TWI329779B

TWI329779B - Photomask blank substrate, photomask blank and photomask

Info

Publication number: TWI329779B
Application number: TW093121508A
Authority: TW
Inventors: Masayuki Nakatsu; Tsuneo Numanami; Masayuki Mogi; Masamitsu Itoh; Tsuneyuki Hagiwara; Naoto Kondo
Original assignee: Shinetsu Chemical Co; Toshiba Kk; Nikon Corp
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2010-09-01
Also published as: DE102004035560A1; KR20050012686A; KR100591602B1; TW200510918A; DE102004035560B4; US7351504B2; US20050019677A1

Description

1329779 ⑴ 九、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明係關於用於空白光罩的基材，由空白光罩基材可以製造用於與半導體裝置及相關產品的製造有關之微影術中的光罩。發明也關於空白光罩及由其製備的光罩。【先前技術】隨著半導體裝置繼續變得更高度集成，在微影術中愈來愈需要更小的幾何形狀。裝置的設計規則已降低至0. 1 1 //m且所需的圖型準確至1〇 nm或更低。這些趨勢已導致很多與半導體製造中所採用的微影製程之準確度有關之技術挑戰。一種此挑戰係與微影術中所使用的光罩之平坦度有關。對於在平坦化步驟中取得更高準確度而言，光罩平坦度是重要的因素。隨著最小特徵尺寸變得愈來愈小，光阻所允許的聚焦深度變得愈來愈小，因而無法忽略基材的平坦度造成聚焦偏移。爲了降低微影術中的聚焦平坦度，作爲原版之光罩圖型必須以充份的精密度定位，以便在晶圓曝光期間，能夠在可允許的誤差之內，以給定的位置及線寬，寫入曝光圖型。因此’例如圖型化的光罩膜或相位偏移膜等經過沈積的膜應理想地形成於具有例外的平坦度之基材上。但是，當光罩安裝於晶圓曝光系統中時，以Jp-Α 20〇3-5〇458中所揭示的方式’使用真空夾具，將光罩固持於曝光系統的 (2) (2)1329779 光罩台上會因光罩的鉗夾部份之表面形狀，而使得光罩的整個表面形狀大幅變形。通常藉由沈積例如光罩膜、半透明膜或相位偏移膜、或其組合等膜於透明基材上，製造光罩以產生空白光罩。接著將光阻施加至空白光罩上以形成光阻膜，光阻膜會被微影地處理。使用處理過的光阻膜作爲蝕刻光罩，形成光罩圖型。最後剝除光阻膜。在通過長系列的操作之後，如此取得光罩。藉由從合成石英塊切片，並將切片的表面掩光，以製備此製程中作爲啓始材料之透明基材。直到現在，僅在注意降低表面缺陷或使基材表面的捲曲最小以提供平坦表面之下，執行此表面拋光操作。因此，以往完全不知如何修改光罩基材的表面形狀以在寫於晶圓基材上的圖型中取得更小的最小特徵尺寸；亦即，特別地，在光罩被真空夾具固持的情形中，根據光罩被真空夾具固持時取得的形狀，而決定應給予光罩的表面之形狀。亦不知使用何種方法以形成此表面形狀以便能夠以良好產能製造具有所需表面形狀的基材，或如何抑制基材本身上的缺陷形成或起因於基材的光罩缺陷。【發明內容】因此，本發明的一目的是提供能夠產生光罩之空白光罩基材，光罩可以用以使具有縮減的最小特徵尺寸的圖型以高準確度曝照於晶圓基材上，以及，本發明提供空白光 -6 · (3) (3)1329779 罩及以其製備的光罩。本發明人已發現空白光罩基材是四邊形的，每邊長度至少6吋且其上表面被賦予某特定形狀，以使由其製成的光罩在晶圓曝光使用期間造成良好的圖型化表面。藉由使用這些基材以產生空白光罩，然後，將空白光罩處理成光罩及以真空夾具或類似者以將所造成的光罩固持於晶圓曝光系統的光罩台上，則可將經過圖型化的表面置於具有最小捲曲之高度平坦狀態中，而能夠將光罩圖型在預定位置型準確地對齊，以及，接著使非常精密的曝光圖型能夠以良好位置及線寬準確度被寫至晶圓上。因此，在第一實施例中，本發明提供空白光罩基材，空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋，其具有成對的條狀區，成對的條狀區在延著光罩圖型要形成於上之基材的上表面之外周圍的成對相對立側邊之每一側內延伸 2至10 mm’但排除其長度方向上每一端處2mm邊緣部份，其中，每一條狀區係向下傾向基材的外周圍，以及，從用於基材上表面上的條狀區之最小平方平面至條狀區本身之最大與最小局度之間的差最多爲0.5/i me 在第二實施例中，本發明提供空白光罩基材，空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋，其具有四邊形環狀區，四邊形環狀區在延著光罩圖型要形成於上之基材的上表面之外周圍的每一側邊之內延伸2至10 mm，其中，四邊形環狀區係向下傾向基材的外周圍，以及，從用於基材上表面上的四邊形環狀區之最小平方平面至四邊形環狀 (4) (4)1329779 區本身之最大與最小高度之間的差最多爲0.5 /z m。