TW201820402A - 遮罩基底用基板之製造方法、遮罩基底之製造方法、轉印用遮罩之製造方法、半導體元件之製造方法、遮罩基底用基板、遮罩基底及轉印用遮罩 - Google Patents

遮罩基底用基板之製造方法、遮罩基底之製造方法、轉印用遮罩之製造方法、半導體元件之製造方法、遮罩基底用基板、遮罩基底及轉印用遮罩 Download PDF

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Abstract

提供一種遮罩基底用基板、遮罩基底及轉印用遮罩，係在即便不使用高性能之遮罩基底用基板而製造具有較疏散的轉印圖案之轉印用遮罩，並將該轉印用遮罩設於高NA之曝光裝置的遮罩台，來曝光轉印於晶圓上之阻劑膜的情況，仍可難以產生聚焦誤差。又，提供該等之製造方法。
選定基板來作為遮罩基底用基板，該基板係在基板主表面設定出正方形算出區域，於算出區域之角落部分別設定出特定點，並取得特定點起自基準平面的高度，而設定會通過特定點中之3點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於基準平面的垂線與假想平面的交點，而計算出剩下的特定點與該交點的距離，且該距離會滿足事前所設定之基準。

Description

遮罩基底用基板之製造方法、遮罩基底之製造方法、轉印用遮罩之製造方法、半導體元件之製造方法、遮罩基底用基板、遮罩基底及轉印用遮罩
本發明係關於一種遮罩基底用基板之製造方法、遮罩基底之製造方法、轉印用遮罩之製造方法、半導體元件之製造方法、遮罩基底用基板、遮罩基底及轉印用遮罩。
近年來，為了對應於半導體元件之微細化，使用ArF曝光光線的曝光裝置係朝高NA(Numerical Aperture)化進展，進一步地因導入有液浸曝光技術而更加朝高NA化進展。藉由將曝光裝置高NA化，便能提升在將轉印用遮罩所設置之微細圖案曝光轉印於晶圓上之阻劑膜時的解析度。步進‧以及‧掃瞄方式的曝光裝置係藉由讓曝光光線掃描轉印用遮罩與晶圓，來將轉印用遮罩之轉印圖案曝光轉印於晶圓上之阻劑膜。
然而，由於若是不進行掃描中之轉印用遮罩面與晶圓面之聚焦調整的話，便會產生聚焦誤差，而使得成像位置會從最佳聚焦處大幅地偏移，故會使得在阻劑膜之轉印圖案的解析度大幅地降低。
如專利文獻1所揭露，伴隨著曝光裝置之高NA化，焦點深度(DOF：Depth Of Focus)便會變小。由於聚焦深度變小時，起自最佳聚焦的偏移之容許範圍便會變小，故聚焦管理便會變得非常嚴峻。又，如專利文獻2所揭露，為了降低因焦點深度變小而容易產生之聚焦誤差，便需要使在曝光轉印時之轉印用遮罩(基板)的平坦度成為良好的狀態。然後，專利文獻2中，係揭露有光罩基底用基板(轉印用遮罩基板)在形成遮罩圖案(轉印圖案)之上面的形 狀較佳地係於其上面設定一對帶狀區域(或四角環狀區域)時，其帶狀區域(或四角環狀區域)會朝向基板外周而各別向下傾斜，且其帶狀區域(或四角環狀區域)內之高度的最大值與最小值之差為0.5μm以下的形狀。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2009-272387號公報
專利文獻2：日本特開2005-043838號公報
專利文獻2所揭露之轉印用遮罩用基板(遮罩基底用基板)係轉印用遮罩所能適用的遮罩基底用基板，該轉印用遮罩係具有若非高NA曝光裝置的話便難以在晶圓W之阻劑膜解析程度的微細圖案。
如此般之遮罩基底用基板係主表面(設置有轉印圖案形成用之薄膜側的一邊表面)之平坦度較高，且進一步地會滿足主表面形狀所相關之嚴苛條件的高性能基板。在藉由以多階段進行同時將以往的複數基板兩面研磨之工序的製法來製造遮罩基底用基板的情況，可取得上述高性能之遮罩基底用基板的機率會較小。因此，高性能的遮罩基底用基板一般而言會較其以外之遮罩基底用基板要為高價。
一般而言，半導體元件係以重複以下之工序而加以製造：進行在晶圓上形成圖層及阻劑膜，而以轉印用遮罩來對阻劑膜進行圖案之曝光轉印，並進行該阻劑膜之顯影處理等來形成阻劑圖案，而藉由以該阻劑圖案作為遮罩之蝕刻來對圖層形成圖案。從而，各圖層便需要至少一片的轉印用遮罩。為了製造半導體元件，便需要製造將全部該半導體元件之各圖層的轉印用遮罩成為一組之轉印用遮罩組。
由於半導體元件之全部圖層並非都是具有若非高NA之曝光裝置的話便難以在晶圓上之阻劑膜解析的程度之微細圖案，亦會存在有比較疏散之圖層。因此，在1個轉印用遮罩組中，便會混合存在有具有此般微細圖案之轉印用遮罩，以及具有比較疏散之轉印圖案的轉印用遮罩。具有此般比較疏散的轉印圖案之轉印用遮罩並非高性能的遮罩基底用基板，亦即，即便從平坦度並不那麼高之遮罩基底用基板來加以製造，仍可在晶圓上之阻劑膜解析圖案。
然而，如此般在將使用非高性能的遮罩基底用基板所製造而具有比較疏散的轉印圖案之轉印用遮罩設置於高NA曝光裝置之遮罩台，來對晶圓上之阻劑膜進行曝光轉印時，便會容易產生聚焦誤差，而成為問題。另一方面，關於具有某種程度微細的轉印圖案之轉印用遮罩亦開始探討使用非高性能之遮罩基底用基板來製造，而設置於高NA曝光裝置之遮罩台來加以使用之情形。在此情況，亦會在將該轉印用遮罩設置於高NA曝光裝置之遮罩台，而對晶圓上之阻劑膜進行曝光轉印時，容易產生聚焦誤差，而成為問題。
本發明係以具有下述構成來作為解決上述課題之方法。
(構成1)
一種遮罩基底用基板之製造方法，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底在製造時所使用的遮罩基底用基板之製造方法，具有：相對於該基板的一邊主表面來設定至少包含以該基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在該算出區域中之4個角落部設定特定點之工序；在該所有的該特定點取得起自於基準平面的高度之工序；設定會通過該所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於該基準平面的垂線與該假想平面的交點，而計算出該剩下的特定點與該交點的距離之工序；以及選定該計算出之距離未達0.2μm的基板來作為遮罩基底用基板之工序。
(構成2)
如構成1之遮罩基底用基板的製造方法，其中該算出區域係與以該基板之中心為基準而一邊為146mm的正方形區域相同或較小的區域。
(構成3)
如構成1或2之遮罩用基板之製造方法，其中該基板的一邊主表面在該算出區域內複數設定測量點來取得該測量點起自該基準平面的高度時，該算出區域內之該特定點及該測量點中起自該基準平面之高度的最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。
(構成4)
如構成1至3中任一者之遮罩用基板之製造方法，其中該基準平面係基於以表面形狀測量裝置來測量該基板的一邊主表面在該算出區域內複數設定之測量點所得到之該表面形狀測量裝置的參照平面為基準的該測量點之高度資訊，而以最小平方法所近似之最小平方平面。
(構成5)
如構成1至4中任一者之遮罩用基板之製造方法，其中該一邊主表面係方均根粗度Rq為0.25nm以下。
(構成6)
一種遮罩基底之製造方法，其係具有：在以構成1至5中任一者的遮罩基底用基板之製造方法所製造的遮罩基底用基板的該一邊主表面設置該轉印圖案形成用之薄膜的工序。
(構成7)
