랭크 제조부문, 마스크 제조부문, 및 디바이스 제조부문은 동일 기업 내 또는 별도의 기업에 구비하는 경우라도 무방하다. 별도의 기업에 구비하는 경우는 각각 소재ㆍ가공 메이커, 마스크 블랭크 메이커, 마스크 메이커, 및 디바이스 메이커로 바꿔 읽을 수 있다.
[마스크 블랭크 제공 시스템]
우선, 본 발명의 실시형태에 따라 마스크 블랭크의 제공 시스템에 대해 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크 제공 시스템은 마스크 블랭크 투명 기판(1)을 제조하는 소재ㆍ가공부문(메이커)의 서버(10), 마스크 블랭크(2)를 제조하는 마스크 블랭크 제조부문(블랭크 메이커)의 서버(20), 마스크(3)를 제조하는 마스크 제조부문(마스크 메이커)의 서버(30) 및 이들을 통신가능하게 접속하는 통신회선(40;기판 정보 제공수단 및 마스크 블랭크 정보 제공수단)을 포함한다.
통신회선(40)으로서는 인터넷, WAN 또는 LAN 등의 네트워크나 전용회선을 이용할 수 있다.
또한, 소재ㆍ가공부문, 마스크 블랭크 제조부문, 및 마스크 제조부문이 동일 기업 내의 각 부문에 상당하는 경우에는 서버(10, 20, 30)를 일원화하여 공통으로 사용하여도 무방하다.
소재ㆍ가공부문의 서버(10)는 인터페이스(11), 처리부(12), 정보 축적부(13;기판 정보 축적수단) 및 송신부(14)를 포함하고 있다.
인터페이스(11)는 투과율 측정장치(100)로부터 입력되는 투과율 측정 데이터 및 투과율을 측정한 기판의 식별번호를 데이터 변환하여 처리부(12)로 보낸다.
투과율 측정장치(100)는 마스크 블랭크 투명기판(1)의 주 표면 내의 복수 개소에서 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율을 측정하고, 투과율 측정 데이터를 인터페이스(11)로 보낸다. 또한, 본 실시형태의 투과율 측정장치(100)는 마스크 블랭크 투명기판(1)에 직접 부여된 식별번호를 판독하고 인터페이스(11)에 보내는 기능을 구비한다.
또한, 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율 측정 데이터나 식별번호는 인터페이스(11)에 접속되는 입력장치로부터 수동으로 입력하여도 무방하다.
처리부(12)는 인터페이스(11)로부터 수취한 투과율 측정 데이터(광학특성 정보)를 기판의 식별번호와 서로 대응 지어 정보 축적부(13)에 축적한다. 정보 축적부(13)에 축적되는 투과율 측정 데이터에는 측정점 번호, 측정점 X좌표(mm), 측정점 Y좌표(mm), 투과율(%) 등이 포함되고, 이들 데이터에 근거하여 마스크 블랭크 투명기판(1)의 기판 면 내의 투과율 편차를 특정할 수 있다.
송신부(14)는 정보 축적부(13)에 축적된 투과율 측정 데이터 및 기판의 식별번호를 통신회선(40)를 통해 마스크 블랭크 제조부문의 서버(20)로 보낸다. 송신되는 투과율 측정 데이터나 그 목적지는 마스크 블랭크 투명기판(1)의 납품정보에 포함되는 기판의 식별번호나 서버 어드레스에 근거하여 특정된다.
마스크 블랭크 제조부문의 서버(20)는 수신부(21), 인터페이스(22), 처리부(23), 정보 축적부(24; 기판 정보 축적수단, 마스크 블랭크 정보 축적수단), 선정부(25; 박막 선정수단) 및 송신부(26)를 포함하고 있다.
수신부(21)는 소재ㆍ가공부문의 서버(10)로부터 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율 측정 데이터 및 식별번호를 수신하여 처리부(23)로 보낸다.
인터페이스(22)는 광학특성 측정장치(200)로부터 입력되는 측정 데이터 및 기판의 식별번호를 데이터 변환하여 처리부(23)로 보낸다.
광학특성 측정장치(200)는 마스크 블랭크(2)에 형성되어 있는 박막 표면의 복수 개소에서 투과율 및/또는 위상차를 측정하고, 이들의 투과율 측정 데이터 및/또는 위상차 측정 데이터를 인터페이스(22)로 보낸다. 또한 본 실시형태의 광학특성 측정장치(200)는 마스크 블랭크 투명기판(1 ; 마스크 블랭크(2))에 직접 부여된 식별번호를 판독하여 인터페이스(22)로 보내는 기능을 구비한다.
또한, 마스크 블랭크(2)의 측정 데이터나 식별번호는 인터페이스(22)에 접속되는 입력장치로부터 수동으로 입력하도록 하여도 무방하다.
처리부(23)는 수신부(21)로부터 수취한 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율 측정 데이터 및 식별번호를 정보 축적부(24)에 축적함과 동시에 인터페이스(22)로부터 수취한 마스크 블랭크(2)의 투과율 측정 데이터 및/또는 위상차 측정 데이터 및 마스크 블랭크(2)의 식별번호를 정보 축적부(24)에 축적한다. 이 때, 기판의 식별번호와 마스크 블랭크의 식별번호의 조합(照合)이 행해지고, 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율 측정 데이터와 마스크 블랭크(2)의 투과율 측정 데이터 및/또는 위상차 측정 데이터가 서로 대응되어 진다.
정보 축적부(24)에 축적되는 마스크 블랭크(2)의 측정 데이터에는 측정점 번호, 측정점 X좌표(mm), 측정점 Y좌표(mm), 투과율(%), 위상차(도) 등이 포함되고 이들 데이터에 근거하여 마스크 블랭크(2) 면 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차를 특정할 수 있다.
즉, 정보 축적부(24)의 축적 데이터는 마스크 블랭크 투명기판(1)이나 마스크 블랭크(2)의 광학특성을 보증하는 것으로, 다양한 이용방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 마스크 블랭크 투명기판(1)상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성할 때 본 실시형태의 선정부(25)는 소재ㆍ가공부문의 서버(10)로부터 수신한 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율 측정 데이터에 근거하여 마스크 블랭크 투명기판(1)에 형성하는 박막의 종류를 선정할 수 있다.
