TWI455180B - 遮罩坯料基板、遮罩坯料、曝光遮罩、遮罩坯料基板的製造方法、遮罩坯料之製造方法、曝光遮罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

遮罩坯料基板、遮罩坯料、曝光遮罩、遮罩坯料基板的製造方法、遮罩坯料之製造方法、曝光遮罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 Download PDF

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Description

遮罩坯料基板、遮罩坯料、曝光遮罩、遮罩坯料基板的製造方法、遮罩坯料之製造方法、曝光遮罩之製造方法及半導體裝置之製造方法
本發明主張日本專利申請案JP 2004-284093之優先權，其內容併入本案供參考。
本發明揭示一種遮罩坯料基板、遮罩坯料、曝光遮罩、遮罩坯料基板製造方法及半導體製造方法。
已有建議各種方法各用於選擇經過曝光系統遮罩台吸住後之平坦度甚佳的遮罩坯料(參照例如日本專利第JP-A-2003-50458號)。
然而，根據習用方法，對於多數遮罩基板(多數遮罩坯料基板等)之每一者，在經過曝光系統之遮罩台吸住之前及後，必需獲得顯示主表面之表面形狀的資訊及顯示主表面之平坦度的資訊；或經由模擬根據在曝光系統安置前的主表面平坦度，衍生在安置後的主表面平坦度，來獲得顯示主表面平坦度的資訊及曝光系統遮罩夾盤(mask chuck)之結構。因此，選擇已在曝光系統遮罩台吸住後之平坦度甚佳之遮罩坯料，需要許多時間及人力。
因此，本發明之目的在提供一種遮罩坯料基板、遮罩坯料、曝光遮罩、半導體及其製造方法，其不需要如習用技術，需要模擬在曝光系統吸住遮罩坯料後之遮罩基板平坦度，而且定位準確度(position accuracy)及焦點預算(focus budget)甚佳。
在反覆許多測試之後，為了以安置曝光遮罩在曝光 系統遮中，在半導體基板上形成滿足設計標準65nm(node)之線寬度及精確度的電路圖型，發現其在遮罩台吸住之邊上，形成曝光遮罩的遮罩坯料基板之主表面，需要滿足下列條件(1)及(2)。
在此注意設計標準65nm表示用於半導體之國際技術發展路程(international technology roadmap for semiconductors)所示的技術半節距65nm(Technology Node Half Pitch 65nm)(hp65)(石版印刷術)。
明確地，第一觀點，(1)平坦度量測區域但不包括自外周邊端表面向內2mm之區域的平坦度是0.6μm或較小；及(2)平坦度量測區域之轉角部分之至少三個，每一者具有向外周邊端升起之形狀，第二觀點，(1)平坦度量測區域但不包括自外周邊端表面向內2mm之區域的平坦度是0.6μm或較小；及(2)在平坦度量測區域一轉角部處之形狀，使得當在通過主表面之中心及連接遮罩坯料基板之四個轉角處二個頂點的對角方向，量測主表面之表面形狀時，在主表面上，但不包括自外周邊端表面向內10mm區域，在外長方形區域之一轉角處的高度不小於-0.02μm及不大於0.05μm，使用在主表面上，但不包括自外周邊端表面向內15mm區域，在內長方形之一轉角處的高度做為參考。
在此，平坦度為與參考平面高度之差，參考平面是 任意地以在主表面表面形狀之最高點及最低點間的基板前主表面(front main surface)一邊處來設定(在量測面之最高點及最低點間的高度差相對自量測面以最小平方法所計算虛擬絕對平面(virtual absolute plane)(焦點平面)(focal plane))。
即使當第一條件(1)之平坦度相同時，平坦度量測區域之邊緣形狀對外周邊之一邊可以是扁平形狀、下垂形狀(flagging shape)(滾壓形狀(roll-off shape)、軋緣形狀(rolled-edge shape))或隆起形狀(rising shape)(滑雪跳躍形狀)。因此，本發明人發現條件(2)對平坦度量測區域之轉角部為所需要者，因而獲致本發明。
當這些條件滿足時，當在曝光系統遮罩台上吸夾時，可得到曝光遮罩0.24μm或較小之平坦度，這是使用設計標準65nm之曝光遮罩所需要。如果轉角部之形狀不足夠，則在吸夾時，曝光遮罩之基板即變形，使得轉印圖型(transfer pattern)之位置精確度(position accuracy)，即轉印圖型間之距離偏移及在轉印圖型之線寬度均勻度均會變劣。
本發明具有下述結構。
(結構1)