一種遮罩基底之製造方法，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底之製造方法，具有：相對於設置有該薄膜之基板的該薄面之表面來設定至少包含以該基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在該算出區域中之4個角落部設定特定點之工序；在所有的該特定點取得起自於基準平面的高度之工序；設定會通過該所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於該基準平面的垂線與該假想平面的交點，而計算出該剩下的特定點與該交點的距離之工序；以及選定該計算出之距離未達0.2μm並設置有該薄膜之基板來作為遮罩基底之工序。
(構成8)
如構成7之遮罩基底之製造方法，其中該算出區域係與以該基板之中心為基準而一邊為146mm的正方形區域相同或較小的區域。
(構成9)
如構成7或8之遮罩基底之製造方法，其中該薄膜之表面在該算出區域內複數設定測量點來取得該測量點起自該基準平面的高度時，該算出區域內之該特定點及該測量點中起自該基準平面之高度的最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。
(構成10)
如構成7至9項中任一者之遮罩基底之製造方法，其中該基準平面係基於以表面形狀測量裝置來測量該薄膜之主表面在該算出區域內複數設定之測量點所得到之該表面形狀測量裝置的參照平面為基準的該測量點之高度資訊，而以最小平方法所近似之最小平方平面。
(構成11)
一種轉印用遮罩之製造方法，係具有：在以如構成6至10中任一者的遮罩基底之製造方法所製造的遮罩基底之薄膜形成轉印圖案的工序。
(構成12)
一種遮罩基底用基板，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底在製造時所使用的遮罩基底用基板；該基板係相對於該一邊主表面來設定至少包含以該基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在該算出區域中之4個角落部設定特定點，並在所有的該特定點取得起自於基準平面的高度，設定會通過該所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於該基準平面的垂線與該假想平面的交點，在計算出該剩下的特定點與該交點的距離時，該計算出之距離會未達0.2μm。
(構成13)
如構成12之遮罩基底用基板，其中該算出區域係與以該基板之中心為基準而一邊為146mm的正方形區域相同或較小的區域。
(構成14)
如構成12或13之遮罩基底用基板，其中該基板的一邊主表面在該算出區域內複數設定測量點來取得該測量點起自該基準平面的高度時，該算出區域內之該特定點及該測量點中起自該基準平面之高度的最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。
(構成15)
如構成12至14中任一者之遮罩基底用基板，其中該基準平面係基於以表面形狀測量裝置來測量該基板的一邊主表面在該算出區域內複數設定之測量點所得到之該表面形狀測量裝置的參照平面為基準的該測量點之高度資訊，而以最小平方法所近似之最小平方平面。
(構成16)
如構成12至15中任一者之遮罩基底用基板，其中該一邊主表面係方均根粗度Rq為0.25nm以下。
(構成17)
一種遮罩基底，係在如構成12至16中任一者之遮罩基底用基板的一邊主表面具備有轉印圖案形成用之薄膜。
(構成18)
一種遮罩基底，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底；該遮罩基底係相對於該薄膜之表面來設定至少包含以該基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在該算出區域中之4個角落部設定特定點，並在所有的該特定點取得起自於基準平面的高度，設定會通過該所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於該基準平面的垂線與該假想平面的交點，在計算出該剩下的特定點與該交點的距離時，該計算出之距離會未達0.2μm。
(構成19)
如構成18之遮罩基底，其中該算出區域係與以該基板之中心為基準而一邊為146mm的正方形區域相同或較小的區域。
(構成20)
如構成18或19之遮罩基底，其中該薄膜之表面在該算出區域內複數設 定測量點來取得該測量點起自該基準平面的高度時，該算出區域內之該特定點及該測量點中起自該基準平面之高度的最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。
(構成21)
如構成18至20中任一者之遮罩基底，其中該基準平面係基於以表面形狀測量裝置來測量該薄膜之主表面在該算出區域內複數設定之測量點所得到之該表面形狀測量裝置的參照平面為基準的該測量點之高度資訊，而以最小平方法所近似之最小平方平面。
(構成22)
一種轉印用遮罩，係於如構成17至21中任一者的遮罩基底之薄膜設置有轉印圖案。
(構成23)
一種半導體元件之製造方法，係將以如構成11之轉印用遮罩之製造方法所製造的轉印用遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而藉由微影法來將該轉印用遮罩之轉印圖案轉印於半導體基板上。
(構成24)
一種半導體元件之製造方法，係將如構成22之轉印用遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而藉由微影法來將該轉印用遮罩之轉印圖案轉印於半導體基板上。
根據本發明之遮罩基底用基板之製造方法或遮罩基底之製造方法，使用以該等製造方法所製造之遮罩基底用基板或遮罩基底而製造的轉印用遮罩係難以在以高NA曝光裝置進行曝光轉印時產生聚焦誤差。又，根據本發明之遮罩基底用基板或遮罩基底，使用該遮罩基底用基板或遮罩基底所製造之轉印用遮罩係難以在以高NA曝光裝置進行曝光轉印時產生聚焦誤差。
1‧‧‧基板
CA、CB、CC、CD‧‧‧角落部
A、B、C、D‧‧‧特定點
O‧‧‧基板之中心
N‧‧‧測量點
P‧‧‧主表面
PI‧‧‧假想平面
PR‧‧‧基準平面
圖1係顯示本發明實施形態中基板主表面及算出區域一範例的概略俯視圖。
圖2係顯示本發明實施形態中基板主表面、假想平面及基準平面的概略剖面圖。
圖3係顯示本發明實施形態中，以基準平面為基準之平坦度與以假想平面為基準之平坦度的差距值，和上浮距離或以基準平面為基準之平坦度的關聯之圖式。
圖4係顯示實施例1之基板A1主表面的等高線分布等的圖式。
圖5係顯示實施例2之基板A2主表面的等高線分布等的圖式。
圖6係顯示比較例1之基板B1主表面的等高線分布等的圖式。
圖7係顯示實施例3之基板A3主表面的等高線分布等的圖式。
圖8係顯示實施例4之基板A4主表面的等高線分布等的圖式。
圖7係顯示比較例2之基板B2主表面的等高線分布等的圖式。
[遮罩基底用基板之製造方法及遮罩基底用基板]
在此，便就遮罩基底用基板之製造方法及遮罩基底用基板來加以說明。首先說明本發明之構成概念，之後，便與比較例一併說明基於此概念所實施之實施例。
本發明係就即便在製造不使用高性能之遮罩基底用基板而具有比較疏散的轉印圖案或某種程度微細的轉印圖案之轉印用遮罩，而將該轉印用遮罩設置於高NA曝光裝置，來對晶圓上之阻劑膜進行曝光轉印的情況，仍可抑制聚焦誤差的方法進行努力研究。
一般而言，基板主表面之表面形狀係略正方形的形狀，並使用表面形狀測量裝置(表面形狀解析裝置)來加以取得。此情況所使用之表面形狀測量裝置會將如雷射光般之同調傾向較強的檢查光線照射至被測量對象物的測量區域整體，而在以該被測量對象物之表面所反射之光線以及以具有高平坦度之參照表面所反射之光線之間生成干涉帶影像，藉由影像解析此干涉帶影像來取得此被測量對象物之表面形狀。