송신부(26)는 정보축적부(24)에 축적된 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율 측정 데이터 및 기판의 식별번호(필요에 따라), 마스크 블랭크(2)의 투과율 측정 데이터 및/또는 위상차 측정 데이터 및 마스크 블랭크의 식별번호를 통신회선(40)을 통해 마스크 제조부문의 서버(30)로 전송한다. 송신되는 측정 데이터나 그 목적지는 마스크 블랭크(2)의 납품정보에 포함되는 식별번호나 서버 어드레스에 근거하여 특정된다.
마스크 제조부문의 서버(30)는 수신부(31), 제 1 인터페이스(32), 제 2 인터페이스(33), 처리부(34) 및 정보 축적부(35; 기판 정보 축적수단, 마스크 블랭크 정보 축적수단 및 마스크 패턴 정보 축적수단)을 포함하고 있다.
수신부(31)는 블랭크 제조부문의 서버(20)로부터 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율 측정 데이터 및 식별번호, 마스크 블랭크(2)의 투과율 측정 데이터 및/또는 위상차 측정 데이터 및 식별번호를 수신하여 처리부(34)에 보낸다.
제 1 인터페이스(32)는 마스크 제조장치(301)에 접속되어 있고 정보 축적부(35)에 축적된 정보를 데이터 변환하여 마스크 제조장치(301)의 제어부(311)로 보낸다.
제 2 인터페이스(33)는 마스크 검사장치(302)에 접속되어 있고 마스크 검사장치(302)로부터 입력되는 마스크(3)의 측정 데이터 및 식별번호를 변환하여 처리부(34)로 보낸다.
처리부(34)는 수신부(31)로부터 수취한 마스크 블랭크 투명기판(1)의 투과율 측정 데이터 및 기판의 식별번호, 마스크 블랭크(2)의 투과율 측정 데이터 및/또는 위상차 측정 데이터 및 식별번호(필요에 따라)를 정보 축적부(35)에 축적한다. 이들 축적 데이터는 마스크 블랭크 투명기판(1) 및 마스크 블랭크(2)의 광학특성을 보증하는 것으로 다양한 이용방법이 있을 수 있다. 예를 들어 이들 데이터를 마스크 제조 시스템(301)의 제어부(311)에 보내고 마스크 패턴의 형성위치의 결정을 위해, 또는 마스크 패턴 데이터의 보정 등에 이용할 수 있다.
마스크 제조 시스템(301)은 정보 축적수단(35)으로부터의 정보를 제어부(311)에 입력하고 이 정보에 근거하여 마스크 패턴의 형성을 수행한다. 또한 마스크 검사장치(302)는 형성한 마스크 패턴을 검사하고 그 결과를 처리부(34)에 피드백하고 있다. 처리부(34)는 검사결과를 정보 축적부(35)에 축적함과 동시에 마스크 패턴 형성시의 보정 데이터로서 이용하는 경우 마스크 제조 시스템(301)의 제어부(311)에 보낸다.
다음으로, 본 발명의 마스크 블랭크 제공 시스템에 관련한 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법 및 제공방법 그리고 마스크 블랭크의 제조방법 및 제공방법에 대해 도 3 내지 도 6을 참조하면서 설명한다.
[마스크 블랭크 투명기판의 제조방법]
(공정 1-a)
우선, 합성석영 글래스 잉곳을 제작하고 이를 소정 크기(예를 들어 152mm × 152mm × 6.5mm)로 잘라 합성석영 글래스판(50)을 제작한다. 합성석영 글래스판(50)의 제조방법으로서는 예를 들어 JP-A-H08-31723호 공보나 JP-A-2003-81654호 공보에 기재된 공지의 방법을 이용할 수 있다.
(공정 1-b)
이어서, 합성석영 글래스판(50)에 챔퍼링(chamfering)가공을 행하고 합성석영 글래스판(50)의 양 주 표면을 포함하는 표면을 노광 파장에 대한 투과율이 측정될 수 있을 정도의 경면(鏡面)이 되도록 연마한다. 이로써, 합성석영 글래스기판(마스크 블랭크 투명기판(1))을 획득한다.
(공정 1-c)
이어서, 연마된 합성석영 글래스 기판(1)의 하나의 주표면의 복수 개소(예를 들어 9개소)에 중수소 램프의 광(파장 193nm)을 조사하고 기판 면 내의 투과율(투과율 편차)을 측정한다. 또한 투과율 측정은 예를 들어 분광광도계(히타치제작소제 U-4100)를 이용하여 행하고 검사광의 입사광량과 출사광량의 차이로부터 산출할 수 있다.
이 때, ArF 엑시머 레이저 노광용 마스크 블랭크에 요구되는 광학특성(투과율)의 면 내 편차는 6.0% ± 0.2% 이기 때문에 박막의 투과율 편차를 고려한 글래스 기판에 요구되는 기판 면 내의 투과율의 편차(마스크 블랭크 글래스 기판의 사양)는 90% ± 0.2% 로 설정할 수 있다.
또한, 합성석영 글래스 기판의 표면을 소망의 표면 거칠기로 완성하기 위해 재차 양 주표면이 포함되는 표면을 정밀연마하여도 무방하다.
또한, 기판 면 내의 투과율의 측정결과와 합성석영 글래스 기판(1)과의 서로 대응 짓기가 가능하도록 글래스 기판(1)의 내부에 기판 식별번호를 부여한다. 예를 들어, JP-A-2004-83377호 공보 등에 기재되어 있는 공지의 테크닉을 이용하여 식별 번호를 부여할 수 있다.