在本發明的第三實施例中，本發明提供空白光罩基材，空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋，四邊形環狀區在延著基材的上表面之外周圍的每一側邊之內延伸2至10 mm’而光罩圖型係要形成於基材的上表面上，其中，當用於基材上表面上的四邊形環狀區之最小平方平面被視爲參考平面時，以及，在參考平面上繪製圓心在基材的中心之圓以致於橫亙平面時，在通過參考平面之拱狀部份中取得之從參考平面至四邊形環狀區之最大與最小高度之差最多0.3 # m。較佳地，在第三實施例中，從用於基材上表面上的四邊形環狀區之最小平方平面至四邊形環狀區本身之最大與最小高度之間的差最多爲0.5 /2 m。較佳的是，在所有實施例中，從用於主表面區之最小平方平面至主表面區本身之最大與最小的高度之差最多爲 0.5# m，主表面區由基材上表面上的四邊形環狀區及位於四邊形環狀區的內周圍之內的的圖型化區所組成。在又一態樣中，本發明提供空白光罩，其包括上述界定的基材及具有遮蔽曝照光的遮光特性之膜以及/或以單層或多層形式沈積於基材上的相位偏移膜。而且’於此亦慮及光罩’其中，空白光罩膜被圖型化。本發明的基材在作爲光罩時，亦即，在晶圓曝光時，呈現良好的表面平坦度。當從此基材取得之空白光罩所製 -8- (5) (5)1329779 造的光罩由真空夾具或類似者固持於晶圓曝光系統的光罩台上時，基材表面會受到最小捲曲β因此，光罩具有高平坦度。由於光罩圖型可以在預定位置準確地對齊，所以，可以以良好的位置及線寬準確度，將具有小的最小特徵尺寸之曝光圖型寫至晶圓上，因而能夠完全地滿足微影術中對較小的圖型幾何形狀之需求。【實施方式】 [第一實施例] 說明本發明的第一實施例之空白光罩基材。第一實施例中的空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋。基材具有上表面，光罩圖型會形成於上表面上。成對的條狀區在延著基材的上表面之外周圍的成對相對立側邊之每一側內延伸2至1 0 mm，但排除長度方向上每一端處2mm邊緣部份。每一條狀區係向下傾向基材的外周圍。從用於基材上表面上的條狀區之最小平方平面至條狀區本身之最大與最小高度之間的差最多爲0.5/z m。將於下參考圖1A，說明此處所使用的「條狀區」一詞，圖1A係顯示基材上表面1，當基材要成爲空白光罩或光罩時，在其上形成例如具有遮光特性的膜等適當膜、或其膜圖型。在圖中，成對條狀區2在延著上表面1的外周圍之成對相對立側之每一側內延伸2 m m至1 0 m m，但是’排除長度方向上每一端2 mm邊緣部份。這些條狀區具有特徵在於上述形狀及値的形狀及高度。膜圖型（光罩 -9- (6) (6)1329779 圖型）形成於圖型化區4中，圖型化區4位於條狀區2之間且始於構成上表面的外周圍之個別側之內1 0 m m處。當使用此基材製造光罩並以真空夾具將光罩於接近成對的對立側處固持在晶圓曝光系統的光罩台上時，真空夾持位置會包含於這些條狀區之內。因此，這些條狀區的形狀在晶圓曝光期間主宰基材的整個上表面之形狀；亦即，會有光罩圖型形成於上之基材的整個上表面之形狀。亦即，與位置及線寬有關的圖型之準確曝光會要求基材上表面，特別是圖型化區具有之形狀能於圖型曝光時配置成平行於曝照光而不用使光罩圖型傾斜。因此，第一實施例要最佳化基材中主要主宰基材的整個上表面之形狀之條狀區的形狀及高度，特別是圖型化區的形狀。此處，條狀區在延著基材的上表面之外周圍的成對之對立的側邊中每一側之內延伸2至〗0 mm，但排除其長度方向上每一端處2mm邊緣部份。假使條狀區滿足上述特別形狀及値範圍時，它們也將滿足上述真空夾持位置處 (基材固持位置）的形狀及値範圍，而能夠在使用光罩時取得平坦度。每一條狀區整體上具有朝向基材的周圍傾斜之形狀。但是，設於條狀區之間的圖型化區不會受到任何特別限制，且具有不同形狀，例如平面形狀、凹形或凸形。從用於基材上表面上的條狀區之最小平方平面至條狀區本身之最大與最小高度之間的差不會大於0.5// m，且更佳地不會大於0.3 # m。 • * . · -10- (7) (7)1329779 [第二實施例] 說明本發明的第二實施例之空白光罩基材。第二實施例中的空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋。基材具有上表面，光罩圖型會形成於上表面上。四邊形環狀區在延著基材的上表面之外周圍的每一側邊之內延伸2至10 mm。四邊形環狀區係向下傾向基材的外周圍。從用於基材上表面上的四邊形環狀區之最小平方平面至四邊形環狀區本身之最大與最小高度之間的差最多爲 0 · 5 // m。將於下參考圖1B，說明此處所使用的「四邊形環狀區」一詞，圖1B係顯示基材上表面1，當基材要成爲空白光罩或光罩時，在其上形成例如具有遮光特性的膜等適當膜、或其膜圖型。在圖中，四邊形環狀區3在構成上表面的外周圍之個別側之內延伸2 mm至10 mm。四邊形環狀區3具有特徵在於上述形狀及値的形狀及高度。膜圖型 (光罩圖型）形成於圖型化區4中，圖型化區4位於四邊形環狀區3的內周圍之內且始於構成上表面的外周圍之個別側之內1〇 mm處。當使用此基材製造光罩，並以真空夾具或類似者，將所造成的光罩於接近延著其整個周長之基材的外周圍處、或是僅接近成對的對立側處，固持在晶圓曝光系統的光罩台上時，基材的水平及垂直側是可以互換的，真空夾持位置會包含於此四邊形環狀區之內。因此，四邊形環狀區的形狀在晶圓曝光期間主宰基材的整個 -11 - (8) (8)1329779 上表面之形狀；亦即，會有光罩圖型形成於上之基材的整個上表面之形狀。亦即，與位置及線寬有關的圖型之準確曝光會要求基材上表面，特別是圖型化區具有之形狀能於圖型曝光時配置成平行於曝照光而不用使光罩圖型傾斜。