使用此表面形狀測量裝置之基板的表面形狀之測量係藉由下述方法來 加以進行。首先，相對於以上述方法所得到之干涉帶影像，來將測量點格子狀地配置於基板主表面上，而進行影像解析等的處理，來取得各測量點之高度資訊(此時為基準的平面係例如測量裝置之參照平面)。接著，基於各測量點之高度資訊，來計算出以最小平方法所近似的面(最小平方平面)，而將其作為基準平面。接著，將上述各測量點之高度資訊換算為以該基準平面(最小平方平面)為基準的各測量點之高度，並將其結果作為各測量點之表面形狀的資訊。
自以往，區分高性能基板與非高性能之基板的指標係使用基板主表面(設置有轉印圖案形成用之薄膜側之一邊主表面)之平坦度。定義出至少包含將轉印用遮罩製造於基板主表面上時形成有轉印圖案之區域的既定區域，並從以上述最小平方平面為基準之各測量點的高度之表面形狀資訊來計算出該既定區域內最大高度與最小高度之差的TIR(Total Indicator Reading)值，而使用其來作為平坦度。以此高平坦度之高性能基板所製造之轉印用遮罩係在設置於高NA曝光裝置之遮罩台而對晶圓上之阻劑膜進行曝光轉印的情況，會難以產生聚焦誤差。
另一方面，本發明人係驗證了相對於以此平坦度之指標而非高性能之複數基板，而使用其來製造具有相同轉印圖案之轉印用遮罩，並設置於高NA曝光裝置之遮罩台，來對晶圓上之阻劑膜進行曝光轉印，會有產生聚焦誤差之傾向。其結果，便了解到即便為使用幾乎相同平坦度之基板的轉印用遮罩，仍會有聚焦誤差容易產生者與難以產生者。亦即，得知難以用以往所使用的平坦度指標來從非高性能之基板中全新地設定選定難以產生聚焦誤差之基板的基準值。
接著，本發明人係就幾乎相同平坦度之聚焦誤差會容易產生的基板與難以產生之基板的各表面形狀，就其傾向的不同進一步地進行研究。其結果，便了解到相對於聚焦誤差會難以產生之基板的主表面之表面形狀(略正方形)係從中心側朝向各角落部的方向之傾斜會在4個角落部有接近的傾向，但聚焦誤差會容易產生之基板的主表面之表面形狀(略正方形)係從中心側朝向角落部的方向之傾斜會有在至少1個角落部有所不同之傾向。高NA曝光裝置係在相對於轉印用遮罩進行曝光光線之掃描照射之期間，會在各 掃描位置以靠近最佳聚焦的方式來進行照射條件之調整。針對會聚焦誤差會容易產生之基板般於對角線方向會有偏移傾向之主表面形狀，推測此照射條件之調整會變得困難是聚焦誤差會容易產生的原因。
於是，便就選定如此般之聚焦誤差會難以產生之基板的新基準來進行研究。在試著以各測量點之最小平方平面為基準的高度來定義基板主表面之表面形狀，分別在基板的4個角落部設定測量點(特定點)，而以最小平方平面為基準之4個角落部的特定點高度之各數值都為既定值以下的選定基準來進行探討時，所選定之基板便是聚焦誤差會難以產生之基板。然而，未被以此選定基準來選定之基板中，存在有較多聚焦誤差會難以產生之基板。此選定基準會使得本來應該被選定為聚焦誤差會難以產生之基板的多數基板會不被選定。
在4個角落部的特定點之高度的各數值都為既定值以下的選定基準的情況，從基板主表面之一邊端面側朝向其一邊端面所對向之端面側而具有單純之傾斜的主表面形狀之基板在其傾斜較大時便會不被選定。然而，由於具有此般主表面的表面形狀之基板係能以曝光裝置之傾斜修正機能而較容易地修正，故仍可說是聚焦誤差會難以產生的基板。亦需要有將具有此般主表面傾向之基板選定為聚焦誤差會難以產生之基板的選定基準。
本發明人進一步地反復研究的結果，便注意到只要設定會通過主表面之4個特定點中之3個特定點的假想平面，而計算出剩下的1個特定點與其假想平面之間的距離(具體而言，係以相對於最小平方平面而垂直之方向為基準的距離)，並使用此計算出之距離來作為選定聚焦誤差會難以產生之基板的基準即可。此計算出之距離較大之基板會在將由此基板所製造之轉印用遮罩設置於高NA曝光裝置之遮罩台時，於基板的4個角落部內在3個角落部會接觸於遮罩台之夾具面時，讓剩下的1個角落部容易從夾具面上浮。然後，針對於以此般狀態所設置之轉印用遮罩來進行掃描曝光時，會難以以照明條件之調整等來修正聚焦，而使得聚焦誤差容易產生。此傾向在採用為遮罩台夾持轉印用遮罩的力量比較弱之夾持方式的軟夾具之高NA曝光裝置的情況會較為明顯。以下，便將如上述般所計算出之距離適當地稱為「上浮距離」。
另一方面，以上述順序所計算出之距離較小的基板係在將由此基板所製造之轉印用遮罩設置於高NA曝光裝置之遮罩台時，於基板的4個角落部內在3個角落部會接觸於遮罩台之夾具面時，剩下的1個角落部會難以從夾具面上浮，即便在上浮的情況，上浮量仍會較小。然後，在相對於以此般狀態來設置之轉印用遮罩來進行掃描曝光時，便完全可以照明條件之調整等來修正聚焦，而使得聚焦誤差難以產生。另外，使用高平坦度之高性能的基板來製造之轉印用遮罩係在以基板主表面之各測量點的最小平方平面為基準之高度的最大值與最小值之差會大幅度地要小。因此，在將由此高性能之基板所製造的轉印用遮罩設置於高NA曝光裝置的遮罩台時，於基板的4個角落部內在3個角落部會接觸於遮罩台之夾具面時，剩下的1個角落會從夾具面上浮本身便難以產生。
上述努力研究的結果所完成之遮罩基底用基板的製造方法係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底在製造時所使用的遮罩基底用基板之製造方法，具有：相對於基板的一邊主表面來設定至少包含以基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在算出區域中之4個角落部設定特定點之工序；在所有的特定點取得起自於基準平面的高度之工序；設定會通過所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於基準平面的垂線與假想平面的交點，而計算出該剩下的特定點與交點的距離之工序；以及選定計算出之距離未達0.2μm的基板來作為遮罩基底用基板之工序。
以下，便就遮罩基底用基板之製造方法相關的實施形態來更具體地加以說明。首先，從玻璃錠來切出遮罩基底用基板的形狀，接著，對所切出之基板的主表面、端面以及倒角面進行研削之研削工序，接著，對主表面、端面及倒角面進行精密地研磨其表面之研磨工序。主表面之研磨工序通常以多階段來加以進行。研磨方法可為各式各樣，在此並不特別限制，較佳地係在進行使用氧化鈰等的研磨劑來同時研磨基板的2個主表面的研磨工序後，進行使用矽溶膠等的研磨劑來同時研磨基板的2個主表面之研磨工序。經過此般多階段的研磨工序之基板係具有既定以上的平坦度，且表面 粗度較小的鏡面之主表面。
此遮罩基底用基板的材料若是為相對於曝光光線而具有高穿透率者的話，便不特別限制。此基板的材料可使用合成石英玻璃、鈉鈣玻璃、矽酸鋁玻璃、硼矽玻璃、無鹼玻璃、氟化鈣玻璃等。在該等材料中特別是合成石英玻璃由於在ArF準分子雷射或較其短波長之區域中有高穿透率，故會適於高NA曝光裝置所使用之本發明的遮罩基底用基板。
接著，便相對於基板之一邊主表面(在製造遮罩基底時設置有轉印圖案形成用之薄膜側的主表面)進行設定算出區域之工序。關於此點便使用圖1來加以說明。圖1係從一邊主表面P側來觀察基板1的俯視圖。如圖1所示，設定以基板1之中心O為基準的正方形區域之算出區域TA，著眼於算出區域TA中之基板1表面形狀來選定遮罩基底用基板。本實施形態之算出區域TA係被要求有在將由此基板1所製造之轉印用遮罩設置於曝光裝置之遮罩台時會形成有轉印圖案，且至少包含為照射有曝光光線之區域而一邊為132nm的正方形區域的正方形區域。亦即，即便算出區域TA為一邊長度為132mm的正方形區域，仍可得到本發明之效果。另一方面，算出區域TA更佳地係與一邊長度為146mm的正方形區域相同或較其要小的區域。這是因為到此一邊長度的正方形區域為止會在以下述表面形狀測量裝置來測量基板主表面之表面形狀時，能以高精度來得到起自基準平面的高度資訊之故。
