TWI387846B - 光罩坯片及其製法 - Google Patents
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Description
本發明宣告擁有先前的日本專利申請案JP 2003-338533號的優先權,其附於此供參考。
本發明關於一種光罩-坯片(可稱為「眾坯片」或「光罩坯片」或「眾光罩坯片」或「光罩幕坯片」或「眾光罩幕坯片」或「眾光罩幕坯片基板」)的製法,其包括一均勻施加光阻溶液及形成光阻薄膜於四方形(square-like)(正方形或矩形)基板的光阻塗佈製程。本發明也關於具有形成於四方形基板上的光阻薄膜的坯片。
為了藉由在四方形基板(其上沈積或未沈積有各種單層或多層薄膜)上形成光阻薄膜而製造坯片,通常係利用旋轉塗佈方法,其使用光阻塗佈設備,藉由提供及分配光阻溶液於基板上並轉動基板,來以光阻薄膜塗佈於基板。例如,日本專利公告(JP-B)H4-29215號(對應於美國專利4748053號)揭示一種能夠形成均勻的光阻薄膜(其在四方形基板的四隅角未加厚)的光阻旋轉塗佈方法。
揭示在上述公告的旋轉塗佈方法包含一均勻塗佈步驟與一乾燥步驟。在均勻塗佈步驟中,一光阻溶液分配在基板上,且以預先選擇的轉動速率及預先選擇的轉動時間轉動基板,以形成光阻薄膜,其在基板中(包括基板的四隅角)具有均勻的厚度。預先選擇的轉動速率與預先選擇的轉動時間是使預先選擇的轉動速率與預先選擇的轉動時間的乘積小於24000(rpm-秒)來決定,而預先選擇的轉動時間維持小於20
秒。在乾燥步驟中,基板以小於在均勻塗佈步驟的預先選擇的轉動速率之轉動速率轉動,以便使光阻薄膜乾燥,且保持均勻塗佈步驟所獲得的光阻薄膜均勻性。
在上述公告中說明一特定實施例,其使用一塗有鉻的基板(127mm×127mm)及一光阻溶液,光阻溶液含有一主鏈碎裂光阻(其包含一高分子量樹脂)與溶劑,且其典型上具有較高的黏度,諸如黏度為30cp的聚(丁烯-1-碸)或黏度為15cp的聚(甲基丙烯酸縮水甘油酯)。提供並分配光阻溶液於基板上,且基板在上述範圍內所預先選出的轉動條件下轉動。然後,基板承受預定的加熱/乾燥(藉由加熱乾燥)製程。於是,形成一光阻薄膜。光阻薄膜的厚度的不均勻性抑制在90埃以下,且在基板中心的107mm×107mm的有效圖案形成區域(臨界區域)進一步抑制到50埃,在該處,將形成有待轉印到一物件的有效圖案(主要圖案或裝置圖案)。
近年來,採用一種步進重複系統(步進器)的縮小投影曝光設備,以曝光較大的曝光面積(範圍)。此外,發展出一種步進掃描系統(掃描器)的縮小投影曝光設備。結果,轉印光罩或標線(此後稱為光罩)與當作材料之坯片的基板尺寸自127mm×127mm增加到152.4mm×152.4mm。隨著基板的尺寸增加,光罩與坯片上的臨界區域也放大到132mm×132mm。此外,臨界區域的長邊(平行於掃瞄器的掃描方向)的長度增加到140mm。
再者,隨著利用坯片製造的光罩轉印到半導體基板的圖案的微小化,最近需要改進CD(臨界尺寸)的均勻性(尺寸精確度)。
隨著上述需要,對於基板中的光阻薄膜厚度均勻性的需求變成越來越嚴格。在上述臨界區域中,基板中的光阻薄膜厚度均勻性(即,臨界區域中的光阻薄膜的最大厚度和最小厚度之間的差)要求是100埃或更小,較佳為50埃或更小。
除了臨界區域中的主要圖案以外,光罩也具有輔助圖案,諸如形成在外周緣部分(其環繞光罩或坯片基板之中心的臨界區域)中的對準記號、條碼及品質保證圖案。因為臨界區域放大,這些輔助圖案形成在緊鄰於基板的主要平面的外周緣端(邊緣)的區域中。
此外,隨著圖案的微小化,光阻材料也改變。例如,通常利用主鏈碎裂光阻(包含高分子量樹脂)或抑制溶解的光阻(包含一酚醛清漆樹脂與一溶解抑制劑)當作正光阻。然而,這些光阻最近由可確保較高解析度和較高敏感度之化學增幅型光阻所取代,其包含例如聚(羥基苯乙烯)(PHS)樹脂與光酸產生劑。
此外,形成在基板的周緣端部分(邊緣聯珠)的光阻薄膜的一部分可能在基板處理期間剝離或剝落,而造成灰塵(顆粒缺陷),其不僅造成產品的缺陷,而且可能在後續的製程與步驟有礙精確處理或固持基板。鑑於上述,必須移除形成在坯片基板的周緣端部分(邊緣聯珠)的光阻薄膜的不需要部分。為了光罩的製造,到現在為止建議了各種光阻物類。總之,由於上述坯片基板尺寸與臨界區域的放大,已經使用在坯片製造的傳統光阻旋轉塗佈方法變的難以將臨界區域中的光阻薄膜之厚度不均勻性抑制至100埃或更小,甚至抑制至50埃或更小。
特別地,化學增幅型光阻(最近已引人注意而當作光阻材料,且其包含諸如聚(羥基苯乙烯)(PHS)樹脂與光酸產生劑)由溶劑溶解,以獲得光阻溶液。溶劑通常由丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、甲基異戊基酮(MAK)與乳酸乙酯(EL)以上諸項組成或以諸項之一為主要成分。上述光阻溶液的平均分子量小於100,000,並通常具有低黏度(小於10mPa‧s)且容易乾燥。當傳統旋轉塗佈方法執行時,光阻薄膜首先在均勻塗佈步驟中均勻形成在四方形基板上。然而,堆積在基板的外周緣部分中的光阻溶液(特別是在基板的四隅角)在均勻塗佈步驟以及在均勻塗佈步驟隨後的乾燥步驟的基板轉動期間,會傾向於朝基板中心拉回,且傾向於在拉回時乾燥。
在上述狀況下,其中臨界區域放大(例如,在基板中心的132mm×132mm的區域)時,幾乎不能在臨界區域中獲得所欲的100埃或更小或50埃或更小的光阻薄膜厚度均勻性。
如上述,臨界區域放大的結果,輔助圖案形成在緊鄰於基板的外周緣端(即,邊緣)的區域中。依據傳統光阻旋轉塗佈方法,在形成輔助圖案的外區域,光阻薄膜厚度會變成極大,或者,有時候極小。在此狀況,輔助圖案的形成不能夠精確符合所設計的尺寸或所欲的形狀的保真度,且可能導致圖案誤差。
此外,當光阻薄膜藉由旋轉塗佈與後續的加熱及乾燥(即,烘焙)形成時,與包含高分子量樹脂且目前已使用的主
鏈碎裂光阻或交聯光阻相比,包含諸如聚(羥基苯乙烯)樹脂與光酸產生劑的化學增幅型光阻通常是脆的。在形成於基板的周緣端部分(即,邊緣聯珠)的光阻薄膜未移除的狀況,光阻薄膜會因接觸儲存容器、輸送容器或各種其他處理設備而剝離或剝落,並造成灰塵(顆粒缺陷)。此將導致光罩或坯片(產品)的缺陷的發生率增加。
所以,本發明之一目的是提供一種光罩坯片的製法,其在即使臨界區域放大時,亦能夠確保預定臨界區域(對應於用於主要圖案的光罩上的臨界區域)中之所欲的光阻薄膜厚度均勻性。
本發明之另一目的是提供一種光罩坯片,其在即使臨界區域放大時,亦能夠抑制環繞位在坯片基板中心的臨界區域(對應於用於主要圖案的光罩上的臨界區域)之輔助圖案形成區域中之光阻薄膜厚度的顯著偏差。
本發明之又一目的是提供光罩坯片及其製法,其能夠防止由於形成在基板的周緣端部分(邊緣)的光阻薄膜的極厚部分剝離或剝落導致發生灰塵(顆粒缺陷),且即使在基板的周緣端部分(邊緣)的光阻薄膜移除以後,亦能抑制及防止移除端發生灰塵(顆粒缺陷)。
本發明人觀察當光阻旋轉塗佈執行時,在基板的外周緣部分(特別是在基板的內接圓外部的四隅角)之光阻溶液的行為。光阻溶液的此行為在過去不是問題,但是隨著基板中用於光阻薄膜厚度均勻性的臨界區域之放大而變得重要。重
複執行很多實驗性質的測試,藉由改變旋轉塗佈的轉動速率和轉動時間,來觀察當光阻溶液施加在基板上時的行為改變。結果,已確認下列事實。
在以下,第一步驟(均勻塗佈步驟)是藉由將光阻溶液分配後散佈以主要地形成一具有均勻厚度之光阻薄膜的步驟,其與光阻塗佈製程中的另一次要步驟組成或構成初段。第一步驟(均勻塗佈步驟)中的基板的轉動速率和轉動時間個別稱為主要轉動速率(均勻塗佈速率)與主要轉動時間(均勻塗佈時間)。第二步驟(乾燥步驟)是主要使具有均勻厚度的光阻薄膜乾燥的步驟,其與光阻塗佈製程中的另一次要步驟組成或構成後續的次段。第二步驟(乾燥步驟)中的轉動速率稱為乾燥轉動速率。
初段包括主要形成具有均勻厚度的上述光阻薄膜的第一步驟(均勻塗佈步驟),次段包括主要使光阻薄膜乾燥且維持光阻薄膜的均勻厚度的第二步驟(乾燥步驟)。
在第一步驟(均勻塗佈步驟)中:假設第二步驟(乾燥步驟)中的乾燥轉動速率是低的(例如,每分鐘50轉):
(1)如果主要轉動速率低且主要轉動時間短,則用於使從光阻供應噴嘴分配的光阻溶液均勻散佈的離心力便不夠。所以,從光阻供應噴嘴分配的光阻溶液便不能均勻地散佈至基板的外周緣部分。在此狀況,所形成的光阻薄膜是凸出形(圓頂形),較大的厚度在中心,較小的厚度在基板的外周緣部分。
(2)如果主要轉動速率小但主要轉動時間長,則光阻溶液不便能均勻地散佈至基板的外周緣部分,而如同(1)。整體而言,所形成的光阻薄膜是凸出形(台地形),較大的厚度在中心,較小的厚度在基板的外周緣部分。另一方面,因為主要轉動時間長,所以光阻溶液的聚集液形成在基板的四隅角中的各隅角。此外,光阻溶液會部分地回頭朝基板中心行進。在此狀況,於基板的四隅角(在臨界區域中)之光阻薄膜的厚度會略大於在基板中心者。