(공정 1-d)
다음으로, 합성석영 글래스 기판(1)과 상술의 측정결과를 서로 대응시킨다. 예를 들어 글래스 기판(1)에 직접 식별번호를 부여하는 경우에 있어서 글래스 기판에 부여된 기판 식별번호와 측정결과가 보존되어 있는 파일명과의 서로 대응 짓기를 행한다. 또한 글래스 기판에 직접 식별번호를 부여하지 않는 경우 후술하는 마스크 블랭크 투명기판이 복수매 수납가능한 글래스 기판 수납용기에 각 글래스 기판에 대응하는 기판 식별번호를 부여하고 기판 식별번호와 측정결과가 보존되어 있는 파일명과의 대응 짓기를 행하여도 무방하다.
(공정 1-e)
이렇게 획득된 복수매의 합성석영 글래스 기판(1)은 공지의 글래스 기판 수납용기(60)(예를 들어 JP-A-2003-264225호 공보에 기재된 것)에 복수매 수납하여 마스크 블랭크를 제조하는 마스크 블랭크 제조부문에 제공한다.
이에, 합성석영 글래스 기판(1)의 기판 면 내의 투과율 편차 데이터도 합성석영 글래스 기판(1)과 함께 마스크 블랭크 제조부문에 제공된다. 상기의 기판 면 내의 투과율 편차 데이터는 상술한 바와 같이 통신회선을 통해 마스크 블랭크 제조부문의 서버에 제공하여도 무방하며 마스크 블랭크 제조부문측으로부터 소재ㆍ가공부문의 서버에 접근하여 데이터를 읽어도 무방하고 팩스나 전자메일 시스템을 이용하여 제공하여도 무방하다.
한편, 기판 면 내의 투과율 편차 데이터는 합성석영 글래스 기판(1)이 수용 되어 있는 글래스 기판 수납용기(60)에 첨부하여 마스크 블랭크 제조부문에 제공하여도 무방하다. 이 경우 투과율 편차 데이터는 종이매체나 기억매체(플렉시블 디스크, CD 등)에 기억되고 글래스 기판 수납용기(60)에 첨부된다.
또한, 상술의 설명에서는 나타내지 않았지만 적절하게 세정공정을 실시하는 것도 가능하다.
또한, 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법에 있어서 ArF 엑시머 레이저 또는 F2 엑시머 레이저 등과 같은 노광 광원의 파장 영역이 140nm ~ 200nm의 단파장 영역에 있어서도 기판 내면의 투과율의 편차를 보증할 수 있다. 따라서, 마스크 블랭크 투명기판의 사양의 일탈을 방지할 수 있다.
[마스크 블랭크 투명기판의 제공방법]
이제, 소재ㆍ가공부문에서 제조된 마스크 블랭크 투명기판을 노광 파장에 대한 투명기판 면 내의 투과율 편차 데이터와 함께 마스크 블랭크 제조부문에 제공하는 마스크 블랭크 투명기판의 제공방법에 대해 설명한다.
소재ㆍ가공부문에서 제조된 마스크 블랭크 투명기판은 투과율 측정장치(100)에서 투과율을 측정한 후, 글래스 기판 수납용기에 수납하고 마스크 블랭크 제조부문에 제공된다. 글래스 기판 수납용기(60)에 수납되어 있는 글래스 기판에는 개개의 글래스 기판(1)이 식별가능하도록 기판의 식별번호가 부여되어 있다. 이 식별번호는 상술한 서버에 축적되어 있는 글래스 기판 면 내의 투과율 편차 데이터와 대응되도록 하고 있다.
각 글래스 기판의 측정 데이터는 측정점 번호, 측정점 좌표(X좌료, Y좌표) 및 투과율을 포함하는 표 형식의 데이터이고 파일명(예를 들어 ArFQZ20040607-000001, ArFQZ20040607-000002, …)을 부여하여 보존된다. 측정 데이터는 표 형식에 한정되지 않고 기판 면 내의 투과율 분포를 시각적으로 나타내는 형식으로 하여도 무방하다. 또한 파일명은 글래스 기판마다 부여하지 않고 글래스 기판 수납용기 단위로 부여하여도 무방하며 마스크 블랭크 제조부문에 제공한 복수매의 글래스 기판단위로 부여하여도 무방하다.
측정 데이터가 보존된 파일은 예를 들어 통신회선을 이용하여 마스크 블랭크 제조부문에 송신되고 마스크 블랭크 제조부문의 서버에 보존된다. 마스크 블랭크 제조부문에서는 글래스 기판 수납용기에 수용된 글래스 기판의 식별번호를 근거하여 기판 면 내의 투과율 편차 데이터를 특정하고 식별된 글래스 기판 면 내의 투과율 편차를 확인할 수 있다.
글래스 기판 면 내의 투과율 편차 데이터는 단순히 확인하기 위해 이용하는 것도 가능하고 글래스 기판상에 형성되는 박막의 종류를 선정하기 위한 정보로서 이용하여도 무방하며 마스크 블랭크에 사용되는 노광 파장을 선정하기 위한 정보로서 이용하여도 무방하며 마스크 제조부문에 대한 글래스 기판의 광학특성을 보증하기 위한 정보로서 이용하여도 무방하다. 단 투과율 편차 데이터의 이용방법은 상기의 이용방법에 한정되지 않는다.
[마스크 블랭크의 제조방법]
(공정 2-a)
소재ㆍ가공부문으로부터 제공된 상술의 광학특성(기판 면 내의 투과율 편차 가 90% ± 2%)이 보증된 마스크 블랭크 글래스 기판(1)을 준비한다. 이 글래스 기판(1)에는 기판 면 내의 투과율 편차 데이터와 서로 대응 짓는 기판 식별번호가 기판 내부에 부여되어 있다.
글래스 기판(1)의 선정은 선정수단(25)에서, 글래스 기판상에 형성하는 박막의 종류에 적합한 투과율을 가지는 것을 검색함으로써 행해진다.
(공정 2-b)
이어서, 글래스 기판의 주 표면상에 마스크 패턴이 되는 박막(하프톤 막)을 스퍼터링법에 의해 형성된다. 하프톤 막(halftone film)의 성막은 면 내의 투과율 편차 및 면 내의 위상차 변위를 억제하기 위해 이하의 구성을 가지는 스퍼터링 장치로 행하는 것이 바람직하다.