接著，便如圖1般，進行對算出區域TA於4個角落部CA、CB、CC、CD的各區域內(包含區域邊界線上)設定為用以測量起自基準平面PR(參照圖2)之高度的點之測量點，且對設定下述假想平面而言為必需之點的特定點A、B、C、D之工序。4個角落部CA、CB、CC、CD係例如以算出區域TA之頂點為共通頂點，且被設定於算出區域TA內側之正方形區域。此角落部CA等的正方形區域的一邊長度為例如3mm。若是在一邊為3mm的正方形區域之範圍內的話，則主表面P之起自基準平面PR之高度變化便會微小，而改變設定於該正方形區域內之特定點A等的位置時之起自下述假想平面PI之高度變化亦為微小。此角落部CA等的正方形區域一邊之長度更佳地為2mm，最佳地為1mm。另外，特定點A、B、C、D更佳地係設定於算出區域TA之各頂點。
接著，便進行取得至少在主表面P上之4個特定點A、B、C、D中之起自 基準平面PR的高度之工序。主表面P上之4個特定點A、B、C、D中起自基準平面PR的高度係使用上述表面形狀測量裝置來加以取得。在此情況之表面測量裝置係例如UltraFLAT 200M(Corning TROPEL公司製)為佳。如上述般，表面形狀測量裝置雖會藉由將所取得之干涉帶影像進行影像解析來變換為基板1之主表面P表面形狀(高度資訊)，但在以此階段之高度資訊為基準的平面係表面形狀測量裝置之參照平面或與其平行之平面。然而，由於此參照平面與基板1主表面之間的平行度係依存於將基板1設置於表面形狀測量裝置時之位置關係，故不限於該平行度會變高。考量到此點，較佳地係從以表面測量裝置所測量之參照平面為基準的複數測量點之高度資訊來計算出最小平方平面，而將主表面P表面形狀(各測量點之起自參照平面的高度)變換為以此最小平方平面為基準平面PR之高度。此最小平方平面較佳地係至少從包含4個特定點A、B、C、D的測量點來計算出。
另一方面，亦可在算出區域TA內，除了上述特定點之外，複數設定用以測量基板1表面形狀之主表面P起自基準平面PR之高度的點之測量點N。圖1中，雖僅就測量點NX-1、NX、NX+1來加以記載，但為了測量算出區域TA整體之基板1表面形狀，而較佳地係設定充分數量之測量點。測量點N更佳地係格子狀地配置於基板1之主表面P上。此情況下各測量點N之間隔較佳地為2mm以下，更佳地為1mm以下。測量點N亦可設定於算出區域TA外側之主表面上。
另外，上述工序中，係在於基板1之主表面P設定算出區域TA與特定點A、B、C、D後，再以表面形狀測量裝置來取得高度資訊。然而，若是在至少包含算出區域TA之大小的主表面P之測量區域中，將測量點N格子狀地配置以取得高度資訊的話，亦可在設定算出區域TA之工序之前便以表面測量裝置來取得高度資訊。在此情況，較佳地係在計算出最小平方平面之基準平面PR時，便使用以表面形狀測量裝置所測量之測量區域內之全測量點N的參照平面為基準之高度資訊。
接著，便進行設定會通過特定點A、B、C、D中3個特定點之假想平面PI之工序。之後，便進行設定會通過未用於假想平面PI之設定所剩下之特定點且相對於基準平面PR而垂直之垂線與假想平面PI之交點的工序。進一步 地，進行計算出此交點與剩下的特定點之距離的工序。關於該等工序便使用圖2來加以說明。圖2係在設定會通過特定點A、B、C之假想平面PI，且以特定點D作為剩下的特定點之情況下，包含特定點D之基板1的剖面概略圖。會通過剩下之特定點D且相對於基準平面PR而垂直之垂線與基準平面PR的交點為D0。此垂線與假想平面PI之交點為D1。然後，藉由將已經以表面形狀測量裝置所取得的D0與D之距離ZD減去D0與D1之距離，來計算出剩下之特定點D與交點D1之距離ZD1。
進一步地，進行將此般所計算出之距離ZD1作為新指標，而選定此數值會滿足基準(未達基準值)的基板來做為遮罩基底用基板之工序。以下，便將此般所計算出之新指標的距離ZD1稱為「上浮距離」。另外，雖本實施形態係設定會通過特定點A、B、C的平面為假想平面，但亦可將會通過任意特定點3點的平面設定為假想平面。又，上述新指標之名稱稱為「上浮」的表現是為了簡化的表現，上述剩下的特定點D亦可不從假想平面PI上浮。
調查了上浮距離與聚焦誤差之產生的各種關聯性之結果，了解到藉由上浮距離之判斷基準為「未達0.2μm」便能得到充分的性能。本發明中，係選定上浮距離為未達0.2μm的基板來作為遮罩基底用基板。藉由使用由此判斷基準所選定之遮罩基底用基板來製造之轉印用遮罩，便可降低在以高NA曝光裝置來進行曝光轉印時之聚焦誤差的產生。另外，更佳地係選定上述上浮距離為0.18μm以下的基板來作為遮罩基底用基板，最佳地係選定上浮距離為0.15μm以下的基板來作為遮罩基底用基板。另一方面，未滿足判斷基準之基板便會再次回到研磨工序，或是經由局部加工工序而再次進行利用此上浮距離之判斷，或是廢棄此基板。
以下，便就圖3來加以說明。隨機地準備200片基板，而對各基板以上述順序來測量主表面P表面形狀，計算出最小平方平面之基準平面PR，而進一步地分別計算出假想平面PI與上浮距離ZD1。接著，便對各基板從以基準平面PR為基準之主表面P表面形狀，來計算出以往指標之以基板中心為基準而一邊為132mm的正方形區域內之平坦度(TIR)值。接著，對各基板，從以假想平面PI為基準之主表面形狀P的表面形狀來計算出以基板之中心為基準而一邊為132mm之正方形區域內的平坦度(TIR值)。接著，對各基板計算出 以基準平面PR為基準之平坦度與以假想平面PI為基準之平坦度的差距。於圖3係以橫軸為「以基準平面為基準之平坦度與以假想平面為基準之平坦度的差距值[μm]」，縱軸為「上浮距離或以基準平面為基準之平坦度[μm]」，來顯示對200片之基板的結果作圖之圖表。
相對於「以基準平面為基準之平坦度與以假想平面為基準之平坦度的差距值」與「上浮距離」之關係的點(圖3中之●點)來計算出線性近似函數時，其線性近似函數的決定係數R2為0.746，而確認到有較高的相關性。由此看來，可說是會通過4個角落部之特定點中3個特定點的假想平面PI越是為會相對於最小平方平面的基準平面PR有大的改變之基板的話，則由此基板所製造之轉印用遮罩便會有聚焦誤差越容易產生的傾向。另一方面，相對於「以基準平面為基準之平坦度與以假想平面為基準之平坦度的差距值」與以往之指標的「以基準平面為基準的平坦度」之關係的點(圖3中之□點)來計算出線性近似函數時，其線性近似函數的決定係數R2為0.032，而未能得到相關性。由此結果看來，確認到難以用以往指標之平坦度來區分出有聚焦誤差會容易產生的傾向之基板。
另一方面，本發明之遮罩基底用基板係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底在製造時所使用的遮罩基底用基板；此基板係相對於一邊主表面來設定至少包含以基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在算出區域中之4個角落部設定特定點，並能在所有的特定點取得起自於基準平面的高度，設定會通過所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於基準平面的垂線與假想平面的交點，在計算出剩下的特定點與該交點的距離時，該計算出之距離(上浮距離)會未達0.2μm。由具有此般特徵之遮罩基底用基板所製造之轉印用遮罩係聚焦誤差會難以產生。另外，在此情況，上述遮罩基底用基板之上浮距離更佳地為0.18μm以下，最佳地為0.15μm以下。