因此，第二實施例欲最佳化主要主宰基材的整個上表面之形狀之四邊形環狀區的形狀及高度，特別是圖型化區的形狀。此處，四邊形環狀區在構成上表面的外周圍之個別側之內延伸2 mm至10 mm。假使四邊形環狀區滿足上述特別形狀及値範圍時，它也將滿足真空夾持位置處的形狀及値範圍，而能夠在使用光罩時取得平坦度。或者，至少在真空夾持位置或基材固持位置處滿足上述形狀及値，也是可接受的。此四邊形環狀區整體上具有向下朝向基材的周圍傾斜之形狀。但是，設於四邊形環狀區之內的圖型化區不會受到任何特別限制，且具有不同形狀，例如平面形狀、凹形或凸形。從用於四邊形環狀區之最小平方平面至四邊形環狀區本身之最大與最小高度之間的差不會大於0.5 且較佳地不會大於0.3// m。在第二實施例中，從用於主表面區之最小平方平面至主表面區本身之最大與最小高度之間的差最多0.5 特別地最多0.3 /i m，會是較佳的，最小平方平面係由基材上表面上的四邊形環狀區及位於四邊形環狀區的內周圍 -12- (9) (9)1329779 內部之圖型化區所組成。 [第一及第二實施例中的共同要件] 如同圖2A及2B所示般’最小平方平面21於此意指藉由使用最小平方法’以數學方式將例如凹面、凸面或具有凹凸區的表面等非水平表面2 2近似成平坦平面而取得的假想平面。在本發明中’每一區的高度被給定爲相對於基材的上表面上之個別區的最小平方平面。但是，爲了便於說明起見’用於整個後續說明的主表面區之最小平方平面可以作爲每一個別區的參考平面。從此最小平方平面 21至非水平表面22的局度是垂直於最小平方平面21之高度。在圖2中，1^代表高度之最大値且是位於最小平方平面21之上的正數，h2是用於高度之最小値且是位於最小平方平面21之下的負數。最大與最小値h,與h2之間的差因而與^與h2之個別絕對値的總合相同。對圖型化區並未施加任何特別限定，但是，從圖型化區最小平方平面至圖型化區之最大與最小高度之間的差較佳地不大於〇.5//m，更佳地不大於〇.3#m，最佳地不大於 0 _ 2 /i m 〇 [第三實施例] 說明本發明的第三實施例中的空白光罩基材。在第三實施例中，空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋。基材具有上表面，光罩圖型會形成於上表面 -13- (10) (10)1329779 上。四邊形環狀區在延著基材的上表面之外周圍的每一側邊之內延伸2至10 mm。當用於基材上表面上的四邊形環狀區之最小平方平面被視爲參考平面時，以及，在參考平面上繪製圓心在基材的中心之圓以致於橫亙平面時，在通過參考平面之拱狀部份中取得之從參考平面至四邊形環狀區之最大與最小高度之差最多0.3 #m。將於下參考圖1B，說明此處所使用的「四邊形環狀區j 一詞，圖1B係顯示基材上表面1，當基材要成爲空白光罩或光罩時，在其上形成例如具有遮光特性的膜等適當膜、或其膜圖型。在圖中，四邊形環狀區3在構成上表面的外周圍之個別側之內延伸2 mm至1 0 mm。四邊形環狀區3具有特徵在於上述形狀及値的形狀及高度。膜圖型 (光罩圖型）形成於圖型化區4中，圖型化區4位於四邊形環狀區3的內周圍之內且始於構成上表面的外周圍之個別側之內10 mm處。當使用此基材製造光罩，並以真空夾具或類似者，將所造成的光罩於接近延著其整個周長之基材的外周圍處、或是僅接近成對的對立側處，固持在晶圓曝光系統的光罩台上時，基材的水平及垂直側是可以互換的，真空夾持位置會包含於此四邊形環狀區之內。因此，四邊形環狀區的形狀在晶圓曝光期間主宰基材的整個上表面之形狀；亦即，會有光罩圖型形成於上之基材的整個上表面之形狀。亦即，與位置及線寬有關的圖型之準確曝光會要求基材上表面，特別是圖型化區具有之形狀能於圖型曝光時配置成平行於曝照光而不用使光罩圖型傾斜。 -14- (11) (11)1329779 因此，第三實施例欲最佳化主要主宰基材的整個上表面之形狀之四邊形環狀區的形狀及高度，特別是圖型化區的形狀。此處，四邊形環狀區在構成上表面的外周圍之個別側之內延伸2 mm至10 mm。假使四邊形環狀區滿足上述特別形狀及値範圍時，它也將滿足真空夾持位置處的形狀及値範圍，而能夠在使用光罩時取得平坦度。或者，至少在真空夾持位置或基材固持位置處滿足上述形狀及値，也是可接受的。較佳地，此四邊形環狀區整體上具有向下朝向基材的周圍傾斜之形狀。但是，設於四邊形環狀區之內的圖型化區不會受到任何特別限制，且具有不同形狀，例如平面形狀、凹形或凸形。在第三實施例中，用於基材上表面上的四邊形環狀區之最小平方平面被視爲參考平面。在參考平面上繪製圓心在基材的中心之圓以致於橫亙平面。在通過參考平面之拱狀部份中取得之從參考平面至四邊形環狀區之最大與最小高度之差最多〇.3/zm，較佳地最多爲0.2/im。第三實施例的用於空白光罩基材之「最小平方平面」的定義與第一及第二實施例中相同。在第三實施例中，在相當於用於四邊形環狀區之最小平方平面之參考平面上繪製圓心在基材的中心之圓。由於四邊形環狀區是具有上述範圍及寬度的區域，所以，並非所有圓心在基材中心的圓之圓周會重疊用於四邊形環狀區 -15- (12) (12)1329779 之最小平方平面，而是僅有其部份弧區重疊最小平方平面。因此，如上所述般，僅量測通過參考平面之拱部中從參考平面至四邊形環狀區的最大與最小高度差，以及計算它們之間的差。第三實施例的基材具有之形狀係在參考平面上繪製之任何圓的拱狀部份中，從參考平面至四邊形環狀區之最大與最小高度之差最多〇.3jum。亦即，在理想狀態下（最大與最小高度之間的差爲〇 m )，四邊形環狀區具有如同在截角圓錐體的周圍表面上發現般的無變形形狀。