(3)如果主要轉動速率高但主要轉動時間短,光阻薄膜整體為略凸出形,較大的厚度在中心,較小的厚度在基板的外周緣部分,而如同(2)。另一方面,因為主要轉動速率高,所以光阻溶液的聚集液形成在基板的四隅角中的各隅角。此外,光阻溶液會部分地回頭朝基板中心行進。在此狀況,於基板的四隅角(在臨界區域中)之光阻薄膜的厚度會略大於在基板中心者。
(4)如果主要轉動速率高且主要轉動時間長,則有較強的離心力施加較長的時間。所以,與(3)相比,光阻薄膜整體在基板中心會更平坦。另一方面,因為主要轉動時間長且主要轉動速率高,所以在基板的四隅角,光阻溶液的聚集液不會回頭朝基板中心行進而被加以乾燥。所以,在基板的四隅角中的各隅角(在臨界區域中)之光阻薄膜的厚度會極大於在基板中心者。結果,基板中的光阻薄膜厚度均勻性會顯著地惡化。
其次,假設第二步驟(乾燥步驟)中的乾燥轉動速率較高(例如,每分鐘500轉):
(5)如果主要轉動速率低且主要轉動時間短,則從光阻供應噴嘴分配的光阻溶液不能均勻地散佈至基板的外周緣部分。然而,藉由高速的乾燥轉動,在乾燥步驟開始階段的期間,光阻溶液會集中(流出)至基板的外周緣部分。在此狀況,臨界區域中的光阻薄膜為顯著的凹入形,較小的厚度在中心,較大的厚度在基板的外周緣部分。
(6)如果主要轉動速率低但主要轉動時間長,則與(5)相比,雖然在基板中心略為保留有凹入部分,但是光阻薄膜整體是平坦的。另一方面,在基板的四隅角中的各隅角,光阻溶液的聚集液不會回頭朝基板中心行進而被加以乾燥。在此狀況,於臨界區域中的四隅角之光阻薄膜的厚度會大於在基板中心者。
(7)如果主要轉動速率高且主要轉動時間短,則雖然在基板中心保留有凹入部分,但是光阻薄膜整體而言是平坦的,而如同(6)。另一方面,在基板的四隅角中的各隅角,光阻溶液的聚集液不會回頭朝基板中心行進而被加以乾燥。在此狀況,於臨界區域中的四隅角之光阻薄膜的厚度會略大於在基板中心者。
(8)如果主要轉動速率高且主要轉動時間長,則與(7)相比,光阻薄膜整體在基板中心更平坦。另一方面,在基板的四隅角中的各隅角,光阻溶液的聚集液不會回頭朝基板中心行進而被加以乾燥。在此狀況,於臨界區域中的四隅角之光阻薄膜的厚度會極大於在基板中心者。結果,基板中的光阻薄膜厚度均勻性會顯著惡化。
此處,在第二步驟(乾燥步驟),乾燥轉動時間是指直到施加至基板上的光阻溶液中所含有的溶劑蒸發且光阻薄膜乾燥為止的所需時間。另言之,乾燥轉動時間是指直到光阻薄膜到達一種狀態(在此狀態,不會由於熱因素(即,光阻烘焙)以外的外部因素而發生厚度的實質變化(減小))為止所需的時間。
為了解決上述問題,本發明藉由考慮臨界區域中的光阻薄膜厚度均勻性、旋轉塗佈的轉動速率與轉動時間之間的關係而具有下列結構。
結構1
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,以便抑制隨著基板的轉動而形成在基板外周緣部分之光阻溶液的聚集液朝該中心移動。
在結構1中,該空氣流係當基板在光阻薄膜形成製程中轉動時形成,以致於該空氣流會沿著該基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分流動。如上述,光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程係由上述包括第一步驟(均勻塗佈步驟)的初段與包括第二步驟(乾燥步驟)的次段所組成。在第一步驟(均勻
塗佈步驟)中,藉由從基板中心朝基板的外周緣部分流動之空氣流的產生,使得形成在該基板四隅角中的各隅角與基板的外周緣部分(即,基板的主要表面的端部)的光阻溶液的聚集液可以有效地從基板向外濺潑。此外,可以有效地抑制形成在該基板的四隅角與基板的外周緣部分的光阻溶液的聚集液朝基板中心拉回。所以,形成在基板的四隅角與基板的外周緣部分的光阻薄膜的厚膜區域減少,且厚膜區域的厚度減小(厚膜化被抑制)。於是,即使基板中用於光阻薄膜厚度均勻性的臨界區域被放大,亦能在預定的臨界區域(例如,在基板中心的132mm×132mm區域)中獲得所欲的光阻薄膜之厚度均勻性(100埃或更小)。
結構2
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,並在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的中間改變光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程內之基板的轉動狀況,以使得光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的初段與次段間之基板轉動速率不同,該光阻溶液含有丙二醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單甲醚與甲基異戊基酮以上諸項之一以當作溶劑或當作溶劑的主要成分,在該初段中的基板轉動速率是每分
鐘850-1900轉,在該初段中的基板轉動時間是1-5秒,在該次段中的基板轉動速率是每分鐘100-450轉。
如上述,光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程由包括第一步驟(均勻塗佈步驟)的該初段與包括第二步驟(乾燥步驟)的該次段所組成。
此處,該初(第一)段與該次(第二)段可以個別地對應於上述第一步驟(均勻塗佈步驟)與第二步驟(乾燥步驟)。在本說明書中,將以初段只由第一步驟(均勻塗佈步驟)組成,而次段只由第二步驟(乾燥步驟)組成的情況為例加以說明。
在結構2中,該光阻溶液(其含有丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、甲基異戊基酮(MAK)以上諸項之一以當作溶劑或當作溶劑的主要成分)較容易乾燥。雖然光阻溶液容易乾燥,然藉由將第一步驟(均勻塗佈步驟)中的基板轉動速率(此後稱為主要轉動速率)、第一步驟(均勻塗佈步驟)中的基板轉動時間(此後稱為主要轉動時間)與第二步驟(乾燥步驟)中的轉動速率(此後稱為乾燥轉動速率)選擇為在上述範圍內,即使臨界區域放大亦可以在臨界區域(例如,在基板中心的132mmx132mm區域)中維持所欲的光阻薄膜之厚度均勻性。
結構3
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基
板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,並在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的中間改變光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程內之基板的轉動狀況,以使得光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的初段與次段間之基板轉動速率不同,該光阻溶液含有乳酸乙酯以當作溶劑或當作溶劑的主要成分,在該初段中的基板轉動速率是每分鐘850-2000轉,在該初段中的基板轉動時間是1-10秒,在該次段中的基板轉動速率是每分鐘100-450轉。
在結構3中,該光阻溶液(其含有乳酸乙酯以當作溶劑或當作溶劑的主要成分)較難以乾燥。雖然光阻溶液難以乾燥,然藉由將第一步驟(均勻塗佈步驟)中的主要轉動速率、第一步驟(均勻塗佈步驟)中的主要轉動時間與第二步驟(乾燥步驟)中的乾燥轉動速率選擇為在上述範圍內,即使臨界區域放大亦可以在臨界區域(例如,在基板中心的132mm×132mm區域)中維持所欲的光阻薄膜之厚度均勻性。
結構4
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有至少一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,並在光阻薄膜形成(光阻塗
佈)製程的中間改變光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程內之基板的轉動狀況,以使得光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的初段與次段間之基板轉動速率不同,該光阻溶液含有二乙二醇二甲醚、苯甲醚、甲基溶纖劑醋酸酯、環己酮與丙二醇單甲醚醋酸酯以上諸項之一以當作溶劑或當作溶劑的主要成分,在該初段中的基板轉動速率是每分鐘850-2500轉,在該初段中的基板轉動時間是2-15秒,在該次段中的基板轉動速率是每分鐘50-450轉。