此遮罩用基板係上述算出區域TA中之起自基準平面PR的高度之最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。亦即，此遮罩基底用基板會在主表面P之算出區域TA複數設定測量點，來取得各測量點之起自基準平面PR之高度 時，算出區域TA內之特定點A、B、C、D及各測量點中之起自基準平面PR的高度之最高值減去最低值的差(與平坦度(TIR)相同之指標)會較0.2μm要大。一般而言，此差為較0.2μm要大的遮罩基底用基板會在使用此基板來製造轉印用遮罩而設置於曝光裝置之遮罩台時，有相對於遮罩台之上浮會容易變大的傾向，而聚焦誤差亦容易產生。如此般之遮罩基底用基板以往大多是被選定為非高性能之基板。關於並非如此般被選定為高性能之基板，不論是否非為高性能之基板，仍可藉由適用本發明之遮罩基底用基板之製造方法，來在以高NA曝光裝置來進行曝光轉印時選定成聚焦誤差會難以產生的基板。
又，遮罩基底用基板的主表面P需要被鏡面研磨成既定以上的表面粗度。主表面P較佳地為方均根粗度Rq為0.25nm以下。在此情況下之表面粗度Rq的算出區域係例如一邊為10μm的正方形之內側區域。另外，表面粗度Rq可藉由例如原子力顯微鏡(AFM：Atomic Force Microscope)等來加以測量。
[遮罩基底之製造方法及遮罩基底]
本發明的遮罩基底之製造方法係具備有：在以上述遮罩基底用基板之製造方法所製造的遮罩基底用基板的一邊主表面設置該轉印圖案形成用之薄膜的工序。又，本發明之遮罩基底係在上述遮罩基底用基板的一邊主表面設置轉印圖案形成用之薄膜。
以本發明之遮罩基底之製造方法所製造的遮罩基底及本發明之遮罩基底係可適用下述(1)~(5)之構成。
(1)具備有由包含過渡金屬之材料所構成的遮光膜之二元遮罩基底
相關二元遮罩基底係於基板上具有遮光膜(圖案形成用薄膜)之形態者，此遮光膜係由鉻、鉭、釕、鎢、鈦、鉿、鉬、鎳、鈀、鋯、鈮、鉑、銠等的過渡金屬單體或包含其化合物之材料所構成。例如，舉例有以鉻或於鉻添加有選自氧、氮、碳等的元素之1種以上的元素之鉻化合物所構成之遮光膜。又，舉例有以例如於鉭添加有選自氧、氮、硼等的元素之1種以上的元素的鉭化合物所構成之遮光膜。相關二元遮罩基底係具有將遮光膜作為遮光層與表面反射防止層的2層構造或是進一步地在遮光層與基板之間 追加內面反射防止層的3層構造者等。又，遮光膜之膜厚方向中之組成可為連續性或階段性地不同之組成傾斜膜。
(2)具備有由包含過渡金屬及矽(包含過渡金屬矽化物，特別是鉬矽化物)的化合物之材料所構成之光半透膜的相位轉移遮罩基底
相關相位轉移遮罩基底係在基板上具有光半透膜(圖案形成用薄膜)之形態者，會將該光半透膜圖案化而製作出設置有轉移部之類型的半色調型相位轉移遮罩。相關相位轉移遮罩中，為了防止因基於穿透光半透膜之光線而形成於轉印區域的光半透膜圖案所致的被轉印基板之圖案不良，係舉例具有在基板上具有光半透膜與其上之遮光膜(遮光帶)的形態者。又，除了半色調型相位轉移遮罩基底之外，還舉例有藉由蝕刻等來挖凹基板，以設置轉移部之基板挖凹類型的萊文森型相位轉移遮罩用或增強型相位轉移遮罩用的遮罩基底。
此光半透膜係舉例有由包含例如過渡金屬及矽(包含過渡金屬矽化物)之化合物的材料所構成，並以該等過渡金屬及矽、氧及/或氮為主要構成要素的材料。過渡金屬可適用鉬、鉭、鎢、鈦、鉿、鎳、釩、鋯、鈮、鈀、釕、銠、鉻等。又，在光半透膜上具有遮光膜的形態之情況，由於上述光半透膜之材料會包含過渡金屬及矽，故遮光膜材料較佳地係以相對於光半透膜而具有蝕刻選擇性(具有蝕刻耐性)之鉻或於鉻添加有氧、氮、碳等的元素之鉻化合物所構成。
由於萊文森型相位轉移遮罩係由與二元遮罩基底相同構成之遮罩基底所製作，故關於圖案形成用薄膜之構成亦與二元遮罩基底之遮光膜相同。雖增強型相位轉移遮罩用之遮罩基底的光半透膜係實質上會讓無助於曝光之強度的光線(例如，相對於曝光波長的1%~30%)穿透者，但亦為讓穿透之曝光光線所產生的相位差較小的膜(例如，相位差為30度以下。較佳地為0度)，此點則與半色調型相位轉移遮罩基底的光半透膜有所不同。雖此光半透膜材料會包含與半色調型位相轉移遮罩基底之光半透膜相同的元素，但各元素之組成比或膜厚會以相對於曝光光線而成為既定穿透率及既定小相位差的方式來加以調整。
(3)具備有由包含矽化合物之材料所構成的光半透膜之相位轉移遮罩基 底
此光半透膜除了以由矽與氮所構成之材料，或在由矽與氮所構成之材料含有選自半金屬元素、非金屬元素及惰性氣體的1個以上的元素之材料所形成之外，都與(2)所記載之光半透膜相關之事項相同。
(4)具備有由包含過渡金屬及矽(包含過渡金屬矽化物，特別是鉬矽化物)之化合物的材料所構成之遮光膜的二元遮罩基底
此遮光膜(圖案形成用薄膜)係舉例由包含過渡金屬及矽的化合物之材料所構成，並以該等過渡金屬及矽、氧或氮中至少1個以上為主要構成元素之材料。又，遮光膜係舉例以過渡金屬，以及氧、氮或硼中之至少1個以上為主要構成要素的材料。過渡金屬係可適用鉬、鉭、鎢、鈦、鉿、鎳、釩、鋯、鈮、鈀、釕、銠、鉻等。特別是，在以鉬矽化物來形成遮光膜之情況，會有遮光層(MoSi等)與表面反射防止層(MoSiON)等的2層構造，或是進一步地在遮光層與基板之間追加內面反射防止層(MoSiON等)的3層構造。又，遮光膜之膜厚方向中的組成可為連續性或階段性地不同之組成傾斜膜。
(5)具備有由包含矽化合物之材料所構成的遮光膜的二元遮罩基底
此遮光膜除了以由矽與氮所構成之材料，或是在由矽與氮所構成之材料含有選自半金屬元素、非金屬元素及惰性氣體的1個以上的元素之材料所形成之外，都與(1)所記載之遮光膜相關的事項相同。
又，為了將阻劑膜之膜厚薄膜化來形成微細圖案，可構成為在遮光膜上具有蝕刻遮罩膜。此蝕刻遮罩膜較佳地係以由相對於包含過渡金屬矽化物之遮光膜的蝕刻而具有蝕刻選擇性之鉻，或是在鉻添加氧、氮、碳等的元素的鉻化合物所構成的材料來加以構成。此時，可藉由讓蝕刻遮罩膜具有反射防止機能，來在遮光膜上殘留有蝕刻遮罩膜的狀態下製作轉印用遮罩。
另外，在上述(1)~(5)中，可在基板與遮光膜之間，或是光半透膜與遮光膜之間設置相對於遮光膜或光半透膜而具有蝕刻耐性之蝕刻阻止膜。蝕刻阻止膜可作為在蝕刻蝕刻阻止膜時，同時剝離蝕刻遮罩膜的材料。
另一方面，其他實施形態之遮罩基底之製造方法亦適用相對於在基板上形成有轉印圖案形成用薄膜之遮罩基底，而在該薄膜表面設定算出區域 TA，分別在算出區域TA中之4個角落部CA、CB、CC、CD設定特定點A、B、C、D，並以與上述遮罩基底用基板之製造方法相同之順序來計算出上浮距離，選定設置有該上浮距離未達0.2μm的薄膜之基板來作為遮罩基底的製造方法。
亦即，此其他實施形態的遮罩基底之製造方法，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底之製造方法，具有：相對於設置有薄膜之基板的薄膜之表面來設定至少包含以基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在算出區域中之4個角落部設定特定點之工序；在所有的特定點取得起自於基準平面的高度之工序；設定會通過所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於基準平面的垂線與假想平面的交點，而計算出剩下的特定點與該交點的距離之工序；以及選定該計算出之距離未達0.2μm並設置有該薄膜之基板來作為遮罩基底之工序。