雖然正如同上述所述般，最大與最小高度之間的差理想上爲〇/zm，但是，對於使用期間的光罩平坦度而言，達到0.3 /zm的差是可接受的。對於生產效率而言，約O.Olvm或更大的差是較佳的。在第三實施例中，較佳的是，從用於四邊形環狀區之最小平方平面至四邊形環狀區本身之最大與最小高度之差，亦即，在整個四邊形環狀區上取得之最大與最小高度之差，最多爲〇.5"m，特別是最多0.3//m。雖然對於圖型化區並無特別限制，但是，從用於圖型化區之最小平方平面至圖型化區之最大與最小高度之差較佳地最多爲0.5 /zm，更佳地最多爲0.3//Π1，特別地最多爲0.2/zm。進一步較佳的是，用於主表面區之最小平方平面至主表面區本身之最大與最小高度之差最多爲0.5/zm、特別是最多爲〇·3 "m，用於主表面區之最小平方平面是由基材上表面上的四邊形環狀區及位於四邊形環狀區的內周圍之內部的圖型化區所組成。 -16- (13) (13)1329779 [第一至第三實施例中的共同要件] 對於第一至第三實施例之所有空白光罩基材，使用例如平坦度測試器等裝置，量測及分析基材的上表面上的這些條狀區、四邊形環狀區及圖型化區，以及它們相對於最小平方平面之高度。這些條狀區或四邊形環狀區的完整形狀及高度量測是需要的，以取得所需的形狀。迄今爲止，當製造光罩時，會在要形成圖型之區域上執行特別與基材捲曲有關的量測。但是，由於末在包含夾持區之條狀區或四邊形環狀區上執行適當量測，所以，無法預測夾持之後基材形狀的改變。因此，當量測基材的上表面上的條狀區或四邊形環狀區以預測夾持之後形狀的改變時，在下述條件下執行這些量測是有利的。 (1 )在基材形狀被量測的區域：上述條狀區或四邊形環狀區會與位置資訊一起被量測。不當的位置資訊將無法準確地預測形狀。 (2 )量測間隔：0.05至〇·35 mm。太寬之量測間隔將無法取得足夠良好的形狀預測。另一方面，太窄的量測間隔將使得量測過於累贅。 (3 )量測準確度（誤差）：〇_〇1至〇·】// m。量測誤差太大將無法取得足夠良好的形狀預測。另一方面，太小的量測誤差將使得量測過於累贅並造成不良效率。量測牽涉光千涉之使用。由於根據用於表面之參考平 17- (14) (14)1329779 面以決定表面的形狀及高度，所以，此參考平面必須具有足夠的準確度（舉例而言，不大於0.0 2 /i m的誤差，較佳地不大於。發明的空白光罩基材可以由例如合成石英等適當材料所製成。其典型上爲四邊形、及較佳地爲方形 ' —邊至少 6吋（至少152 mm)長且較佳地爲6吋（152 mm)長的基材》基材具有的最大尺寸雖然未受到任何限制，但是因爲晶圓曝光期間必須處理基材的重量及其可操作性，所以，較佳地爲不大於12吋。基材具有之厚度雖然未受到任何特別限定，但是，較佳地從3至l〇mm。用於確認基材的晶向之標記有時會形成於基材上。此型狀的標記通常被置於基材的背面（底表面）。但是，在這些標記被置於上表面之情形中，根據本發明，標記的區域將會被排除於基材形狀的考量之外。藉由使用具有上述形狀的條狀區或四邊形環狀區的空白光罩基材以製造空白光罩，以及使用所造成的空白光罩以製造光罩，將能夠以良好產能製造光罩，而所製造的光罩在晶圓曝光系統中被夾持時僅受到些微的圖型化區變形。舉例而言’以下述方法，製造如上所述之空白光罩基材。首先’啓始基材會接受初始拋光步驟以授予其特定的中間形狀’之後’執行最後的拋光步驟。假使基材未經過具有所需的中間形狀之階段，則將難以以良好產能取得具 • 18 - (15) (15)1329779 有所需的最後形狀之基材。此處，取決於所使用的拋光技術組合，可以取得二種不同型式的所需中間產品，所以，可以使用二種製程。在 ~製程中，於下稱爲製造方法1，在快速地從基材的中央移除材料之條件下，基材會被拋光，然後，在快速地從基材的周圍移除材料之條件下，基材會被拋光。在其它製程中，於下稱爲製造方法2，在快速地從基材的周圍移除材料之條件下，基材會被拋光，然後，在快速地從基材的中央移除材料之條件下，基材會被拋光。在製造基材的方法中，初始拋光是雙側拋光操作。此操作中所使用的拋光機器可以爲現有型式的雙側拋光機器。此機器使用下板及上板以同時拋光啓始基材的二側。在習知技藝中，未執行抛光以控制基材的形狀，特別是上述條狀區或四邊形瓌狀區的高度及形狀，以致於此拋光階段未受到任何特別控制。結果，在所造成的基材之上表面上的條狀區或四邊形環狀區的表面形狀會有實質變化。相反地，當使用本方法以製造基材時，在製造方法1 的情形中，在從基材的中央快速地移除材料之條件下，以及，在製造方法2的情形中，在從基材的周圍快速地移除材料之條件下，執行拋光。特別地，較佳的是以約1至 2 00 rpm的速度，執行拋光。在所造成的經過拋光之中間產品中，以類似上述之方法（亦即裝置及量測條件），量測及分析經過拋光的中間產品上的四邊形環狀區或圖型化 -19- (16) (16)1329779 區的形狀及高度。將於下說明製造方法1及2。 [製造方法1] 首先，以初始拋光，製備經過拋光的產生，其中，基材上表面（經過拋光的側）滿足用於下述中間形狀1及2 之條件。接著，在不同條件下，將經過拋光的中間產品最後拋光。如此取得具有特定形狀之基材。 (中間形狀1) 此形狀係從主表面區最小平方平面至主表面區之最大與最小高度之間的差較佳地不會大於1.5/zm，且更佳地不會大於l.Ovm，以及，其中四邊形環狀區會朝向基材的外周圍向上傾斜。 (中間形狀2) 此形狀係從主表面區最小平方平面至主表面區之最大與最小高度之間的差較佳地不會大於1.5/im，且更佳地不會大於l.〇#m;從主表面區最小平方平面至主表面區的四角落（頂點）之最大與最小高度之間的差（此差値於此有時縮寫爲CIR)不會大於0.5/zm，較佳地不會大於以及，四邊形環狀區會朝向基材的周圍向上傾斜。