中間掩模用基板及其製造方法,以及光刻掩模板及其製造方法
2023-05-26 09:52:56 5
專利名稱：中間掩模用基板及其製造方法,以及光刻掩模板及其製造方法
技術領域：
本發明涉及用於中間掩模的中間掩模用基板及其製造方法以及光刻掩模板及其製造方法，中間掩模被安裝在用於半導體集成電路的製造等的步進曝光裝置上、作為縮小曝光裝置用掩模而使用。
背景技術：
在進行半導體集成電路的製造時，例如為了進行圖案複製，被安裝在步進曝光裝置上、作為縮小曝光裝置用掩模而使用的中間掩模在至少主表面被拋光的透明的玻璃基板上通過噴濺等形成由鉻等形成的遮光膜等構成的圖案。
近年來，隨著圖案的細微化，要求該中間掩模用基板具有高平坦度和高平滑性。
在該中間掩模用基板上，為了在圖案的複製區域內形成圖案位置精度高的圖案，近年來，例如在6025(6英寸×6英寸×0.25英寸)(1英寸＝25.4mm)尺寸的基板上，從基板的主表面與倒角面的邊界除去3mm的區域(以下稱為平坦度測定區域)的基板主表面的平坦度小於等於0.5μm(半導體設計規定100nm)，進一步要求小於等於0.25μm(半導體設計規定70nm)。另外，該平坦度被定義為從基板表面的測定面對最小平方法計算的假設絕對平面(焦平面)的、測定面的最大值和最小值的差。
這樣，現有的只要求從基板側面除去一定的寬度的基板的中心部區域的平坦度。
但是，隨著近年來圖案的細微化，隨著圖案線寬越來越小，發現了中間掩模用基板的周邊部的形狀在利用步進曝光裝置將中間掩模上的圖案複製在被複製基板上時，容易影響圖案位置精度。
即在步進曝光裝置上，通常的中間掩模是形成圖案側的主表面被向著被複製基板側安裝，此時，為了擴大圖案區域並且在步進曝光裝置運轉時基板不錯位，在平坦度測定區域外或者跨在平坦度測定區域與平坦度測定區域外的基板主表面的周邊部，被真空卡盤夾住。
圖2是表示步進曝光裝置上的中間掩模的吸附裝置。
在圖2中，中間掩模1』通過基板保持部件6被吸附安裝在基板保持裝置5上。基板保持部件6被沿著中間掩模1』的兩條邊設置，通過吸入口8與真空裝置(無圖示)連接，被該吸入裝置吸引，中間掩模1』被吸引。
此時，如果構成中間掩模基礎材料的基板(中間掩模用基板)的周邊部的端部形狀(平坦度、塌邊量等)差，則存在用真空卡盤夾住時基板變形，複製圖案的圖案位置精度、即複製圖案之間的距離位移或線寬的均勻性惡化的問題。
上述問題在SIPE光掩模以及下一代平版印刷掩模技術彙編IXVol.4754，43-53頁(2002)(Proceedings of SIPE Photomask andNext-Generation Lithography Mask Technology IXVol.4754，p43-53(2002))中也被指出。在此，由於中間掩模用基板的端部形狀是凸起形狀的情況下，保持在步進曝光裝置上時的位置精度惡化，因此，端部形狀最好是平坦的或有稍微塌邊形狀。
另外，基板保持部件6與基板主表面接觸的區域根據各步進曝光裝置廠商而有所不同，由於該差異，用真空卡盤夾住時的基板變形量不同。因此，需要按照步進曝光裝置的基板保持部件、將用真空卡盤夾住時的基板變形量限制在規定範圍地設計中間掩模用基板，但實際上進行這樣的對應是困難的。因此，不僅要求基板保持部件與基板主表面接觸的區域、而且要求用真空卡盤夾住時的基板變形量在規定範圍內的中間掩模用基板，但在上述的文獻中沒有記載。
一般來說，上述中間掩模用基板是經過特開平1-40267號公報中所記載的精密研磨而製造。
該精密研磨是在多個階段同時對多個中間掩模用基板進行兩面研磨的所謂的修補式的兩面研磨，使用以氧化鈰為主劑的研磨劑進行研磨後，使用以膠質二氧化矽為主劑的研磨劑進行成品研磨。另外在該精密研磨中，為了使基板主表面平滑，使用絨面革的研磨襯墊。
但是，在上述的方法中具有以下問題，即雖然可以得到高生產效率，但是由於來自研磨襯墊的過度的壓力施加在中間掩模用基板的周邊部，產生的所謂研磨襯墊的凹陷或研磨加工中的研磨襯墊的形狀不穩定，不能得到高平坦度的中間掩模用基板。尤其是，由於中間掩模用基板的端部形狀惡化，因此不能確實地安裝到步進曝光裝置的基板保持裝置上，利用步進曝光裝置將中間掩模上的圖案複製到被複製基板上時的複製位置精度惡化。