一種以曝光系統遮罩台來吸住之遮罩坯料基板，其中：在由遮罩台吸住一邊之遮罩坯料基板的主表面上，但不包括自外周邊端表面向內2mm區域，長方形平坦度量測區域的平坦度是0.6μm或較小；及 平坦度量測區域四個轉角部之至少三個轉角，各具有一向外周邊側邊隆起之形狀。
具有本結構，不需要很多時間及人工，可以在由曝光系統遮罩台吸住之後獲得平坦度優良的遮罩坯料基板。進一步，使用根據此遮罩坯料基板所製造曝光遮罩，可提高轉印圖型之位置精確度。
在此，平坦度是基板表面相對根據量測平面以最小平方所計算虛擬絕對平面(焦點平面)之量測平面中最高點及最低點值兩者間之差。主表面之表面形狀沒有限制。其可以是任何形狀，如外凸形(convex shape)、內凹形(concave shape)、筒狀形(barrel shape)或半圓柱形(semicylindrical shape)。
用於定義如上述條件(1)之平坦度量測區域為一包括自外周邊端表面向內2mm之區域的理由，在於外周邊部處之量測困難，而即使可能，量測值也常常不能夠精確地顯示。進一步地，這是因為由製造過程之特性，即外周邊部之形狀變成滾壓形狀(roll-off shape)顯然可知。
不同於轉角部，平坦量測區域之邊緣部(edge portion)可能有滾壓形狀。例如，轉角部是在接近轉角之區域。在量測遮罩坯料基板之平坦度時，平坦度量測區域是量測目標之區域。更明確地，例如，如對角頂點而言，8mm平方區域具有148mm平方之頂點及132mm平方之頂點。例如，當遮罩坯料基板之主表面是152mm平方區域時，平坦度量測區域是148mm平方區域。
例如，曝光系統是步進機(stepper)。遮罩坯料可以 是使用於標線板(reticle)之標線基板(reticle subtrate)，標線板使用做為用於縮影曝光系統(reduction exposure system)之遮罩。例如，在被處理成曝光遮罩之後，遮罩坯料基板被吸住在曝光系統遮罩台上。
(結構2)
平坦度量測區域為包括使用於形成遮罩圖型之長方形區域的圖型區域，而在平坦度量測區域轉角部處之隆起形狀是具有最大高度0.25μm或較小之形狀，使用最接近隆起形狀轉角部之圖型區域轉角中之一轉角做為參考點。
例如，圖型區域是設定在主表面中心部處之132m×110mm之區域。在本情形中，如上述條件(2)，外周邊轉角部的隆起形狀，表示148mm平方平坦度量測區域之各轉角是高於132mm×110mm圖型區域之對應轉角。
當圖型區域之轉角使用做為參考點時，隆起形狀設定為最大高度0.25μm或較小，由於在吸住後之變形量(deformation amount)，此為較佳的。具有本結構，在吸住後可適當地獲得平坦度優越之遮罩坯料基板。
(結構3)
平坦度量測區域之區域包括使用於形成遮罩圖型之長方形區域的圖型區域，而在平坦度量測區域轉角部處之隆起形狀為使得當在通過主表面中心及連接在遮罩坯料基板四個轉角處二個頂點之對角方向，量測主表面之表面形狀時，在主表面上，但不包括自外周邊端表面向內10mm之區域，在外長方形區域之一轉角處的高度不低 於-0.02μm及不高於0.05μm，使用在主表面上但不包括自外周邊端表面向內15mm之區域的內長方形區域之一轉角處的高度做為參考點。如上述條件(2)，本形狀可以是在外周邊轉角處之隆起形狀。
(結構4)
由一種曝光系統之遮罩台吸住之遮罩坯料基板，其中：在由遮罩台吸住一邊之遮罩坯料基板主表面上，但不包括自外周邊端表面向內2mm之區域，長方形平坦度量測區域的平坦度是0.6μm或較小。
平坦度量測區域之區域包括使用於形成遮罩圖型之長方形區域的圖型區域；及在平坦度量測區域轉角部處之形狀，使得當在通過主表面之中心及連接遮罩坯料基板四個轉角處之二個頂點的對角方向，量測主表面之表面形狀時，在主表面上，但不包括自外周邊端表面向內10mm之區域，在外長方形區域轉角處之高度不低於-0.02μm及不高於0.05μm，使用在主表面上但不包括自外周邊端表面向內15mm之區域的內長方形區域之一轉角處的高度做為參考點。
具有本結構，不需要很多時間及人工，在曝光系統遮罩台吸住之後，可獲得平坦度優良的遮罩坯料基板。進一步，使用根據此種遮罩坯料基板所製造曝光遮罩，可提高轉印圖型之位置精確度。
(結構5)
曝光系統之遮罩台包含：一夾盤構件，用於以吸力 (suction)吸住該遮罩坯料基板之主表面。
夾盤構件包含：三個支撐部，以直線平行於主表面來延伸，及使用三個支撐部之至少部分來支撐主表面；及兩個吸住(suction ports)口，形成在三個支撐部之間。使用此種三條直線支撐型式夾盤構件，可在吸住之後可獲得平坦度優良之遮罩坯料基板。
(結構6)