이 스퍼터링 장치(50)는 도 5에 도시한 바와 같이 진공조(51)를 가지고 있으며 그 내부에 마그네트론 캐소드(magnetron cathode)(52) 및 기판 홀더(53)가 배치되어 있다. 마그네트론 캐소드(52)에는 백킹 플레이트(54; backing plate)에 접착된 스퍼터링 타겟(55)이 장착되어 있다. 백킹 플레이트(54)는 수냉기구에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되고 마그네트론 캐소드(52)와 백킹 플레이트(54) 및 스퍼터링 타겟(55)은 전기적으로 결합되어 있다. 또한 기판 홀더(53)에는 투명기판(1)이 장착되어 있다.
또한, 스퍼터링 타겟(55)과 투명기판(1)은 도 6에 도시된 바와 같이, 대향하는 면이 소정의 각도를 이루도록 배치되어 있다. 이 경우, 스퍼터링 타겟(55)과 투명기판(1)의 오프세트 거리(예를 들어 340mm), 타겟-기판간 수직거리(예를 들어 380mm) 및 타겟 경사각(예를 들어, 15°)이 적절하게 정해진다.
진공조(51)는 배기구(56)를 통해 진공펌프에 의해 배기된다. 진공조 내의 분위기가 형성되는 막의 특성에 영향을 미치지 않는 진공도까지 도달한 후 가스 도입구(57)로부터 질소를 포함하는 혼합가스를 도입하고 DC전원(58)을 이용하여 마그네트론 캐소드(52)에 마이너스 전압을 가하고 스퍼터링을 수행한다. DC 전원(58)은 아크 검출기능을 가지고 스퍼터링 중의 방전상태를 감시할 수 있다. 진공조(51) 내부의 압력은 압력계(59)에 의해 측정된다. 투명기판 상에 형성되는 하프톤 막의 투과율은 가스 도입구(57)로부터 도입되는 가스의 종류 및 혼합비에 의해 조정된다. 혼합 가스가 아르곤과 질소인 경우 질소의 비율을 크게 하여 투과율이 상승한다. 질소의 비율을 조정하는 것만으로 소망의 투과율을 얻을 수 없는 경우 질소를 포함하는 혼합가스에 산소를 첨가함으로써 더욱 투과율을 상승시킬 수 있다. 하프톤 막의 위상각은 스퍼터링 시간에 의해 조정되며 노광 파장에 있어서의 위상각을 약 180°로 조정할 수 있다.
(공정 2-c)
다음으로, 광학특성 측정장치(200)에 의해 하프톤 막의 광학특성을 측정한다. 구체적으로는 하프톤 막(70) 표면의 9개소에 중수소 램프 광(파장 193nm)을 조사하고 면 내의 투과율(투과율 편차) 및 면 내의 위상차(위상차 편차)를 측정한다. 투과율의 측정은 분광계(히타치 제작소제 U-4100)를 이용하여 수행하고 위상차의 측정은 위상차 측정기(레이저 테크사제 MPM-193)를 이용하여 수행할 수 있다.
ArF 엑시머 레이저 노광용의 마스크 블랭크에 요구되는 광학특성(투과율, 위 상차)의 면 내 편차는 투과율 편차에 대하여 6.0% ±0.2%, 위상차 편차에 대하여 180°±3°이기 때문에, 이들의 사양에 만족하는가 확인을 행한다.
(공정 2-d)
다음으로, 하프톤 막을 가지는 기판(1)과 측정결과를 서로 대응시킨다. 예를 들어 상술의 글래스 기판(1)에 부여된 기판 식별번호를 이용하여 측정결과가 보존되어 있는 파일명과의 대응 짓기를 행한다. 글래스 기판에 부여된 기판 식별번호를 이용함으로써 글래스 기판 면 내의 투과율 편차의 측정결과와 서로 대응시킬 수 있다. 또는 하프톤 막(70)을 가지는 글래스 기판(1)에 직접 또는 간접적으로 마스크 블랭크 식별번호를 부여하고 마스크 블랭크 식별번호와 하프톤 막(70)의 투과율 편차 및 위상차 변위의 측정결과를 서로 대응시키고 글래스 기판의 식별번호와 마스크 블랭크 식별번호를 서로 대응시킴으로써 글래스 기판 면 내의 투과율 편차의 측정결과를 서로 대응시킬 수 있다.
글래스 기판 면 내의 투과율 편차와 하프톤 막의 투과율 편차 및 위상차 편차는 글래스 기판의 코너부에 형성되어 있는 노치마크를 기준으로 측정점의 좌표계를 일치시키는 것이 바람직하다.
(공정 2-e)
다음으로, 하프톤 막(70) 표면에 레지스트 막(80)을 형성한 후 가열처리하여 마스크 블랭크(2)(하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크)를 얻는다.
(공정 2-f)
얻어진 복수매의 마스크 블랭크(2)는 공지의 블랭크 수납용기(90)(예를 들어 JP-B-H01-39653호 공보 등에 기재)에 수납하여 마스크를 제조하는 마스크 제조부문에 제공된다.
이 때, 마스크 블랭크의 면 내의 투과율 편차 및 위상차 편차의 데이터도 마스크 블랭크와 함께 마스크 제조부문에 제공된다. 또한, 글래스 기판 면 내의 투과율 편차 데이터도 함께 마스크 제조부문에 제공된다. 이들 데이터는 상술한 바와 같이 통신회선을 통하여 마스크 제조부문의 서버에 제공하여도 무방하며 마스크 제조부문측으로부터 마스크 블랭크 제조부문의 서버에 접근하여 데이터를 읽어도 무방하며 팩스나 전자메일 시스템을 이용하여 데이터를 제공하여도 무방하다.
한편, 상기 데이터는 마스크 블랭크가 수용되어 있는 블랭크 수납용기(90)에 첨부하여 마스크 제조부문에 제공하여도 무방하다. 이 경우 데이터는 종이매체나 기억매체(플렉시블 디스크, CD 등)에 기억되고 마스크 블랭크 수납용기(90)에 첨부된다.