在結構4中,該光阻溶液(其含有二乙二醇二甲醚(DYGLYME)、苯甲醚(ANISOLE)、甲基溶纖劑醋酸酯(MCA)、環己酮與丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)以上諸項之一以當作溶劑或當作溶劑的主要成分)較更難以乾燥。雖然光阻溶液更難以乾燥,然藉由將第一步驟(均勻塗佈步驟)中的主要轉動速率及主要轉動時間與第二步驟(乾燥步驟)中的乾燥轉動速率選擇為在上述範圍內,即使臨界區域放大亦可以在臨界區域(例如,在基板中心的132mm×132mm區域)中維持所欲的光阻薄膜之厚度均勻性。
結構5
如結構1至3中任一結構之光罩坯片的製法,其中光阻是化學增幅型光阻。
在結構5中,雖然光阻是化學增幅型光阻(諸如包含一聚(羥基苯乙烯)樹脂與一光酸產生劑的化學增幅型光阻),其黏度通常低且較容易乾燥,但即使臨界區域放大亦可以在臨界區域(例如,在基板中心的132mm×132mm區域)中維持所
欲的光阻薄膜之厚度均勻性。
結構6
如結構第2至4中任一結構之光罩坯片的製法,其中以該初段的轉動速率轉動該基板之後,接續的是以該次段的轉動速率轉動該基板。
結構7
如結構1至6中任一結構之光罩坯片的製法,其中係移除了該基板上所形成之光阻薄膜的不需要部分,該不需要部分係位在基板的周緣端部,且不涉及圖案形成。
藉由結構7,可以防止光阻薄膜的部分(形成在該基板的周緣端部,且不涉及圖案形成)由於剝離或剝落所造成的摩擦接觸或因此所導致之灰塵(顆粒缺陷)。
結構8
如結構1至7中任一結構之光罩坯片的製法,其中該基板是於基板上形成有作為最後轉印到一物件的轉印圖案的薄膜之塗有薄膜的基板。
結構9
如結構第8之光罩坯片的製法,其中該薄膜係由含有鉻及氧與氮二者至少之一的材料所製成。
在結構9中,薄膜由含有鉻及氧及/或氮的材料所製成,使得光阻薄膜形成時的濕潤性與黏結性優良。所以,能以高可靠度獲得一基板中的光阻薄膜厚度均勻性為100埃或更小之光罩坯片。
結構10
一種轉印光罩的製法,其係將如結構1至4中任一結構之製法所獲得之光罩坯片的薄膜圖案化,以在該基板上形成含有一主要圖案與一輔助圖案之光罩圖案。
依據結構10,可以防止光罩圖案(主要圖案與輔助圖案)上的缺陷被形成在該基板上。
結構11
一種光罩坯片,包含一基板、一形成在該基板上以成為待轉印至一物件的轉印圖案之薄膜、一形成在該薄膜上的光阻薄膜,其中輔助圖案形成區域(環繞待形成主要圖案的臨界區域)中的光阻薄膜最大厚度與臨界區域中的光阻薄膜平均厚度之間的差不大於該平均厚度的一半。
在結構11中,輔助圖案形成區域中的光阻薄膜最大厚度與臨界區域(有效圖案形成區域)中的光阻薄膜平均厚度之間的差不大於該平均厚度的一半。臨界區域位在該基板中心,在該處形成有一待轉印至一物件的有效(主要)圖案。輔助圖案形成區域環繞該基板中心的該臨界區域。藉由此結構,可以防止輔助圖案之圖案(諸如條碼、品質確保圖案與對準記號)上的缺陷。
結構12
如結構11之光罩坯片,其中係移除了該基板上所形成之光阻薄膜的不需要部分,該不需要部分係位在基板的周緣端部,且不涉及圖案形成。
在結構12中,可以移除形成在輔助圖案形成區域外部的周緣端部具有顯著大的厚度,且不涉及輔助圖案形成之光
阻薄膜的不需要部分。所以,可以抑制與防止光阻薄膜由於下列因素而發生灰塵(顆粒缺陷):在儲存該光罩坯片於一儲存盒(儲存箱)內時的摩擦接觸或是在處理或固持該光罩坯片時之一接觸部分的摩擦接觸。
結構13
如結構12之光罩坯片,其中在該光阻薄膜的不需要部分(位在該基板的周緣端部分)移除以後的光阻薄膜之剩餘部分具有大體上呈直角或滾軋邊緣形的端部(邊緣)輪廓。
在結構13中,在該光阻薄膜的不需要部分(位在該基板的周緣端部分)移除以後之光阻薄膜的剩餘部分具有端部(邊緣)輪廓(在一側壁上的肩部分),其是大體上係呈直角或邊緣無凸塊(較厚的區域)之滾軋邊緣形(滾邊形)。藉由此結構,可以抑制與防止由於形成在該基板周緣端部之光阻薄膜的不需要部分的剝離或剝落而發生之灰塵(顆粒缺陷)。此外,可以防止在光罩製造製程(使用光罩坯片的製程)的圖案化以後,於該光阻薄膜剝離時所發生的餘留物。
結構14
如結構12或13之光罩坯片,其中自一基板端至一移除端之光阻薄膜不需要部分的移除寬度對於移除區域(在該處,位在該基板周緣端部的光阻薄膜之不需要部分被移除)之一側的全部長度之標準偏差為0.2mm或更小。
在結構14中,自該基板端至該移除端之光阻薄膜不需要部分的移除寬度對於移除區域(在該處,位在該基板的周緣端部的光阻薄膜之不需要部分被移除)之一側的全部長度
之標準偏差為0.2mm或更小。藉由此結構,可以抑制未移除之餘留物的發生,並在後續的步驟抑制與防止在該基板周緣端部之光阻薄膜的不需要部分移除以後,該光阻薄膜的剩餘部分的一端部發生灰塵(顆粒缺陷)。
結構15
如結構11至14中任一結構之光罩坯片,其中形成光阻薄膜的光阻是化學增幅型光阻。
在結構15中,該光阻是化學增幅型光阻,諸如包含一聚(羥基苯乙烯)樹脂與一光酸產生劑的化學增幅型光阻。在此狀況,該光阻薄膜是脆的,以使得結構11至14的效果顯著。
依據本發明,在形成該光阻薄膜於該基板上之光阻薄膜形成製程中將該基板轉動時,沿著該基板的上表面,自基板中心朝基板的外周緣部分產生該空氣流。所以,形成在該基板的四隅角中各隅角及基板的外周緣部分上的光阻溶液之聚集液可以自基板被有效地向外潑散並抑制其回頭朝基板中心移動。所以即使臨界區域放大,亦可以在預定的臨界區域(例如,在該基板中心的132mm×132mm區域)中獲得所欲的光阻薄膜之厚度均勻性。
結構16
一種轉印光罩的製法,其係將結構11中所述之光罩坯片的薄膜圖案化,以在該基板上形成含一主要圖案與一輔助圖案的光罩圖案。
依據結構16,可以防止光罩圖案(主要圖案與輔助圖案)上的缺陷被形成在該基板上。
結構17
如結構2的光罩坯片之製法,其中該初段包括一主要藉由所分配的光阻溶液於該基板上散佈以形成具有均勻厚度的光阻薄膜之均勻塗佈步驟,次段包括一主要使該光阻薄膜乾燥的乾燥步驟,在均勻塗佈步驟中,該基板的轉動速率是每分鐘850-1900轉,該基板的轉動時間是1-5秒,在乾燥步驟中,該基板的轉動速率是每分鐘100-450轉。
結構18
如結構3的光罩坯片之製法,其中該初段包括一主要藉由所分配的光阻溶液於該基板上散佈以形成具有均勻厚度的光阻薄膜之均勻塗佈步驟,次段包括一主要使該光阻薄膜乾燥的乾燥步驟,在均勻塗佈步驟中,該基板的轉動速率是每分鐘850-2000轉,該基板的轉動時間是1-10秒,在乾燥步驟中,該基板的轉動速率是每分鐘100-450轉。
結構19
如結構4的光罩坯片之製法,其中該初段包括一主要藉由所分配的光阻溶液於該基板上散佈以形成具有均勻厚度的光阻薄膜之均勻塗佈步驟,次段包括一主要使該光阻薄膜乾燥的乾燥步驟,在均勻塗佈步驟中,該基板的轉動速率是每分鐘850-2000轉,該基板的轉動時間是2-15秒,在乾燥步驟中,該基板的轉動速率是每分鐘100-450轉。
現在將參考圖式,說明本發明。
參考第1圖與2,將說明依據本發明之一實施例的光罩坯片製法中的光阻塗佈製程。
如第1圖所示,旋轉塗佈設備1包含一旋轉夾頭12、一噴嘴14、一杯15、一內環17及一排放構件18,該旋轉夾頭12用於支撐及可轉動地固持一塗有薄膜的基板11,該基板11包括一四方形基板12及一形成在基板2上的薄膜(諸如遮光薄膜(不透明薄膜)3),該噴嘴14用於分配光阻溶液13於該塗有薄膜的基板11上,該杯15用於防止分配在基板11上的光阻溶液13因該塗有薄膜的基板11轉動而在濺到基板11外部後朝旋轉塗佈設備1的周圍區域濺潑,該內環17形成在該杯15的上部分,以將濺到基板11外部的光阻溶液13引導至該杯15下部分的外區域,該排放構件18用於排放空氣,以產生朝向該塗有薄膜的基板11之一空氣流。
該旋轉夾頭12連接至一馬達(未顯示),用於轉動該塗有薄膜的基板11。該馬達用於在後述的轉動狀況下轉動該旋轉夾頭12。
位在該杯15下部分的是排放構件18與一排洩構件(未顯示),該排放構件18具有一排氣控制器,用於控制排氣的體積,該排洩構件用於收集及排洩在轉動期間潑到該塗有薄膜的基板11外部的光阻溶液13。
排氣量是考慮下列因素而加以選擇。在第一步驟(均勻塗佈步驟)與第二步驟(乾燥步驟)中的各步驟,在該基板轉動
期間,沿著該基板的上表面,且從基板的中心到達外周緣部分產生一空氣流19,以將形成在基板的外周緣部分(即,該基板的主要表面的端部)的光阻溶液的聚集液有效地潑到該基板的外部,並將形成在該基板四隅角中的各隅角與基板的外周緣部分之光阻溶液的聚集液有效地加以抑制,以避免其回頭朝向該基板中心行進。所以,形成在該基板的四隅角與周緣端部之光阻的厚區域會減小,或者,在厚區域中的光阻薄膜厚度的增加量會減小(厚膜化被抑制)。排氣量係以能產生足以獲得上述效果的該空氣流來加以決定。特別地,排氣量被加以控制,以致於碰撞該基板上表面的該空氣流速度不低於0.5公尺/秒且不高於5公尺/秒。
