TWI440968B - 光罩基底用基板、光罩基底、光罩及半導體裝置之製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於用以製作光微影製程中使用之光罩之光罩基底的光罩基底用基板之製造方法。
於半導體製造製程之光微影製程中,使用有光罩。隨著半導體元件不斷微細化,對於該光微影製程之微細化要求亦更高。特別係為應對微細化而使用ArF曝光光(193 nm)之曝光裝置之高NA(numerical aperture,數值孔徑)化不斷推進,進而藉由液浸曝光技術之導入而使得高NA化進一步推進。為應對此種高微細化之要求、及高NA化,而要求提高光罩之平坦度。即,藉由圖案線寬之微細化之進步,因平坦度所引起之轉印圖案之位置偏移所容許之幅度變小、且隨著高NA化之推進,光微影步驟中之焦點深度變小,據此遮罩基板之平坦度、特別係形成圖案之側之主表面(以下將該側之主表面僅稱作主表面或基板主表面)之平坦度變得無法忽視。
圖6係表示於曝光裝置上夾持光罩前(吸附前)與夾持後(吸附後)之光罩之基板之形狀的圖,圖6(a)係表示吸附前之基板之形狀之圖,圖6(b)係表示吸附後的基板之形狀之圖。根據圖6(a)可知,基板之四角之部分與夾盤區域之主表面之高度相較略高,又,且朝向中央部而逐漸變高。即,吸附前之基板中表現出大致圓狀之等高線。根據圖6(b)可知,吸附後之基板中表現出大致矩形狀之等高線。如此,若藉由真空夾盤而將光罩夾在曝光裝置之遮罩平台上,則存在因與遮罩平台或真空夾盤之配合性,使得光罩於夾持時較大變形的情形。
先前,係以夾持前之光罩之平坦度而進行製品管理,故即便係夾持前之主表面之形狀為較高平坦度之良品,因與遮罩平台或真空夾盤之配合性,將其夾持至曝光裝置之遮罩平台時,存在變形且光罩之平坦度較大劣化之情形。特別係於主表面之形狀之對稱性較低、且傾向於彎曲形狀之基板中,上述傾向較為顯著。因此,必須考慮將光罩夾在真空夾盤上時之平坦度。先前提出有一種用以對夾持至曝光裝置之遮罩平台後之平坦度良好之遮罩基板進行選擇的方法(例如參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利特開2003-50458號公報
藉由使用專利文獻1之遮罩基板之選擇方法,可比較容易地選擇夾持後之平坦度為特定值以上之遮罩基板。然而,隨著轉印圖案之微細化,夾持後之遮罩基板之形狀所要求之平坦度之條件變得越來越嚴格。例如,於152 mm見方大小之遮罩基板(光罩基底用基板)之情形時,要求132 mm見方內之區域之平坦度為0.16 μm、進而為0.08 μm之更高者。若藉由專利文獻1之選擇方法而選擇此種平坦度之基板,則存在合格品之比率大幅降低,生產良率惡化之問題。
另一方面,關於夾持至遮罩平台時之光罩之基板變形之問題,曝光裝置之供給側亦不斷進行銳意研究。而且,研究之成果為開發有一種曝光裝置:具有曝光時對應於光罩之形狀而進行高度方向(基板之剖面方向)之修正之功能。於可對夾持至此種遮罩平台時之光罩之形狀進行高度方向之修正之曝光裝置中使用之光罩之情形時,具有較先前之光罩基底用基板之選定基準更寬鬆之選擇餘地。若可放寬選定基準,則光罩基底用基板之生產良率亦提高。期望一種對與具備此種修正功能之曝光裝置相對應之光罩基底用基板進行選定的方法。
本發明係鑒於該點研製而成者,其目的在於提供一種與具備光罩形狀之高度方向之修正功能之曝光裝置相對應的光罩基底用基板之製造方法。
本發明之一態樣之光罩基底用基板之製造方法之特徵在於,其係用於夾持至曝光裝置之遮罩平台之光罩之光罩基底用基板之製造方法,且其包括:準備主表面經精密研磨之基板之步驟;對上述主表面之實測區域內之夾持前主表面形狀進行測定的步驟;根據上述基板之夾持前主表面形狀及上述遮罩平台之形狀,藉由模擬而獲得將由上述基板所製作之光罩安放至上述曝光裝置時之上述基板之夾持後主表面形狀的步驟;選定上述夾持後主表面形狀之虛擬算出區域內之平坦度為第1臨限值以下之基板的步驟;針對上述選定之基板,算出與夾持後主表面形狀之修正區域內沿第1方向之剖面形狀之第1近似曲線,根據上述第1近似曲線而算出近似曲面,並進行自上述夾持後主表面形狀中扣除上述近似曲面之修正,而算出修正後主表面形狀的步驟;及選定上述修正後主表面形狀之修正區域內之平坦度為第2臨限值以下之基板的步驟。
根據該方法,可於藉由模擬而獲得光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台時之基板(光罩)之夾持後主表面形狀之後,進而進行與實際之曝光裝置所進行的高度方向(基板之剖面方向)上之基板之主表面形狀之修正相同的修正,從而算出光罩之平坦度。藉此,當不考慮曝光裝置之高度方向之修正時,自不滿足基準平坦度之不合格品之光罩基底用基板中,變成修正後之平坦度滿足基準平坦度之合格品的比率提高。由此,可實現大幅度的生產良率之提高。
本發明之另一態樣之光罩基底用基板之製造方法之特徵在於,其係用於夾持至曝光裝置之遮罩平台之光罩之光罩基底用基板之製造方法,且其包括:準備主表面經精密研磨之基板之步驟;對上述主表面之實測區域內之夾持前主表面形狀進行測定的步驟;根據上述基板之夾持前主表面形狀及上述遮罩平台之形狀,藉由模擬而獲得將由上述基板所製作之光罩安放至上述曝光裝置時之上述基板之夾持後主表面形狀的步驟;選定上述夾持後主表面形狀之虛擬算出區域內之平坦度為第1臨限值以下之基板的步驟;針對上述選定之基板,算出與夾持後主表面形狀之修正區域內沿第1方向之剖面形狀近似的第1近似曲線,且算出與沿和第1方向正交之第2方向之剖面形狀近似之第2近似曲線,根據上述第1近似曲線及第2近似曲線而算出近似曲面,並進行自上述夾持後主表面形狀中扣除上述近似曲面之修正,而算出修正後主表面形狀的步驟;及選定上述修正後主表面形狀之修正區域內之平坦度為第2臨限值以下之基板的步驟。
根據該方法,於曝光裝置之高度方向之修正不僅在一方向(第1方向)上進行且在與該一方向正交之方向(第2方向)上亦發揮功能之情形時,當不考慮曝光裝置之高度方向之修正時,自不滿足基準平坦度之不合格品之光罩基底用基板中,變成修正後之平坦度滿足基準平坦度之合格品的比率進而提高。
將光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台上時,藉由夾盤之吸附力,基板有變形為2次曲面之傾向。於研磨光罩基底用基板之步驟中,預料該變形,使基板主表面之形狀變為中央部相對地高、周邊部相對地低的凸形狀而進行加工。然而,由於係以研磨之加工精度避免不均或凹形狀之方式而進行加工等,較多情形時會出現具有較大之2次成分之主表面之形狀的基板,於遮罩平台上夾持光罩後之基板之夾持後主表面形狀殘留有2次成分,故平坦度不滿足特定值之情形較多。於該情形時,對第1近似曲線或第2近似曲線應用2次曲線,對夾持後主表面形狀之2次成分進行修正,藉此可獲得特定值以上之平坦度,變成合格品之基板之比率進而提高。
又,於4次成分較強(4次曲面之傾向較強)之夾持前主表面形狀之基板之情形時,可知當光罩夾持至遮罩平台時會產生2次曲面之傾向之變形,故夾持後主表面易變成4次成分殘留之(4次曲面之傾向之)形狀。於此種情形時,對第1近似曲線或第2近似曲線應用4次曲線,對夾持後主表面形狀之4次成分進行修正,藉此可獲得特定值以上之平坦度,變成合格品之基板之比率進而提高。