一種遮罩坯料，其中做為遮罩圖型之薄膜形成在根據結構1或4結構之遮罩坯料基板的主表面上。
(結構7)
一種根據結構6之遮罩坯料，其中遮罩坯料適用於65nm半導體設計標準。具有本結構，可提供遮罩坯料適用於已變得更細微之圖型。
(結構8)
一種曝光遮罩，其中遮罩圖型根據結構6圖型化薄膜形成在遮罩坯料基板之主表面上。具有本結構，可提供曝光遮罩適用於已變得更細微之圖型。
(結構9)
一種半導體製造方法，包含下列步驟：根據結構8安置曝光遮罩在曝光系統遮罩台上；及照射曝光光線到曝光遮罩上，來轉印曝光圖型，因而在半導體晶圓上形成圖型。具有本結構，可獲得沒有圖型缺點之具有細微電路的半導體。
(結構10)
一種製造以曝光系統遮罩台來吸住之遮罩坯料基板 的方法，包含下列步驟：拋光基板；量測平坦度量測區域之平坦度，平坦度量測區域形成由遮罩台吸住基板一邊之主表面的部分及包括做為形成遮罩圖型之長方形區域的圖型區域，但不包括基板之外周邊端表面；及選擇基板，其中平坦度量測區域之平坦度落在預定範圍內，而且平坦度量測區域之四個轉角部中至少三個轉角部，各具有朝向外周邊側邊隆起之形狀。具有本結構，可獲得如同結構1之相同效用。
(結構11)
一種製造以曝光系統遮罩台吸住之遮罩坯料基板的方法，包含下列步驟：拋光基板；量測平坦度量測區域之平坦度，平坦度量測區域形成由遮罩台吸住基板一邊之主表面的部分及包括做為形成遮罩圖型之長方形區域的圖型區域，但不包括基板之外周邊端表面；及選擇基板，其中平坦度量測區域之平坦度落在預定範圍內，而且在平坦度量測區域轉角部處之形狀，是使得當在通過主表面之中心及連接遮罩坯料基板四個轉角處之二個頂點的對角方向，量測主表面之表面形狀時，在主表面上，但不包括自外周邊端表面向外10mm之區域，在外長方形區域之一轉角處的高度不低於-0.02μm及不高於0.05μm，使用在主表面但不包括自外周邊端表面向 內15mm之區域的內長方形區域之一轉角處的高度做為參考點。具有本結構，可獲得如同結構1之相同效用。
根據本發明，可適當地獲得遮罩坯料基板、遮罩坯料、及在由曝光系統遮罩台吸住後平坦度優越之曝光遮罩。
茲根據本發明之較佳實施例將參照附圖在下文中詳細說明。
第1圖及第2圖表示根據本發明第一實施例之遮罩坯料基板10的一實例。第1圖是遮罩坯料基板10之立體圖示。第2圖是遮罩坯料基板10之局部剖面圖示，表示遮罩坯料基板10沿著第1圖所示鏈線AB之主表面12的形狀。
遮罩坯料基板10具有圖型區域14及在由遮罩台吸住一邊之主表面12上的平坦度量測區域16。主表面12是152mm平方。通常，曝光遮罩之圖型區域是具有四個轉角18之132mm×110mm長方形區域。因此，因為圖型區域14之配置通常不在遮罩坯料基板之遮罩台來決定，所以在遮罩坯料基板之圖型區域14設定在132mm平方區域，假設132mm×110mm旋轉90°。另一方面，平坦度量測區域16是具有四個轉角20之148mm平方區域。平坦度量測區域16之平坦度是0.6μm或較小。
如第2圖所示，平坦度量測區域四個轉角部之至少三個轉角部，各具有向外周邊側隆起之形狀。向外周邊側之方向是自圖型區域14之轉角18往平坦度量測區域16之轉角20來行進的方向。隆起形狀具有0.25μm高度或較小 。高度h為轉角20對轉角18之做為參考點之高度。如果高度h是0.25μm或較小，則在轉角18及轉角20間之主表面12的形狀沒有問題。例如，如點線32所示，主表面12會在轉角18及轉角20間隆起高於0.25μm。
第3圖及第4圖表示根據本發明第二實施例之遮罩坯料基板100的一個實例。第3圖是遮罩坯料基板100之立體圖。第4圖是遮罩坯料基板100之局部剖面圖示，表示遮罩坯料基板100沿著第3圖所示鏈線(A'B'或A"B")之主表面120的形狀。
遮罩坯料基板100在遮罩台將被吸住之一邊之主表面120上，具有圖型區域140及平坦度量測區域160。主表面120是152mm平方。一曝光遮罩之圖型區域通常是132mm×110mm的長方形區域。因此，因為圖型區域140之配置通常不在遮罩坯料基板之遮罩台來決定，所以遮罩坯料基板之圖型區域設定在132mm平方區域，假設132mm×110mm旋轉90°。平坦度量測區域160之平坦度是0.6μm或較小。
平坦度量測區域160之轉角部的形狀，是具有高度h'的形狀，其高度定義如下文。明確地，形狀是使得當在第3圖及第4圖中，自通過基板主表面之中心O及連接在基板四個轉角處之頂點210、211、212及213中二個頂點(即頂點210及212或頂點211及213)的對角方向(沿著對角線A'B'或A"B")，量測基板主表面之表面形狀時，在主基板之主表面上，但不包括由基板主表面之外周邊端表面向內的10mm區域，在外長方形區域之一轉角190處的高 度是不低於-0.02μm及不高於0.05μm，使用基板主表面，但不包括由外周邊端表面向內15mm之區域的內長方形區域170之一轉角處的高度，做為參考值。