此外,藉由控制從該基板的上表面至形成在該杯上部分之該內環(開口)的高度(距離)及該內環的開口直徑,可以控制該空氣流碰撞該基板上表面及朝該塗有薄膜的基板之外周緣部分流動的速度。於是,該空氣流的速度可以控制保持在所需的位準,以便將形成在該基板外周緣部分(即,該基板的主要表面端部)之光阻溶液的聚集液有效地潑到該基板外部,並將形成在該塗有薄膜的基板的四隅角中之各隅角與該基板外周緣部分之光阻溶液的聚集液有效地抑制,以免其回頭朝該基板中心行進。
其次參考第2圖,將說明使用上述旋轉塗佈設備1的光阻塗佈方法。
起初,由基板輸送構件(未顯示)輸送該塗有薄膜的基板
11,且放在旋轉塗佈設備1的旋轉夾頭12上。
然後,該光阻溶液13從該噴嘴14分配至該塗有薄膜的基板11上,且在稍後說明的轉動狀況下藉由旋轉塗佈施加,以均勻地形成光阻薄膜4於該塗有薄膜的基板11上。
基板(待由依據本發明的光阻塗佈方法塗佈)為類似於四方形。所以,除非該基板承受下列二步驟,否則均勻的光阻薄膜係不能夠形成在正方形或矩形圖案區域(臨界區域)中,該區域延伸到該四方形基板(光罩坯片)的內接圓的外部。
第一步驟(均勻塗佈步驟)是主要在分配光阻溶液於該基板(塗有薄膜的基板)以後,藉由以預定主要轉動速率轉動該基板達預定主要轉動時間以形成光阻薄膜的步驟。第一步驟(均勻塗佈步驟)隨後的第二步驟是主要藉由以低於該主要轉動速率的預定乾燥轉動速率來轉動該基板,而使具有均勻厚度的光阻薄膜乾燥的步驟。
本發明的特徵在下列方面。在第一步驟(均勻塗佈步驟)與第二步驟(乾燥步驟)二者中的各步驟,係於該基板轉動期間,沿著該基板的上表面,從中心到達基板的外周緣部分產生該空氣流。藉由該基板的轉動,形成在該基板外周緣部分(該基板的主要表面端部)的光阻溶液的聚集液會被有效地潑到該基板的外部。此外,形成在該基板四隅角中的各隅角與該基板外周緣部分之光阻溶液的聚集液會被有效抑制,以免其回頭朝該基板中心行進。所以,形成在該基板的四隅角與周緣端部之光阻薄膜的厚區域會減小及/或在厚區域中之光阻薄膜厚度的增加量會減小(厚膜化被抑制)。
使用在此實施例的光阻無特別限制。例如,可以使用一種能使待施加的光阻溶液黏度超過10mPa‧s之光阻,例如,一主鏈碎裂光阻或一交聯光阻(即,高分子量光阻),其包含高分子量樹脂(平均分子量是100,000或更多)。也可以使用一種能使待施加的光阻溶液黏度低於10 mPa‧s之光阻,例如,溶解抑制光阻(酚醛清漆系光阻)或化學增幅型光阻,該溶解抑制光阻包含一平均分子量低於100,000的酚醛清漆樹脂與一溶解抑制劑,該化學增幅型光阻包含一聚(羥基苯乙烯)樹脂與一光酸產生劑。容易乾燥(可迅述乾燥)的光阻物類(諸如化學增幅型光阻)特別地有效。
該化學增幅型光阻依據基本聚合物能分類為PHS(聚(羥基苯乙烯))系光阻、酚醛清漆系光阻等。各種可購得的光阻(諸如FUJIFILM Arch股份有限公司製造的FEP171與FEN270、Sumitomo化學股份有限公司製造的NEB22、東京Ohka Kogyo股份有限公司製造的OEBR-CAP209)可以當作PHS系化學增幅型光阻。
通常使用由丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、乳酸乙酯(EL)與甲基異戊基酮(MAK)以上諸項組成或以諸項之一為主要成分的溶劑當作用於化學增幅型光阻的溶劑。
上述化學增幅型光阻的平均分子量通常小於100,000。當該光阻在上述溶劑中溶解以獲得該光阻溶液時,該光阻溶液的黏度會低至1-10 mPa‧s,且相對容易乾燥。所以,雖然該光阻溶液在均勻塗佈步驟中均勻地施加,但形成在該基板外
周緣部分之光阻溶液的聚集液會在均勻塗佈步驟或在均勻塗佈步驟隨後的乾燥步驟中傾向於朝該基板中心拉回,並傾向於在拉回時乾燥。結果,該光阻薄膜的厚區域會放大,且臨界區域中之光阻薄膜的厚度分佈會傾向於惡化。
通常使用由丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、乳酸乙酯(EL)與甲基異戊基酮(MAK)以上諸項組成或以諸項之一為主要成分的溶劑當作用於酚醛清漆系光阻的溶劑。上述酚醛清漆系光阻的平均分子量通常小於100,000。當該光阻在上述溶劑中溶解以獲得該光阻溶液時,該光阻溶液的黏度會低至1-10mPa‧s,且相對容易乾燥。所以,該酚醛清漆系光阻具有類似於化學增幅型光阻相關敘述的傾向。
通常使用由二乙二醇二甲醚(DYGLYME)、苯甲醚(ANISOLE)、甲基溶纖劑醋酸酯(MCA)、環己酮與丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)以上諸項組成或以諸項之一為主要成分的溶劑當作用於高分子量光阻的溶劑。上述高分子量光阻的平均分子量通常大於100,000。當該光阻在上述溶劑中溶解以獲得該光阻溶液時,該光阻溶液的黏度會超過10mPa‧s,且較不容易乾燥。
從前述光阻薄膜厚度分佈或臨界區域中的均勻性及轉動速率與轉動時間之間的關係之考慮,依用於光阻與光阻物類的溶劑,在下列範圍內選擇轉動條件。
(a)使待施加的光阻溶液具有超過10mPa‧s的黏度(較
佳為超過10mPa‧s且不大於50mPa‧s)之光阻物類(例如,溶解在由二乙二醇二甲醚(DYGLYME)、苯甲醚(ANISOLE)、甲基溶纖劑醋酸酯(MCA)、環己酮與丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)以上諸項組成或以諸項之一當作主要成分的溶劑中之高分子量光阻):
主要轉動速率:每分鐘850-2000轉
主要轉動時間:2-15秒
乾燥轉動速率:每分鐘50-450轉
(b)使待施加的光阻溶液具有不大於10mPa‧s的黏度之光阻物類(例如,溶解在由丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、甲基異戊基酮(MAK)以上諸項組成或以諸項之一當作主要成分的溶劑中之化學增幅型光阻或酚醛清漆系光阻):
主要轉動速率:每分鐘850-1900轉
主要轉動時問:1-5秒
乾燥轉動速率:每分鐘100-450轉
(c)使待施加的光阻溶液具有不大於10mPa‧s的黏度之光阻物類(例如,溶解在由乳酸乙酯(EL)組成或以乳酸乙酯(EL)當作主要成分的溶劑中之化學增幅型光阻或酚醛清漆系光阻):
主要轉動速率:每分鐘850-2000轉
主要轉動時問:1-10秒
乾燥轉動速率:每分鐘100-450轉
該乾燥轉動時間被決定為直到該光阻薄膜完全乾燥為
止(直到即使乾燥轉動再繼續,該光阻薄膜的厚度亦不再減小)所需的時間。
本發明中的黏度是在室溫下利用JIS(日本工業標準)Z8803(1991)「液體黏度測量」界定的毛細管黏度計(Cannon-Fenske黏度計)所測量的黏度。
在上述條件(a)中,假設光阻是高分子量正光阻(含有高分子量光阻的主鏈碎裂光阻)ZEP7000(由Zeon公司製造),藉由選擇在每分鐘850-2000轉範圍內的主要轉動速率、在5-15秒範圍內的主要轉動時間、在每分鐘50-450轉範圍內的乾燥轉動速率,可確保在預定臨界區域中之基板中光阻薄膜厚度均勻性(在基板中心的132mm×132mm)為100埃或更小。較佳地,藉由選擇在每分鐘1000-1700轉範圍內的主要轉動速率、在7-13秒範圍內的主要轉動時間、在每分鐘150-300轉範圍內的乾燥轉動速率,基板中光阻薄膜厚度均勻性可改進為50埃或更小。
在上述條件(b)中,假設光阻是化學增幅型正光阻(含有一聚(羥基苯乙烯)樹脂與一光酸產生劑的化學增幅型光阻)FEP171(由FUJIFILM Arch股份有限公司製造),藉由選擇在每分鐘1200-1900轉範圍內的主要轉動速率、在1-5秒範圍內的主要轉動時間、在每分鐘100-450轉範圍內的乾燥轉動速率,可確保在預定臨界區域(在基板中心的132mm×132mm)中之基板中的光阻薄膜厚度均勻性為100埃或更小。較佳地,藉由選擇在每分鐘1350-1750轉範圍內的主要轉動速率、在1.5-2.5秒範圍內的主要轉動時間、在每分鐘150-300轉範圍內的乾燥轉動速率,基板中光阻薄膜厚
度均勻性可改進為50埃或更小。
其次,將說明利用上述光阻塗佈方法的光罩坯片的製法。
依據本發明的光罩坯片製法包含一利用上述光阻塗佈方法的光阻塗佈製程。所以,提供下列六實施例當作代表性實施例。