마스크 블랭크 수납용기에 수납되어 있는 마스크 블랭크와 측정 데이터를 서로 대응시키기 위해, 글래스 기판 상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성한 후 각 마스크 블랭크의 하프톤 막, 차광막, 또는 레지스트 막에 대해 레이저 광을 조사하여 마스크 블랭크를 개개로 특정가능한 마스크 블랭크의 식별번호를 부여하여도 무방하다.
또한 마스크 블랭크의 제조방법에 있어, ArF 엑시머 레이저 또는 F2 엑시머 레이저 같은 노광 광원의 파장 영역이 140nm ~ 200nm의 단파장 영역에 있어서도 기판 내 면의 투과율 편차를 보증할 수 있다. 따라서, 마스크 블랭크의 사양의 일탈 을 방지할 수 있다.
[마스크 블랭크의 제공방법]
지금부터, 마스크 블랭크 제조부문에서 제조된 마스크 블랭크를 노광 광원에 대한 마스크 블랭크 면 내의 투과율 편차 데이터 등과 함께 마스크 제조부문에 제공하는 마스크 블랭크의 제공방법에 대해 설명한다.
마스크 블랭크 제조부문에서 제조된 마스크 블랭크는 마스크 블랭크 수납용기에 수납하여 마스크 제조부문에 제공된다. 마스크 블랭크 수납용기에 수납되어 있는 마스크 블랭크에는 개개의 마스크 블랭크가 식별가능하도록 마스크 블랭크 식별번호가 부여되어 있다. 이 식별번호는 상술한 서버에 보존되어 있는 마스크 블랭크 면 내의 투과율 편차 측정 데이타와 위상차 편차가 서로 대응되도록 한다.
각 마스크 블랭크의 측정 데이터는 측정점 번호, 측정점 좌표(X좌표, Y좌표), 투과율 및 위상차를 포함하는 표 형식의 데이터이며 파일명(예를 들어 ArFHT20040607-100001, ArFHT20040607-100002, …)을 부여하고 글래스 기판 면 내의 투과율 편차 데이터와 서로 대응되도록 보존된다. 측정 데이터는 표 형식에 한정되지 않고 마스크 블랭크 면 내의 투과율 편차 및 위상차 변위를 시각적으로 나타내는 형식이어도 무방하다. 또한 파일명은 마스크 블랭크마다 부여되는 일 없이 블랭크 수납용기 단위로 부여하거나 마스크 제조부문에 제공한 복수매의 마스크 블랭크 단위로 부여하여도 무방하다.
측정 데이터가 보존된 파일은 예를 들어 통신회선을 이용하여 마스크 제조부문에 송신되고 마스크 제조부문의 서버에 보존된다. 마스크 제조부문에서는 블랭크 수납용기에 수용된 마스크 블랭크의 식별번호를 근거하여 박막 면 내의 투과율 편차 데이터를 특정하고 식별된 마스크 블랭크의 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차를 확인할 수 있다.
글래스 기판의 기판 면 내의 투과율 편차 데이터, 마스크 블랭크의 박막 면 내의 투과율 편차 데이터 및/또는 위상차 편차 데이터는 단순히 확인하기 위해 이용할 수도 있고 마스크 제조 시스템(301)에 의해 글래스 기판 상에 마스크 패턴을 형성할 때의 마스크 블랭크의 형성위치를 결정하는 정보로서 이용하거나 형성하는 마스크 패턴 데이터를 보정하기 위한 정보로서 이용하는 것도 가능하고 혹은 반도체디바이스를 제조하는 디바이스 제조부문에 대한 마스크의 광학특성을 보증하기 위한 정보로서 이용하여도 무방하다. 하지만, 글래스 기판의 기판 내 면의 투과율 편차 데이터, 마스크 블랭크의 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차 데이터의 이용방법은 상기의 이용방법에 한정되지 않는다.
또한, 상술의 마스크 블랭크는 마스크 블랭크 글래스 기판상에 하프톤 막이 형성된 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크, 마스크 블랭크 글래스 기판상에 하프톤 막과 차광막이 형성된 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크, 마스크 블랭크 글래스 기판상에 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크, 또는 기판 에칭형 위상 시프트 마스크 블랭크 등, 마스크 블랭크 글래스 기판상에 마스크 패턴이 되는 박막이 형성된 마스크 블랭크를 가리킨다. 또한 상술의 박막상에 레지스트 막을 형성한 레지스트 막을 가지는 마스크 블랭크이어도 무방하다.
본 발명의 마스크 블랭크는 ArF 엑시머 레이저 노광용 마스크 블랭크 또는 F2 엑시머 레이저 노광용 마스크 블랭크 등과 같이 노광 광원의 파장 영역이 140nm ~ 200nm의 마스크 블랭크에 특히 유효하다.
또한, 투명기판의 재료로서 합성석영 글래스에 한정되지 않고 불소 도핑 합성석영 글래스, 불화칼슘 등을 이용할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 관련한 마스크의 제조방법에 대해 도 7을 참조하면서 설명한다.
[마스크 제조방법]
(공정 3-a)
상술의 광학특성(기판면 내의 투과율 편차 90% ± 2%)이 보증된 마스크 블랭크 글래스 기판(1)상에 박막 면 내의 투과율 편차가 6.0% ± 0.2%, 박막 면 내의 위상차 편차가 180°± 3°로 광학특성이 보증된 하프톤 막(70)과 레지스트 막(80)이 형성된 마스크 블랭크를 준비한다.
(공정 3-b, 3-c)
다음으로, 마스크 블랭크(2)에 있어서의 레지스트 막(80)에 소정의 패턴을 묘화ㆍ현상처리하고 레지스트 패턴(85)을 형성한다. 또한 이 때 글래스 기판의 기판 면 내의 투과율 편차 데이터 및 마스크 블랭크의 박막 면 내의 투과율 편차와 위상차 편차 데이터에 근거하여 글래스 기판 상에 형성하는 마스크 패턴의 형성위치나 배치를 결정한 후 묘화ㆍ현상처리하는 것도 가능하다. 대안적으로 마스크 패턴을 설계하는 단계에서 피전사체에 대한 전사 패턴이 소망의 패턴 형상이 되도록 마스크 패턴 데이터를 보정한 후 묘화ㆍ현상처리할 수도 있다.