若容許利用第1近似曲線或第2近似曲線而進行如基板主表面之平坦度修正量超過0.16 μm之曝光裝置之光學修正,則實際上藉由曝光裝置而將光罩上之轉印圖案轉印至半導體晶圓上之光阻膜時之像散變大,轉印圖案之成像劣化,有可能變得不滿足特定以上之圖案解像性,故而不佳。
基板之變形係因曝光裝置夾持光罩而引起,故必須考慮到較形成轉印圖案之區域更靠外側之區域為止。於光罩之薄膜上形成轉印圖案之區域通常設為132 mm×104 mm之內側之情形較多,大多情況下只要132 mm見方內之區域之平坦度良好則並無問題,但於其外側之區域之平坦度較差時,存在夾持前後之基板變形量較大之可能性。若基板之變形量較大,則形成於基板主表面上之轉印圖案之移動量較大,圖案位置精度降低。若考慮該等方面,則選定進行模擬之基板時之虛擬算出區域宜設為142 mm見方內之區域。
於光罩之薄膜上形成轉印圖案之區域較多情形時通常係設為132 mm×104 mm之內側。宜於132 mm見方內之區域設定修正區域,將夾持後之基板主表面之平坦度保證在特定值以內,以便可於任意方向上形成轉印圖案。
只要使基板之夾持後主表面形狀滿足第1臨限值,則無論夾持前主表面形狀之平坦度多差亦無問題。夾持後主表面形狀良好、且夾持前主表面形狀之平坦度較差之基板於夾持前後之基板變形量較大,藉此形成於基板主表面上之轉印圖案之移動量亦較大,圖案位置精度降低。於進行模擬之基板中選定實際算出區域內之平坦度為0.4 μm以下之基板便可。又,實際算出區域宜為包含根據模擬後之夾持後主表面形狀而算出平坦度時之區域即虛擬算出區域、及進行扣除近似曲面之修正之區域即修正區域的區域。進而,若考慮測定平坦度之裝置之測定精度、及模擬之精度等,則實際算出區域較佳者為142 mm見方內之區域。
本發明之又一態樣之光罩基底用基板之製造方法,進而適用於經由可於第1方向上移動且於第2方向上延伸之狹縫而對光罩照射曝光光的曝光裝置。
本發明之又一態樣之光罩基底之製造方法之特徵在於,於藉由上述方法而獲得之光罩基底用基板之測定夾持前主表面形狀之側之主表面上形成薄膜。
本發明之又一態樣之光罩之製造方法之特徵在於,於藉由上述方法而獲得之光罩基底之薄膜上形成轉印圖案。
根據本發明之光罩基底用基板之製造方法,可於藉由模擬而獲得光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台時之基板(光罩)之夾持後主表面形狀後,進而進行與實際之曝光裝置所進行之高度方向(基板之剖面方向)之基板之主表面形狀之修正相同的修正,從而算出光罩之平坦度。藉此,於不考慮曝光裝置之高度方向之修正之情形時不滿足基準平坦度之不合格品之光罩基底用基板中,變成修正後之平坦度滿足基準平坦度之合格品的比率提高。由此,可實現大幅度的生產良率之提高。
以下,參照圖式而詳細地說明本發明之實施形態。
本發明之光罩基底用基板之製造方法係獲得可用於具備光罩形狀之修正功能之曝光裝置中之光罩之光罩基底用基板者。此處,對具備光罩形狀之修正功能之曝光裝置進行說明。
圖1係用以說明具備光罩形狀之修正功能之曝光裝置之一部分的圖,圖1(a)係平面圖,圖1(b)係側視圖。於該曝光裝置中,在遮罩平台1上載置光罩2,光罩2係藉由夾盤1a而被夾持在遮罩平台1上。於該遮罩平台1之上方,配設有照明光學系統5、具有狹縫3a之狹縫構件3,且於該狹縫構件3之上方配設有光源4。又,於遮罩平台1之下方設有微縮光學系統6、及載置於晶圓平台7上之半導體晶圓W。
於此種曝光裝置中,係一面使夾持光罩2之遮罩平台1於掃描方向上移動,且使晶圓平台7於與遮罩平台1之移動方向相反之方向上移動,一面對半導體晶圓W進行曝光。此時,來自光源4之光通過狹縫3a而照射至遮罩平台1上所夾持之光罩2,並通過光罩2而照射至半導體晶圓W上。藉此,於半導體晶圓W上所設置之光阻上曝光轉印圖案。再者,遮罩平台1之移動方向(掃描方向)、與狹縫3a之延伸方向(長度方向)係大致正交。
於該曝光裝置中,可根據預先測定而得之光罩之形狀而進行主表面形狀修正。關於主表面形狀修正,係於掃描方向上改變遮罩平台、與載置半導體晶圓W之晶圓平台7之相對距離,藉此改變掃描軌道,從而進行主表面形狀修正。另一方面,有時會於狹縫方向上改變像散以改變照明光之形狀,藉此進行主表面形狀修正。再者,於該曝光裝置之情形時,對可於掃描方向及狹縫方向此兩個方向上進行主表面形狀修正之類型者進行說明,但根據曝光裝置之不同,亦存在僅於掃描方向上進行主表面形狀修正、或僅於狹縫方向上進行主表面形狀修正之情形者。
本發明之光罩基底用基板之製造方法之特徵在於,其係用於曝光裝置之遮罩平台上所夾持之光罩之光罩基底用基板之製造方法,且其包括:準備主表面經精密研磨之基板之步驟;對上述主表面之實測區域內之夾持前主表面形狀進行測定的步驟;根據上述基板之夾持前主表面形狀及上述遮罩平台之形狀,藉由模擬而獲得將由上述基板所製作之光罩安放至上述曝光裝置時之上述基板之夾持後主表面形狀的步驟;選定上述夾持後主表面形狀之虛擬算出區域內之平坦度為第1臨限值以下之基板的步驟;針對上述選定之基板,算出夾持後主表面形狀之修正區域內與沿第1方向之剖面形狀近似之第1近似曲線,根據上述第1近似曲線算出近似曲面並進行自上述夾持後主表面形狀中扣除上述近似曲面之修正,從而算出修正後主表面形狀的步驟;及選定上述修正後主表面形狀之修正區域內之平坦度為第2臨限值以下之基板的步驟。
或者,本發明之光罩基底用基板之製造方法之特徵在於,其係用於曝光裝置之遮罩平台上所夾持之夾持之光罩之光罩基底用基板之製造方法,且其包括:準備主表面經精密研磨之基板之步驟;對上述主表面之實測區域內之夾持前主表面形狀進行測定的步驟;根據上述基板之夾持前主表面形狀及上述遮罩平台之形狀,藉由模擬而獲得將由上述基板所製作之光罩安放至上述曝光裝置時之上述基板之夾持後主表面形狀的步驟;選定上述夾持後主表面形狀之虛擬算出區域內之平坦度為第1臨限值以下之基板的步驟;針對上述選定之基板,算出夾持後主表面形狀之修正區域內與沿第1方向之剖面形狀近似之第1近似曲線,算出與沿和第1方向正交之第2方向之剖面形狀近似之第2近似曲線,根據上述第1近似曲線及第2近似曲線而算出近似曲面,並進行自上述夾持後主表面形狀中扣除上述近似曲面之修正,從而算出修正後主表面形狀的步驟;及選定上述修正後主表面形狀之修正區域內之平坦度為第2臨限值以下之基板的步驟。
圖2係用以說明本發明之實施形態之光罩基底用基板之製造方法的流程圖。於該製造方法中,首先製造主表面經精密研磨之光罩基底用基板(ST11)。
於本發明中,可使用玻璃基板作為光罩基底用基板。作為玻璃基板,只要係用作光罩基底者,並無特別限定。例如,可列舉合成石英玻璃、鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、及無鹼玻璃等。
此種光罩基底用基板例如可經過粗研磨步驟、精密研磨步驟及超精密研磨步驟而製造。
繼而,取得光罩基底用基板之主表面之實測區域內之高度資訊,根據該高度資訊而取得光罩基底用基板之剖面視時之夾持前之主表面的形狀、即夾持前主表面形狀之資訊(ST12)。此處所謂之高度資訊,係指光罩基底用基板之主表面內所設置之實測區域內之複數個測定點之距離基準面的高度資訊。作為實測區域,例如當光罩基底之大小為152 mm×152 mm時,可設為146 mm×146 mm之內側之區域。實測區域係至少包含下述虛擬算出區域及修正區域之較大區域。