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有至少一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,以便抑制隨著基板的轉動而形成在基板的外周緣部分的光阻溶液的聚集液朝該中心移動。
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有至少一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,並在光阻薄膜形成(光阻塗
佈)製程的中間改變光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程內之基板的轉動狀況,以使得光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的初段與次段間之基板轉動速率不同,該光阻溶液含有丙二醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單甲醚與甲基異戊基酮以上諸項之一以當作溶劑或當作溶劑的主要成分,在該初段中的基板轉動速率是每分鐘850-1900轉,在該初段中的基板轉動時間是1-5秒,在該次段中的基板轉動速率是每分鐘100-450轉。
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有至少一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,並在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的中間改變光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程內之基板的轉動狀況,以使得光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的初段與次段間之基板轉動速率不同,該光阻溶液含有乳酸乙酯以當作溶劑或當作溶劑的主要成分,在該初段中的基板轉動速率是每分鐘850-2000轉,在該初段中的基板轉動時間是1-10秒,在該次段中的基板轉動速率是每分鐘100-450轉。
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有至少一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液
於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,並在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的中間改變光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程內之基板的轉動狀況,以使得在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的初段與次段間之基板轉動速率不同,該光阻溶液含有乳酸乙酯以當作溶劑或當作溶劑的主要成分,該光阻溶液具有1-10mPa‧S的黏度,在該初段中的基板轉動速率是每分鐘850-2000轉,在該初段中的基板轉動時間是1-10秒,在該次段中的基板轉動速率是每分鐘100-450轉。
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有至少一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,並在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的中間改變光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程內之基板的轉動狀況,以使得在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的初段與次段間之基板轉動速率不同,該光阻溶液含有二乙二醇二甲醚、苯甲醚、甲基溶纖劑醋酸酯、環己酮與丙二醇單甲醚醋酸酯以上諸項之一以當作溶劑或當作溶劑的主要成分,在該初段中的基板轉動速率是每分鐘850-2000轉,在該初段
中的基板轉動時間是2-15秒,在該次段中的基板轉動速率是每分鐘50-450轉。
一種光罩坯片的製法,該製法包含一光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程,係分配含有至少一光阻材料與一溶劑的光阻溶液於四方形基板上,轉動該基板以散佈所分配的光阻溶液於該基板上,並使散佈在該基板上的光阻溶液乾燥,以便在該基板上形成光阻薄膜,其中該基板在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程中轉動時,沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生一空氣流,並在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的中間改變光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程內之基板的轉動狀況,以使得在光阻薄膜形成(光阻塗佈)製程的初段與次段間之基板轉動速率不同,該光阻溶液具有高於1-10 mPa‧S的黏度,在該初段中的基板轉動速率是每分鐘850-2000轉,在該初段中的基板轉動時間是2-15秒,在該次段中的基板轉動速率是每分鐘50-450轉。
初段包括主要形成具有均勻厚度的上述光阻薄膜之第一步驟(均勻塗佈步驟),次段包括主要使該光阻薄膜乾燥且維持該光阻薄膜均勻厚度的第二步驟(乾燥步驟)。
在本發明的實施例中,只要能獲得本發明的效果,該第一步驟(均勻塗佈步驟)中的主要轉動速率或第二步驟(乾燥步驟)中的該乾燥轉動速率可以階梯式或連續改變。
在依據本發明之光罩坯片的製法中,依據上述光阻塗佈方法在基板上形成光阻薄膜的光阻塗佈製程隨後可以是形
成在基板上之光阻薄膜的加熱/乾燥製程,以使光阻薄膜中所含有的溶劑蒸發。在光阻塗佈製程以後,執行加熱/乾燥製程,以蒸發形成在該塗有薄膜的基板11上之該光阻薄膜中所含有的溶劑,來獲得具有該光阻薄膜4的光罩坯片10。
該基板可以是一塗有薄膜的基板(具有一變成待轉印至一物件的光罩圖案之薄膜)、一薄膜圖案化的基板(具有一變成待轉印至一物件的轉印圖案的薄膜圖案)或單純為一基板。在單純為一基板的狀況,該基板本身是光罩坯片以當作無鉻相轉移光罩的材料,並形成一溝渠圖案在該基板表面上。此外,該基板可以具有一形成在該基板表面上的溝渠圖案與一在該基板表面上圖案化的薄膜二者。
該方法可以包括藉由噴濺、蒸氣沈積或CVD(化學蒸氣沈積)以在基板上形成薄膜的製程。薄膜能因曝光光線造成光學改變,於是變成待轉印至一物件的轉印圖案。
該加熱/乾燥製程是蒸發分配在該基板上的光阻薄膜中所含有的溶劑以獲得該光阻薄膜的製程。該加熱/乾燥製程通常包括一藉由加熱板或類似者加熱基板的加熱製程與一藉由冷卻板或類似者使基板淬火的冷卻製程。該加熱製程中的加熱溫度與加熱時間和冷卻製程中的冷卻溫度與冷卻時問是依光阻物類而適當加以調整。
如果需要,該光阻塗佈製程隨後可以是一不需要的光阻薄膜移除製程,其係移除基板周緣端部未形成有輔助圖案之外部的光阻薄膜不需要部分。
較佳係利用在例如日本專利申請案公告(JP-A)2001-259502號的技術所揭示,使用於將不需要的光阻薄膜移除製程之不需要的薄膜移除設備。在上述公告揭示的技術中,將一可溶解光阻薄膜的溶劑供應到形成在基板的周緣端部之光阻薄膜的不需要部分,以移除光阻薄膜的不需要部分。特別地,如果光阻薄膜是正光阻,則係於該加熱/乾燥製程以前或以後對形成在該基板的周緣端部之光阻薄膜的不需要部分進行曝光,並藉由顯影劑化學物品以在曝光區域與未曝光區域之間提供溶解率的差。然後,將顯影劑化學物品選擇性供應到曝光區域,以移除該光阻薄膜的不需要部分。藉由曝光與顯影來將該光阻薄膜的不需要部分移除在以下方面是有利的。在該基板周緣端部之光阻薄膜的不需要部分移除以後,該光阻薄膜的殘留部分具有一端部輪廓(在一移除端部的肩部分)而無顯著厚的部分,且移除部分的一端部分(移除部分的側壁部分)具有一大體上呈垂直的肩部分(上端部分)。該移除部分的側壁部分大體上是直角與滾軋邊緣形(滾邊形)。該光阻薄膜不需要部分的移除寬度(即,自基板端部至移除端部的寬度)相對於移除端部的整個邊緣而言實質上並無變化,且移除端部實質上是直線形。
參考第3及4圖,將說明依據本發明的光罩坯片。