遮罩坯料基板10、100是由薄膜所形成，其變成在主表面之遮罩圖型以致為遮罩坯料。進一步，將薄膜圖型化，遮罩坯料基板10、100在主表面上形成具有遮罩圖型以致為曝光遮罩。
遮罩坯料基板10、100之材料沒有特別限定，而且視所使用之曝光光源來選擇。例如，在用於ArF準分子雷射曝光之遮罩坯料或用於F2準分子雷射曝光之遮罩坯料的情形中，使用合成石英玻璃(synthetic quartz glass)。另一方面，在用於EUV曝光之遮罩坯料的情形中，使用具有低熱膨脹係數之基板材料(即SiO2 -TiO2 基玻璃、合成石英玻璃或具有沈積β-石英固態溶液(solid solution)之結晶玻璃，用於抑制在一曝光時熱造成轉印圖型之應力(strain)。
將做為遮罩圖型之薄膜形成在遮罩坯料基板10、100之主表面上，是一種對在轉印到轉印靶極(transfer target)時所使用曝光光線(自曝光光源所發射之光線)造成光變化(optical change)之薄膜。至於薄膜，可使用用於遮蔽曝光光線之光遮蔽膜、用於改變曝光光線相位差之相移膜(phase shift film)、用於反射曝光光線之反射膜或用於吸收曝光光線之光吸收膜。
至於光遮蔽膜，大致可使用Cr(鉻)膜、選自包含氧、氮、碳及氟在Cr(鉻)之Cr合金膜、其等之積層膜、MoSi 膜、選自含氧、氮及碳在MoSi之MoSi合金膜、其等之積層膜，或類同者。
至於相移膜，不同於僅具有相移功能之SiO2 膜，可使用金屬矽化氧化膜、金屬矽化氮化膜、金屬矽化氧化氮化膜、金屬矽化氧化碳化膜、金屬矽化氧化氮化碳化膜(金屬：過渡金屬諸如Mo、Ti、W或Ta)、CrO膜、CrF膜、半色調膜(halftone film)諸如SiON膜，或各具有相移功能及光遮蔽功能的類同物。
至於反射膜，可使用材料有Mo/Si週期性多層膜(periodic multilayer film)、Ru/Si週期性多層膜、Mo/Be週期性多層膜、Mo化合物/Si化合物週期性多層膜、Si/Nb週期性多層膜、Si/Mo/Ru週期性多層膜、Si/Mo/Ru/Mo週期性多層膜、Si/Ru/Mo/Ru週期性多層膜，或類同物。
至於光吸收膜，可使用Ta、Ta合金(即含Ta及B之材料或含Ta、B及N之材料)、Cr、Cr合金(即添加氮、氧、碳及氟至少一種元素到Cr所獲得之材料)，或類同物。
上述薄膜可以濺射法(sputtering method)諸如DC濺射、RF濺射、或離子來濺射形成。本發明之遮罩坯料可進一步在上述薄膜上形成具有抗蝕膜(resist film)。
第5圖是用於吸住遮罩坯料基板10、100之遮罩台46之結構的其一實例圖示，及遮罩台46之側視圖。
在本實例中，遮罩台46包含基座(base)52及兩個夾盤構件(chuck member)54。基座52使用來固定夾盤構件54。
各夾盤構件54是三線支撐型式，包含三個平行支撐 部62及形成在支撐部62間之兩個吸引口(suction port)64。吸引口64經由例如基座52來連接到真空系統(未圖示)，以便以吸引來貼附到遮罩坯料基板10之主表面12。如此，遮罩台46固定遮罩坯料基板10，使得面對曝光光源42及曝光透鏡44。
在此，提供兩個夾盤構件54來對應遮罩坯料基板10之主表面12的相對兩邊。各夾盤構件54之三個支撐部62平行地延伸到主表面12之對應邊，同時，兩個吸引口64貼附到主表面12之對應邊的近處(vicinity)。
各夾盤構件54可貼附到遮罩坯料基板之主表面的周邊部，其定位在平坦度量測區域16外側(參照第1圖)或位置在平坦度量測區域16之內側及外側。在夾盤構件54位在平坦度量測區域16之內側及外側的情形中，提供三個支撐部62中至少其一，以便與接觸平坦度量測區域16之外側接觸，同時，提供其他兩個或一個支撐部62以便與接觸平坦度量測區域16之內側接觸。
遮罩坯料基板10接觸夾盤構件54之部分可以是不完全平坦。在此情形中，實際使用之遮罩台46，使用例如三個支撐部62之內部兩個支撐部來支撐遮罩坯料基板10。
遮罩坯料基板10之主表面12的周邊部形狀，但不包括轉角部，較佳的是軋緣形狀。如此使用各夾盤構件54之兩個支撐部62可適當地支持遮罩坯料基板10。軋緣形狀是一種滾壓形狀，其中在平坦度量測區域16之邊緣部處的一點，低於圖型區域14之邊緣部處的一點(參照第1 圖)。