再者,光罩基底用基板之夾持前主表面形狀可藉由使用波長調變雷射之波長偏移干涉儀進行測定而求出。該波長偏移干涉儀根據自光罩基底用基板之被測定面及背面分別反射之反射光與測定機基準面(前方基準面)之干涉條紋,算出被測定面之高度之差作為相位差,檢測各干涉條紋之頻率之不同,將自光罩基底用基板之被測定面及背面分別反射之反射光與測定機基準面(前方基準面)之干涉條紋加以分離,從而測定被測定面之凹凸形狀。
又,為高精度地進行下述之模擬,較理想的是使取得高度資訊之測定點儘可能地多。然而,藉由增加測定點可獲得準確的模擬結果,但模擬所需之時間較長,故而宜考慮該等方面來決定測定點。例如,可將測定點設為256×256點。
繼而,基於由測定所得之基板之夾持前主表面形狀,根據包含光罩之轉印區域之實際算出區域內之最大值與最小值之差而算出光罩基底用基板之平坦度(ST13)。進而,判定以此方式所得之平坦度是否為容許值以下(ST14)。平坦度大於容許值之光罩基底用基板係作為不合格品,並不提供給後步驟。即便由該製造方法所製造之光罩基底用基板光罩之夾持後主表面形狀之平坦度良好,若夾持前主表面形狀之平坦度較差,有時亦會產生問題。夾持前後之平坦度變化量較大之基板,其基板變形量亦較大。使用基板變形量較大之基板所製作之光罩存在使基板主表面上所形成之轉印圖案之夾持前後之移動量變大的可能性,有可能導致夾持後之圖案位置精度降低。考慮該點而選定夾持前之基板之平坦度為容許值以下者。夾持前之平坦度之容許值若過高則生產良率劣化,無法達成本申請案之目的,若過低則產生使用基板變形量較大之基板來製作光罩之可能性。考慮該等之平衡,夾持前之基板之平坦度之容許值設為0.4 μm以下。又,於製造用於要求較高之圖案位置精度之光罩之光罩基底用基板的情形時,需要使基板變形量更小,故基板之平坦度之容許值可設為0.3 μm以下。
另一方面,基板之夾持前後之變形量亦根據作為算出平坦度之區域之實際算出區域之大小而變化。有實際算出區域越大則該基板之夾持前後之變形量越小之傾向。首先,算出夾持前之平坦度之實際算出區域,必須係與作為測定區域之實測區域相同或略下、且大於虛擬算出區域之區域。包含光罩之轉印區域之特定區域係根據曝光波長及半導體晶圓上形成之微細圖案(電路圖案)之種類等而決定。於光罩基底之大小為152 mm見方之情形時,光罩之轉印區域較多情形時為104 mm×132 mm之內側區域。若考慮該點,亦可將虛擬算出區域設為132 mm見方之內側之正方形狀之區域。然而,於其外側之區域之平坦度較差之情形時,變成夾持前後之基板變形量較大之基板的可能性變高。若亦考慮該點,於光罩基底(光罩)之大小為152 mm見方之情形時,實際算出區域宜設為至少142 mm見方之內側區域。進而,於夾持前主表面形狀之測定精度及模擬精度較高之情形時,宜設為146 mm見方之內側區域、或者148 mm見方之內側區域。
繼而,根據所得之夾持前主表面形狀、及遮罩平台之形狀,藉由模擬而獲得將由該基板所製作之光罩安放至曝光裝置時之高度資訊,並根據該高度資訊而獲得光罩基底用基板之剖面視時的夾持後主表面形狀(ST15)。於該模擬步驟中,模擬將光罩安放至曝光裝置之遮罩平台之狀態,並求出基板之主表面之複數個測定點距離基準面之高度資訊。此處,模擬並獲得於曝光裝置上安放光罩時候之該基板之複數個測定點之高度資訊時所必需之資訊,係取得上述夾持前主表面形狀之資訊時所得之、基板之主表面之複數個測定點之距離基準面之高度資訊、及包含曝光裝置之遮罩平台與該基板之主表面抵接之區域之該遮罩平台的形狀資訊。使用該等資訊,藉由材料力學之撓曲微分方程式,可模擬並獲得於曝光裝置之遮罩平台上安放光罩時之、基板之主表面之複數個測定點之距離基準面的高度資訊。然後,根據所得之高度資訊而獲得基板之剖面視時之夾持後主表面形狀。
再者,於該步驟中,係基於基板之夾持前主表面形狀之資訊,而進行將由該基板所製作之光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台時之模擬。於後步驟中形成光罩基底用基板之表面所形成之轉印圖案的薄膜係藉由濺鍍法而以較高精度形成,故該薄膜之主表面方向上之膜厚變化係與基板之平坦度相比微小且可忽視之範圍。即便基於光罩基底用基板之夾持前主表面形狀而進行模擬亦不會產生影響較大之差異。
上述撓曲微分方程式係將重力方向作為Z軸之正方向,以如下方式而求出。
H2
=H1
+B1
+B2
-HAB
H2
:夾持後之基板主表面之高度資訊
H1
:夾持前之基板主表面之高度資訊
B1
:以遮罩平台為支點之基板之翹曲(該效果)
B2
:基板之因重力引起之撓曲(≒基板中心且最大值為0.1 μm)
HAB
:基板與遮罩平台抵接之沿掃描方向之區域中該基板所具有之高度資訊的平均值
再者,作為上述遮罩平台之形狀資訊,除了包含遮罩平台與基板之主表面抵接之位置及區域(具有狹縫方向之寬度及掃描方向之寬度之區域)以外,亦可包含遮罩平台與基板之主表面抵接之上述區域(面)之該遮罩平台之平坦度的資訊。進而,模擬方法並非限定於上述者,亦可為使用一般的有限要素法之模擬。
繼而,基於藉由模擬所得之夾持後形狀,根據包含光罩之轉印區域之虛擬算出區域之最大值與最小值之差,而算出光罩基底用基板之平坦度(ST16)。該平坦度有助於使用曝光裝置之圖案轉印時形成良好的轉印圖案。包含上述光罩之轉印區域之虛擬算出區域係根據曝光波長及半導體晶圓上形成之微細圖案(電路圖案)之種類等而決定。於光罩基底之大小為152 mm見方之情形時,遮罩之轉印區域較多情形時為104 mm×132 mm之內側區域。若考慮該點,則亦可設為132 mm見方之內側之正方形狀之區域。然而,於其外側之區域之平坦度較差之情形時,存在變成夾持前後之基板變形量較大之基板的可能性。使用此種基板所製作之光罩存在於基板主表面上形成之轉印圖案之移動量較大,且夾持後之圖案位置精度降低之可能性。若亦考慮該點,於光罩基底(光罩)之大小為152 mm見方之情形時,宜設為至少142 mm見方之內側區域。進而,於夾持前主表面形狀之測定精度及模擬精度較高之情形時,宜設為146 mm見方之內側區域、或者148 mm見方之內側區域。
繼而,判定以此方式所得之平坦度是否為第1臨限值以下(ST17)。該平坦度之第1臨限值係根據使用上述光罩基底用基板所製作之光罩中求出之修正後主表面形狀之平坦度、及可藉由曝光裝置之高度方向之修正而使半導體晶圓上之光阻膜上之轉印圖案之成像滿足特定的圖案解像性之平坦度修正量之容許值而選定。於光罩(光罩基底用基板)中求出之夾持後之主表面之平坦度為0.16 μm以下,且曝光裝置之平坦度修正量之容許值為0.16 μm之情形時,第1臨限值可設為上述合計值即0.32 μm。於光罩(光罩基底用基板)中求出之夾持後之主表面之平坦度為0.08 μm以下,且曝光裝置之平坦度修正量之容許值為0.16 μm之情形時,第1臨限值可設為上述合計值即0.24 μm。
再者,於曝光裝置之修正技術提高,容許之平坦度修正量變大之情形時,可對應上述修正量之上限而增大第1臨限值。例如,平坦度修正量變大為0.24 μm、0.32 μm等,且光罩之夾持後之主表面上求出之平坦度為0.16 μm以下的情形時,第1臨限值可增大為0.40 μm、0.48 μm。又,於光罩之夾持後之主表面上求出之平坦度為0.08 μm以下之情形時,第1臨限值可增大為0.32 μm、0.40 μm。
