專利名稱：檢查制造光掩?；骰蚱渲虚g物、確定高能輻射量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢查光掩?；?photomask blank)或其中間物的方法， 通過該光掩模基坯或其中間物生產(chǎn)在半導(dǎo)體集成電路、電荷耦合器件(CDD)、液晶顯示器 0XD)彩色濾光器、磁頭等的光刻制造中使用的光掩模；一種用于確定光掩模基坯的制造 中的高能量輻射劑量的方法；以及一種用于制造光掩?；鞯姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
在近來的半導(dǎo)體加工技術(shù)中，對(duì)大規(guī)模集成電路的更高集成度的挑戰(zhàn)帶來了對(duì)電 路圖案的微型化的日益增加的需求。存在對(duì)進(jìn)一步減小電路構(gòu)造布線圖案的尺寸以及使用 于單元構(gòu)造層間連接的接觸孔圖案微型化的日益增加的需求。結(jié)果，用于形成該布線圖案 和接觸孔圖案的光刻中使用的電路圖案刻寫光掩模的制造就需要能夠準(zhǔn)確地刻寫更細(xì)微 的電路圖案的技術(shù)，以便于滿足微型化的需求。在形成更細(xì)微的特征圖案時(shí)，使用光掩模和光學(xué)系統(tǒng)使抗蝕劑膜暴露于輻射圖 案。如果此時(shí)光掩模經(jīng)歷任何意外的形狀改變，則降低了得到的圖像的位置精度，導(dǎo)致了缺 陷圖案。為了克服該問題，如JP-A2003-50458中報(bào)導(dǎo)的，必須控制光掩?；宓男螤?。所 報(bào)導(dǎo)的是，將具有特定表面形貌的基板用作光掩?；澹@抑制了光掩模被夾持到曝光工 具的掩模臺(tái)時(shí)的表面形貌的任何改變。在現(xiàn)有技術(shù)中，光掩模形成透明基板和光掩?；鞯钠教苟缺徽J(rèn)為是重要的。當(dāng) 諸如光屏蔽膜或相移膜的光學(xué)膜被沉積在光掩模形成透明基板上時(shí)，控制光學(xué)膜中的應(yīng) 力，從而可以使基板形狀不發(fā)生改變。如JP-A 2004-199035和JP-A 2002-229183中描述 的，用于控制“扭曲(sori)”(翹曲或俯曲)，即基板表面的形狀改變的許多技術(shù)是公知的。除基板形狀的問題之外，諸如刻寫在光掩模上的半導(dǎo)體電路圖案的光學(xué)膜圖案的 尺寸控制也是一個(gè)問題。隨著期望的圖案特征尺寸的減小，需要更高程度的控制。例如， 在生產(chǎn)具有最小線寬達(dá)到65nm，特別地達(dá)到50nm的圖案中使用的光掩模的制造中，現(xiàn)有技 術(shù)中使用的鉻基材料的光屏蔽膜難于控制蝕刻步驟期間的側(cè)蝕刻。因而最終尺寸隨著刻 寫圖案的不同密度而相差程度很大地變化，這被稱為圖案密度依賴性或“相鄰偏差”。JP-A 2007-241060描述了，可以通過由可選地含有過渡金屬的硅基材料形成光屏蔽膜來減輕相 鄰偏差的問題，以及使用非常薄的鉻基材料作為蝕刻掩模來加工光屏蔽膜。所描述的是，通 過使用可選地含有過渡金屬的硅基材料作為蝕刻掩模，可以制造以高精度控制尺寸的光掩 模。在其中半導(dǎo)體電路圖案具有最小尺寸達(dá)到45nm的光刻中使用的光掩模需要高程 度的尺寸控制。當(dāng)使用可選地含有過渡金屬的硅基材料作為光屏蔽膜并且使用鉻基材料作 為蝕刻掩模膜來制備上述光掩模時(shí)，尺寸控制具有小的自由。在用于形成最小尺寸達(dá)到45nm的圖案的光刻中，特別地在如雙重構(gòu)圖 (Proceedings of SPIE，Vol. 6153，615301-1 to 19(2006))的情況下需要更高的位置控制 精度的光刻中使用的光掩模的制造中，除非能夠可靠地提供優(yōu)于當(dāng)前可達(dá)到的精度，否則
3不能增加光掩模制造的產(chǎn)量。引用列表專利文獻(xiàn)1 JP-A 2003-050458專利文獻(xiàn)2 JP-A 2004-199035專利文獻(xiàn)3 JP-A 2007-241060(US 2007/212619，EP 1832926A2)專利文獻(xiàn)4 JP-A H07-140635專利 文獻(xiàn)5 JP-A 2007-241065專利文獻(xiàn)6 JP-A 2002-229183非專利文獻(xiàn)1 Proceedings of SPIE，Vol. 6153，615301-1 to 19(2006)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種方法，用于檢查具有相移膜并且需要高加工精度的光 掩?；骰蚱渲虚g物，用于估計(jì)引入表面形貌的改變的相移膜中的應(yīng)力，該表面形貌的改 變可能在光掩?；骷庸r(shí)導(dǎo)致尺寸誤差；一種用于確定光掩?；鞯闹圃熘械母吣芰枯?射劑量的方法；以及一種用于制造光掩?；鞯姆椒āＨ缫陨嫌懻摰?，對(duì)于光掩模或光掩?；餍枰环N適當(dāng)?shù)男螤羁刂品椒ǎ瑥亩?