在四邊形環狀區會朝向基材的周圍向上傾斜之基材上 -20- (17) (17)1329779 表面形狀的實施例包含下述形狀：如圖3A所示，在基材上表面的中心之圖型化區是平坦的且從圖型化區4的外周圍連續之四邊形環狀區3會傾斜成向上彎曲；以及，如圖 3B所示般，具有從圖型化區4延伸至四邊形環狀區3之凹面（亦即，主表面區形成凹面之形狀）。在圖3中，數字 5代表主表面區。然後，再拋光具有此中間形狀的經過拋光的中間產品，可以使用類似圖4所示的單側拋光機器，執行操作。圖4顯示基材11、下板12及上環13。在製造方法1中，藉由將經過拋光的中間產品固持於單側拋光機器中及將光罩圖型要形成於其上的產品之側拋光，並以降低的壓力作用於與經過拋光的側相對立之基材的側上，而能更有效地形成發明之特定形狀。此外，在拋光機器中，雖然以凸板拋光能使基材具有要取得之更佳形狀，但是，也可以使用平板作爲底板。在基材的上表面上的四邊形環狀區的外周圍通常會於外部上被斜切。 [製造方法2] 首先，以初始拋光，製備經過拋光的產生，其中，基材上表面（經過拋光的側）滿足用於下述中間形狀3及4 之條件。接著，在不同條件下，將經過拋光的中間產品最後拋光。如此取得具有特定形狀之基材。 (中間形狀3) -21 - (18) (18)1329779 此形狀係從主表面區最小平方平面至主表面區之最大與最小高度之間的差較佳地不會大於1 .5 v m，且更佳地不會大於l.〇//m，以及，其中四邊形環狀區會朝向基材的周圍向下傾斜。 (中間形狀4) 此形狀係從主表面區最小平方平面至主表面區之最大與最小高度之間的差較佳地不會大於1 . 5 m，且更佳地不會大於1.0# m;從主表面區最小平方平面至主表面區的四角落（頂點）之最大與最小高度之間的差（CIR )不會大於〇.5//m，較佳地不會大於0.3；um;以及，四邊形環狀區會朝向基材的周圍向下傾斜。四邊形環狀區會朝向基材的周圍向下傾斜之基材上表面形狀的實施例包含下述形狀：如圖3C所示，在基材上表面的中心之圖型化區是平坦的且從圖型化區的外周圍連續之四邊形環狀區會傾斜成向下彎曲；以及，如圖3 D所示般，具有從圖型化區延伸至四邊形環狀區之凸面（亦即，主表面區形成凸面之形狀）。在製造方法2中，藉由將經過拋光的中間產品固持於類似於圖4中所示的單側拋光機器中及將光罩圖型要形成於其上的產品之側拋光，並施加壓力於與經過拋光的側相對立之基材的側上，而能更有效地形成發明之特定形狀。此外，在拋光機器中，雖然以凸板拋光能使基材具有要取得之更佳形狀，但是，也可以使用平板作爲底板。在基材的上表面上的四邊形環狀區 * · -22- (19) (19)1329779 的外周圍通常會於外部上被斜切。藉由通過類似上述的操作之二階段抛光，可以以良好的產能，製造上表面上的給定處具有特定形狀之基材。在經過拋光的中間產品之圖型化區中，從圖型化區最小平方平面至圖型化區之最大與最小高度差希望不大於 0·5βπι，較佳地不大於〇.3em，更佳地不大於0.2#m。此外，圖型化區可以具有任何適當形狀，包含平面形狀、凸形或凹形。根據所要的光罩用途，適當地選擇例如光罩膜或相位偏移膜等具有遮光特性的膜，並將其形成於所造成的基材上以給予空白光罩。通常以濺射製程，形成例如半色調相位偏移膜等相位偏移膜及光罩膜。在本發明中，「具有遮光特性的膜」包含實質上阻擋曝照光通過之膜，例如半色調相位偏移膜。在用於二位元光罩之空白光罩的製造時，在發明的基材上沈積適當材料層以作爲光罩膜。適用於此目的之材料的實施例包含金屬鉻、例如氧化鉻 '氮化鉻、氮氧化鉻、及氮氧碳化鉻等鉻化合物：及例如矽化鉬、矽化鈦和矽化锆、等金屬矽化物；以及其氧化物、氮化物、氮氧化物和氮氧碳化物。通常使用二或更多層具有不同折射係數的材料、或是使用內部具有成份梯度的成份而造成抗反射能力的材料，以形成此光罩膜。這些膜中的應力爲低是較佳的。在用於半色調相位偏移光罩之相位偏移空白光罩的製 -23- (20) (20)1329779 造中，由發明的方法所製造的基材已在其上形成半色調相位偏移膜，半色調相位偏移膜會使曝照光衰減至光實質上不會使光阻感光的程度，以及，也具有使光的相位偏移 ]80度之能力。可以使用之這些材料的實施例包含例如氧化鉻、氮化鉻、氮氧化鉻及氮氧碳化鉻等鉻化合物；例如矽化鉬、矽化鈦及矽化锆等金屬矽化物、以及其氧化物、氮化物、氮氧化物和氮氧碳化物；及氮化矽和氧化砂。半色調相位偏移膜可以是單層或多層膜。但是，爲了提供對例如化學濕蝕刻等後圖型化處理之耐受性及良好的可處理力，較佳的是使用多層膜、或是具有成份梯度之膜，在多層膜中，在表面側上與基材側上的材料或成份不同。如同在掩罩膜中的情形般，對於構成半色調相位移膜的材料組合而言，較佳的是被選擇成例如使膜應力最小。此外，在半色調相位移膜的頂部上，通常形成上述掩罩膜。假使在塗著光阻的晶圓上之不同位置處重覆曝光，則透光率已被降低以防止感光之半色調相位移光罩的的膜周圍部份會受到重疊曝光。結果，重疊的區域會被曝光多次且變成感光的，這是必須防止發生的事。爲達此目的，通常需要沈積光罩膜於光罩圖型未被寫入之半色調相位移光罩的周圍部份上。因此，以操作的整體次序而言，較佳的是光罩膜於半色調相位移空白光罩製造階段形成。此外，如同在李文生（Lenvenson)型相位移光罩的情形中所作般，藉由在基材上沈積高透光相位移膜以形成相位移光罩。假使需要時，在任意上述膜上沈積導電膜及蝕刻阻擋 -24- (21) (21)1329779 膜。沈積於發明之基材上之膜，雖無特別限制，但是，具有之膜應力，當以基材的膜捲曲之量表示時，較佳的是不大於0.5；um，更佳地不大於0.3/zm，再更佳地不大於0.2 Mm，最佳地不大於0.1#m。