反之,於曝光裝置之修正技術未提高,曝光裝置之高NA化進一步推進之情形時,微縮光學系統及半導體晶圓之焦點裕度變得更小,且容許之平坦度修正量變小,因此必須減小第1臨限值。例如,於平坦度修正量增大為0.12 μm、0.10 μm、0.08 μm等,光罩之夾持後之主表面上求出之平坦度為0.16 μm以下的情形時,第1臨限值必須減小為0.28 μm、0.26 μm、0.24 μm。又,於光罩之夾持後之主表面上求出之平坦度為0.08 μm以下之情形時,第1臨限值必須減小為0.20 μm、0.18 μm、0.16 μm。
繼而,於夾持後主表面形狀之修正區域中,算出與沿第1方向之剖面形狀近似之第1近似曲線,根據該第1近似曲線而算出近似曲面,進而進行自夾持後主表面形狀中扣除近似曲面之形狀修正,從而算出修正後主表面形狀(ST18)。又,於以可進行掃描方向及狹縫方向此兩個方向上之主表面形狀修正之類型之曝光裝置作為對象之情形時,算出與沿第1方向之剖面形狀近似之第1近似曲線,算出與沿和修正區域之第1方向正交之第2方向之剖面形狀近似的第2近似曲線,根據該第1近似曲線及第2近似曲線而算出近似曲面,進而進行自夾持後主表面形狀中扣除近似曲面之形狀修正,從而算出修正後主表面形狀。
使用圖3及圖4對該主表面形狀修正進行說明。再者,此處對將第1方向設為曝光裝置之掃描方向、第2方向設為曝光裝置之狹縫方向、第1近似曲線設為4次曲線、第2近似曲線設為2次曲線之情形進行說明。圖3係用以說明掃描方向上之主表面形狀修正之圖,圖3(a)係表示取得基板之剖面形狀之位置的圖,圖3(b)係表示基板之剖面形狀之圖。又,圖4係用以說明狹縫方向上之主表面形狀修正之圖,圖4(a)係表示取得基板之剖面形狀之位置的圖,圖4(b)係表示基板形狀之圖。
掃描方向(第1方向)上之主表面形狀修正,係如圖3(a)所示,根據光罩基底用基板之夾持後主表面形狀之修正區域X之與掃描方向平行之右端、中央、左端的各直線Y1
之高度資訊而求出掃描方向之基板之剖面形狀,並相對於該等三處之剖面形狀藉由最小平方法而算出4次曲線,藉此如圖3(b)所示算出掃描方向之近似曲線(第1近似曲線)Z1
。其次,狹縫方向(第2方向)上之主表面修正,係如圖4(a)所示,根據光罩基底用基板之夾持後主表面形狀之修正區域X之與狹縫方向平行之上端、中央、下端的各直線Y2
之高度資訊求出狹縫方向之基板之剖面形狀,並相對於該等三處之剖面形狀藉由最小平方法而算出2次曲線,藉此如圖4(b)所示,算出狹縫方向上之近似曲線(第2近似曲線)Z2
。而且,於以僅在掃描方向(第1方向)上進行修正之曝光裝置作為對象之情形時,根據第1近似曲線Z1
而算出近似曲面,於以僅在狹縫方向(第2方向)上進行修正之曝光裝置作為對象之情形時,根據第2近似曲線Z2
而算出近似曲面,並進行自上述模擬所得之夾持後形狀中扣除該近似曲面之修正,藉此算出修正後主表面形狀。
又,於以在掃描方向(第1方向)及狹縫方向(第2方向)此兩個方向上進行修正之曝光裝置作為對象之情形時,根據第1近似曲線Z1
及第2近似曲線Z2
而算出近似曲面,並進行自上述模擬所得之夾持後形狀中扣除該近似曲面之修正,藉此算出修正後主表面形狀。或者,進行自上述模擬所得之夾持後形狀中扣除根據第1近似曲線Z1
而算出之近似曲面之修正,進而進行扣除根據第2近似曲線Z2
而算出之近似曲面的修正,從而算出修正後主表面形狀。
該主表面形狀修正係由具有修正功能之曝光裝置進行之對主表面形狀修正進行模擬者,藉此所得之修正後主表面形狀與上述模擬之將由基板所製作之光罩夾持至曝光裝置並進行主表面形狀修正後的基板形狀基本上相同(根據曝光裝置之機械誤差、平坦度測定之誤差、模擬之誤差、黏附光罩護膜之形狀變化等而並非完全相同,但差別處於不影響判定之程度)。
再者,作為修正區域X之形成有光罩之轉印圖案之轉印區域,係藉由曝光波長及半導體晶圓上形成之微細圖案(電路圖案)之種類等而決定。於光罩基底之大小為152 mm見方之情形時,遮罩之轉印區域較多情形時為104 mm×132 mm之內側區域。若考慮該點,則修正區域X宜設為132 mm見方之內側之正方形狀之區域。於光罩要求更高精度之情形時,可設為142 mm見方之內側區域。
又,此處係將修正區域X之掃描方向(第1方向)及狹縫方向(第2方向)上之基板剖面形狀每次求出三處,但於要求第1近似曲線、第2近似曲面、及根據該等所算出之近似曲面之更高之模擬精度的情形時,亦可根據每次四處以上之基板剖面形狀而算出。進而,此處分別係使用4次曲線作為第1近似曲線,使用2次曲線作為第2近似曲線,但並不限定於此。可對第1近似曲線應用2次曲線,對第2近似曲線應用4次曲線,亦可對第1近似曲線、第2近似曲線均應用2次曲線(該情形時合成之近似曲面變成2次曲面)、或者均應用4次曲線(該情形時合成之近似曲面變成4次曲面)。最佳係選擇與實際地夾持光罩之曝光裝置之主表面形狀修正功能最接近之修正模擬者。
繼而,基於藉由主表面形狀修正而獲得之修正後主表面形狀,根據包含光罩之轉印區域之修正區域之高度資訊之最大值與最小值之差而算出光罩基底用基板之修正後之平坦度,並判斷該平坦度是否為第2臨限值以下(ST19)。
修正後主表面形狀係將光罩(光罩基底用基板)夾持至曝光裝置之遮罩平台並利用修正功能進行主表面形狀修正後之基板主表面形狀藉由模擬而獲得者。即,該修正後主表面形狀只要滿足使用上述光罩基底用基板所製作之光罩中求出之圖案轉印區域(修正區域係至少包含圖案轉印區域之區域)之平坦度,則可判定為合格品之光罩基底用基板。由此,此處之第2臨限值較理想的是選定使用光罩基底所製作之光罩中求出之圖案轉印區域的平坦度。例如,修正區域為132 mm見方內之區域,第2臨限值為0.16 μm。於用於要求更高精度之光罩之光罩基底用基板之情形時,修正區域可為132 mm見方內之區域,第2臨限值可為0.08 μm。僅將判定為符合該第2臨限值之平坦度之光罩基底用基板,提供給下述光罩基底製造、光罩製造之步驟。再者,上述各區域較理想的是以基板主表面之中心作為基準而設定。
於判定為平坦度為第2臨限值以下之合格品之光罩基底用基板之主表面上至少形成遮光膜,藉此可形成光罩基底(ST20)。作為構成該遮光膜之材料,可列舉鉻、金屬矽化物、及鉭。又,根據光罩之用途及構成,亦可適當地形成其他膜、抗反射膜或相位偏移膜等。作為抗反射膜之材料,若為鉻系材料則宜使用CrO、CrON、CrOCN等,若為MoSi系材料則宜使用MoSiON、MoSiO、MoSiN、MoSiOC、MoSiOCN,若為鉭系材料則宜使用TaO、TaON、TaBO、TaBON等。又,作為相位偏移膜之材料,宜使用MSiON、MSiO、MSiN、MSiOC、MSiOCN(M:Mo、W、Ta、Zr等)等。
遮光膜可藉由濺鍍法而成膜。作為濺鍍裝置,可使用DC(direct current,直流)磁控濺鍍裝置或RF(Radio Frequency,射頻)磁控濺鍍裝置等。於向光罩基底用基板進行遮光性膜之濺鍍時,宜使基板旋轉且於濺鍍靶材自基板之旋轉軸傾斜特定角度之位置處配置靶材而進行成膜。藉由此種成膜法,可減小遮光膜之面內之不均,而均勻地形成。