如第3及4圖所示,依據本發明的光罩坯片包含四方形基板2、形成在該基板2上且會因曝光光線造成光學改變而變成待轉印至一物件的轉印圖案之薄膜(例如,不透明薄膜3)、形成在該不透明薄膜3上的光阻薄膜4。
該光罩坯片具有一形成在該基板的主要表面中心之有效圖案形成區域(臨界區域)與一形成在該有效(主要)圖案形成區域外部的輔助圖案形成區域。該有效圖案形成區域是一當一轉印光罩由光罩坯片形成時,將一待以形成電路的圖案轉印至一物件(諸如半導體基板)的有效圖案(主要圖案或裝置圖案)之區域。該輔助圖案形成區域一待以形成輔助圖案(諸如條碼、品質保證圖案與對準記號)之區域。該有效(主要)圖案與該輔助圖案的組合可以稱為光罩圖案。該光罩圖案包括待轉印至物件的上述轉印圖案。某些光罩圖案(某些輔助圖案)不會被轉印至物件。該有效圖案形成區域與該輔助圖案形成區域的大小依該光罩坯片的該基板尺寸與該轉印光罩的設計而定。例如,在該基板尺寸是6吋×6吋的狀況,該有效圖案形成區域(臨界區域)是在該基板主要表面中心的132 mm×132 mm區域,而該輔助圖案形成區域是在該132 mm×132 mm區域外部及在150 mm×150 mm區域內部的區域。
本發明之光罩坯片的特徵為該臨界區域中之該光阻薄膜的平均厚度與該輔助圖案形成區域中的該光阻薄膜的最大厚度之間的差不大於該平均厚度的一半。
例如,假設該臨界區域中之光阻薄膜的平均厚度是3000埃,一參考平面界定在距離該不透明薄膜的表面3000埃的高度。該輔助圖案形成區域(其環繞該基板中心的臨界區域,且其待被提供諸如條碼、品質保證圖案與對準記號之輔助圖案)中之光阻薄膜的最大厚度與上述參考平面的距離不大於1500埃(與該不透明薄膜表面的距離不大於4500埃)。以此方式,可以防止在轉印光罩製造製程中因曝光與
顯影所形成的輔助圖案之圖案誤差。較佳地,該輔助圖案形成區域中之光阻薄膜的最大厚度與該基板中心的該臨界區域中之光阻薄膜的平均厚度之間的差不大於該平均厚度的1/5,更佳為不大於該平均厚度的1/10。
如第4圖所示,考慮到防止灰塵(顆粒缺陷)的發生,該光阻餘薄膜的不需要部分(其存在於待被提供條碼、品質保證圖案與對準圖案的該輔助圖案形成區域外部之基板周緣端部)較佳為可由溶劑或移除化學物品或類似者移除。更佳地,在該基板的周緣端部之該光阻薄膜的不需要部分移除以後所剩下的該光阻薄膜殘留部分係具有大體上呈直角或滾軋邊緣形(滾邊形)的端部輪廓。為了防止在後續的製程與步驟中發生灰塵(顆粒缺陷),較佳者為,自該基板端至該移除端之移除寬度相對於位在該基板周緣端部的移除區域(在該處,該光阻薄膜的不需要部分被移除)之一側的全部長度而言具有0.2mm或更小的標準偏差。
本發明中提到的光罩坯片可以是透射光罩坯片或反射光罩坯片。該光罩坯片包含一基板、一形成在該基板上且因曝光光線造成光學改變而變成待轉印至一物件的轉印圖案之薄膜、一形成在該薄膜上的光阻薄膜。
該透射光罩坯片包含一當作基板的光透明基板。因曝光光線造成光學改變的薄膜可以是用於屏蔽曝光光線的不透明薄膜、用於改變曝光光線的相位之相轉移薄膜(包括具有光屏蔽功能與相轉移功能的半色調薄膜)等。
所以,該透射光罩坯片可以是光罩幕坯片(眾光罩幕坯
片),其具有一不透明薄膜、一具備相轉移薄膜(包括一半色調薄膜)的相轉移光罩坯片等。
該反射光罩坯片包含一具有小熱膨脹係數的基板、一形成在該基板上的光反射多層薄膜及一待變成轉印圖案的吸光薄膜。在此狀況,曝光光線的光學改變是由用於反射曝光光線的多層反射薄膜與用於中斷曝光光線的吸光薄膜所造成。
除了上述薄膜以外,本發明的光罩坯片上可以形成有一底抗反射塗層(BARC)、一頂抗反射層(TARL)、一頂保護薄膜、一導電薄膜等。
本發明的光阻薄膜具有不大於5000埃範圍內的平均厚度,較佳為在100埃與5000埃範圍內
現在,將配合具體實例,詳細說明依據第一實施例的光罩坯片的製法。
在尺寸為152.4mm×152.4mm的合成石英玻璃基板上,藉由噴濺而連續地沈積一鉻薄膜與一氧化鉻薄膜,以獲得具有一不透明薄膜與一抗反射薄膜的塗有薄膜的玻璃基板。
在如此獲得的該塗有薄膜的玻璃基板上,使用上述旋轉塗佈設備,在下列塗佈條件下,藉由旋轉塗佈,施加一光阻溶液,以形成一光阻薄膜。在實例1中,當該基板在均勻塗佈步驟與乾燥步驟二者中轉動時,連續執行強迫排氣,以產生沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分之空
氣流。在比較例1中,不在均勻塗佈步驟中執行強迫排氣,而是只在乾燥步驟之基板轉動時執行,以產生空氣流。在比較例2中,只在均勻塗佈步驟執行強迫排氣,以產生空氣流,而在乾燥步驟則不執行。在比較例3中,強迫排氣不執行,故當基板在均勻塗佈步驟與乾燥步驟二者中轉動時不會產生空氣流。在均勻塗佈步驟完成以後,繼續(連續)執行乾燥步驟。
光阻:化學增幅型正光阻FEP171(由FUJIFILM Arch股份有限公司製造)
溶劑:PGMEA與PGME的混合物
主要轉動速率:每分鐘1500轉
主要轉動時間:2秒
乾燥轉動速率:每分鐘250轉
平均光阻厚度:2000埃
空氣流碰撞基板上表面的速度:2公尺/秒
之後,將該基板輸送到一加熱/乾燥單元與一冷卻單元,以承受預定加熱/乾燥製程。於是,可獲得具有一光阻薄膜的光罩幕坯片。
針對如此獲得的光罩幕坯片之該光阻薄膜,測量該光阻薄膜的厚度分佈。結果顯示於第5圖。
以下列方式測量該光阻薄膜的厚度的分佈。在該基板中心140mm×140mm的整個區域(臨界區域)裡,將841個測量點均勻地分佈在29×29的陣列中。藉由使用分光反射型膜厚測量系統(日本Nanometrics製造的AFT6100M)來測量這些測量點的厚度。該基板中的厚度分佈之獲得是藉由取得個別
測量點的厚度資料,從該厚度資料尋找最小厚度和最大厚度,將最大厚度減最小厚度所得到的差,當作該基板中的光阻薄膜厚度均勻性。
如第5圖所示,當該基板在均勻塗佈步驟與乾燥步驟的各步驟中轉動時連續執行強迫排氣,以沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分產生該空氣流的狀況,該基板中的光阻薄膜厚度均勻性是52埃,且在該基板四隅角中的各隅角不會形成極厚區域。另一方面,在強迫排氣不執行而在均勻塗佈步驟與乾燥步驟二者至少之一不產生空氣流的狀況,在該基板四隅角中的各隅角會形成一極厚區域。該基板中的光阻薄膜厚度均勻性會惡化,且超過400埃。
當作參考,在傳統臨界區域(110mm×110mm)的基板中之光阻薄膜厚度均勻性也針對實例1與比較例1-3中的各例而顯示在第5圖。在傳統臨界區域中,基板四隅角中的各隅角不會形成極厚區域,且該基板中的光阻薄膜厚度均勻性等於16埃(實例1)、26埃(比較例1)、41埃(比較例2)與35埃(比較例3),其全部是50埃或更小。於是,在任一轉動狀況下,均能獲得優良的結果。
從上述可以了解,在基板中之光阻薄膜厚度均勻性的有效區域放大之狀況,為了達成基板中的所欲光阻薄膜厚度均勻性(100埃或更小),當基板在均勻塗佈步驟與乾燥步驟二者中轉動時,必須連續執行強迫排氣,以沿著基板的上表面,從基板中心朝基板的外周緣部分而產生空氣流。
此後,將配合第二至第四實施例,說明光罩坯片的製法。
在尺寸為152.4mm×152.4mm的合成石英玻璃基板上,藉由噴濺而連續地沈積一鉻薄膜與一氧化鉻薄膜,以獲得具有一不透明薄膜與一抗反射薄膜的塗有薄膜的玻璃基板。
在如此獲得的該塗有薄膜的基板上,使用上述旋轉塗佈設備,在下列塗佈條件下,藉由旋轉塗佈,施加一光阻溶液,以形成一光阻薄膜。
光阻:化學增幅型正光阻FEP171(由FUJIFILM Arch股份有限公司製造)
溶劑:PGMEA與PGME的混合物
光阻溶液的黏度:3mPa‧s
主要轉動速率:每分鐘1500轉
主要轉動時間:2秒
乾燥轉動速率:每分鐘250轉
乾燥轉動時間:20秒
平均光阻厚度:4000埃
空氣流碰撞基板上表面的速度:2公尺/秒
當該基板在均勻塗佈步驟與乾燥步驟二者中轉動時,連續地執行排氣。
之後,將該基板輸送到一加熱/乾燥單元與一冷卻單元,以承受預定加熱/乾燥製程。於是,可獲得具有一光阻薄膜的光罩幕坯片。
針對如此獲得的光罩幕坯片,測量該基板中的光阻薄膜厚度均勻性。
結果,該基板中之光阻薄膜的厚度均勻性是35埃。該基板中之光阻薄膜的厚度均勻性是以下列方式測量。在基板中心132mm×132mm的保證區域(臨界區域)裡,將121個測量點均勻分佈在11×11的陣列中。藉由使用分光反射型膜厚測量系統(日本Nanometrics製造的AFT6100M)來測量這些點的厚度。可獲得該基板中的厚度分佈(在個別測量點的厚度資料)。從該基板中的厚度分佈,找到最小厚度和最大厚度。將最大厚度減最小厚度所得到的差,當作該基板中的光阻薄膜厚度均勻性。