在大的膜應力時，基材變形會視光罩上的膜（圖型化區）之覆蓋程度而變差，可能阻礙取得所需的平坦度。當在基材上形成例如掩罩膜等膜時，由膜所造成的應力會使基材變形。由於，由此膜應力所造成的基材變形主要影響基材的捲曲變化，所以，其會改變在基材的上表面之形狀。因此，當藉由預測而決定光罩膜沈積之前基材階段之基材上表面的形狀、要形成的膜之應力以及其於晶圓曝光系統中由夾具固持時之光罩的形狀時，可以執行光罩量產至更佳產能。膜應力會視膜型式及成份、以及製造方法而變。舉例而言，鉻爲基礎的膜會造成拉伸應力，而Mo Si爲基礎的膜會產生壓縮應力。藉由在上表面形狀及高度已被量測之基材上沈積給定膜，然後在膜沈積後量測及分析基材上表面的形狀及高度，可以決定導因於膜應力之基材上表面的變形。因此，經由量測基材的上表面上不同的位置沈積膜之前及之後的變形量、初步量測應力及變形程度、以及根據這些量測而模擬未形成膜之基材的形狀，將能夠預測膜沈積之後基材的形狀，以及，根據預測的形狀，決定光罩被夾持在曝光工具中時將具有的形狀。考慮光罩圖型已被 -25- (22) (22)1329779 形成而作爲光罩時基材上表面上的膜（圖型化區）覆蓋，能夠有更準確的模擬。因此，在包含至少光罩層或相位偏移層之一或更多層被沈積於空白光罩基材的上表面上以形成空白光罩、所沈積的層會被圖型化以形成光罩' 以及將光罩安裝於曝光工具中之製程中，藉由模擬膜沈積於基材的上表面上之前至光罩安裝於曝光工具時基材上表面的形狀變化、決定光罩安裝於曝光工具中時會授予上表面平坦形狀的改變之前的基材上表面的形狀、以及選取沈積之前具有此表面形狀之基材作爲可接受的基材，根據例如要沈積於基材上的膜之型式及導因於膜的基材上表面之形狀的變化等考量，改變基材上表面的形狀及高度，而能夠以更高產能製造能夠在作爲光罩之用時賦予良好平坦度之基材。如上所述，當使用發明之基材而製成的光罩被夾持於晶圓曝光系統中時，基材會提供優良的平坦度。因此，能夠將光罩圖型準確地對齊於預定位置，能夠使具有小的最小特徵尺寸之曝光圖型以位置及線寬的高準確度被寫於晶圓上。此基材完全符合微影術中較小圖型幾何形狀之需求’且特別較佳地作爲下述光罩製造時的空白光罩基材，該光罩係用於具有0.12/zm或更低的線寬，特別是0」0 //m或更低之非常精細的圖型之曝光。實施例下述實施例作爲說明而非限定之用。 -26- (23) 1329779 實施例 1 在雙側拋光機器上，以膠體氧化矽拋光用於空之152mm(6吋）方形啓始基材，其中，基材表面的周圍受到較高的拋光速度拋光，產生如圖5A所示凹形的主表面區之經過拋光之中間產品。具體而言表面區中•從主表面區的最小平方平面至主表面區與最小高度之差（此後，此差値稱爲「主表面平坦爲〇.74#m，以及，從主表面區的最小平方平面至區的四角落之最大與最小高度之差（CIR)爲0.27/ 此處及下述中，以水平及垂直方向〇.35#m的達到〇 · 1 /i m或更佳的準確度，從平坦度測試器取度量測中計算主表面平坦度及CIR。接著，此次在類似於具有固定於下板的拋光布中所示的單側拋光機器上，以基材表面的中心比周更低的拋光速度，以膠體氧化矽，將經過拋光的中拋光。標線片固持板的速度：】20 rpm 下板的速度： 50 rpm 拋光時間： 5分鐘所造成的基材（厚度：6.4 mm)如圖5B所示般表面區具有0.30// m的主表面平坦度及0.22/i m的以及，向下傾向基材的周圍之四邊形環狀區。白光罩中心比的具有，在主之最大度j ) 主表面 I ΙΏ β 間隔並得的高之圖 4 圍受到間產品，其主 CIR， -27- (24) 1329779 實施例 2 以同於實施例1的方式，拋光用於空 1 52mm(6吋）方形啓始基材，其中，基材表面白圍受到較高的拋光速度拋光，產生如圖6 A所5 形的主表面區之經過拋光之中間產品。主表1 0.88"m，以及，CIR 爲 0.27；um。接著，此次在類似於具有固定於下板的拋3 中所示的單側拋光機器上，以基材表面的中心t 更低的拋光速度，以膠體氧化矽，將經過拋光β 拋光。標線片固持板的速度： 120 rpm 下板的速度： 33rpm 拋光時間： 4分鐘所造成的基材（厚度：6.4 mm)如圖6B所5 表面區具有0.27/im的主表面平坦度及0.14/zi 以及，向下傾向基材的周圍之四邊形環狀區。= 有實質上同心的等高線。實施例 3 以同於實施例1的方式，拋光用於空 152mm(6吋）方形啓始基材，其中，基材表面0 圍受到較高的拋光速度抛光，產生如圖7A所7 形的主表面區之經過拋光之中間產品。主表面 0.88/zm，以及，C1R 爲 0.52/im。白光罩之中心比周的具有凹平坦度爲布之圖 4 周圍受到中間產品般，其主的 CIR，表面區具白光罩之中心比周的具有凹平坦度爲 -28- (25) 1329779 接著，此次在類似於具有固定於下板的拋光中所示的單側拋光機器上，以基材表面的中心比更低的拋光速度，以膠體氧化矽，將經過拋光的拋光6 標線片固持板的速度： 120 rpm 下板的速度： 50 rpm 抛光時間： 7分鐘所造成的基材（厚度：6.4 mm)如圖7B所示表面區具有〇.49/zm的主表面平坦度及〇.41//m 以及，向下傾向基材的周圍之條狀區。實施例 4 在雙側拋光機器上，以膠體氧化矽拋光用於之1 52mm(6吋）方形啓始基材，其中，基材表面周圍受到較低的抛光速度拋光，產生如圖8A所凸形的主表面區之經過拋光之中間產品。主表面 0.80/2 m，以及，CIR 爲 0.22# m。接著，此次在類似於具有固定於下板的拋光中所示的單側拋光機器上，以基材表面的中心比更高的拋光速度，以膠體氧化矽，將經過拋光的拋光。