因此，如特開2002-318450號公報中所述，提出了如下的光掩模用玻璃基板的製造方法，即為了使曝光時的曝光面平坦，計算遮光膜在對玻璃基板的表面形成圖案的狀態下曝光時的曝光面呈平坦的玻璃基板的形狀、與原料玻璃基板的形成的差分，根據該差分進行局部的等離子蝕刻。
但是，上述的方法具有以下問題，即原理上可以製成具有曝光時曝光面為平坦的形狀的玻璃基板，但由於等離子蝕刻，玻璃基板的表面形成表面粗糙或產生加工變質層，因此，其後必須進行極短時間的機械研磨。因此，不能忽視極短時間的機械研磨產生的平坦度的惡化，並且，由於增加了加工工序，因此生產效率降低。
另外，用測定上述特開2002-318450號公報中所記載的基板形狀的方法(光學幹涉式的平坦度測定法)高精度地測定基板的周邊部是很困難的。因此，即使可以形成所希望的平坦度，但實際上不能形成基板的周邊部的形狀，將中間掩模安裝在步進曝光裝置的基板保持裝置上時，具有中間掩模發生變形、複製圖案的位置精度惡化等問題。
另外，在特開2003-51472號公報中記載了以防止檢查感度降低和防止保護層塗敷面的精度下降為目的、從基板的外周端面的外周邊起內側3mm處到邊緣部內周邊之間的外側區域上的平坦度小於等於0.5μm的基板。即，上述特開2003-51472號公報只記載了基板的外側區域上的平坦度，沒有指出薄膜形成在該基板上時的任何問題。另外，上述特開2003-51472號公報也沒有指出基板的外側區域以外的區域上的平坦度。
因此，即使在上述特開2003-51472號公報所規定的基板上形成薄膜、構成中間掩模，由於巨大的膜應力施加在薄膜上，也會發生中間掩模的形狀變形等問題。另外，由於測定基板的外周附近的平坦度的測定值的可靠性降低，因此不能防止將中間掩模安裝在各不同廠商的步進曝光裝置的基板保持裝置上時的中間掩模的變形。
發明內容
本發明鑑於上述問題，目的是提供可以防止通過在基板上形成薄膜構成的中間掩模上的變形的中間掩模用基板和光刻掩模板。即，本發明的課題是提供即使步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的步進曝光裝置的基板保持裝置上，也可以抑制中間掩模的變形、將複製圖案的位置精度的下降抑制在最小限度的中間掩模用基板以及可以高生產效率、高合格率地製造該基板的中間掩模用基板的製造方法。
另外，本發明的目的是提供即使步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的步進曝光裝置的基板保持裝置上，也可以抑制中間掩模的變形、將複製圖案的位置精度的下降抑制在最小限度的光刻掩膜板以及可以高生產效率、高合格率地製造該光刻掩膜板的光刻掩膜板的製造方法。
(構成1)一種中間掩模用基板，具有相互相對設置的一組主表面、與該主表面直交相互相對設置的兩組側面以及被上述主表面和側面夾住的倒角面，其特徵在於，在上述基板的主表面上，從上述主表面與上述倒角面的邊界除去內側3mm區域的平坦度測定區域上的平坦度小於等於0.5μm，並且，上述主表面與上述倒角面的邊界上的從基準面起的最大高度大於等於-1μm、小於等於0μm。
(構成2)一種光刻掩膜板，其特徵在於，在構成1所述的中間掩模用基板上的上述基板主表面上形成作為複製圖案的薄膜。
(構成3)如構成2所述的光刻掩膜板，其特徵在於，上述薄膜的膜應力小於等於0.5Gpa。
(構成4)一種光刻掩膜板，其特徵在於，在構成2或構成3中所述的光刻掩膜板上，從形成上述薄膜側的上述主表面與上述倒角面的邊界除去內側3mm區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.5μm，並且，上述主表面與上述倒角面的邊界上的基準面起的最大高度大於等於-1μm、小於等於0μm。
(構成5)一種中間掩模用基板的製造方法，是構成1所述的中間掩模用基板的製造方法，其特徵在於，對中間掩模用基板的主表面進行磨削加工以及精密研磨加工後，測定包括與上述主表面的曝光裝置的基板保持部件接觸的基板周邊部的區域的表面形狀，根據測定結果，為了使上述主表面的表面形狀成為所希望的形狀，使上述主表面的形狀相對於在該主表面上任意設定的基準面成為相對凸狀的區域與其他區域相比，來自研磨裝置的研磨襯墊的壓力變大地、一面向著上述研磨襯墊供給研磨液一面使上述中間掩模用基板與上述研磨襯墊相對移動，以此修正上述主表面的表面形狀。