形成在臨界區域外部(即,形成在輔助圖案形成區域中)的光阻薄膜的厚度是藉由使用分光反射型膜厚測量系統以0.1mm的間距測量。結果,最大厚度是4380埃。該輔助圖案形成區域中的最大厚度與該臨界區域中的平均厚度之間的差等於380埃,其相當於該平均厚度的約1/10。
該基板中的光阻薄膜厚度均勻性是以類似於實例1的方式評估,不過,該乾燥轉動速率係在每分鐘50與500轉之間的範圍內改變,而該主要轉動速率和該主要轉動時間固定。結果,該基板中的光阻薄膜厚度均勻性在每分鐘250轉的乾燥轉動速率時最優良。該乾燥轉動時間已被適當地調整。評估的結果顯示於表1。
在該乾燥轉動速率是每分鐘50轉與每分鐘500轉的狀況,該基板中的光阻薄膜厚度均勻性會惡化且超過100埃。其理由如下。在該乾燥轉動速率是每分鐘50轉的狀況,該
光阻薄膜於乾燥步驟中完全乾燥以前需要長時間(需要長乾燥轉動時間)。故形成在該基板外周緣部分之光阻溶液的聚集液會朝該基板中心被拉回,且同時地被乾燥。所以,該光阻薄膜的厚區域會放大,且該光阻薄膜的厚度分佈會惡化,以致於該基板中的光阻薄膜厚度均勻性會超過100埃。另一方面,在該乾燥轉動速率是每分鐘500轉的狀況,在乾燥步驟中,該基板四隅角中之各隅角的光阻薄膜的聚集液會被乾燥,且不會朝該基板中心返回。所以,與該基板中心的光阻薄膜相比,在該基板四隅角(在臨界區域中)的光阻薄膜厚度會變成極大。結果,該光阻薄膜的厚度分佈會惡化,且該基板中的光阻薄膜厚度均勻性會超過100埃。
從上述,可以了解,該乾燥轉動速率必須設定在每分鐘100與450轉的範圍內,以使該基板中的光阻薄膜厚度均勻性到達100埃或更小,且該乾燥轉動速率必須設定在每分鐘150與300轉的範圍內,以使該基板中的光阻薄膜厚度均勻性到達50埃或更小。
其次,具有光阻薄膜的光罩幕坯片是以類似於實例2的方式製造,不過,該乾燥轉動速率係被設定及固定在每分鐘250轉,在該轉動速率時,該基板中的光阻薄膜厚度均勻性最優良,且如表2所示選擇均勻塗佈步驟中的主要轉動速率和主要轉動時間。如此獲得的該基板中的光阻薄膜厚度均勻性顯示在表2。
從以上可以發現,在使用化學增幅型正光阻FEP171(由FUJIFILM Arch股份有限公司製造)的狀況,該主要轉動速率必須落在每分鐘1200與1900轉之間的範圍內,該主要轉動時間必須落在1與5秒之間的範圍內,且該乾燥轉動速率必須落在每分鐘100與450轉之間的範圍內,以維持放大的保證區域(臨界區域)(132mm×132mm)中之該基板中的光阻薄膜厚度均勻性為100埃或更小。也發現,該主要轉動速率必須落在每分鐘1400與1750轉之間的範圍內,該主要轉動時間必須落在1.5與2.5秒之間的範圍內,且該乾燥轉動速率必須落在每分鐘150與350轉之間的範圍內,以維持該基板中的光阻薄膜厚度均勻性為50埃或更小。
其次,利用化學增幅型正光阻OEBR-CAP209(由Tokyo Ohka Kogyo股份有限公司製造),在下列條件下,製造具有一光阻薄膜的光罩幕坯片。
溶劑:EL
光阻溶液的黏度:3.8 mPa‧s
主要轉動速率:每分鐘1250轉
主要轉動時間:10秒
乾燥轉動速率:每分鐘300轉
乾燥轉動時間:60秒
平均光阻厚度:3500埃
空氣流碰撞基板上表面的速度:2公尺/秒
基板中的光阻薄膜厚度均勻性:96埃
當該基板在該均勻塗佈步驟與該乾燥步驟二者中轉動時,連續地執行排氣。
其次,利用化學增幅型正光阻NEB22(由Sumitomo化學物品股份有限公司製造),在下列條件下,製造具有一光阻薄膜的光罩幕坯片。
溶劑:PGMEA
光阻溶液的黏度:1.8 mPa‧s
主要轉動速率:每分鐘850轉
主要轉動時間:4秒
乾燥轉動速率:每分鐘300轉
乾燥轉動時間:60秒
平均光阻厚度:4000埃
空氣流碰撞基板上表面的速度:3公尺/秒
基板中的光阻薄膜厚度均勻性:91埃
當該基板在該均勻塗佈步驟與該乾燥步驟二者中轉動時,連續地執行排氣。
其次,利用酚醛清漆系正光阻THMR-iP3600(由Tokyo Ohka Kogyo股份有限公司製造),在下列條件下,製造具有一光阻薄膜的光罩幕坯片。
溶劑:MAK
光阻溶液的黏度:2.1 mPa‧s
主要轉動速率:每分鐘1200轉
主要轉動時間:3秒
乾燥轉動速率:每分鐘250轉
乾燥轉動時間:30秒
平均光阻厚度:5500埃
空氣流碰撞基板上表面的速度:0.8公尺/秒
基板中的光阻薄膜厚度均勻性:93埃
當該基板在該均勻塗佈步驟與該乾燥步驟二者中轉動時,連續地執行排氣。
從實例2至14的結果,已發現下列現象。在該光阻溶液含有由丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)、甲基異戊基酮(MAK)與乳酸乙酯(EL)以上諸項組成或以諸項之一當作主要成分溶劑的狀況及/或在該光阻溶液具有1-10 mPa‧s黏度的狀況,選擇均勻塗佈步驟的主要轉動速率與主要轉動時間在每分鐘850與2000轉之間的範圍內及在1與10秒之間的範圍內並選擇乾燥轉動速率在每分鐘100
與450轉之間的範圍內。在上述狀況下,即使該基板中之光阻薄膜厚度均勻性的保證區域(臨界區域)放大至132mm×132mm,亦可以維持該基板中的所欲的光阻薄膜厚度均勻性(100埃或更小)。
以類似於實例2的方式製造具有光阻薄膜的光罩幕坯片,不過,在該光阻溶液的旋轉塗佈以後及在加熱/乾燥以前,該光阻薄膜係經過不需要薄膜的移除製程,以移除形成在該輔助圖案形成區域外部之基板外周緣部分的光阻薄膜不需要部分。
利用具有一石英纖維光導件(10mmφ)及在該光導件的一端接合有焦距為10mm之聚光鏡的水銀燈(HOYA-SHOTT製造的UL500L)當作曝光光源。將一具有3mm×3mm正方形開口的模板光罩固定至一焦點。該模板光罩係放在與該基板上表面相隔3mm的距離,以使得約1.5mm的模板光罩(曝光窗)可重疊於該基板的一部分(從一基板端朝該基板中心)。然後,啟動曝光光源。同時,藉由一掃描構件將曝光窗沿著該基板周緣端部的一側,以約10mm/秒的速度移動。在152mm之一側的曝光完成以後,將該基板轉動90度。然後,曝光次一側。以類似的方式,曝光該基板的全部四側。於是,在該基板周緣端部之光阻薄膜的不需要部分會成為選擇曝光部分而被曝光。
其次,利用日本專利申請案公告(JP-A)2001-25902號所記載的設備,選擇性地供應顯影劑至上述選擇曝光部分。
特別地,當該基板以每分鐘500轉轉動時,將標準顯影劑2.38%TMAH(由Tokyo Ohka Kogyo股份有限公司製造的NMD-3)以100立方公分/分的流動率供應30秒,以顯影及移除光阻薄膜的不需要部分。緊接著,取代顯影劑而供應極純的水,以便沖洗該基板的光阻移除部分(在該處,光阻薄膜的不需要部分被顯影及移除)。然後,該基板以每分鐘2000轉轉動,以進行旋轉乾燥。於是,完成該基板周緣端部之光阻薄膜不需要部分的移除。
最後,在上述步驟以後,將基板藉由一保持在150℃的熱板(相距間隙:0.2mm)加熱十分鐘,以加熱及乾燥光阻薄膜。於是,便製造了該光罩坯片。
利用探針型段差(厚度)測量系統,測量該基板周緣端部之光阻移除部分(移除端)(在該處,光阻薄膜被移除)的區段。結果,在移除端觀察到無顯著的隆起或高起,且該移除端的一側壁部分大體上呈垂直。該端部輪廓是滾軋邊緣形。
此外,測量該基板周緣端部之光阻移除部分(在該處,光阻薄膜被移除)的移除寬度(自基板端至移除端的距離)。就各側的全部長度,測量該移除寬度。為了測量,使用光阻厚度測量系統(日本的Nanometrics製造的AFT6100M)。就該基板的各側,以10mm的間隔測量該移除寬度並計算標準偏差。結果,該標準偏差優至0.1mm。
藉由如此獲得的光罩坯片,來製造一轉印光罩。如配合實例2所說明者,該輔助圖案形成區域中的光阻薄膜最大厚度與該平均厚度之間的差約為該平均厚度的1/10。所以,該
轉印光罩不具有輔助圖案(諸如條碼、品質保證圖案、對準記號)的圖案誤差及因該基板周緣端部之光阻薄膜的不需要部分剝離或分離所造成的灰塵(顆粒缺陷)而導致的圖案缺陷。
除下列條件外,以類似於實例2的方式製造一光罩坯片。在該光阻的旋轉塗佈以後及在加熱/乾燥以前,該光阻薄膜係由日本專利申請案公告(JP-A)2001-259502號所記載的設備處理,使用丙酮以移除形成在該輔助圖案形成區域外部之該基板周緣端部的光阻薄膜。之後,以類似於實例13的方式,將該基板經過藉由保持在150℃的熱板(相距間隙:0.2mm)烘焙十分鐘進行回塗處理。於是,便製造了光罩坯片。
利用探針型段差(厚度)測量系統,測量該基板周緣端部之光阻移除部分(移除端)(在該處,光阻薄膜被移除)的區段。結果,在該移除端形成有一高度約為1.5微米之顯著厚部分。