標線片固持板的速度： 120rpm 下板的速度： 33 rpm 拋光時間： 20分璋. 布之圖 4 周圍受到中間產品般，其主的 CIR，空白光罩的中心比示的具有平坦度爲布之圖 4 周圍受到中間產品 •29- (26) (26)1329779 所造成的基材（厚度：6.4 mm)如圖8B所不般’其主表面區具有0.28/zm的主表面平坦度及O.lljt/m的CIR，以及，向下傾向基材的周圍之四邊形環狀區。實施例 5 以同於實施例 4的方式，拋光用於空白光罩之 152mm(6吋）方形啓始基材，其中，基材表面的中心比周圍受到較低的拋光速度拋光，產生如圖9A所示的具有凸形的主表面區之經過拋光之中間產品。主表面平坦度爲 0.68"m，以及，CIR 爲 0.13"m。接著，此次在類似於具有固定於下板的拋光布之圖4 中所示的單側拋光機器上，以基材表面的中心比周圍受到更高的拋光速度，以膠體氧化矽，將經過拋光的中間產品拋光。標線片固持板的速度： 120 rpm 下板的速度： 20 rpm 拋光時間： 2 0分鐘所造成的基材（厚度：6·4 mm)如圖9B所示般，其實質平坦的主表面區具有〇.21"m的主表面平坦度及0.16 /zm的CIR，以及，稍微向下傾向基材的周圍之條狀區。實施例 6 以同於實施例4的方式，拋光用於空白光罩之 1 5 2mm (6吋）方形啓始基材，其中，基材表面的中心比周 -30- (27) 1329779 圍受到較低的拋光速度拋光，產生如圖10A所开凸形的主表面區之經過拋光之中間產品。主表面4 1.28em，以及，CIR 爲 0.52/im。接著，此次在類似於具有固定於下$的拋光布中所示的單側拋光機器上，以基材表面的中心比局更高的拋光速度，以膠體氧化矽，將經過拋光的4 拋光。標線片固持板的速度： 1 03 rpm 下板的速度： 50rpm 拋光時間： 1 〇分鐘所造成的基材（厚度：6.4 mm)如圖10B所示瓶表面區具有〇.44;/m的主表面平坦度及0.37/im» 以及，稍微向下傾向基材的周圍之四邊形環狀區、有凹形的四邊形環狀區內之圖型化區。實施例 Ί 以同於實施例 4的方式，拋光用於空白 152mm (6吋）方形啓始基材，其中，基材表面的弓圍受到較低的拋光速度拋光，產生如圖11A所凸形的主表面區之經過拋光之中間產品。主表面3 0-91ym，以及，CIR 爲 0.40ym。接著，此次在類似於具有固定於下板的拋光才中所示的單側拋光機器上，以基材表面的中心比H 更高的拋光速度，以膠體氧化矽，將經過拋光的的具有坦度爲之圖4 圍受到間產品，其主 CIR，以及具光罩之心比周的具有坦度爲之圖4 圍受到間產品 -31 - (28) (28)1329779 拋光。標線片固持板的速度： 103rpm 下板的速度： 50rpm- 拋光時間： 1 0分鐘所造成的基材（厚度：6.4 mm)如圖1 1B所示般，其主表面區具有0.46//m的主表面平坦度及0.38#m的CIR，以及，向下傾向基材的周圍之條狀區。比較實施例 1 在雙側拋光機器上，以膠體氧化矽拋光用於空白光罩之152mm(6吋）方形啓始基材，造成經過拋光的中間產品，其如圖12A所示般，具有扭曲形狀的主表面區，四角落之一會向上傾斜而其餘的三角落會向下傾斜。主表面平坦度爲1.72//m，以及，CIR爲1.72//Π1。接著，此次在類似於具有固定於下板的拋光布之圖4 中所示的單側拋光機器上，以基材表面的中心比周圍受到更低的拋光速度，以膠體氧化矽，將經過拋光的中間產品拋光® 標線片固持板的速度： 120 rpm 下板的速度： 50『pm 拋光時間： 5分鐘所造成的基材（厚度：6.4 mm)如圖12Β所示般’其主表面區具有〇.72//m的主表面平坦度及的CIR» -32- (29) (29)1329779 實施例 8 以同於實施例5中的方法所製造的空白光罩基材具有如圖13A所示的主表面形狀及0.3"m的主表面平坦度。藉由濺射，在基材上沈積I 〇〇 nm厚的鉻膜以形成空白光罩。接著，於空白光罩上沈積光阻膜。光阻膜會受微影術處理。使用受過處理的光阻膜作爲蝕刻掩罩，形成光罩圖型。接著，剝除光阻膜，造成之光罩具有如圖13B所示之主表面形狀，以及具有的線及空間圖型會在曝光期間在晶圓上提供0.1 θηι線寬以及在94%的基材的主表面區中具有圖型覆蓋（由鉻遮蓋的百分比）。光罩的基材之主表面區具有0.26/im的主表面平坦度。當光罩被真空夾持於晶圓曝光系統中時，其會呈現如圖13C所示的令人滿意之主表面形狀以及具有0.20 /i m的主表面平坦度。實施例 9 以同於實施例8中的方法所製造的空白光罩基材具有如圖14A所示的主表面形狀及 0.44 # m的主表面平坦度。藉由濺射，在基材上沈積100 nm厚的鉻膜以形成空白光罩。接著，於空白光罩上沈積光阻膜。光阻膜會受微影術處理。使用受過處理的光阻膜作爲蝕刻掩罩，形成光罩圖型。接著，剝除光阻膜，造成之光罩具有如圖MB所示之主表面形狀，以及具有的線及空間圖型會在曝光期間在晶圓上提供線寬以及在94%的基材的主表面區中具有圖型覆蓋（由鉻遮蓋的百分比）。光罩的基材之主表 -33- (30) (30)1329779 面區具有〇.36ym的主表面平坦度。當光罩被真空夾持於晶圓曝光系統中時，其會呈現如圖14C所示的令人滿意之主表面形狀以及具有0.3 5 的主表面平坦度。比較實施例 2 以同於比較實施例1中的方法所製造的空白光罩基材具有如圖15A所示的主表面形狀及0.57/^m的主表面平坦度。藉由濺射，在基材上沈積1〇〇 nm厚的鉻膜以形成空白光罩。接著，於空白光罩上沈積光阻膜。光阻膜會受微影術處理。