(構成6)如構成5所述的中間掩模用基板的製造方法，其特徵在於，上述精密研磨加工包括粗研磨加工和鏡面研磨加工，所述粗研磨加工以保持研磨加工得到的平坦度、去除基板表面的缺陷為目的，使用比較大的研磨磨粒進行研磨，所述鏡面研磨加工以基板表面的鏡面化為目的，使用比較小的研磨磨粒進行研磨。
(構成7)一種光刻掩膜板的製造方法，其特徵在於，在通過構成5或6中所述的中間掩模用基板的製造方法得到的中間掩模用基板的主表面上形成作為複製圖案的薄膜。
(構成8)如構成7所述的光刻掩膜板的製造方法，其特徵在於，在上述薄膜形成時或形成後進行抑制形成上述薄膜的前後的上述主表面與上述倒角面的邊界上的從基準面起的最大高度的變化的加熱處理。
根據上述構成1，由於在基板的主表面上，從主表面與倒角面的邊界除去內側3mm區域的平坦度測定區域上的平坦度小於等於0.5μm，並且，主表面與倒角面的邊界上的基準面起的最大高度大於等於-1μm、小於等於0μm，因此，即使步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的步進曝光裝置的基板保持裝置上，也可以抑制中間掩模的變形、將複製圖案的位置精度的下降抑制在最小限度。
在此，本發明中的平坦度是表示由TIR(Total Indicated Reading)所示的基板表面的凹凸度的值，是指從任意設置在基板主表面的表面側的基準面起主表面面內上的表面形狀的最大值與最小值的差(從測定面起對最小平方法算出的假想絕對平面(焦平面)的測定面的最大值與最小值的差)。
通過光學幹涉式的平坦度測定方法，即利用觀察使雷射等相干光照射在基板表面上進行反射，基板表面的高度差作為反射光的相位位移，由於不能高精度地測定從基板主表面與倒角面的邊界起內側3mm的區域，影響平坦度的可靠性，因此作為平坦度非測定區域。
平坦度測定區域上的平坦度最好小於等於0.5μm，更好是小於等於0.25μm，小於等於0.05μm最理想。
在此，即使平坦度測定區域上的平坦度是相同值，也有基板的端部形狀向著基板的倒角面為平面形狀、向著基板的倒角面為下垂形狀(塌邊形狀或卷邊形狀)、向著基板的倒角面為凸起形狀(跳臺形狀)。
曝光裝置的步進曝光裝置的基板保持部件是真空卡盤，由於在保持中間掩模的情況下，真空卡盤在基板的周邊部時，成為基板變形的原因，因此，上述形狀中平面形狀或塌邊形狀(卷邊形狀)比凸起形狀(跳臺形狀)更好。
在本發明中，在主表面與倒角面的邊界上的基準面起的最大高度上將塌邊程度、凸起程度進行定量化、以此評價上述端部形狀。
上述基準面可以根據基板的尺寸進行適當的調整。例如圖3所示，以主表面2與倒角面4的邊界14為基準位置，將連接從該基準位置進入內側3mm的點與從該點向中心方向位於內側16mm的點形成的面或線作為假想基準面或假想基準線。並且，將該假想基準面(或假想基準線)的高度設定為0的情況下，在主表面與倒角面的邊界上的最大高度上、定義塌邊程度、凸起程度。最大高度為0的情況下，表示平面形狀，為負(-)的情況下，表示基板主表面的周邊部為下垂形狀(塌邊形狀、卷邊形狀)，最大高度為正(+)的情況下，表示周邊部為凸起(跳臺形狀)。
並且，在本發明中，上述最大高度大於等於-1μm小於等於0μm。最大高度超過0μm的情況下，周邊部成為凸起的形狀，將中間掩模安裝在步進曝光裝置的基板保持裝置上時，中間掩模產生大的變形，複製圖案的位置精度下降。另外，最大高度不到-1μm的情況下，也不能牢固地保持在步進曝光裝置的基板保持裝置上，穩定性惡化，因此複製圖案的位置精度下降，也不理想。隨著複製圖案的細微化，複製位置精度也越來越嚴格，因此，最大高度最好是大於等於-0.5μm小於等於0μm，大於等於-0.25μm小於等於0μm，大於等於-0.1μm小於等於0μm，最理想的是大於等於-0.05μm小於等於0μm。