基板上所形成之轉印圖案形成用薄膜係面內膜厚分布之均勻性高，且膜應力亦被充分地降低。因此，在轉印圖案形成用薄膜設定特定點等而計算出之上浮距離以及在基板主表面設定特定點等而計算出之上浮距離的差異係微小，而以此其他實施形態之遮罩基底之製造方法所選定的遮罩基底來製造的轉印用遮罩亦為聚焦誤差會難以產生者。另外，關於此其他實施形態之遮罩基底之製造方法相關的其他事項(上浮距離之計算順序等)係與遮罩基底用基板之製造方法的情況相同。
同樣地，其他實施形態之遮罩基底係舉例有在薄膜表面設定算出區域TA，分別於算出區域TA中之4個角落部CA、CB、CC、CD設定特定點A、B、C、D，在以與上述遮罩基底用基板相同之順序來計算出上浮距離時，其上浮距離會未達0.2μm。亦即，此其他實施形態之遮罩基底係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底；遮罩基底係相對於薄膜表面來設定至少包含以基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在算出區域中之4個角落部設定特定點，並在所有的特定點取得起自於基準平面的高度，設定會通過所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特 定點且垂直於基準平面的垂線與假想平面的交點，在計算出剩下的特定點與該交點的距離時，計算出之距離會未達0.2μm。由此其他實施形態之遮罩基底所製造的轉印用遮罩亦同樣地為聚焦誤差會難以產生者。另外，關於此其他實施形態之遮罩基底相關的其他事項(上浮距離之計算順序等)係與上述其他實施形態之遮罩基底的情況相同。
[轉印用遮罩之製造方法及轉印用遮罩]
本發明之轉印用遮罩之製造方法係具備有：在以上述遮罩基底之製造方法所製造的遮罩基底之薄膜形成轉印圖案的工序。又，本發明之轉印用遮罩係在上述遮罩基底之薄膜具備轉印圖案。以下，便就從遮罩基底來製造轉印用遮罩的工序來加以說明。另外，此處所使用之遮罩基底係上述(2)的相位轉移遮罩基底，並具備有在基板上依序層積出光半透膜(轉印圖案形成用薄膜)與遮光膜之構造。又，此轉印用遮罩(相位轉移遮罩)之製造方法係一範例，而可為改變一部分順序來加以製造者。
首先，在相位轉移遮罩基底之遮光膜上，藉由旋塗法等來形成阻劑膜。此阻劑膜係較佳地使用有電子線曝光描繪用之化學增幅型阻劑。接著，便針對阻劑膜，以電子線來曝光描繪出應形成於光半透膜之轉印圖案，並施予顯影等的既定處理，以形成具有轉印圖案之阻劑圖案。接著，便對遮光膜進行以阻劑圖案為遮罩之乾蝕刻，而在遮光膜形成應形成於光半透膜之轉印圖案。在此乾蝕刻後，去除阻劑圖案。接著，對光半透膜進行以具有轉印圖案之遮光膜為遮罩的乾蝕刻，以在光半透膜形成轉印圖案。接著，以旋塗法等再度形成阻劑膜，而以電子線來曝光描繪出應形成於遮光膜之圖案(遮光帶等圖案)，並施予顯影等的既定處理，以形成阻劑圖案。對遮光膜進行以具有遮光帶等的圖案之阻劑圖案為遮罩的乾蝕刻，以在遮光膜形成遮光帶等之圖案。然後，施予既定的洗淨處理等，便完成轉印用遮罩(相位轉移遮罩)。
[半導體元件之製造]
本發明之半導體元件之製造方法係將以上述各轉印用遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而藉由微影法來將轉印圖案轉印於半導體基板上之阻劑膜。由於該等轉印用遮罩都是在設置於曝光裝置之遮罩台時，未有起自夾 具面之上浮或是上浮較小，故聚焦誤差會難以產生。因此，便可在使用該等轉印用遮罩來對半導體元件上之阻劑膜進行曝光轉印時，抑制在半導體元件上之阻劑膜產生轉印不良之情事。進一步地，在以此阻劑圖案作為遮罩，來蝕刻被加工膜，而形成電路圖案之情況，便不會有起因於轉印不良所致的配線短路或斷線，而可以高精度來形成高產率之電路圖案。
【實施例】
以下，便藉由實施例來進一步地具體說明本發明實施形態。
(實施例、比較例) [遮罩基底用基板之製造]
首先，切出合成石英玻璃基板(大小為152.4mm×152.4mm，厚度為6.35mm)，將此合成石英玻璃基板之端面進行倒角加工以及研削加工，而進一步地以包含氧化鈰研磨粒的研磨液來進行粗研磨及精密研磨。之後，將此玻璃基板設置於兩面研磨裝置之載具，並以下述條件來進行超精密研磨。
研磨墊：軟質拋光機(麂皮類型)
研磨液：矽溶膠研磨粒(平均粒徑100nm)與水
加工壓力：50~100g/cm2
加工時間：60分鐘
在超精密研磨結束後，進行將玻璃基板浸泡於稀氟酸液中來去除矽溶膠研磨粒的洗淨。之後，對玻璃基板之主表面及端面進行刷洗洗淨，之後以純水來進行旋轉洗淨及旋轉乾燥，而準備有表面被研磨加工後之玻璃基板40片。對該等40片基板之主表面藉由原子力顯微鏡來測量在一邊為10μm的正方形算出區域的方均根粗度Rq時，所有的基板都為0.25nm以下。
接著，分別相對於此般所準備之40片玻璃基板1，來將測量區域作為以基板1之中心O為基準而一邊為148mm的正方形，並在該測量區域內以256點×256點來格子狀地設定測量點N，使用表面形狀測量裝置UltraFLAT200M(Corning TROPEL公司製)來取得各測量點之起自基準平面PR(最小平方平面)的高度，亦即主表面P之表面形狀。之後，將40片玻璃基板1分為2個組(各組為20片)。
接著，分別相對於一組的20片玻璃基板1，來設定一邊長度為132mm的 正方形算出區域TA，在該算出區域TA設定4個角落部CA、CB、CC、CD(與算出區域TA之頂點共通而1邊為1mm的正方形)。接著，將各角落部CA、CB、CC、CD的區域內之測量點N中最靠近於算出區域TA之頂點的各測量點作為4個特定點A、B、C、D。
相對於各玻璃基板1來計算出會通過4個特定點A、B、C、D中之3個特定點A、B、C的假想平面PI。接著，設定會通過剩下之特定點D且相對於基準平面PR而垂直的垂線，計算出該垂線與假想平面PI之交點D1。進一步地，計算出剩下之特定點D與交點D1之距離的上浮距離ZD1。此上浮距離ZD1係以計算出垂線與基準平面PR之交點D0，以及垂線與假想平面PI之交點D1的距離，並將此距離減去特定點D之起自基準平面PR的高度ZD來加以計算而出。
然後，相對於此一組的20片玻璃基板1，進行以上浮距離ZD1未達0.2μm來作為選定基準之遮罩基底用基板之選定工序。從滿足選定基準之玻璃基板1中，分別於圖4、圖5顯示玻璃基板A1(實施例1)、玻璃基板A2(實施例2)。又，從未滿足選定基準之玻璃基板中，於圖6顯示玻璃基板B1(比較例1)。圖4至圖6中之(a)係就以假想平面PI為基準之主表面P的高度資訊(表面形狀)而從上方來觀察主表面P的等高線分布圖，(b)係對角線方向之高度分布剖面圖(實線為以朝右上之對角線來切割(a)之等高線分布圖的剖面高度分布，虛線為以朝右下之對角線來切割(a)之等高線分布圖的剖面高度分布)，(c)係縱橫方向之高度分布剖面圖(實線為以會通過橫向來切割(a)之等高線分布圖中心的剖面高度分布，虛線為以會通過縱向來切割(a)之等高線分布圖中心的剖面高度分布)。
又，圖4至圖6中之(a’)係就以基準平面(最小平方平面)PR為基準的主表面P之高度資訊(表面形狀)而從上方來觀察主表面P的等高線分布圖，(b’)係對角線方向之高度分布剖面圖(實線為以朝右上之對角線來切割(a’)之等高線分布圖的剖面高度分布，虛線為以朝右下之對角線來切割(a’)之等高線分布圖的剖面高度分布)，(c’)係縱橫方向之高度分布剖面圖(實線為以會通過橫向來切割(a’)之等高線分布圖中心的剖面高度分布，虛線為以會通過縱向來切割(a’)之等高線分布圖中心的剖面高度分布)。
另外，各等高線分布圖之等高線係以25nm為刻度，各等高線分布圖之 橫軸與縱軸係表面形狀測量裝置所賦予之圖像編號，(b)、(c)、(b’)、(c’)之縱軸係表示高度，其單位為μm(以後各圖式都相同)。