於使基板旋轉且於濺鍍靶材自基板之旋轉軸傾斜特定角度之位置處配置靶材而進行成膜之情形時,相位角及穿透率之面內之分布亦根據基板與靶材之位置關係而變化。使用圖5對靶材與基板之位置關係進行說明。偏移距離(基板之中心軸、與通過靶材之中心且與上述基板之中心軸平行之直線之間的距離)可根據應確保相位角及穿透率之分布之面積而調整。通常來說,應確保分布之面積較大時,必要之偏移距離變大。於本實施例之形態中,為於142 mm見方內之基板內實現相位角分布±2°以內及穿透率分布±0.2%以內,偏移距離需要為200 mm至350 mm左右,較佳偏移距離為240 mm至280 mm。靶材-基板間垂直距離(T/S)之最佳範圍係根據偏移距離而變化,為於142 mm見方內之基板內實現相位角分布±2°以內及穿透率分布±0.2%以內,靶材-基板間垂直距離(T/S)需要為200 mm至380 mm左右,較佳T/S為210 mm至300 mm。靶材傾斜角會影響成膜速度,為獲得較大之成膜速度,靶材傾斜角妥當地是0°至45°,且靶材傾斜角宜為10°至30°。
藉由光微影及蝕刻對上述至少遮光膜進行圖案化而設置轉印圖案,藉此可製造光罩(ST21)。再者,關於蝕刻之蝕刻劑,係根據被蝕刻膜之材料而適當地變更。
將所得之光罩安放至曝光裝置之遮罩平台,使用該光罩,並將ArF準分子雷射作為曝光光,利用光微影向半導體晶圓上形成之光阻膜轉印光罩之遮罩圖案,並在該半導體晶圓上形成所需之電路圖案,從而製造半導體元件。
其次,對為明確本發明之效果而進行之實施例加以說明。再者,於以下之實施例中,對光罩基底用基板為玻璃基板之情形加以說明。
相對於對合成石英玻璃基板實施磨削加工及去角加工之玻璃基板(約152 mm×152 mm×6.45 mm),於兩面研磨裝置上安放特定塊數,並於以下之研磨條件下進行粗研磨步驟。粗研磨步驟之後為除去玻璃基板上附著之研磨粒,而對玻璃基板進行超音波清洗。再者,適當地調整加工壓力、上下壓盤之各旋轉數、研磨時間等之研磨條件而進行。
研磨液:氧化鈰(平均粒徑2 μm~3 μm)+水
研磨墊:硬質研磨機(胺基甲酸酯墊)
繼而,相對於粗研磨後之玻璃基板,於兩面研磨裝置上安放特定塊數,並於以下之研磨條件下進行精密研磨步驟。於精密研磨步驟之後為除去玻璃基板上所附著之研磨粒,而對玻璃基板進行超音波清洗。再者,適當地調整加工壓力、上下壓盤之各旋轉數、研磨時間等之研磨條件而進行。以該精密研磨步驟後之玻璃基板之形成轉印圖案之側之主表面形狀為四角凸起之方式,調整各條件而進行研磨。其原因在於,於下一超精密研磨步驟中,具有基板主表面之四角優先被研磨之特性,藉此可抑制四角之邊緣下垂,從而可將基板主表面之142 mm見方內之平坦度設為0.4 μm以下。
研磨液:氧化鈰(平均粒徑1 μm)+水
研磨墊:軟質研磨機(絨面革類型)
繼而,相對於精密研磨後之玻璃基板,於兩面研磨裝置上安放特定塊數,並於以下之研磨條件下進行超精密研磨步驟。於超精密研磨步驟之後為除去玻璃基板上附著之研磨粒,而對玻璃基板進行超音波清洗。再者,適當地調整加工壓力、上下壓盤之各旋轉數、研磨時間等之研磨條件而進行。於該超精密研磨步驟中,具有因基板形狀為方形故四角易優先被研磨之特性。以基板主表面之表面粗糙度為特定之粗糙度0.4 nm以下,並且基板主表面之142 mm見方內之平坦度不大於0.4 μm之方式,而設定研磨條件。如此製作本發明之玻璃基板(ST11)。
研磨液:膠體氧化矽(平均粒徑100 nm)+水
研磨墊:超軟質研磨機(絨面革類型)
相對於以此方式所得之玻璃基板之主表面,利用使用波長變長雷射之波長偏移干涉儀,於基板之主表面(形成有薄膜之主表面)之實測區域(150 mm×150 mm),針對256×256之各測定點而取得(參照圖6(a)夾持前主表面形狀)夾持前主表面形狀之資訊(根據由最小平方法所算出之距離焦平面(虛擬絕對平面)之高度資訊),並保存於電腦中(ST12)。接著,根據所測定之實測區域之夾持前主表面形狀之高度資訊,求出實際算出區域(142 mm×142 mm)之平坦度(ST13),並選定容許值(0.4 μm)以下之基板(ST14)。其結果為,滿足該條件之玻璃基板為100塊中之99塊。再者,根據該高度資訊,基板之主表面之表面形狀係該主表面之高度自中心區域起朝向周邊部而逐漸變低之形狀。
繼而,根據所得之夾持前主表面形狀之資訊、及曝光裝置之遮罩平台之形狀資訊,使用上述撓曲微分方程式針對各測定點,藉由模擬而算出曝光裝置上安放基板時之距離基準面之高度之資訊即夾持後主表面形狀(參照圖6(b)夾持後主表面形狀)(ST15)。然後,根據該模擬結果,求出包含光罩之轉印區域之虛擬算出區域(142 mm×142 mm)之距離基準面之最大值與最小值的差,算出該虛擬算出區域之平坦度(ST16)。接著,選定其平坦度為第1臨限值(0.32 μm)以下之基板(ST17)。其結果為,滿足該條件之基板為99塊中之98塊。
接下來,進行掃描方向(第1方向)上之主表面形狀修正(ST18)。相對於圖6(b)所示之夾持後主表面形狀之玻璃基板,如圖7(a)所示,根據光罩基底用基板之夾持後主表面形狀之修正區域X之與掃描方向平行之右端、中央、左端之各直線Y1
之高度資訊,求出掃描方向之基板之剖面形狀,並相對於該三處之剖面形狀藉由最小平方法而算出4次曲線,藉此算出圖7(b)所示之掃描方向之近似曲線(第1近似曲線)Z1
。然後,根據近似曲線Z1
而算出如圖7(c)所示之近似曲面,並自上述模擬所得之夾持後形狀中扣除上述近似曲面。圖7(d)表示扣除近似曲面Z1
後之玻璃基板之修正後主表面形狀。
接下來,算出所算出之修正後主表面之修正區域(132 mm×132 mm)內之平坦度,選定第2臨限值(0.16 μm)以下之基板(ST19)。該第2臨限值係該光罩基底用基板求出之基準平坦度。其結果為,滿足該條件之玻璃基板為98塊中之96塊。若相對於根據先前之模擬(ST15)所算出之基板之夾持後主表面形狀而求出的平坦度(ST16),選定滿足與第2臨限值相同之0.16 μm以下之條件之基板,則為98塊中之90塊,因此可知藉由進行主表面形狀修正(ST18),生產良率會大幅度地提高。
繼而,於以如上所述之方式獲得之玻璃基板上依序形成背面抗反射層、遮光層、表面抗反射層,來作為用以形成轉印圖案之薄膜(遮光膜)(ST20)。具體而言,使用Cr靶材作為濺鍍靶材,使用Ar、CO2
、N2
、He之混合氣體作為濺鍍氣體(氣體流量比Ar:CO2
:N2
:He=24:29:12:35),氣壓為0.2 Pa、DC電源之電力為1.7 kW,以39 nm之膜厚形成CrOCN膜來作為背面抗反射層。其次,使用Cr靶材作為濺鍍靶材,使用Ar、NO、He之混合氣體作為濺鍍氣體(氣體流量比Ar:NO:He=27:18:55),氣壓為0.1 Pa、DC電源之電力為1.7 kW,以17 nm之膜厚形成CrON膜來作為遮光層。接下來,使用Cr靶材作為濺鍍靶材,使用Ar、CO2
、N2
、He之混合氣體作為濺鍍氣體(氣體流量比Ar:CO2
:N2
:He=21:37:11:31),氣壓為0.2 Pa、DC電源之電力為1.8 kW,以14 nm之膜厚形成CrOCN膜來作為表面抗反射層。於該條件下成膜之背面抗反射層、遮光層及表面抗反射層,遮光膜整體為非常低之應力,可將基板之形狀變化抑制為最低限度。如此,製造光罩基底。