上述平坦度測定區域上的平坦度與主表面和倒角面的邊界上的基準面起的最大高度的組合，最好是平坦度小於等於0.25μm，主表面和倒角面的邊界上的基準面起的最大高度大於等於-0.5μm小於等於0μm，最理想的是大於等於-0.25μm小於等於0μm，並且，最好是平坦度小於等於0.05μm，主表面和倒角面的邊界上的基準面起的最大高度大於等於-0.1μm小於等於0μm，最理想的是大於等於-0.05μm小於等於0μm。
另外，根據上述構成2，通過在構成1所述的中間掩模用基板上的上述基板主表面上形成作為複製圖案的薄膜、製成光刻掩膜板，即使步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將使用上述光刻掩膜板製成的中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的步進曝光裝置的基板保持裝置上，也可以抑制中間掩模的變形、將複製圖案的位置精度的下降限制在最小限度。
根據上述的構成3，通過使薄膜的膜應力小於等於0.5Gpa，即使是光刻掩膜板，上述構成1中的基板的平坦度以及主表面和倒角面的邊界上的基準面起的最大高度也幾乎沒有變化地保持基板的表面形狀，因此，使用光刻掩膜板製成的中間掩模也是主表面的平坦度以及主表面和倒角面的邊界上的基準面起的最大高度幾乎沒有變化，即使將該中間掩模進行安裝，也可以抑制中間掩模的變形、將複製圖案的位置精度的下降限制在最小限度。薄膜的膜應力最好小於等於0.2Gpa，小於等於0.1Gpa更好。另外，在中間掩模用基板的主表面上形成多張薄膜時，是指整個多張薄膜的膜應力。另外，薄膜的膜應力可以通過將薄膜形成在中間掩模用基板上前後的基板的凹凸度的變化量求出。
另外，如上述的構成4所述，具體是，通過使從形成光刻掩膜板的薄膜側的上述主表面與上述倒角面的邊界除去內側3mm區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.5μm，並且，上述主表面與上述倒角面的邊界上的基準面起的最大高度大於等於-1μm小於等於0μm，可以確實將複製圖案的位置精度的下降限制在最小限度。
另外，根據上述的構成5，由於修正(或調整)基板的表面形狀的方法不使用現有的等離子蝕刻的方法，而是通過研磨襯墊進行的機械的機-化作用的拋光(研磨)調整平坦度，因此，通過一面保持或提高基板的表面粗糙度、一面修正(或調整)所希望的表面形狀，在將中間掩模安裝在步進曝光裝置的基板保持裝置上時，可以高生產效率地、高合格率地製造構成1的可以抑制中間掩模的變形、將複製圖案的位置精度的下降限制在最小限度的中間掩模用基板。
在上述構成5中，可以使用將後述的多個加壓體設置在大致整個基板主表面上的裝置作為進行形狀修正的研磨裝置。
另外，基板主表面的表面形狀(平坦度)的測定最好通過光學幹涉式的平坦度測定機進行測定，該平坦度測定機是使雷射等相干光照射在基板表面上進行反射，基板表面的高度差被作為反射光的相位位移進行觀測。
另外，上述磨削加工的目的一般是①將被切片的基板的板厚尺寸統一成規定的厚度，②使加工變形層均勻化，③控制平坦度。
一般的磨削加工是夾住被支座保持的中間掩模用基板，一面旋轉上下平臺以及支座、一面向中間掩模用基板的兩面供給液體磨粒的兩面磨削。一般來說，兩面磨削進行粗磨削和細磨削的兩個階段的磨削，例如，粗磨削使用碳化矽、氧化鋁等#400～600左右的磨粒，細磨削使用氧化鋁、氧化鋯等#800～1500左右的磨粒。
另外，上述精密研磨加工的主要目的是一面保持或提高通過磨削加工得到的平坦度，一面進行鏡面化。
精密研磨加工一般是夾住被支座保持的中間掩模用基板，一面旋轉貼有研磨襯墊的上下平臺以及支座一面向中間掩模用基板的兩面供給含有研磨磨粒的料漿的兩面研磨。兩面研磨使用的研磨襯墊、料漿可根據基板材料或需要的表面形狀、表面粗糙度進行適當調整。
研磨襯墊有例如聚氨酯的硬質磨光器和例如絨面革的軟質磨光器。
研磨液是溶劑，由從氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、膠質二氧化矽等中至少選擇一種研磨劑與水或鹼、酸中的一種構成。
研磨劑的平均粒子直徑根據需要的表面粗糙度、使用數十nm到約1μm的研磨劑。