在本實例中，例如，遮罩台之各夾盤構件可具有如國際公告第WO 02/065519號所示之形狀及結構。
在下文中將說明製造本發明之遮罩坯料基板的方法。
具有上述主表面12之形狀的遮罩坯料基板10，例如，可以下述製造方法來製造。在下文中，遮罩坯料基板10也可讀做具有主表面120之形狀的遮罩坯料基板100。
(1)在量測遮罩坯料基板之主表面的表面形狀及平坦度後，根據量測之結果，以局部施加表面加工處理來實施形狀調整，使得主表面之表面形狀滿足上述所定義之形狀。如期望，在表面形狀及平坦度之量測前或在完成形狀調整後，拋光基板之主表面。
(2)對於以多數遮罩台來拋光處理，預先可認知在各拋光處理中形狀的變化。配合在各拋光處理中使得基板之主表面的表面形狀及平坦度，可獲得上述所定義之表面形狀及平坦度。
在上述製造方法(1)中，個別處理，例如係藉由在每一拋光製程之磁致流變精整加工法(magnetorheological finishing)(MRF)每一基板實施。因此，可適當地製造具有所需要表面形狀及平坦度之遮罩坯料基板10。
第6圖是對應上述製造方法(2)之製造遮罩坯料基板方法的一個實例流程圖示。在本實例之製造方法中，首先準備做為遮罩坯料基板10之底板構件(base member)的基板(S100)，然後對此基板實施初期精整研磨/拋光 (S102)。初期精整研磨/拋光可以是包括多次研磨/拋光加工過程，諸如研磨、一次拋光、二次拋光等之加工製程。研磨加工目的在改善基板表面之吸引口及去除基板表面之裂隙。一次拋光及二次拋光之加工處理同樣地在降低基板表面之粗糙度(roughness)。例如，一次拋光及次拋光是實施拋光之加工製程，各使用含氧化鈰(cerium oxide)之研磨材料做為主成分及使用同時地實施多數基板(即約20片)雙面拋光之雙面拋光機械，同時基板在黏附研磨墊之上及下的表面平板間周轉地(epicyclically)移動。
然後，量測已經拋光基板之平坦度(S104)，及選擇適用於最後獲得合格產品之基板(S106)。在步驟S106中，例如，選擇基板滿足下述(1)至(3)項。
(1)靠近主表面中心之部分具有凸出形狀，而且各表示相同平坦度之輪廓線(contour line)的形狀接近於同心圓形狀。
(2)主表面之四個轉角的至少三個轉角，各具有隆起形狀。
(3)最低平面存在於主表面之中心及邊緣部分之間。
因而，在步驟S106中去除具有馬鞍形狀(saddle-shaped)之主表面的基板。
在二次拋光來獲得滿足上述(1)至(3)之基板的拋光條件，是使得雙面拋光機械之表面平板精確度(當使用某一參考長度，在附著研磨墊之平板之邊，量測平板表面的表面形狀時，在表面形狀對以最小二乘方法所計算參 考平面之最大值及最小值兩者間的差)設定在100μm或較小，及在拋光時之加工處理壓力設定在50至150g/cm2 。在本條件下，可獲得甚佳產出良率。
然後，最終拋光使用含膠態二氧化矽(colloidal silica)做為主成分之研磨材料及起毛型式研磨墊(suede-type abrasive pad)來實施(S108)。最終拋光是對在S106步驟中所選擇多數基板之雙面鏡面拋光(double-side mirror polishing)。如同上述，最終拋光實施，是使用雙面拋光機械，其同時地實施多數(即約20片)基板之雙面拋光，同時基板在黏附研磨墊之上及下的平面平板間周轉地移動。由此最終拋光，平坦度量測區域16之轉角部(四個轉角)加工到隆起形狀，如參照第2圖所述。
隨後，基板之平坦度再次量測(S110)，而且選擇基板其中平坦度量測區域16為0.6μm或較小及平坦度量測區域四個轉角部中至少三個各具有向外周邊側隆起之形狀，做為遮罩坯料基板10之完成成品(S112)。
在用於滿足此條件之最終拋光的拋光條件，是使得雙面拋光機械之表面平板精確度設定在50μm或較小，在拋光時之加工處理壓力設定在50至100g/cm2 ，而且各研磨墊之硬度設定在80(Asker-C)或較小。此本條件下，可獲得甚佳生產效率。
根據上述製造方法，可適當地獲得遮罩坯料基板10，其滿足必要之條件，在此條件下，在由曝光系統之遮罩台吸住後曝光遮罩之平坦度變得甚佳。使用此遮罩坯 料基板10，可適當地獲得遮罩坯料及曝光遮罩。
在步驟S108之最終拋光，因為研磨墊等之沈陷(sinking)等之，基板之轉角部有時在滾壓方向(凸出方向)被加工處理。因此，在步驟S102之預先精整研磨/拋光，較佳地將基板拋光成凹入形狀。在步驟S106，選擇基板較佳地考慮在最終拋光時基板在凸出方向拋光。