將以此方式所得之光罩基底之遮光膜圖案化為特定之圖案,藉此製作光罩(二元遮罩)(ST21)。藉由至少可進行掃描方向之主表面形狀修正之曝光裝置,對所得之光罩進行檢驗。將光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台並進行掃描方向之主表面形狀修正之後,於半導體晶圓W之光阻膜上曝光而轉印光罩之圖案。對轉印至光阻膜之圖案之CD精度及圖案位置精度進行檢驗,可確認該光罩能夠充分地應對DRAM(Dynamic Random Access Memory,動態隨機存取記憶體)hp32 nm代。
與實施例1同樣地,進行ST11至ST17為止之步驟,選定98塊玻璃基板。繼而,進行狹縫方向(第2方向)之主表面形狀修正(ST18)。相對於圖6(b)所示之夾持後主表面形狀之玻璃基板,如圖8(a)所示,根據光罩基底用基板之夾持後主表面形狀之修正區域X之與狹縫方向平行的上端、中央、下端之各直線Y2
之高度資訊,求出狹縫方向之基板之剖面形狀,並相對於該三處之剖面形狀藉由最小平方法而算出2次曲線,藉此算出圖8(b)所示之狹縫方向之近似曲線(第2近似曲線)Z2
。然後,根據近似曲線Z2
而算出如圖8(c)所示之近似曲面,並自上述模擬所得之夾持後形狀中扣除上述近似曲面。圖8(d)表示扣除近似曲面Z1
後之基板形狀。
繼而,算出所算出之修正後主表面之修正區域(132 mm×132 mm)內之平坦度,並選定第2臨限值(0.16 μm)以下之基板(ST19)。該第2臨限值係該光罩基底用基板所求出之基準平坦度。其結果為,滿足該條件之玻璃基板為98塊中之95塊。若相對於根據先前之模擬(ST14)所算出之基板之夾持後主表面形狀(ST15)而求出的平坦度,選定滿足與第2臨限值相同之0.16 μm以下之條件的基板,則為98塊中之90塊,因此可知藉由進行主表面形狀修正(ST18),生產良率會大幅度地提高。
繼而,於以如上所述之方式所得之玻璃基板上,形成相位偏移膜、及包含背面抗反射層、遮光層、及表面抗反射層之遮光膜,來作為用以形成轉印圖案之薄膜,從而製造光罩基底(ST20)。具體而言,使用Mo:Si=10:90(原子%比)之靶材,使用Ar、N2
、He之混合氣體作為濺鍍氣體(氣體流量比Ar:N2
:He=5:49:46),氣壓為0.3 Pa、DC電源之電力為2.8 kW,以69 nm之膜厚形成MoSiN膜來作為相位偏移膜。其次,以250℃之溫度對形成有相位偏移膜之基板進行5分鐘加熱處理(退火處理)。
其次,形成包含背面抗反射層、遮光層、及表面抗反射層之遮光膜。具體而言,首先使用Cr靶材作為濺鍍靶材,使用Ar、CO2
、N2
、He之混合氣體作為濺鍍氣體(氣體流量比Ar:CO2
:N2
:He=22:39:6:33),氣壓為0.2 Pa、DC電源之電力為1.7 kW,以30 nm之膜厚形成CrOCN膜來作為背面抗反射層。接下來,使用Cr靶材作為濺鍍靶材,使用Ar、N2
之混合氣體作為濺鍍氣體(氣體流量比Ar:N2
=83:17),氣壓為0.1 Pa、DC電源之電力為1.7 kW,以4 nm之膜厚形成CrN膜來作為遮光層。接下來,使用Cr靶材作為濺鍍靶材,使用Ar、CO2
、N2
、He之混合氣體作為濺鍍氣體(氣體流量比Ar:CO2
:N2
:He=21:37:11:31),氣壓為0.2 Pa、DC電源之電力為1.8 kW,以14 nm之膜厚形成CrOCN膜來作為表面抗反射層。於該條件下成膜之背面抗反射層、遮光層及表面抗反射層,遮光膜整體為非常低之應力,又,相位偏移膜亦為非常低之應力,可將基板之形狀變化抑制為最低限度。
進而,將該光罩基底之遮光膜及相位偏移膜圖案化為特定之圖案,藉此製作光罩(相位偏移遮罩)(ST21)。藉由至少可進行狹縫方向之主表面形狀修正之曝光裝置,對所得之光罩進行檢驗。將光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台,並進行狹縫方向之主表面形狀修正之後,於半導體晶圓W之光阻膜上曝光而轉印光罩之圖案。對轉印至光阻膜之圖案之CD精度及圖案位置精度進行檢驗,可確認該光罩能夠充分地應對DRAM hp32 nm代。
與實施例1同樣地,進行ST11至ST17為止之步驟,選定98塊玻璃基板。繼而,自掃描方向(第1方向)及狹縫方向(第2方向)此兩個方向而進行主表面形狀修正(ST18)。相對於圖6(b)所示之夾持後主表面形狀之玻璃基板,如圖7(a)所示,根據光罩基底用基板之夾持後主表面形狀之修正區域X之與掃描方向平行的右端、中央、左端之各直線Y1
之高度資訊,求出掃描方向之基板之剖面形狀,並相對於該三處之剖面形狀藉由最小平方法而算出4次曲線,藉此算出圖7(b)所示之掃描方向之近似曲線(第1近似曲線)Z1
。又,如圖8(a)所示,根據光罩基底用基板之夾持後主表面形狀之修正區域X之與狹縫方向平行的上端、中央、下端之各直線Y2
之高度資訊,求出狹縫方向之基板之剖面形狀,並相對於該三處之剖面形狀藉由最小平方法而算出2次曲線,藉此算出圖8(b)所示之狹縫方向之近似曲線(第2近似曲線)Z2
。然後,根據掃描方向之近似曲線(第1近似曲線)Z1
及狹縫方向之近似曲線(第2近似曲線)Z2
而算出如圖9(a)所示之近似曲面Z3
,並自上述模擬所得之夾持後形狀中扣除上述近似曲面Z3
。圖9(b)表示扣除近似曲面Z3
後之基板形狀。
繼而,算出所算出之修正後主表面之修正區域(132 mm×132 mm)內之平坦度,並選定第2臨限值(0.16 μm)以下之基板(ST19)。該第2臨限值係該光罩基底用基板所求出之基準平坦度。其結果為,滿足該條件之玻璃基板為98塊中之97塊。若相對於根據先前之模擬(ST14)所算出之基板之夾持後主表面形狀(ST15)而求出的平坦度,選定滿足與第2臨限值相同之0.16 μm以下之條件之基板,則為98塊中之90塊,因此可知藉由進行主表面形狀修正(ST18),生產良率會大幅度提高。
繼而,於以如上所述之方式獲得之玻璃基板上形成MoSiON膜(背面抗反射層)、MoSi(遮光層)、MoSiON膜(抗反射層)來作為用以形成轉印圖案之薄膜(遮光膜),從而製造光罩基底(ST20)。具體而言,使用Mo:Si=21:79(原子%比)之靶材,將Ar、O2
、N2
及He設為濺鍍氣壓0.2 Pa(氣體流量比Ar:O2
:N2
:He=5:4:49:42),DC電源之電力為3.0 kW,以7 nm之膜厚形成包含鉬、矽、氧、氮之膜(MoSiON膜),繼而使用相同靶材,將Ar及He設為濺鍍氣壓0.3 Pa(氣體流量比Ar:He=20:120),DC電源之電力為2.0 kW,以30 nm之膜厚形成包含鉬及矽之膜(MoSi膜:膜中之Mo與Si之原子%比約為21:79),然後使用Mo:Si=4:96(原子%比)之靶材,將Ar、O2
、N2
及He設為濺鍍氣壓0.1 Pa(氣體流量比Ar:O2
:N2
:He=6:5:11:16),DC電源之電力為3.0 kW,以15 nm之膜厚而形成包含鉬、矽、氧、氮之膜(MoSiON膜)。薄膜(遮光膜)之合計膜厚為52 nm。於該條件下成膜之背面抗反射層、遮光層及表面抗反射層,遮光膜整體為非常低之應力,可將基板之形狀變化抑制為最低限度。
進而,將該光罩基底之遮光膜及抗反射膜圖案化為特定之圖案,藉此製作光罩(二元遮罩)(ST21)。藉由可進行掃描方向及狹縫方向之主表面形狀修正之曝光裝置,對所得之光罩進行檢驗。將該光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台並進行掃描方向及狹縫方向之主表面形狀修正之後,於半導體晶圓W之光阻膜上曝光而轉印光罩之圖案。對轉印至光阻膜之圖案之CD精度及圖案位置精度進行檢驗,可確認該光罩能夠充分地應對DRAM hp32 nm代。