根據上述構成6，通過將精密研磨加工分為粗研磨加工和鏡面研磨加工可以高效率地製造構成1所述的中間掩模用基板，粗研磨加工是以保持通過磨削加工得到的平坦度、去除基板表面的缺陷為目的，使用比較大的研磨磨粒進行研磨，鏡面研磨加工是以進行基板表面的鏡面化為目的，使用比較小的研磨磨粒進行研磨。
中間掩模用基板的材料是玻璃的情況下，粗研磨加工中使用的研磨磨粒最好使用平均粒子直徑約為1μm～2μm的氧化鈰，鏡面研磨加工中使用的研磨磨粒最好使用平均粒子直徑為數十nm到約100nm的膠質二氧化矽。
根據上述的構成7，通過在用構成5或6中所述的中間掩模用基板的製造方法得到的中間掩模用基板的主表面上形成作為複製圖案的薄膜，可以製造構成2所述的光刻掩膜板。
根據上述的構成8，通過在上述薄膜形成時或薄膜形成後進行降低薄膜的膜應力的加熱處理，可以製成基板的平坦度以及主表面和倒角面的邊界上的基準面起的最大高度幾乎沒有變化、保持基板的表面形狀的光刻掩膜板。
另外，本發明的中間掩模用基板的材料和尺寸沒有特別限定。
中間掩模用基板的材料是對曝光裝置的曝光的光為透明的材料即可，例如代表性的有玻璃。玻璃可以使用合成石英玻璃、蘇打石灰玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃或無鹼玻璃、結晶化玻璃等。
中間掩模用基板的尺寸一般使用6025尺寸(152.4mm×152.4mm×6.35mm)或5009的尺寸(127mm×127mm×2.29mm)，除此以外的尺寸也可以。
本發明中的作為複製圖案的薄膜是向被複製體進行複製時使用的使曝光的光產生光學變化的薄膜，例如是指遮光膜或相位移動膜等。
另外，作為光刻掩膜板，也可以在作為複製圖案的薄膜上形成保護層摸。
根據本發明的中間掩模用基板和光刻掩膜板，將中間掩模安裝在步進曝光裝置的基板保持裝置上時，可以抑制中間掩模的變形、將複製圖案的位置精度的下降限制在最小限度。
另外，根據本發明的中間掩模用基板和光刻掩膜板的製造方法，將中間掩模安裝在步進曝光裝置的基板保持裝置上時，可以高效率、高合格率地得到抑制中間掩模的變形、將複製圖案的位置精度的下降限制在最小限度的中間掩模用基板。
圖1是表示本發明的中間掩模用基板的立體圖。
圖2是表示步進曝光裝置上的基板吸附裝置圖。
圖3是表示本發明的中間掩模用基板上的周邊部的形狀圖。
圖4是用於本發明的基板的研磨裝置的俯視圖。
圖5是用於本發明的基板的研磨裝置的剖視圖。
具體實施例方式
實施例1
如圖1所示，本實施例中使用的中間掩模用基板1是具有相互相對設置的一組主表面2、與該主表面2直交的兩組側面3以及被上述主表面2和上述側面3夾住的倒角面4的正方形的基板，基板的材料為合成石英玻璃構成，其尺寸為152.4mm×152.4mm×6.35mm的6025尺寸。
從基板主表面2與倒角面4的邊界除去內側3mm區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.22μm，端部形狀是以從主表面2與倒角面4的邊界(圖3的點14)起向基板的中心方向3～16mm為假想基準面(0)的情況下，主表面與倒角面的邊界上的最大高度為-0.5μm。
另外，上述平坦度的值用光學幹涉式的平坦度測定器(FM-200トロツペル公司生產)進行測定，端部形狀用觸針式形狀測定器(サ一フテスト一501三豐公司生產)進行測定。
然後，為了進行基板變形試驗，與圖2所示的步進曝光裝置的基板保持部件相同地準備將基板兩邊進行真空卡盤的基板變形試驗機，通過真空卡盤將本實施例的中間掩模用基板卡緊，用光學式幹涉系統(Zygo Mark GPI)進行平坦度變化量的測定結果為0.1μm，基板幾乎沒有變形。
然後，使用該中間掩模用基板、通過噴濺將CrN/CrC/CrON的層壓膜(該層壓膜中含有氦(He))構成的遮光膜形成在該基板上後，以120℃進行規定時間的熱處理、製成光刻掩膜板。在上述的平坦度測定區域測定該得到的光刻掩膜板的平坦度，從遮光膜形成前後的基板的平坦度變化量求出遮光膜的膜應力，小於等於0.1Gpa，幾乎為0Gpa。另外，形成遮光膜側的基板的端部形狀是，主表面和倒角面的邊界上的最大高度為-0.5μm，與遮光膜形成前相同。