使光掩模不會(huì)招致在使用時(shí)焦深(cbpth of focus)劣化。已經(jīng)實(shí)踐的是，使用應(yīng)變 較小的膜作為諸如光屏蔽膜或相移膜的光學(xué)膜，以避免在沉積光學(xué)膜之前或之后光掩 模形成基板經(jīng)歷形狀改變從而使光掩模變得不可用(參見例如，JP-A 2004-199035和 JP-A2002-229183)。通過對(duì)光掩?；髟诠庋谀；骷庸楣庋谀Ｆ陂g可能經(jīng)歷的形狀改變以及可 能引起圖案位置誤差的形狀改變進(jìn)行廣泛研究，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中被處理為 具有低應(yīng)力的相移膜有時(shí)可能具有意外的高的應(yīng)力。通常由于相移膜由具有相對(duì)高的氧和/或氮含量的材料形成，因此相移膜在緊隨 沉積之后具有明顯的壓縮應(yīng)力。因此，通常通過將高能量輻射等施加到相移膜以減輕應(yīng)力， 由此來執(zhí)行基板形狀的調(diào)節(jié)。在現(xiàn)有技術(shù)中，執(zhí)行基板形狀調(diào)節(jié)處理，以便于通過施加高能 量使膜沉積之前的基板形狀保持。因此，應(yīng)力被視為零(0)的標(biāo)準(zhǔn)是膜沉積之前的基板的 表面形貌。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，即使在光掩模基坯具有據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)被認(rèn)為基本上沒有應(yīng)力的相 移膜的情況中，當(dāng)被蝕刻時(shí)仍會(huì)發(fā)生其表面形貌的改變，并且在進(jìn)行嚴(yán)格估計(jì)時(shí)，伴隨加工 出現(xiàn)了位置精度的降低。為了針對(duì)由光掩?；髦圃斓墓庋谀５奈恢煤统叽绺倪M(jìn)可靠性，完成的光掩模所 具有的相移圖案的位置必須在空間上與用于加工相移膜而形成的抗蝕劑圖案的位置相當(dāng)， 或者基本上與用于加工相移膜而形成的抗蝕劑圖案的位置相當(dāng)，以便于符合所需的精度。 如此處使用的，術(shù)語“在空間上相當(dāng)”并非意指光掩?；鞯谋砻嫔系南鄬?duì)位置，而是意指 位置相當(dāng)，包括因膜應(yīng)力的減緩導(dǎo)致的基板或基板上沉積的膜的表面形貌的改變所引起的 表面的空間移動(dòng)。如果由于相移膜的蝕刻期間可能發(fā)生的膜應(yīng)力的減緩而導(dǎo)致基板形狀改 變，則發(fā)生位置移位。為了生產(chǎn)具有更高可靠性的光掩?；鳎仨毻ㄟ^正確的方法檢查相移膜所具有的應(yīng)力。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，通過在沉積已經(jīng)歷基板形狀調(diào)節(jié)處理的相移膜之后將其移除，在 移除相移膜之前和之后測量表面形貌，并且比較表面形貌，可以確定翹曲改變，通過該翹曲 改變估計(jì)膜應(yīng)力。一旦通過以上方法估計(jì)了膜應(yīng)力，則可以推測在被執(zhí)行用于減輕膜應(yīng)力的基板形 狀調(diào)節(jié)處理之后實(shí)際是怎樣留下了膜應(yīng)力?？梢源_定提供在基板形狀調(diào)節(jié)處理之后具有減 小的應(yīng)力的相移膜的高能量輻射的劑量。通過高能量輻射的照射，可以減輕膜應(yīng)力，以便于 使相移膜的加工之前和之后的翹曲改變最小。進(jìn)一步地，當(dāng)以上檢查方法被應(yīng)用于通過特定制造工藝制造并且具有在基板上沉 積的相移膜的光掩模基坯或其中間物時(shí)，可以推測基板因加工之后的膜應(yīng)力減緩而可能經(jīng) 歷的最大翹曲改變。通過基于所推測的可靠性閾值的檢查結(jié)果，針對(duì)尺寸精度誤差，向通過 所述工藝制造的光掩?；骰蚱渲虚g物提供了高的可靠性。本發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)而做出。因此，本發(fā)明提供了一種用于檢查光掩?；骷捌渲虚g物的方法、一種用于確定 用于基板形狀調(diào)節(jié)的高能量輻射劑量的方法以及一種用于制造光掩?；鞯姆椒ā1] 一種用于檢查光掩?；骰蚱渲虚g物的方法，通過在光掩模形成基板上沉積 相移膜并且利用高能量輻射來照射所述相移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理來制造所述光掩 ?；寤蚱渲虚g物，所述方法包括以下步驟在基板形狀調(diào)節(jié)處理之后測量所述光掩?；骰蛑虚g物的表面形貌，從所述光掩模基坯或中間物移除所述相移膜，在移除所述相移膜之后測量經(jīng)處理的基板的表面形貌，以及將所述光掩?；骰蛑虚g物的表面形貌與經(jīng)處理的基板的表面形貌比較，由此估 計(jì)由于已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的所述相移膜的應(yīng)力而引起的、在移除所述相移膜之前 和之后的翹曲改變。