相對於玻璃基板A1(實施例1)之上浮距離ZD1係0.145μm，玻璃基板A2(實施例2)之上浮距離ZD1係0.028μm而滿足未達0.2μm的選定基準，玻璃基板B1(比較例1)之上浮距離ZD1係0.480μm，而大幅地超過選定基準。另一方面，在以往指標使用以基準平面PR為基準之高度資訊的平坦度(以在基板中心O為基準而一邊為132mm的正方形內側區域內的最高高度與最低高度之差)來看的情況，玻璃基板A1(實施例1)為0.289μm，玻璃基板A2(實施例2)為0.311μm，玻璃基板B1(比較例)為0.279μm。由此結果看來，得知難以用以往的平坦度指標來從遮罩基底用基板去除聚焦誤差會容易產生之基板。
在使用以假想平面PI為基準的高度資訊，來試著計算出平坦度(在以基板中心O為基準而一邊為132mm的正方形內側區域內的最高高度與最低高度的差)時，玻璃基板A1(實施例1)為0.362μm，玻璃基板A2(實施例2)為0.294μm，玻璃基板B1(比較例1)為0.439μm。由此結果看來，得知亦不易以此指標來從遮罩基底用基板去除聚焦誤差會容易產生之基板。
接著，分別相對於另一組的20片玻璃基板1，來設定一邊長度為146mm的正方形算出區域TA，在該算出區域TA設定4個角落部CA、CB、CC、CD(與算出區域TA之頂點共通而1邊為1mm的正方形)。接著，將各角落部CA、CB、CC、CD的區域內之測量點N中，最靠近於算出區域TA之頂點的各測量點作為4個特定點A、B、C、D。然後，以與上一組的玻璃基板情況相同之順序，來計算出另一組的20片玻璃基板1的上浮距離ZD1。
相對於此另一組的20片玻璃基板1，進行以上浮距離ZD1未達0.2μm來作為選定基準之遮罩基底用基板之選定工序。從滿足選定基準之玻璃基板中，分別於圖7、圖8顯示玻璃基板A3(實施例3)、玻璃基板A4(實施例4)。又，從未滿足選定基準之玻璃基板中，於圖9顯示玻璃基板B2(比較例2)。
相對於玻璃基板A3(實施例3)之上浮距離ZD1係0.047μm，玻璃基板A4(實施例4)之上浮距離ZD1係0.028μm而滿足未達0.2μm的選定基準，玻璃基板B2(比較例2)之上浮距離ZD1係0.525μm，而大幅地超過選定基準。另一 方面，在以往指標使用以基準平面PR為基準之高度資訊的平坦度(以在基板中心O為基準而一邊為146mm的正方形內側區域內的最高高度與最低高度之差)來看的情況，玻璃基板A3(實施例3)為0.565μm，玻璃基板A4(實施例4)為0.386μm，玻璃基板B2(比較例2)為0.537μm。由此結果看來，得知難以用以往的平坦度指標來從遮罩基底用基板去除聚焦誤差會容易產生之基板。
在使用以假想平面PI為基準的高度資訊，來試著計算出平坦度(在以基板中心O為基準而一邊為146mm的正方形內側區域內的最高高度與最低高度的差)時，玻璃基板A3(實施例3)為0.553μm，玻璃基板A4(實施例4)為0.339μm，玻璃基板B2(比較例2)為0.342μm。由此結果看來，得知亦難以用此指標來從遮罩基底用基板去除聚焦誤差會容易產生之基板。
[遮罩基底之製造]
接著，便使用各實施例之遮罩基底用基板A1(實施例1)、A2(實施例2)、A3(實施例3)、A4(實施例4)，以下述順序來分別製造各實施例的半色調型相位轉移遮罩用遮罩基底。同樣地，使用各比較例之基板B1(比較例1)、B2(比較例2)來分別製造各比較例之半色調型相位轉移遮罩用遮罩基底。
具體而言，係於各基板上形成由氮化後之鉬及矽所構成之光半透膜。具體而言，係使用鉬(Mo)與矽(Si)的混合靶材(Mo：Si=10mol%：90mol%)，並在氬(Ar)與氮(N2)與氦(He)的混合氣體氛圍(氣體流量比Ar：N2：He=5：49：46)下，氣體壓為0.3Pa、DC電源之電力為3.0kW，且藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，以69nm的膜厚來形成由鉬、矽及氮所構成之MoSiN膜。接著，便對形成有上述MoSiN膜的玻璃基板1，使用加熱爐來進行大氣中加熱溫度為450℃且加熱時間為1小時之加熱處理。另外，此MoSiN膜在ArF準分子雷射中，穿透率為6.16%，相位差為184.4度。
接著，在上述光半透膜上成膜出遮光膜。具體而言，係在濺鍍靶材使用鉻(Cr)靶材，而於氬(Ar)與二氧化碳(CO2)與氮(N2)與氦(He)的混合氣體氛圍(氣體壓為0.2Pa、氣體流量比Ar：CO2：N2：He=20：35：10：30)，DC電源之電力為1.7kW，並藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)來成膜出膜厚30nm的CrOCN層。接著，於氬(Ar)與氮(N2)的混合氣體氛圍(氣體壓為0.1Pa、氣體 流量比Ar：N2=25：5)，DC電源之電力為1.7kW，並藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)來成膜出膜厚4nm的CrN層。最後，於氬(Ar)與二氧化碳(CO2)與氮(N2)與氦(He)的混合氣體氛圍(氣體壓為0.2Pa、氣體流量比Ar：CO2：N2：He=20：35：5：30)，DC電源之電力為1.7kW，並藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)來成膜出膜厚14nm的CrOCN層，而形成總計膜厚48nm的3層層積構造的鉻系遮光膜。之後，以280℃來追加15分鐘的加熱處理，來將膜應力降低至接近0，而得到實施例1、2、3、4及比較例1、2的各遮罩基底。
[轉印用遮罩之製造]
接著，便對實施例1、2、3、4及比較例1、2的各遮罩基底上之薄膜進行圖案形成，以製造半色調型相位轉移遮罩(轉印遮罩)。由於關於轉印用遮罩之製造工序係與上述[轉印用遮罩之製造方法及轉印用遮罩]所記載的方法相同，故省略說明。
[曝光轉印性能之評價]
對經由上述順序所製作的實施例1、2、3、4及比較例1、2的各半色調型相位轉移遮罩，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，來進行在使用波長193nm的曝光光線的高NA(液浸曝光)之曝光條件下，在晶圓上之阻劑膜進行曝光轉印時之轉印像的模擬。在驗證此模擬之曝光轉印像時，於實施例1、2、3、4的各半色調型相位轉移遮罩之情況，曝光轉印像的解析度會較高，且亦未發現有被認為是起因於聚焦誤差的圖案缺損。由該等結果看來，可說是能確認到即便將實施例1、2、3、4的半色調相位移轉遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而對晶圓上之阻劑膜進行曝光轉印，仍不會產生聚焦誤差。
相對於此，在比較例1、2的各半色調型相位轉移遮罩的情況，係在曝光轉印像有解析度較低之區域，而發現有多數被認為是起因於聚焦誤差之圖案缺損等。由該等結果看來，可說是將比較例1、2之半色調型相位轉移遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而對晶圓上之阻劑膜進行曝光轉印的情況，產生聚焦誤差之虞會較高。
另外，本發明並不限制於上述實施形態所說明之構成，而可在不脫離其他本發明構成之範圍中進行各種變形、變化。

Claims (24)