然後，使用該光刻掩膜板、製作將該遮光膜圖案形成在該基板上的中間掩模，即使步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的多種基板保持部件上的情況下，曝光光源也可以達到滿足F2準分子雷射器(曝光波長157nm)假設的圖案位置精度的結果。
以下，就上述中間掩模用基板的製造方法進行說明。
本發明的中間掩模用基板的製造方法具有磨削加工工序、粗研磨加工工序、鏡面研磨加工工序和表面形狀測定工序以及形狀修正工序，磨削加工工序是準備切成規定的尺寸、形成倒角的中間掩模用基板，將基板的兩個主表面進行磨削加工，粗研磨加工工序是以保持通過磨削加工得到的平坦度、去除基板表面的缺陷為目的，鏡面研磨加工工序的目的是使基板表面鏡面化，表面形狀測定工序測定鏡面研磨後的基板的一個主表面的表面形狀，形狀修正工序是在測定後的面上進行局部修正、修正基板的表面形狀，根據測定數據使基板的表面形狀成為所希望的表面形狀。另外，在磨削加工工序與粗研磨加工工序之間、粗研磨加工工序與鏡面研磨加工工序之間、鏡面研磨加工工序與形狀修正工序之間和形狀修正工序之後進行清洗基板的清洗工序。
以下，就形狀修正工序中使用的研磨裝置進行說明。
圖4是表示用於修正本實施例中的中間掩模用基板的表面形狀的研磨裝置的結構俯視圖，圖5是其A-A』剖視圖。
在圖4和圖5中，中間掩模用基板經過了磨削加工和精密研磨加工，利用護圈11將該中間掩模用基板保持在研磨卡盤的上面，一面通過加壓體9被按壓在研磨卡盤13上一面旋轉。該護圈11通過壓住研磨襯墊12，起到使施加在基板周邊部的壓力均勻化的作用。另一方面，研磨襯墊12被粘貼在研磨卡盤13的上面，加壓體9一面將基板向研磨襯墊12按壓，一面向與研磨卡盤相反的方向旋轉，這樣，基板的主表面被研磨。加壓體9被加壓體保持裝置10保持，被設置在多個覆蓋基板的上面，可以局部地任意控制施加在基板上的壓力。該加壓體9利用汽缸驅動。
例如，結束了精密研磨加工的中間掩模用基板是從基板主表面和倒角面的邊界除去內側3mm的區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.25μm的凹形狀，端部形狀在上述最大高度上為1μm的凸起形狀的情況下，為了只調整端部形狀、形成大於等於-0.5μm小於等於0μm的塌邊形狀，只向位於基板周邊部的上述研磨裝置的加壓體施加負載、通過只向中間掩模用基板的基板周邊部施加壓力，可以簡單地實現。
另外，結束了精密研磨加工的中間掩模用基板在平坦度測定區域上的平坦度為1μm的凸形狀，端部形狀在上述最大高度上為1μm的塌邊形狀的情況下，必須對平坦度測定區域和基板周邊部的表面形狀進行測定，通過使向位於基板中央部的加壓體的負載大於向位於基板周邊部的上述研磨裝置的加壓體的負載，可以簡單地得到平坦度小於等於0.5μm、端部形狀在最大高度上大於等於-0.5μm小於等於0μm的中間掩模用基板。
磨削工序使用磨粒為#400鋁磨粒和#800鋁磨粒進行兩面磨削加工。
粗研磨加工工序使用泡沫聚氨酯的研磨襯墊、平均粒子直徑為1～2μm的氧化鈰，進行兩面研磨的粗研磨加工。
鏡面研磨加工工序使用軟質絨面革的研磨襯墊、平均粒子直徑為100nm的膠質二氧化矽，進行兩面研磨的鏡面研磨加工。
另外，在各加工工序後利用低濃度氟酸水溶液進行清洗。
表面形狀測定工序從基板主表面和倒角面的邊界除去內側3mm的區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.5μm的凹形狀，端部形狀在主表面和倒角面的邊界上的最大高度為1μm。另外，用原子力顯微鏡測定的基板主表面的表面粗細度RMS(均方根粗細)為0.15nm。
形狀修正工序為了優先對基板周邊部進行研磨、使端部形狀形成塌邊形狀，使除了基板邊緣部的基板中央部的平坦度更加良好，進行使位於基板周邊部的加壓體的負載為0.5kg/cm2，使位於基板中央部的加壓體的負載為0.1～0.2kg/cm2的形狀修正。另外，使用的研磨液為含有平均粒子直徑10nm的膠質二氧化矽磨粒的料漿，加工時間為直到端部形狀的最大高度達到大於等於-0.5μm小於等於0μm的範圍。其後用低濃度的氟酸水溶液進行清洗，得到中間掩模用基板。
其結果，從基板主表面和倒角面的邊界除去內側3mm的區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.22μm，端部形狀在主表面和倒角面的邊界上的最大高度為-0.5μm。