使用受過處理的光阻膜作爲蝕刻掩罩，形成光罩圖型。接著，剝除光阻膜，造成之光罩具有如圖〗5B 所示之主表面形狀，以及具有的線及空間圖型會在曝光期間在晶圓上提供0.1 Am線寬以及在94%的基材的主表面區中具有圖型覆蓋（由鉻遮蓋的百分比）。光罩的基材之主表面區具有〇.67ym的主表面平坦度。當光罩被真空夾持於晶圓曝光系統中時，其會呈現如圖1 5 C所示的非平坦主表面形狀以及具有0.80//Π1的主表面平坦度。【圖式簡單說明】圖]係顯示基材的上表面上之條狀區、四邊形區及圖型化區。圖2係剖面圖，說明用於表面之最小平方平面及始於最小平方平面的高度之觀念。圖3係顯示基材上的上表面形狀之某些實施例。 * · .. -34- (31) (31)1329779 圖4係用於實施例之單側拋光機器的剖面視圖。圖5 A係實施例1中所取得的經過拋光的中間產品上的主表面區的形狀之立體視圖，圖5 B是藉由再拋光此經過拋光的中間產品而取得的空白光罩基材上的主表面區之類似視圖。圖6A係實施例2中所取得的經過拋光的中間產品上的主表面區的形狀之立體視圖，圖6 B是藉由再拋光此經過拋光的中間產品而取得的空白光罩基材上的主表面區之類似視圖。圖7 A係實施例3中所取得的經過拋光的中間產品上的主表面區的形狀之立體視圖，圖7 B是藉由再拋光此經過抛光的中間產品而取得的空白光罩基材上的主表面區之類似視圖。圖8A係實施例4中所取得的經過拋光的中間產品上的主表面區的形狀之立體視圖，圖8 B是藉由再拋光此經過拋光的中間產品而取得的空白光罩基材上的主表面區之類似視圖。圖9 A係實施例5中所取得的經過拋光的中間產品上的主表面區的形狀之立體視圖，圖9 B是藉由再拋光此經過拋光的中間產品而取得的空白光罩基材上的主表面區之類似視圖。圖1 0A係實施例6中所取得的經過拋光的中間產品上的主表面區的形狀之立體視圖，圖10 B是藉由再拋光此經過拋光的中間產品而取得的空白光罩.基材上的主表面 -35- (32) (32)1329779 區之類似視圖。圖1 1 A係實施例7中所取得的經過拋光的中間產品上的主表面區的形狀之立體視圖，圖11 B是藉由再拋光此經過拋光的中間產品而取得的空白光罩基材上的主表面區之類似視圖。圖1 2 A係於比較實施例1中所取得的經過拋光的中間產品上的主表面區的形狀之立體視圖，圖1 2 B是藉由再拋光此經過拋光的中間產品而取得的空白光罩基材上的主表面區之類似視圖。圖13A、I3B及13C分別爲實施例8中所使用的空白光罩基材的主表面區的形狀、由其製備的光罩之形狀、及光罩被真空夾持於晶圓曝光系統的光罩台上時的形狀之立體視圖。圖14A、14B及14C分別爲實施例9中所使用的空白光罩基材的主表面區的形狀、由其製備的光罩之形狀、及光罩被真空夾持於晶圓曝光系統的光罩台上時的形狀之立體視圖。圖I 5 A、1 5 B及I 5 C分別爲比較實施例2中所使用的空白光罩基材的主表面區的形狀、由其製備的光罩之形狀、及光罩被真空夾持於晶圓曝光系統的光罩台上時的形狀之立體視圖。【主要元件符號說明】 1 基材上表面 -36- (33)1329779 2 條狀 1品. 3 四邊形環狀區 4 圖型化 Ιαπ 5 主表面丨品 11 基材 12 下板 13 上環 2 1 最小平方平面 22 非水平表面 -37

Claims

(1) (1)1329779 十、申請專利範圍 1. 一種空白光罩基材，該空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋，及具有成對的條狀區，該成對的條狀區在延著光罩圖型要形成於上之基材的上表面之外周圍的成對相對立側邊之每一側內延伸2至1 0 mm，但排除其長度方向上每一端處2mm邊緣部份，其中，每一條狀區係向下傾向基材的外周圍，以及，從用於基材上表面上的條狀區之最小平方平面至條狀區本身之最大與最小高度之間的差最多爲0.5/zm» 2. 一種空白光罩基材，該空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋，以及具有四邊形環狀區，該四邊形環狀區在延著基材的上表面之外周圍的每一側邊之內延伸 2至10 mm，而光罩圖型係要形成於基材的上表面上，其中，該四邊形環狀區係向下傾向基材的外周圍，以及，從用於基材上表面上的四邊形環狀區之最小平方平面至四邊形環狀區本身之最大與最小高度之間的差最多辱0.5 β m。 3·—種空白光罩基材，該空白光罩基材是四邊形的且每邊長度至少6吋，以及具有四邊形環狀區，該四邊形環狀區在延著基材的上表面之外周圍的每一側邊之內延伸 2至10 mm，而光罩圖型係要形成於基材的上表面上，其中’當基材上表面上用於該四邊形環狀區之最小平方平面被視爲參考平面時，以及圓心在該基材的中心之圓被繪製於該參考平面上以橫亙該參考平面時，在通過該參考平面 •38- (2) (2)1329779 之拱部中所取得的從該參考平面至該四邊形環狀區之最大與最小高度之間的差最多爲0.3 m。 4.如申請專利範圍第3項之空白光罩基材，其中，從用於基材上表面上的四邊形環狀區之最小平方平面至四邊形環狀區本身之最大與最小高度之間的差最多爲0.5 U m。 5-如申請專利範圍第3項之空白光罩基材，其中，從用於主表面區之最小平方平面至主表面區本身之最大與最小高度之間的差最多爲0.5// m，該主表面區由基材上表面上的四邊形環狀區及位於該四邊形環狀區的內周圍之內部的圖型化區組成。 6.—種空白光罩，包括如申請專利範圍第1項之基材以及對曝照光具有遮光特性的膜及/或以單層或多層形式沈積於該基材上的相位偏移膜。 7_ —種光罩，其中，如申請專利範圍第6項之空白光罩的膜會被圖型化。