在步驟S104及S110，平坦度以光干涉法(optical interference method)來量測。此方法是以施加相干光(coherent light)之諸如雷射光到基板表面以獲得反射光、及觀察基板表面之高度差做為反射光的相位移來量測平坦度。在此方法中，由在基板之主表面及外周邊端表面間之邊界(boundary)的預定區域(約2mm)內，不能實施精確地量測，因而，影響平坦度之可靠度。因此，在本實例中，不包括本區域之主表面的一部分決定為平坦度量測區域。
第二實施例之遮罩坯料基板100，是以在步驟S112選擇基板來獲得，其中平坦度量測區域160的平坦度是0.6μm或較小，而且在平坦度量測區域轉角部處之形狀，是使得當在通過基板主表面之中心及連接基板四個轉角處之兩個頂點的對角方向，量測基板之主表面的表面形狀時，在基板之主表面上，但不包括自外周邊端表面向內的10mm區域，在外長方形區域之一轉角處的高度不小於-0.02μm及不大於0.05μm，使用在基板之主表面上，但不包括自外周邊端表面向內的15mm區域，在內長方形區域之一轉角處的高度做為參考值。
第7A圖及第7B圖是用於進一步詳細說明步驟S108之最終拋光處理的圖示。第7A圖表示遮罩坯料基板10之對角剖面(diagonal direction)的形狀變化，而第7B圖表示遮罩坯料基板10之橫向剖面(transverse section)的形狀變化。在步驟S108，步驟S106所選擇基板(基底構件)經由如過去歷程(history)1及2所示中間狀態(intermediate state)來拋光到最終形狀。
在此，關於對角剖面，步驟S106所選基底構件具有凸出形狀靠近中心處及框架形狀(frame shape)隆起在轉角部處，而且凹入在中心及轉角部處之間。關於橫向剖面，基底構件具有凸出形狀靠近中心處及框架形狀(frame shape)隆起在端部處，而且凹入在中心及端部處之間。橫向剖面之端部可以是平整(flat)。進一步，在中心及端部處間之部分可以是平整。
然後，對於中間狀態之過去歷程1，將對角剖面拋光是在轉角部處之部分1及9的加工處理進行比較在中心部處之部分5的加工過程更快速之條件下(部分1及9之加工處理>部分5之加工處理)。同時，中間部分3等實施微細加工處理。
另一方面，對於過去歷程1，將橫向剖面拋光，是在端部處之部分1及9的加工處理及在中心部處之部分5的加工處理進行到相同程度(部分1及9之加工處理=部分5之加工處理)。同時，中間部分3等實施微細加工處理。例如，本拋光進行到部分1及9之高度及部分5之高度在橫向剖面相互近乎相同的程度。
然後，對於中間狀態之過去歷程2，將對角剖面進一步拋光，是在轉角部處之部分1及9的加工處理進行比較在中心部處之部分5的加工處理更快速之條件下(部分1及9的加工處理>部分5之加工處理)。同時，中間部分3等實施進一步微細加工處理。本拋光進行，例如，到達部分1及9的高度及部分5的高度在對角剖面相互近乎相同的程度。
另一方面，對於過去歷程2，將橫向剖面進一步拋光，是在端部處之部分1及9的加工過程及在中心部處之部分5的加工過程進行到達相同程度(部分1及9之加工過程=部分5之加工過程)。以本拋光，部分1及9加工處理到滾壓形狀。
然後，對於最後形狀，將對角剖面進一步拋光，是在轉角部處之部分1及9的加工處理進行比較在中心部處之部分5的加工處理更快速之條件下(部分1及9之加工處理>部分5之加工處理)。同時，中間部分3等進一步實施加工處理。本拋光完成而部分1及9之框架形狀仍然保留。否則，即如果拋光依然繼續，則部分1及9加工處理到滾壓形狀。
另一方面，對於最終形狀，將橫向剖面其所有部分處均勻地拋光，使得加工處理到凸出形狀。如果拋光如此地實施，則將可遮罩坯料基板10之最終拋光適當地實施。
在下文中，本發明將參照實例進一步詳細說明。
根據本發明之遮罩坯料基板10之實施例1至10及比 較例1至3，是以參照第6圖、第7A圖及第7B圖所述製造方法來製造。各遮罩坯料基板之材料是合成石英玻璃，對曝光光線具有光透明性。遮罩坯料基板之主表面是152mm平方，而平坦度量測區域16是148mm平方。因為曝光遮罩之圖型區域的大小是132mm×110mm，遮罩坯料基板之圖型區域14考慮旋轉90°而設定在132mm平方。
表1表示本發明之實施例1至10及比較例1至3的形狀特性。第8圖至第20圖表示實施例1至10及比較例1至3之主表面形狀的鳥瞰圖示。在表1中，"在吸住後之平坦度"表示圖型區域14在吸住後的平坦度。