與實施例1同樣地,進行ST11至ST17為止之步驟,選定98塊玻璃基板,並進行掃描方向(第1方向)之主表面形狀修正(ST18)。繼而,算出所算出之修正後主表面之修正區域(132 mm×132 mm)內之平坦度,選定第2臨限值(0.08 μm)以下之基板(ST19)。該第2臨限值係該光罩基底用基板求出之基準平坦度。其結果為,滿足該條件之玻璃基板為98塊中之92塊。若相對於根據先前之模擬(ST14)所算出之基板之夾持後主表面形狀(ST15)而求出的平坦度,選定滿足與第2臨限值相同的0.08 μm以下之條件之基板,為98塊中之84塊,因此可知藉由進行主表面形狀修正(ST18),生產良率會大幅度提高。
繼而,於以如上所述之方式而得之玻璃基板上,與實施例1同樣地,形成含有背面抗反射層、遮光層、及表面抗反射層之遮光膜來作為用以形成轉印圖案之薄膜,從而製造光罩基底(ST20)。進而,將該光罩基底之遮光膜圖案化為特定之圖案,藉此製作光罩(二元遮罩)(ST21)。藉由至少可進行掃描方向之主表面形狀修正之曝光裝置,對所得之光罩進行檢驗。將該光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台,並進行掃描方向之主表面形狀修正之後,於半導體晶圓W之光阻膜上曝光而轉印光罩之圖案。對轉印至光阻膜之圖案之CD精度及圖案位置精度進行檢驗,可確認該光罩能夠充分地應對DRAM hp22 nm代。
於實施例2同樣地,進行ST11至ST17為止之步驟,選定98塊玻璃基板,並進行狹縫方向(第2方向)之主表面形狀修正(ST18)。繼而,算出所算出之修正後主表面之修正區域(132 mm×132 mm)內之平坦度,並選定第2臨限值(0.08 μm)以下之基板(ST19)。該第2臨限值係該光罩基底用基板所求出之基準平坦度。其結果為,滿足該條件之玻璃基板為98塊中之91塊。若相對於根據先前之模擬(ST14)所算出之基板之夾持後主表面形狀(ST15)而求出的平坦度,選定滿足與第2臨限值相同之0.08 μm以下之條件之基板,則為98塊中之84塊,因此可知藉由進行主表面形狀修正(ST18),生產良率會大幅度提高。
繼而,於以如上所述之方式所得之玻璃基板上,與實施例2同樣地,形成相位偏移膜、及包含背面抗反射層、遮光層、及表面抗反射層之遮光膜來作為用以形成轉印圖案之薄膜,從而製造光罩基底(ST20)。進而,將該光罩基底之遮光膜及相位偏移膜圖案化為特定之圖案,藉此製作光罩(相位偏移遮罩)(ST21)。藉由至少可進行狹縫方向之主表面形狀修正之曝光裝置,對所得之光罩進行檢驗。將該光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台,並進行狹縫方向之主表面形狀修正之後,於半導體晶圓W之光阻膜上曝光而轉印光罩之圖案。對轉印至光阻膜之圖案之CD精度及圖案位置精度進行檢驗,可確認該光罩能夠充分地應對DRAM hp22 nm代。
與實施例3同樣地,進行ST11至ST17為止之步驟,選定98塊玻璃基板,並進行掃描方向(第1方向)及狹縫方向(第2方向)上之主表面形狀修正(ST18)。繼而,算出所算出之修正後主表面之修正區域(132 mm×132 mm)內之平坦度,並選定第2臨限值(0.08 μm)以下之基板(ST19)。該第2臨限值係該光罩基底用基板所求出之基準平坦度。其結果為,滿足該條件之玻璃基板為98塊中之93塊。若相對於根據先前之模擬(ST14)所算出之基板之夾持後主表面形狀(ST15)而求出的平坦度,選定滿足與第2臨限值相同之0.08 μm以下之條件之基板,則為98塊中之84塊,因此可知藉由進行主表面形狀修正(ST18),生產良率會大幅度提高。
繼而,於以如上所述之方式所得之玻璃基板上,與實施例3同樣地形成包含背面抗反射層、遮光層、及表面抗反射層之遮光膜來作為用以形成轉印圖案之薄膜,從而製造光罩基底(ST20)。進而,將該光罩基底之遮光膜圖案化為特定之圖案,藉此製作光罩(二元遮罩)(ST21)。藉由可進行掃描方向及狹縫方向此兩者之主表面形狀修正之曝光裝置,對所得之光罩進行檢驗。將該光罩夾持至曝光裝置之遮罩平台,並進行掃描方向及狹縫方向之主表面形狀修正之後,於半導體晶圓W之光阻膜上曝光而轉印光罩之圖案。對轉印至光阻膜之圖案之CD精度及圖案位置精度進行檢驗,可確認該光罩能夠充分地應對DRAM hp22 nm代。
本發明並不限定於上述實施形態,可適當地變更後加以實施。例如,上述實施形態中之材料、尺寸、處理順序等僅為一例,於發揮本發明之效果之範圍內可進行各種變更後加以實施。此外,只要不脫離本發明之目的之範圍,則可適當地變更後加以實施。
該申請案係基於且主張2009年3月25日申請之日本申請特願意2009-074997之優先權,其揭示的所有內容併入本文。
1...遮罩平台
1a...夾盤
2...光罩
3...狹縫構件
3a...狹縫
4...光源
5...照明光學系統
6...微縮光學系統
7...晶圓平台
W...半導體晶圓
圖1係用以說明具備光罩形狀之修正功能之曝光裝置之一部分的圖,圖1(a)係平面圖,圖1(b)係側視圖。
圖2係用以說明本發明之實施形態之光罩基底用基板之製造方法的流程圖。
圖3係用以說明掃描方向上之主表面形狀修正之圖,圖3(a)係表示取得基板之剖面形狀之位置之圖,圖3(b)係表示基板之剖面形狀之圖。
圖4係用以說明狹縫方向上之主表面形狀修正之圖,圖4(a)係表示取得基板之剖面形狀之位置之圖,圖4(b)係表示基板之剖面形狀之圖。
圖5係表示製造本發明之實施形態之光罩基底時所使用之濺鍍裝置之概略構成圖。
圖6係表示於曝光裝置上夾持基板前與夾持後之光罩之基板之形狀的圖,圖6(a)係表示夾持前主表面形狀之圖,圖6(b)係表示夾持後主表面形狀之圖。
圖7係用以說明實施例1之主表面形狀修正之圖,圖7(a)係表示取得基板之剖面形狀之位置之圖,圖7(b)係表示基板之剖面形狀之圖,圖7(c)係表示近似曲面之圖,圖7(d)係表示修正後主表面形狀之圖。
圖8係用以說明實施例2之主表面形狀修正之圖,圖8(a)係表示取得基板之剖面形狀之位置之圖,圖8(b)係表示基板之剖面形狀之圖,圖8(c)係表示近似曲面之圖,圖8(d)係表示修正後主表面形狀之圖。
圖9係用以說明實施例3之主表面形狀修正之圖,圖9(a)係表示近似曲面之圖,圖9(b)係表示修正後主表面形狀之圖。
ST11至ST21...步驟
Claims (36)
- 一種光罩基底用基板之製造方法,其特徵在於其係用於曝光裝置之遮罩平台上夾持之光罩之光罩基底用基板之製造方法,且包括:對基板之主表面之實測區域內之夾持前主表面形狀進行測定的步驟;根據上述基板之夾持前主表面形狀及上述遮罩平台之形狀,藉由模擬而獲得將由上述基板所製作之光罩安放至上述曝光裝置時之上述基板之夾持後主表面形狀的步驟;針對上述選定之基板,算出夾持後主表面形狀之修正區域內與沿第1方向之剖面形狀近似之第1近似曲線,根據上述第1近似曲線算出近似曲面,並進行自上述夾持後主表面形狀中扣除上述近似曲面之修正,從而算出修正後主表面形狀的步驟;及選定上述修正後主表面形狀之修正區域內之平坦度為特定臨限值以下之基板的步驟。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中算出上述修正後主表面形狀之步驟算出與沿和第1方向正交之第2方向之剖面形狀近似的第2近似曲線,根據上述第2近似曲線算出近似曲面,並自已扣除根據第1近似曲線所算出之近似曲面之修正之後的夾持後主表面形狀中,進而扣除根據上述第2近似曲面所算出的近似曲面而進行修正。