(공정 3-d)
다음으로 상기 레지스트 패턴(85)을 마스크로 사용하여 하프톤 막(70)을 드라이 에칭하여 하프톤 막 패턴(75)을 형성한다.
(공정 3-e)
마지막으로 레지스트 패턴(85)을 제거하여 글래스 기판(1)상에 하프톤 막 패턴(75)이 형성된 마스크(3)를 얻는다.
이렇게 얻어진 마스크(3)에 펠리클(pellicle)을 장착하고 공지의 마스크 수납용기(95)에 수납하여 반도체 디바이스를 제조하는 디바이스 제조부문에 제공한다.
[실시예 및 비교예]
이하, 실시예 및 비교예를 나타내고 본 발명에 관련한 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법, 마스크 블랭크 투명기판의 제공방법, 마스크 블랭크의 제조방법, 마스크 블랭크의 제공방법 및 마스크의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
4염화규소, 수소, 및 산소 혼합물을 연소하여 제작된 합성석영 글래스 잉곳으로부터 약 152mm × 152mm × 6.5mm로 잘라내고 합성석영 글래스 판(100)을 제작하였다.
다음으로, 각 합성석영 글래스 판에 챔퍼링 가공을 행하고, 각 합성석영 글래스 판의 양 주 표면을 포함하는 표면을 노광 파장에 대한 투과율을 측정할 수 있도록 표면 거칠기 Ra(산술 평균 표면 거칠기)가 0.5nm 이하로 되도록 연마하였다.
또한, 후술하는 기판 면 내의 투과율의 측정 데이터와 각 합성석영 글래스 기판의 대응 짓기가 가능하도록 하기 위해 글래스 기판의 내부에 공지의 테크닉을 이용하여 기판 식별번호를 부여하였다.
다음으로, 연마된 각 합성석영 글래스 기판의 하나의 주 표면의 9개소에 중수소 램프 광(파장 193nm)을 조사하고 기판 면 내의 투과율(투과율 편차)을 측정하였다. 투과율의 측정은 분광 광도계(히타치 제작소제 U-4100)를 이용하여 수행하고 검사광의 입사광량과 출사광량의 차이로부터 산출하였다.
100매의 합성석영 글래스 기판의 투과율 측정 데이터를 글래스 기판 식별번호와 대응지어 컴퓨터 등의 정보 축적수단에 보존하였다.
100매의 각 합성석영 글래스 기판 면 내의 투과율 편차는 90% ± 2% 였다. 이는 마스크 블랭크 제조부문으로부터 지시된 사양을 만족하는 것이었다.
이와 같이 얻어진 합성석영 글래스 기판은 공지의 글래스 기판 수납용기에 5매씩 수납하였다.
합성석영 글래스 기판이 수납된 글래스 기판 수납용기를 마스크 블랭크 제조부문에 제공하였다.
측정 데이터가 보존된 파일은 통신회선을 이용하여 마스크 블랭크 제조부문 내의 서버에 제공하였다. 마스크 블랭크 제조부문의 서버에는 소재ㆍ가공부문으로부터 송신된 파일이 보존된다.
마스크 블랭크 제조부문은 글래스 기판 수납용기에 수납된 글래스 기판의 식별번호를 이용하여 송신되어 온 파일명과 서로 대응 지어진 기판 면 내의 투과율 편차 데이터를 확인할 수 있다.
마스크 블랭크 제조부문은 소재ㆍ가공부문으로부터 제공된 글래스 기판 면 내의 투과율 편차 데이터에 근거하여 ArF 엑시머 레이저 노광용 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크에 적합한 글래스 기판인가를 선정 또는 확인한다.
다음으로, 상술의 스퍼터링 장치를 이용하여 ArF 엑시머 레이저 노광용 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크를 100매 제작하였다.
구체적으로는 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)과의 혼합 타겟(Mo : Si = 8 : 92 mol%)을 이용하고 아르곤(Ar)과 질소(N2)와의 혼합 가스 분위기(Ar : N2 = 10% : 90%, 압력 : 0.1Pa)로 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해 합성석영 글래스 기판 상에 질화된 몰리브덴 및 실리콘(MoSiN)의 하프톤 막(막 두께: 67nm)을 형성하였다. 또한 하프톤 막의 조성은 Mo:Si:N = 7:45:48이다.
상술의 공정 2-c의 방법에 의해 제작된 100매의 하프톤 막 면 내의 투과율 편차 및 위상차 변위를 측정한 결과 100매 모두 하프톤 막 면 내의 투과율 변위는 6.0% ± 0.2%, 위상차 변위는 180°± 3°이고 사양에 만족하고 있음이 확인되었다.
다음으로 하프톤 막에 레이저 광을 조사하여 각 하프톤 막을 가지는 기판을 개별적으로 식별하기 위한 마스크 블랭크의 식별번호를 부여하였다. 이 식별번호를 이용하여 상술의 측정결과가 보존되어 있는 파일명과의 대응 짓기를 행하였다. 동시에 글래스 기판에 부여된 기판 식별번호를 이용하여 글래스 기판 면 내의 투과율 편차의 측정결과와 서로 대응 짓기도 수행하였다.
다음으로 회전 도포장치에 의한 레지스트 막을 도포ㆍ형성한 후 가열처리하여 하프톤 막상에 막 두께 400nm의 레지스트 막을 형성하고 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
100매의 마스크 블랭크의 하프톤 막 면 내의 투과율 및 위상차의 측정 데이터를 상술의 마스크 블랭크의 식별번호와 대응시켜 서버에 보존하였다.