光遮蔽膜具有反射防止功能，包含二低膜應力之鉻做為主成分使得因為膜應力之平坦度為0.08μm或較小，是以濺射在包括各遮罩坯料基板之主表面來形成，然後，正抗蝕劑(positive resist)以旋轉施加法(Rotary application method)來形成在光遮蔽膜上。如此，獲得遮罩坯料。
遮罩坯料經過在曝光系統吸住後之平坦度如表1所示，而在比較例1至3之情形中，基板主表面經過在曝光系統吸住後之平坦度結果超過0.24μm。本平坦度表示位 置精確度，使得當實施縮減(1/4放大率)曝光在半導體基板上形成轉印圖型時，用於標線(reticle)所允許之焦點預算(focus budget)沒有滿足0.24μm，因而導致偏離65nm半導體設計標準之規範。
在比較例1，平坦度量測區域之平坦度超過0.6μm。進一步，在比較例2及3，平坦度量測區域16具有滑雪跳躍形狀(ski-jump shape)之多數轉角部分不少於三個。
另一方面，在實施例1至10，平坦度量測區域16之平坦度為0.6μm或較小，及進一步，平坦度量測區域16之轉角部其中至少三個具有滑雪跳躍形狀。結果，在實施例1至10之情形中，基板主表面在經過曝光系統吸住後之平坦度獲得0.24μm或較小。在本情形中，位置精確度其獲得用於標絲所允許焦點預算滿足0.24μm，因而滿足65nm半導體設計標準之規範。
然後，根據本發明遮罩坯料基板100之實施例11至16及比較例4至6以參照第6圖、第7A圖及第7B圖所述之製造方法來製造。
表2表示本發明實施例11至16及比較例4至6之形狀特性。在表2，"吸住後之平坦度"表示圖型區域140在吸住後之平坦度。進一步，在表2，高度h'(1)、h'(2)、h'(3)及h'(4)分別地表示基板主表面上，但不包括外周邊端表面向內10mm之區域，在外長方形區域之轉角190(四個部分)處之高度，使用在第4圖所示基板主表面上，但不包括自外周邊端表面向內15mm之區域，在內長方形區域170之對應轉角180(四個部分)的高度做為參考值。
光遮蔽膜具有反射防止功能，包含低膜應力之鉻做為主成分，使得因為膜應力之平坦度變化為0.08μm或較小，是以濺射在包括各遮罩坯料基板之平坦度量測區域160之主表面上來形成，然後，正抗蝕劑以旋轉施加法形成在光遮蔽膜上。如此，獲得遮罩坯料。
各經過曝光系統吸住後所獲得遮罩坯料之平坦度，如在表2所示，及在比較例4至6，基板主表面經過曝光系統吸住後之平坦度結果超過0.24μm。本平坦度表示位置精確度，使得當實施縮減(1/4放大率)曝光在半導體基板上形成轉印圖型時，用於標線所允許焦點預算不滿足0.24μm，如此，導致偏離65nm半導體設計標準之規範。
在比較例4及5，高度h'偏離條件不小於-0.02μm及不 大於0.05μm。進一步，在比較例6，平坦度量測區域160之平坦度超過0.6μm。
另一方面，在實施例11至16，平坦度量測區域160之平坦度是0.6μm或較小，而進一步，在全部四個部分處之高度h'不小於-0.02μm及不大於0.05μm。結果，在實施例11至16之情形，基板主表面經過曝光系統吸住後之平坦度結果0.24μm或較小。在本情形，獲得此位置精確使得用於標線所允許焦點預算滿足0.24μm。如此，滿足65nm半導體設計標準之規範。
雖然本發明已以實施例詳細說明，但是本發明之技術範圍不受其限定。顯然地，對於擅於本技術者對上述實施例可添加各種變更例或改良例。由附件申請專利項目範圍之再詳述，清楚地具有此變更例或修改例之實施例也包括在本發明之技術範圍內。
10,100‧‧‧遮罩坯料基板
12,120‧‧‧主表面
14,140‧‧‧圖型區域
16,160‧‧‧平坦度量測區域
18,20,190‧‧‧轉角
32‧‧‧點線
42‧‧‧曝光光源
44‧‧‧曝光透鏡
46‧‧‧遮罩台
52‧‧‧基座
54‧‧‧夾盤構件
62‧‧‧平行支撐部
64‧‧‧吸引口
170‧‧‧內長方形區域
190‧‧‧外長方形區域
第1圖是遮罩坯料基板10之概略圖示；第2圖是遮罩坯料基板10之局部剖面圖示；第3圖是遮罩坯料基板100之概略圖示；第4圖是遮罩坯料基板100之局部剖面圖示；第5圖是遮罩台46結構之其一實例圖示及遮罩台46之側視圖示；第6圖是遮罩坯料基板10之其一製造方法實例流程圖示；第7圖是用於進一步詳細說明最終拋光過程之圖示，其中第7A圖表示遮罩坯料基板10之對角剖面形狀的變 化，而第7B圖表示遮罩坯料基板10之橫向剖面形狀的變化；第8圖是實施例1之主表面形狀的鳥瞰圖示；第9圖是實施例2之主表面形狀的鳥瞰圖示；第10圖是實施例3之主表面形狀的鳥瞰圖示；第11圖是實施例4之主表面形狀的鳥瞰圖示；第12圖是實施例5之主表面形狀的鳥瞰圖示；第13圖是實施例6之主表面形狀的鳥瞰圖示；第14圖是實施例7之主表面形狀的鳥瞰圖示；第15圖是實施例8之主表面形狀的鳥瞰圖示；第16圖是實施例9之主表面形狀的鳥瞰圖示；第17圖是實施例10之主表面形狀的鳥瞰圖示；第18圖是比較例1之主表面形狀的鳥瞰圖示；第19圖是比較例2之主表面形狀的鳥瞰圖示；及第20圖是比較例3之主表面形狀的鳥瞰圖示。