  1. 一種遮罩基底用基板之製造方法，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底在製造時所使用的遮罩基底用基板之製造方法，具有：相對於該基板的一邊主表面來設定至少包含以該基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在該算出區域中之4個角落部設定特定點之工序；在該所有的該特定點取得起自於基準平面的高度之工序；設定會通過該所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於該基準平面的垂線與該假想平面的交點，而計算出該剩下的特定點與該交點的距離之工序；以及選定該計算出之距離未達0.2μm的基板來作為遮罩基底用基板之工序。
  2. 如申請專利範圍第1項之遮罩用基板之製造方法，其中該算出區域係與以該基板之中心為基準而一邊為146mm的正方形區域相同或較小的區域。
  3. 如申請專利範圍第1項之遮罩用基板之製造方法，其中該基板的一邊主表面在該算出區域內複數設定測量點來取得該測量點起自該基準平面的高度時，該算出區域內之該特定點及該測量點中起自該基準平面之高度的最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。
  4. 如申請專利範圍第1項之遮罩用基板之製造方法，其中該基準平面係基於以表面形狀測量裝置來測量該基板的一邊主表面在該算出區域內複數設定之測量點所得到之該表面形狀測量裝置的參照平面為基準的該測量點之高度資訊，而以最小平方法所近似之最小平方平面。
  5. 如申請專利範圍第1項之遮罩用基板之製造方法，其中該一邊主表面係方均根粗度為0.25nm以下。
  6. 一種遮罩基底之製造方法，其係具有：在以如申請專利範圍第1至5項中任一項的遮罩基底用基板之製造方法所製造的遮罩基底用基板的該一邊主表面設置該轉印圖案形成用之薄膜的工序。
  7. 一種遮罩基底之製造方法，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底之製造方法，具有：相對於設置有該薄膜之基板的該薄膜之表面來設定至少包含以該基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在該算出區域中之4個角落部設定特定點之工序；在所有的該特定點取得起自於基準平面的高度之工序；設定會通過該所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於該基準平面的垂線與該假想平面的交點，而計算出該剩下的特定點與該交點的距離之工序；以及選定該計算出之距離未達0.2μm並設置有該薄膜之基板來作為遮罩基底之工序。
  8. 如申請專利範圍第7項之遮罩基底之製造方法，其中該算出區域係與以該基板之中心為基準而一邊為146mm的正方形區域相同或較小的區域。
  9. 如申請專利範圍第7項之遮罩基底之製造方法，其中該薄膜之表面在該算出區域內複數設定測量點來取得該測量點起自該基準平面的高度時，該算出區域內之該特定點及該測量點中起自該基準平面之高度的最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。
  10. 如申請專利範圍第7項之遮罩基底之製造方法，其中該基準平面係基於以表面形狀測量裝置來測量該薄膜之主表面在該算出區域內複數設定之測量點所得到之該表面形狀測量裝置的參照平面為基準的該測量點之高度資訊，而以最小平方法所近似之最小平方平面。
  11. 一種轉印用遮罩之製造方法，係具有：在以如申請專利範圍第6至10項中任一項的遮罩基底之製造方法所製造的遮罩基底之薄膜形成轉印圖案的工序。
  12. 一種遮罩基底用基板，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底在製造時所使用的遮罩基底用基板；該基板係相對於該一邊主表面來設定至少包含以該基板的中心為基準 而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在該算出區域中之4個角落部設定特定點，並在所有的該特定點取得起自於基準平面的高度，設定會通過該所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於該基準平面的垂線與該假想平面的交點，在計算出該剩下的特定點與該交點的距離時，該計算出之距離會未達0.2μm。
  13. 如申請專利範圍第12項之遮罩基底用基板，其中該算出區域係與以該基板之中心為基準而一邊為146mm的正方形區域相同或較小的區域。
  14. 如申請專利範圍第12項之遮罩基底用基板，其中該基板的一邊主表面在該算出區域內複數設定測量點來取得該測量點起自該基準平面的高度時，該算出區域內之該特定點及該測量點中起自該基準平面之高度的最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。
  15. 如申請專利範圍第12項之遮罩基底用基板，其中該基準平面係基於以表面形狀測量裝置來測量該基板的一邊主表面在該算出區域內複數設定之測量點所得到之該表面形狀測量裝置的參照平面為基準的該測量點之高度資訊，而以最小平方法所近似之最小平方平面。
  16. 如申請專利範圍第12項之遮罩基底用基板，其中該一邊主表面係方均根粗度為0.25nm以下。
  17. 一種遮罩基底，係在如申請專利範圍第12至16項中任一項之遮罩基底用基板的一邊主表面具備有轉印圖案形成用之薄膜。
  18. 一種遮罩基底，係在具有對向之一組主表面之基板的一邊主表面設置有轉印圖案形成用之薄膜的遮罩基底；該遮罩基底係相對於該薄膜之表面來設定至少包含以該基板的中心為基準而一邊為132mm的正方形區域之正方形區域的算出區域，分別在該算出區域中之4個角落部設定特定點，並在所有的該特定點取得起自於基準平面的高度，設定會通過該所有的特定點中之3個特定點的假想平面，並設定會通過剩下的特定點且垂直於該基準平面的垂線與該假想平面的交點，在計算出該剩下的特定點與該交點的距離時，該計算出之距離會未達0.2μm。
  19. 如申請專利範圍第18項之遮罩基底，其中該算出區域係與以該基板之中心為基準而一邊為146mm的正方形區域相同或較小的區域。
  20. 如申請專利範圍第18項之遮罩基底，其中該薄膜之表面在該算出區域內複數設定測量點來取得該測量點起自該基準平面的高度時，該算出區域內之該特定點及該測量點中起自該基準平面之高度的最高值減去最低值的差會較0.2μm要大。
  21. 如申請專利範圍第18項之遮罩基底，其中該基準平面係基於以表面形狀測量裝置來測量該薄膜之主表面在該算出區域內複數設定之測量點所得到之該表面形狀測量裝置的參照平面為基準的該測量點之高度資訊，而以最小平方法所近似之最小平方平面。
  22. 一種轉印用遮罩，係於如申請專利範圍第17至21項中任一項的遮罩基底之薄膜設置有轉印圖案。
  23. 一種半導體元件之製造方法，係將以如申請專利範圍第11項之轉印用遮罩之製造方法所製造的轉印用遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而藉由微影法來將該轉印用遮罩之轉印圖案轉印於半導體基板上。
  24. 一種半導體元件之製造方法，係將如申請專利範圍第22項之轉印用遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而藉由微影法來將該轉印用遮罩之轉印圖案轉印於半導體基板上。
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