此外,測量該基板周緣端部之光阻移除部分(在該處,光阻薄膜被移除)的移除寬度(自基板端至移除端的距離)。就各側的全部長度,測量該移除寬度。為了測量,使用光阻厚度測量系統(日本的Nanometrics製造的AFT6100M)。就該基板的各側,以10mm的間隔測量該移除寬度並計算標準偏差。結果,該標準偏差惡化至0.24mm。
藉由如此獲得的光罩坯片,製造一轉印光罩。在此狀況下,已確認在該移除端之厚部分上的對準記號之圖案誤差
(解析度誤差)。此外,假設產生自移除端之灰塵(顆粒缺陷)所導致的圖案缺陷已被部分確認。
現在,將配合具體實例,說明依據本發明的第五與第六實施例之光罩坯片的製法。
在尺寸為152.4mm×152.4mm的合成石英玻璃基板上,藉由噴濺而連續地沈積一鉻薄膜與一氧化鉻薄膜,以獲得具有一不透明薄膜與一抗反射薄膜(其個別包含鉻薄膜與氧化鉻薄膜)的塗有薄膜的玻璃基板。
在如此獲得的該塗有薄膜的基板上,使用上述旋轉塗佈設備,在下列塗佈條件下,藉由旋轉塗佈,施加一光阻溶液,以形成一光阻薄膜。
光阻:高分子量正光阻ZEP7000(由Zeon公司製造)
溶劑:DIGLYME
光阻溶液的黏度:17 mPa‧s
平均光阻厚度:3000埃
空氣流碰撞基板上表面的速度:3公尺/秒
當該基板在該均勻塗佈步驟與該乾燥步驟二者中轉動時,連續地執行排氣。關於該乾燥轉動時間,係將該基板轉動直到該光阻薄膜完全乾燥(直到即使乾燥轉動再繼續,該光阻薄膜的厚度亦不再減小)。
如此獲得的該基板中的該光阻薄膜厚度均勻性顯示於表3。
其次,利用高分子量正光阻PBS(聚(丁烯-1-碸))(由Chisso公司製造),在下列條件下,製造具有一光阻薄膜的光罩幕坯片。
溶劑:MCA
主要轉動速率:每分鐘1100轉
主要轉動時間:15秒
乾燥轉動速率:每分鐘300轉
乾燥轉動時間:100秒
平均光阻厚度:4000埃
空氣流碰撞基板上表面的速度:3公尺/秒
基板中的光阻薄膜厚度均勻性:91埃
當該基板在該均勻塗佈步驟與該乾燥步驟二者中轉動時,連續地執行排氣。
雖然未以例子顯示,但是對於使用ANISOLE、環己酮與丙二醇單甲醚醋酸鹽為溶劑的其他光阻溶液而言,亦能獲得類似的結果。
從上述結果,已發現下列現象。在該光阻溶液含有由二乙二醇二甲醚(DYGLYME)、苯甲醚(ANISOLE)、甲基溶纖劑醋酸酯(MCA)、環己酮與丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)以上諸項組成或以諸項之一當作主要成分溶劑的狀況及/或在該光阻溶液具有高於10mPa‧s但不高於50mPa‧s黏度的狀況,該主要轉動速率必須選擇在每分鐘850與2000轉之間的範圍內,該主要轉動時間必須選擇在2與15秒之間的範圍內,該乾燥轉動速率必須選擇在每分鐘50與450轉之間的範圍內,以維持基板中放大的臨界區域(132mm×132mm)之光阻薄膜厚度均勻性為100埃或更小。也發現,該主要轉動速率必須選擇在每分鐘1000與1700轉之間的範園內,該主要轉動時間必須選擇在5與13秒之間的範圍內,且該乾燥轉動速率必須選擇在每分鐘150與300轉之間的範圍內,
以維持該基板中的光阻薄膜厚度均勻性為50埃或更小。
雖然目前為止已配合較佳實施例與具體實例而說明本發明,但是專精於此技術的人易於以各種其他方式將本發明付諸實行,而不會偏離在附屬的申請專利範圍內提出的範疇。
1‧‧‧旋轉塗佈設備
2‧‧‧基板
3‧‧‧不透明薄膜
4‧‧‧光阻薄膜
10‧‧‧光罩坯片
11‧‧‧基板
12‧‧‧旋轉夾頭
13‧‧‧光阻溶液
14‧‧‧噴嘴
15‧‧‧杯
17‧‧‧內環
18‧‧‧排放構件
19‧‧‧空氣流
第1圖顯示使用在光阻塗佈製程的旋轉塗佈設備;第2圖顯示在光阻塗佈製程的轉動時間和轉動速率之間的關係;第3圖是光罩坯片的剖視圖,其中在基板周緣端部之光阻薄膜的不需要部分未移除;第4圖是光罩坯片的剖視圖,其中在基板周緣端部之光阻薄膜的不需要部分被移除;及第5圖顯示用於實例1與比較例1至3中各例的光罩坯片中之光阻薄膜的厚度分佈測量結果。
1‧‧‧旋轉塗佈設備
2‧‧‧基板
3‧‧‧不透明薄膜
11‧‧‧基板
12‧‧‧旋轉夾頭
13‧‧‧光阻溶液
14‧‧‧噴嘴
15‧‧‧杯
17‧‧‧內環
18‧‧‧排放構件
19‧‧‧空氣流
Claims (13)
- 一種光罩坯片的製法,其係具有將含有光阻材料與溶劑之光阻液滴落於基板大小為6吋×6吋之四方形基板上,轉動該基板,使該滴落之光阻液遍布於基板上,同時乾燥該基板上的光阻液,而在該基板上形成由該光阻材料構成的光阻薄膜之製程,其中:在該光阻薄膜形成製程中,於該基板轉動時,沿著該基板的上表面,從該基板中心朝該基板的外周方向上產生一空氣流;在該光阻薄膜形成製程中,於中途變更該基板的轉動,使得其在第1階段與第2階段之基板的轉動不同;該光阻液含有丙二醇單甲醚醋酸酯、丙二醇單甲醚與甲基異戊基酮中之任一者作成的溶劑,或任一者當作主成分的溶劑;該光阻液的黏度為10mPa‧S以下;該第1階段包括主要藉由將滴落之光阻液遍布於該基板上,來形成具有均勻厚度的光阻薄膜的均勻化製程;該第2階段係包含主要使光阻薄膜乾燥的乾燥製程;在該第1階段中的該基板轉數是850-1900 rpm,在該第1階段中的該基板轉動時間是1-5秒,在該第2階段中的該基板轉數是100-450 rpm;在該光阻薄膜形成製程中,藉由使包圍形成主要圖案的132 mm×132 mm區域之140 mm×140 mm區域的內側區域之該光阻薄膜的最大厚度與該132 mm×132 mm區域之 光阻薄膜平均厚度之間的差成為該平均厚度的1/2以下的方式來控制該空氣流;該132 mm×132 mm區域中的該光阻薄膜厚度之均勻性為100 Å以下。
- 如申請專利範圍第1項之光罩坯片之製法,其中該乾燥製程的基板轉數為150-300 rpm。
- 一種光罩坯片的製法,其係具有將含有光阻材料與溶劑之光阻液滴落於基板大小為6吋×6吋之四方形基板上,轉動該基板,使該滴落之光阻液遍布於基板上,同時乾燥該基板上的光阻液,而在該基板上形成由光阻材料構成的光阻薄膜之製程,其中:在該光阻薄膜形成製程中,於該基板轉動時,沿著該基板的上表面,從該基板中心朝該基板的外周方向上產生一空氣流;在該光阻薄膜形成製程中,於中途變更該基板的轉動,使得其在第1階段與第2階段之基板的轉動不同;該光阻液含有以乳酸乙酯作成的溶劑,或以乳酸乙酯當作主成分的溶劑;該光阻液的黏度為10 mPa‧S以下;該第1階段包括主要藉由將滴落之光阻液遍布於該基板上,來形成具有均勻厚度的光阻薄膜的均勻化製程;該第2階段係包含主要使光阻薄膜乾燥的乾燥製程;在該第1階段中的該基板轉數是850-2000 rpm,在該第1階段中的該基板轉動時間是1-10秒,在該第2階段 中的該基板轉數是100-450 rpm;在該光阻薄膜形成製程中,藉由使包圍形成主要圖案的132 mm×132 mm區域之140 mm×140 mm區域的內側區域之該光阻薄膜的最大厚度與該132 mm×132 mm區域之光阻薄膜平均厚度之間的差成為該平均厚度的1/2以下的方式來控制該空氣流;該132 mm×132 mm區域中的該光阻薄膜厚度之均勻性為100 Å以下。
- 如申請專利範圍第3項之光罩坯片的製法,其中該乾燥製程的基板轉數為150-300 rpm。
- 如申請專利範圍第1或3項之光罩坯片的製法,其中該光阻材料是化學增幅型光阻。
- 如申請專利範圍第1或3項之光罩坯片的製法,其中在以該第1階段的基板轉數轉動該基板之後,接著以該第2階段的基板轉數轉動該基板。
- 如申請專利範圍第1或3項之光罩坯片的製法,其係將該基板上所形成的光阻薄膜之中,形成在該基板周緣端部之不涉及圖案形成的光阻薄膜予以移除。
- 如申請專利範圍第1或3項之光罩坯片的製法,其中該基板是一種附有薄膜的基板,而該薄膜係形成在該基板上當作光罩圖案。
- 如申請專利範圍第1或3項之光罩坯片的製法,其中在該光阻薄膜形成製程中,該光阻薄膜基板中央部之臨界區域中該光阻薄膜厚度之均勻性為50 Å以下。
- 如申請專利範圍第1或3項之光罩坯片的製法,其中該空氣流碰撞到基板上表面的空氣流速度為0.5公尺/秒以上,5公尺/秒以下。
- 如申請專利範圍第1或3項之光罩坯片的製法,其係藉由設定該基板上表面與被設置在杯上方的開口部為止之距離,及該開口部的開口直徑,來控制從該基板上表面碰撞到基板外周緣部分的空氣流之流速。
- 如申請專利範圍第8項之光罩坯片的製法,其中該薄膜由含有鉻及氧及/或氮的材料構成。
- 一種轉印光罩的製法,其係將以如申請專利範圍第1或3項之製法所獲得的光罩坯片之該薄膜予以圖案化,而在該基板上形成具有主要圖案及輔助圖案之光罩圖案。
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