10‧‧‧遮罩坯料基板
12‧‧‧主表面
14‧‧‧圖型區域
16‧‧‧平坦度量測區域
18,20‧‧‧轉角

Claims (12)

  1. 一種遮罩坯料基板，其係由曝光裝置之遮罩台吸住，其特徵為：在由該遮罩台吸住之側的主表面中，不含從外周端面向內側2mm的區域之方形平坦度量測區域的平坦度為0.6μm以下，該平坦度量測區域是包括圖型區域之區域，該圖型區域是做為用以形成遮罩圖型之方形區域，該平坦度量測區域之轉角部的形狀為，當在通過基板主表面之中心且連接基板四個轉角之頂點的對角方向上量測基板主表面之表面形狀時，在該基板主表面上以不含從外周端面朝內側15mm的區域之內側方形區域的轉角的高度作為基準之際，不含從外周端面朝內側10mm的區域之外側方形區域的各轉角的高度為-0.02μm以上0.05μm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之遮罩坯料基板，其中該曝光裝置的遮罩台包含用於吸附該遮罩坯料基板之該主表面之夾盤構件(chuck member)；該夾盤構件包含：三個支撐部，與該主表面平行而呈線狀延伸，而且藉由該三個支撐部的至少一部分來支撐該主表面；及兩個吸引口，形成在該三個支撐部的間隙。
  3. 一種遮罩坯料，其特徵為：成為遮罩圖型之一層以上的薄膜係形成在如申請 專利範圍第1項之遮罩坯料基板之主表面上。
  4. 如申請專利範圍第3項之遮罩坯料，其中該遮罩坯料適用於65nm半導體設計規則。
  5. 一種曝光遮罩，其特徵為：將如申請專利範圍第3項之該一層以上的薄膜圖型化而在遮罩坯料基板之主表面上形成遮罩圖型。
  6. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵為：將如申請專利範圍第5項之曝光遮罩放置在曝光裝置之遮罩台上；藉由照射曝光光線到該曝光遮罩上以轉印遮罩圖型，而在半導體晶圓上形成圖型。
  7. 一種遮罩坯料基板的製造方法，係製造被曝光裝置的遮罩台吸住之遮罩坯料基板的方法，該方法包含下列步驟：研磨步驟，係研磨基板；平坦度量測步驟，係量測平坦部量測區域之平坦度，該平坦度量測區域係在該基板中由該遮罩台吸住之一側之主表面的一部分，包括做為用於形成遮罩圖型之方形區域的圖型區域，但不包括該基板之外周端面；及基板選擇步驟，係選擇該基板，該基板的該平坦度量測區域之平坦度落在預定範圍之內，而且該平坦度量測區域之轉角部的形狀為，當在通過基板主表面之中心且連接基板四個轉角之頂點的對角方向上量測基板主表面之表面形狀時，在該基板主表面上以不含 從外周端面朝內側15mm的區域之內側方形區域的轉角的高度作為基準之際，不含從外周端面朝內側10mm的區域之外側方形區域的各轉角的高度為-0.02μm以上0.05μm以下。
  8. 如申請專利範圍第7項之遮罩坯料基板的製造方法，其中該平坦度量測區域是在由該遮罩台吸住之側的主表面中不含從外周端面向內側2mm的區域之方形區域，該平坦度量測區域的平坦度為0.6μm以下。
  9. 如申請專利範圍第7項之遮罩坯料基板的製造方法，其中該曝光裝置的遮罩台包含用於吸附該遮罩坯料基板之該主表面之夾盤構件(chuck member)；該夾盤構件包含：三個支撐部，與該主表面平行而呈線狀延伸，而且藉由該三個支撐部的至少一部分來支撐該主表面；及兩個吸引口，形成在該三個支撐部的間隙。
  10. 一種遮罩坯料之製造方法，其特徵為：在利用由申請專利範圍第7項之遮罩坯料基板的製造方法所製得的遮罩坯料基板的主表面上，形成成為遮罩圖型之一層以上的薄膜。
  11. 一種曝光遮罩之製造方法，其特徵為：將利用由申請專利範圍第10項之遮罩坯料之製造方法所製得的遮罩坯料之該一層以上的薄膜圖型化而在遮罩坯料基板之主表面上形成遮罩圖型。
  12. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵為： 將利用由申請專利範圍第11項之曝光遮罩之製造方法所製得的曝光遮罩放置在曝光裝置之遮罩台上；藉由照射曝光光線到該曝光遮罩上以轉印遮罩圖型，而在半導體晶圓上形成圖型。
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