100매의 각 마스크 블랭크의 하프톤 막 면 내의 투과율 편차는 6.0% ± 0.2%, 하프톤 막 면 내의 위상차 변위는 180°± 3°였다. 이는 마스크 제조부문으로부터 지시된 사양을 만족하는 것이었다.
이렇게 얻어진 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크는 공지의 마스크 블랭크 수납용기에 5매씩 수납하였다.
마스크 블랭크가 수납된 블랭크 수납용기를 마스크 제조부문에 제공하였다.
측정 데이터가 보존된 파일은 통신회선을 이용하여 마스크 제조부문의 서버에 제공되었다. 마스크 제조부문의 서버에는 마스크 블랭크 제조부문으로부터 송신된 파일이 보존된다.
마스크 제조부문은 마스크 블랭크 수납용기에 수납된 마스크 블랭크의 식별번호를 이용하여 송신되어 온 파일명과 서로 대응되는 하프톤 막 면 내의 투과율 편차 및 위상차 편차의 데이터를 확인할 수 있다.
마스크 제조부문은 마스크 블랭크 제조부문으로부터 제공된 글래스 기판 면 내의 투과율 편차 데이터와 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크의 하프톤 막 면 내의 투과율 변위 및 위상차 변위의 데이터를 이용하여 글래스 기판 상에 형성되는 마스크 패턴의 배치를 결정한다. 구체적으로는 투과율이나 위상차의 평균치 또는 중심값과 측정 데이터와의 차이가 비교적 큰 영역은 피전사체에 마스크 패턴을 전사하는 패턴이 형성된 전사 패턴 형성 영역외가 되도록 기판의 방향을 바꾸어 결정한다.
다음으로, 레지스트 막에 소정의 패턴을 묘화ㆍ현상처리하고 레지스트 패턴을 형성하며 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 산소계 가스와 불소계 가스의 혼합가스 분위기에 의한 드라이 에칭에 의해 하프톤 막 패턴을 형성하였다.
마지막으로 하프톤 막 패턴 상에 형성되어 있는 레지스트 막을 제거하고 펠리클을 장착하여 마스크를 제작하였다.
획득한 마스크를 스텝퍼에 장착하고 레지스트 막이 형성된 반도체 기판상에 마스크 패턴을 전사하고 반도체 기판 상에 소망의 패턴을 형성하여 반도체 디바이스를 제작하였다. 획득한 반도체 디바이스에는 패턴 결함이 없는 양호한 상태였다.
(비교예)
정밀연마전에 합성석영 글래스 판의 투과율이 어느 소정 값 이상으로 보증된 각 글래스 판의 표면을 정밀연마하고 152.4mm × 152.4mm × 6.35mm의 합성석영 글래스 기판을 준비하였다.
다음으로 실시예 1과 마찬가지로 상술의 스퍼터링 장치를 이용하여 ArF 엑시머 레이저 노광용 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크를 100매 제작하였다.
상술의 공정 2-c 방법에 의해 제작된 100매의 하프톤 막 면 내의 투과율 편 차 및 위상차 편차를 측정한 결과, 투과율 편차가 6.0% ± 0.2%, 위상차 변위는 180°± 3°의 사양에 만족한 것은 100매 중 94매로 6매가 사양으로부터 벗어나는 결과였다.
사양으로부터 벗어난 6매에 대해 합성석영 글래스 기판으로부터 하프톤 막을 벗긴 후 재연마하여 합성석영 글래스 기판의 기판 면 내의 투과율 편차를 측정한 결과, 범위가 90% ± 10% 내로 투과율이 편차되어 있다는 것이 확인되었다.
이 비교 예의 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크를 이용하여 상술의 실시예 1과 동일하게 하프톤 형 위상 시프트 마스크를 제작하였다. 획득한 하프톤 형 위상 시프트 마스크 각각에 형성되어 있는 하프톤 막으로 이루어지는 마스크 패턴에는 패턴 결함은 없었다. 그리고 이 하프톤 형 위상 시프트 마스크를 스텝퍼에 장착하고 레지스트 막이 형성된 반도체 기판 상에 마스크 패턴을 전사하여 반도체 기판 상에 소망의 패턴을 형성하여 반도체 디바이스를 제작하였다. 획득한 각 반도체 디바이스에는 글래스 기판의 투과율 편차가 원인으로 파악되는 패턴 결함이 발견되었다.
이와 같이 노광 파장에 대한 합성석영 글래스 기판 면 내의 투과율 편차가 보증되지 않는 합성석영 글래스 기판을 사용하여 ArF 엑시머 레이저 노광용 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크를 제작한 경우, 일정 비율로 사양에 만족되지 않는 것, 그리고 반도체 디바이스의 패턴 불량이 발생한다. 하지만 실시예 1과 같이 합성석영 글래스 기판 면 내의 투과율 편차를 보증한 합성석영 글래스 기판을 사용한 경우, 제작된 모든 마스크 블랭크가 사양을 만족하는 결과가 되고 반도체 디바이스 에 패턴 불량이 없는 양호한 상태이었다.
또한, 상술의 실시 예 1에서는 ArF 엑시머 레이저 노광용 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크의 예 밖에 거론하지 않았지만 이에 한정되지 않고 F2 엑시머 레이저 노광용 하프톤 형 위상 시프트 마스크 블랭크, 마스크 블랭크 투명기판 상에 차광막(레지스트 막을 형성하여도 무방)만을 형성한 바이너리 포토마스크, 또는 크롬리스(chromeless) 마스크용의 포토마스크의 경우도 마찬가지이다.
본 발명은 마스크 블랭크 투명기판 제공시스템, 마스크 블랭크 제공방법, 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법, 마스크 블랭크의 제조방법 및 마스크의 제조방법에 적용된다. 마스크 블랭크 투명기판이나 마스크 블랭크의 광학특성을 보증함으로써, 마스크 블랭크의 광학특성에 관련한 사양의 일탈이나 피전사체의 패턴 결함을 방지할 수 있다. 특히 노광 광원으로서 ArF 엑시머 레이저나 F2 엑시머 레이저를 이용하는 경우에 매우 적합하다.