另外，按照上述的實施例的方法，製造了100張中間掩模用基板，在100張中，全部100張的從基板主表面和倒角面的邊界除去內側3mm的區域的平坦度測定區域上的平坦度都小於等於0.5μm，並且，主表面和倒角面的邊界上的基準面起的最大高度大於等於-0.5μm小於等於0μm，平坦度的變化量小於等於0.1μm，基板幾乎沒有變形。
然後，使用該中間掩模用基板、通過噴濺將由CrN/CrC/CrON的層壓膜(該層壓膜中含有氦(He))構成的遮光膜形成在該基板上後，以120℃進行規定時間的熱處理、製成光刻掩膜板。在上述的平坦度測定區域測定該得到的光刻掩膜板的平坦度，從遮光膜形成前後的基板的平坦度變化量求出遮光膜的膜應力，小於等於0.1Gpa，幾乎為0Gpa。另外，形成遮光膜側的基板的端部形狀是，主表面和倒角面的邊界上的最大高度為-0.5μm，與遮光膜形成前相同。
然後，使用該光刻掩膜板、製成將遮光膜圖案形成在該基板上的中間掩模，即使步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的多種基板保持部件上的情況下，曝光光源也可以達到滿足F2準分子雷射器(曝光波長157nm)假設的圖案位置精度的結果。
實施例2
通過用與上述的實施例1相同的製造方法，適當地調整加工條件，製成從基板主表面和倒角面的邊界除去內側3mm的區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.5μm，並且平坦度測定區域與平坦度非測定區域的邊界上的基準面起的最大高度為-0.82μm的中間掩模用基板。
進行與上述相同的平坦度變化量的測定，結果平坦度變化量小於等於0.1μm，基板幾乎沒有變形。
然後，使用該中間掩模用基板、通過噴濺將由CrN/CrC/CrON的層壓膜(該層壓膜中含有氦(He))構成的遮光膜形成在該基板上、製成光刻掩膜板。在上述的平坦度測定區域測定該得到的光刻掩膜板的平坦度，從遮光膜形成前後的基板的平坦度變化量求出遮光膜的膜應力，小於等於0.45Gpa。另外，形成遮光膜側的基板的端部形狀是，主表面和倒角面的邊界上的最大高度為-0.86μm，發生了0.04μm的變化。
然後，使用該光刻掩膜板、製成將遮光膜圖案形成在該基板上的中間掩模，即使步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的多種基板保持部件上的情況下，曝光光源也可以達到滿足ArF準分子雷射器(曝光波長193nm)假設的圖案位置精度的結果。
實施例3
使用該中間掩模用基板、通過噴濺在該基板上形成MoSiN中間色調膜後，以120℃進行規定時間的加熱、並且，在MoSiN中間色調膜上通過噴濺形成CrN/CrC/CrON的層壓膜構成的遮光膜，製成中間色調型相位偏移光刻掩膜板。在上述的平坦度測定區域測定該得到的光刻掩膜板的平坦度，從成膜前後的基板的平坦度變化量求出形成中間色調膜/遮光膜的膜應力，為0.2Gpa。另外，形成中間色調膜/遮光膜側的基板的端部形狀是，主表面和倒角面的邊界上的最大高度為-0.82μm，與成膜前的中間掩模用基板相同。
然後，使用該中間色調型相位偏移光刻掩膜板、製成將中間色調型相位偏移形成在該基板上的中間掩模，即使步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的多種基板保持部件上的情況下，曝光光源也可以達到滿足ArF準分子雷射器(曝光波長193nm)假設的圖案位置精度的結果。
比較例
在上述實施例中，作為形狀修正工序中的形狀修正方法，根據表面形狀測定工序中的測定數據，局部進行等離子蝕刻處理，除了為了降低等離子蝕刻產生的玻璃基板的表面粗糙而進行極短時間的機械研磨處理以外，與實施例同樣製成中間掩模用基板。
其結果，從基板主表面和倒角面的邊界除去內側3mm的區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.25μm，效果良好，但是，端部形狀為主表面與倒角面的邊界上的最大高度為-1.5μm。