- 一種光罩基底用基板之製造方法,其特徵在於其係用於曝光裝置之遮罩平台上夾持之光罩之光罩基底用基板之製造方法,且包括:對基板之主表面之實測區域內之夾 持前主表面形狀進行測定的步驟;根據上述基板之夾持前主表面形狀及上述遮罩平台之形狀,藉由模擬而獲得將由上述基板所製作之光罩安放至上述曝光裝置時之上述基板之夾持後主表面形狀的步驟;針對上述選定之基板,算出夾持後主表面形狀之修正區域內與沿第1方向之剖面形狀近似之第1近似曲線,算出與沿和第1方向正交之第2方向之剖面形狀近似的第2近似曲線,根據上述第1近似曲線及第2近似曲線而算出近似曲面,並進行自上述夾持後主表面形狀中扣除上述近似曲面之修正,從而算出修正後主表面形狀的步驟;及選定上述修正後主表面形狀之修正區域內之平坦度為特定臨限值以下之基板的步驟。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中上述第1近似曲線為2次曲線或4次曲線。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述第1近似曲線為2次曲線或4次曲線。
- 如請求項2之光罩基底用基板之製造方法,其中上述第2近似曲線為2次曲線或4次曲線。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述第2近似曲線為2次曲線或4次曲線。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中上述特定臨限值為0.16μm。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述特定臨限值為0.16μm。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中上述特定臨限值為0.08μm。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述特定臨限值為0.08μm。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實測區域係包含上述修正區域之區域。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實測區域係包含上述修正區域之區域。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中上述虛擬算出區域係142mm見方內之區域。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述虛擬算出區域係142mm見方內之區域。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中上述修正區域係132mm見方內之區域。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述修正區域係132mm見方內之區域。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中包含選定上述夾持前主表面形狀之實際算出區域內之平坦度為0.4μm以下之基板的步驟。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中包含選定上述夾持前主表面形狀之實際算出區域內之平坦度為0.4μm以下之基板的步驟。
- 如請求項18之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實際算出區域係包含上述修正區域。
- 如請求項19之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實際算出區域係包含上述修正區域。
- 如請求項18之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實際算出區域係142mm見方內之區域。
- 如請求項19之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實際算出區域係142mm見方內之區域。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中包含:選定上述夾持後主表面形狀之虛擬算出區域內之平坦度為0.32μm以下之基板的步驟。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中包含:選定上述夾持後主表面形狀之虛擬算出區域內之平坦度為0.32μm以下之基板的步驟。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中包含:選定上述夾持後主表面形狀之虛擬算出區域內之平坦度為0.24μm以下之基板的步驟。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中包含:選定上述夾持後主表面形狀之虛擬算出區域內之平坦度為0.24μm值以下之基板的步驟。
- 如請求項1之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實測區域係包含上述虛擬算出區域及修正區域之區域,且上述虛擬算出區域係包含修正區域之區域。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實測區域係包含上述虛擬算出區域及修正區域之區域,且上述虛擬算出區域係包含修正區域之區域。
- 如請求項18之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實際算出區域係包含上述虛擬算出區域及修正區域之區域。
- 如請求項19之光罩基底用基板之製造方法,其中上述實際算出區域係包含上述虛擬算出區域及修正區域之區域。
- 如請求項2之光罩基底用基板之製造方法,其中上述曝光裝置經由可於第1方向上移動且於第2方向上延伸之狹縫而對光罩照射曝光光。
- 如請求項3之光罩基底用基板之製造方法,其中上述曝光裝置經由可於第1方向上移動且於第2方向上延伸之狹縫而對光罩照射曝光光。
- 一種光罩基底之製造方法,其特徵在於,對藉由如請求項1或3之方法所得之光罩基底用基板之夾持前主表面形狀進行測定之側之主表面上形成薄膜。
- 一種光罩之製造方法,其特徵在於,於藉由如請求項34之方法所得之光罩基底之薄膜上形成轉印圖案。
- 一種半導體元件之製造方法,其特徵在於包含如下步驟:將藉由如請求項35之方法所得之光罩夾持至可進行主表面形狀修正之曝光裝置之遮罩平台上,並將光罩之圖案曝光轉印至晶圓之光阻膜上。
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