본 발명은 몇몇 구현 예 및 실시 예를 통해 기술하였지만 당업계에서의 당업자는 본 발명을 다양한 방식으로 용이하게 실시할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 노광 파장에 대한 투명기판이나 마스크 블랭크의 광학특성 정보를 제공하여 이 광학특성을 보증할 수 있다. 이로써 광학특성의 사양을 일탈한 마스크 블랭크가 제조된다는 문제점이나 마스크 패턴에 결함이 없음에도 피전사체에 패턴 결함이 발생하는 문제를 해소할 수 있다.

Claims (20)

  1. 마스크 블랭크 제조부문에 제공하는, 노광 파장에 대한 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보를 마스크 블랭크 투명기판과 서로 대응 지어 축적하는 기판 정보 축적수단과,
    마스크 제조부문에 제공하는, 노광 파장에 대한 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보를 당해 마스크 블랭크에 서로 대응 지어 축적하는 마스크 블랭크 정보 축적수단과,
    상기 기판 정보 축적수단에 축적된 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보를 마스크 블랭크 제조부문 및/또는 마스크 제조 부문에 제공하는 기판 정보 제공수단과,
    상기 마스크 블랭크 정보 축적수단에 축적된 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학 특성 정보를 마스크 제조 부문에 제공하는 마스크 블랭크 정보 제공수단을 포함하는 마스크 블랭크 제공 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    마스크 블랭크 투명기판을 제조하는 소재ㆍ가공부문의 서버와, 상기 마스크 블랭크 투명기판상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 제조하는 마스크 블랭크 제조부문의 서버와, 상기 마스크 블랭크의 상기 박막을 패터닝하여 마스크를 제조하는 마스크 제조부문의 서버와, 상기 서버를 통신가능하게 접속 하는 통신회선을 더 포함하고,
    상기 소재ㆍ가공부문의 서버가, 상기 기판 정보 축적수단을 포함하며,
    상기 마스크 블랭크 제조부문의 서버가 상기 기판 정보 축적수단 및 상기 마스크 블랭크 정보 축적수단을 포함하며,
    상기 마스크 제조부문의 서버가 상기 기판 정보 축적수단과 상기 마스크 블랭크 정보 축적수단을 포함하는 마스크 블랭크 제공 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    마스크 블랭크 투명기판을 제조하는 소재ㆍ가공부문의 송수신부와 상기 마스크 블랭크 투명기판상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 제조하는 마스크 블랭크 제조부문의 송수신부와, 상기 마스크 블랭크의 상기 박막을 패터닝하여 마스크를 제조하는 마스크 제조부문의 송수신부와, 통신회선을 통해 상기 송수신부와 통신가능한 서버를 더 포함하고,
    상기 서버가 상기 기판 정보 축적수단 및 상기 마스크 블랭크 정보 축적수단을 구비하는 마스크 블랭크 제공 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판 광학특성 정보에 근거하여 상기 마스크 블랭크 투명기판상에 형성하는 박막을 선정하는 박막 선정수단을 더 포함하는 마스크 블랭크 제공 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보가 노광 파장에 대한 기판 면 내의 투과율 편차를 포함하는 마스크 블랭크 제공 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학특성 정보가 노광 파장에 대한 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 박막 면 내의 위상차 편차를 포함하는 마스크 블랭크 제공 시스템.
  7. 마스크 블랭크 제조부문이 마스크 블랭크 투명기판상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 제조하고 마스크 블랭크를 마스크 블랭크 제조부문에 제공할 때, 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학 특성 정보와, 노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학특성 정보를 마스크 제조부문에 제공하는 마스크 블랭크 제공방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보가 상기 마스크 블랭크 투명기판을 제조하는 소재ㆍ가공부문으로부터 마스크 블랭크 제조부문에 제공되는 마스크 블랭크 제공방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보가 노광 파장에 대한 기판 면 내의 투과율 편차를 포함하는 마스크 블랭크 제공방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학 특성 정보가 노광 파장에 대한 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차를 포함하는 마스크 블랭크 제공방법.
  11. 노광 파장에 대한 마스크 블랭크 투명기판의 표면을 광학특성을 계측할 수 있도록 경면(鏡面) 연마하는 공정과,
    상기 경면 연마한 기판 표면에 노광 파장과 동일한 파장의 광을 조사하여 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보를 취득하는 공정과,
    상기 마스크 블랭크 투명기판과 상기 투명기판의 광학특성 정보와의 대응 관계를 보존하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보가 노광 파장에 대한 기판 면 내의 투과율 편차를 포함하는 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 노광 파장이 140nm ~ 200nm인 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 투명기판의 재료는 합성석영 글래스인 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법.
  15. 제 11항 기재의 마스크 블랭크 투명기판의 제조방법에 의해 얻어진 마스크 블랭크 기판상에 마스크 패턴이 되는 박막을 형성하는 공정과,
    상기 박막 표면에 노광 파장과 동일한 파장의 광을 조사하여 마스크 블랭크의 광학특성 정보를 취득하는 공정과,
    상기 마스크 블랭크와 상기 마스크 블랭크의 광학특성 정보와의 대응관계를 보존하는 공정을 포함하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크의 광학특성 정보가 박막 면 내의 투과율 편차 및/또는 위상차 편차를 포함하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 마스크 블랭크 투명기판의 광학특성 정보에 근거하여 마스크 블랭크 투명기판에 형성하는 박막의 선정을 행하는 공정을 더 포함하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 노광 파장이 140nm ~ 200nm 인 마스크 블랭크의 제조방법.
  19. 제 15항 기재의 마스크 블랭크의 제조방법에 의해 제조된 마스크 블랭크의 박막을 패터닝하여 마스크 패턴 투명기판상에 마스크 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크의 제조방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    노광 파장에 대한 상기 마스크 블랭크 투명기판 및/또는 상기 마스크 블랭크의 광학특성 정보에 근거하여 마스크 블랭크 투명기판상에 형성하는 마스크 패턴 데이터의 보정 또는 마스크 패턴의 형성위치를 결정하는 마스크의 제조방법.
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