然後，進行與上述相同的基板變形試驗，其結果，真空卡盤產生的平坦度變化量為0.5μm，產生基板變形。
然後，使用該中間掩模用基板、通過噴濺將由CrN/CrC/CrON的層壓膜構成的遮光膜形成在該基板上、製成光刻掩膜板。並且，使用得到的該光刻掩膜板、在該基板上形成遮光膜圖案，製成中間掩模，步進曝光裝置的基板保持裝置的形狀不同，將中間掩模安裝在與基板接觸區域不同的多種基板保持部件上的情況下，曝光光源成為不能滿足F2準分子雷射器(曝光波長157nm)或ArF準分子雷射器(曝光波長193nm)假設的圖案位置精度的結果。
另外，按照上述的比較例的方法，製造了100張中間掩模用基板，該100張中只能得到74張是滿足從基板主表面和倒角面的邊界除去內側3mm的區域的平坦度測定區域上的平坦度小於等於0.5μm，並且，主表面和倒角面的邊界上的基準面起的最大高度大於等於-0.5μm小於等於0μm的中間掩模用基板。這是由於為了降低等離子蝕刻產生的玻璃基板的表面粗糙度，由於進行極短時間的機械研磨處理，端部形狀的塌邊增大以及高精度地測定基板的周邊部的形狀非常困難的原因。
本發明適用在薄膜上形成圖案的中間掩模、圖案形成前的光刻掩膜板用基板及其製造方法，可以減輕基板的外周部上的變形。
權利要求
1.一種中間掩模用基板，具有相互相對設置的一組主表面，與該主表面直交、相互相對設置的兩組側面，以及被上述主表面和側面夾住的倒角面，其特徵在於，在上述基板的主表面上，從上述主表面與上述倒角面的邊界除去內側3mm區域的平坦度測定區域上的平坦度小於等於0.5μm，並且，上述主表面與上述倒角面的邊界上的從基準面起的最大高度大於等於-1μm小於等於0μm。
2.一種光刻掩膜板，其特徵在於，在權利要求1所述的中間掩模用基板上的上述基板主表面上形成作為複製圖案的薄膜。
3.如權利要求2所述的光刻掩膜板，其特徵在於，上述薄膜的膜應力小於等於0.5Gpa。
4.如權利要求2或3所述的光刻掩膜板，其特徵在於，從形成上述薄膜側的上述主表面與上述倒角面的邊界除去內側3mm區域的平坦度測定區域上的平坦度為0.5μm，並且，上述主表面與上述倒角面的邊界上的從基準面起的最大高度大於等於-1μm小於等於0μm。
5.一種中間掩模用基板的製造方法，是權利要求1所述的中間掩模用基板的製造方法，其特徵在於，對中間掩模用基板的主表面進行磨削加工以及精密研磨加工後，測定包括與上述主表面的曝光裝置的基板保持部件接觸的基板周邊部的區域的表面形狀，根據測定結果，為了使上述主表面的表面形狀成為所希望的形狀，使上述主表面的形狀相對於在該主表面上任意設定的基準面成為相對凸狀的區域與其他區域相比，來自研磨裝置的研磨襯墊的壓力變大地、一面向著上述研磨襯墊供給研磨液一面使上述中間掩模用基板與上述研磨襯墊相對移動，以此修正上述主表面的表面形狀。
6.如權利要求5所述的中間掩模用基板的製造方法，其特徵在於，上述精密研磨加工包括粗研磨加工和鏡面研磨加工，所述粗研磨加工以保持研磨加工得到的平坦度、去除基板表面的缺陷為目的，使用比較大的研磨磨粒進行研磨，所述鏡面研磨加工以基板表面的鏡面化為目的，使用比較小的研磨磨粒進行研磨。
7.一種光刻掩膜板的製造方法，其特徵在於，在通過權利要求5或6中所述的中間掩模用基板的製造方法得到的中間掩模用基板的主表面上形成作為複製圖案的薄膜。
8.如權利要求7所述的光刻掩膜板的製造方法，其特徵在於，在上述薄膜形成時或形成後進行抑制形成上述薄膜的前後的上述主表面與上述倒角面的邊界上的從基準面起的最大高度的變化的加熱處理。
全文摘要
一種中間掩模用基板，被用於形成安裝在步進曝光裝置上使用的中間掩模，具有相互相對的主表面、側面以及設置在主表面和側面之間的倒角面，其特徵在於，從主表面與倒角面的邊界除去內側3mm區域的平坦度測定區域上的平坦度小於等於0.5μm，並且，主表面與倒角面的邊界上的基準面起的最大高度大於等於－1μm小於等於0μm。
文檔編號H01L21/027GK1761914SQ20048000704
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月18日 優先權日2003年3月20日
發明者赤川裕之 申請人:Hoya株式會社