[2]根據(jù)[1]的方法，其中高能量輻射是閃光燈發(fā)射。[3] 一種用于檢查多個(gè)光掩模基坯或其中間物的方法，每個(gè)所述光掩模基板或其 中間物包括光掩模形成基板和沉積在所述光掩模形成基板上的相移膜并且通過高能量輻 射的照射經(jīng)受基板形狀調(diào)節(jié)處理，所述方法包括以下步驟通過在預(yù)定條件下在光掩模形成基板上沉積相移膜并且在預(yù)定條件下實(shí)施基板 形狀調(diào)節(jié)處理，制造多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物，從所述多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物中獲取樣本光掩模基坯或中間物，根據(jù)[1]或 [2]所述的檢查方法，估計(jì)由于已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的所述相移膜的應(yīng)力而引起的、 在移除所述相移膜之前和之后的所述樣本光掩?；骰蛑虚g物的翹曲改變，以及基于由此估計(jì)的翹曲改變，判斷所述多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物是可接受的或不可 接受的。[4] 一種對(duì)于通過在光掩模形成基板上沉積相移膜并且利用高能量輻射來照射所 述相移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理而制造的光掩?；寤蚱渲虚g物，用于確定基板形狀調(diào)節(jié)處理的高能量輻射劑量的方法，包括以下步驟通過在預(yù)定條件下在基板上沉積相移膜并且利用不同劑量的高能量輻射來照射 所述相移膜，制備兩個(gè)或更多個(gè)光掩模基坯或中間物，根據(jù)[1]或[2]的檢查方法，估計(jì)由于已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的所述相移膜
5的應(yīng)力而引起的、在移除所述相移膜之前和之后的每個(gè)光掩?；骰蛑虚g物的翹曲改變， 以及比較所述兩個(gè)或更多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物的翹曲改變，由此確定提供較小翹曲 改變的高能量輻射劑量。[5] 一種用于制造光掩?；鞯姆椒?，包括以下步驟在光掩模形成基板上沉積 相移膜并且利用高能量輻射來照射所述相移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理，以通過[4]所述的方法確定的劑量利用高能量輻射來照射相移膜從而實(shí)施所述 基板形狀調(diào)節(jié)處理。本發(fā)明的有利效果本發(fā)明的方法能夠更準(zhǔn)確地估計(jì)在基板形狀調(diào)節(jié)處理之后由相移膜施加到基板 的應(yīng)力。這進(jìn)而使得能夠確定適當(dāng)?shù)母吣芰枯椛鋭┝恳詼p輕光掩模基坯的制造中的應(yīng)力， 通過該光掩?；髦圃旄鶕?jù)45nm或更小的圖案規(guī)則的光刻中使用的光掩模。當(dāng)通過所述檢查方法檢查具有相移膜的光掩模基坯或其中間物時(shí)，可以更加準(zhǔn)確 地推測通過特定制造工藝制造的光掩?；骰蛑虚g物的相移膜所具有的應(yīng)力。當(dāng)通過特 定制造工藝制造的光掩?；骰蛑虚g物被加工為光掩模時(shí)，這在尺寸控制方面改進(jìn)了可靠 性。


圖1示出了，對(duì)于具有沉積在基板上的相移膜的光掩?；骰蛑虚g物以及在移除 相移膜之后的經(jīng)處理的基板，如何估計(jì)移除相移膜之前和之后的表面形貌的改變。圖2是示出示例1中的翹曲改變(ATIR)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式用于印刷圖案尺寸達(dá)到65nm，特別地達(dá)到45nm的光刻中使用的光掩模——特別 地在雙重構(gòu)圖形式的光刻中使用的光掩?！枰哂蟹浅８叩难谀＞取Ｒ虼?，也需要 光掩?；鞯募庸ぞ哂蟹浅８叩募庸ぞ取Ｔ贘P-A 2003-50458中描述了，對(duì)于微加工中使用的光掩模，已存在對(duì)具有特定 形狀的透明基板的需要，當(dāng)光掩模被夾持和安裝在曝光工具中時(shí)該透明基板未經(jīng)歷形狀改 變。一旦低應(yīng)變的光學(xué)膜被沉積在具有特定形狀的該光掩模形成透明基板上以構(gòu)造光掩模 基坯，則蝕刻光學(xué)膜以制造光掩模，確保光掩模的生產(chǎn)產(chǎn)量。在相移膜的領(lǐng)域中，已經(jīng)尋求 如下相移膜作為低應(yīng)變相移膜，所述相移膜提供緊密地符合膜沉積之前的基板表面形貌的 表面形貌。通常，當(dāng)金屬化合物膜或硅化合物膜具有高的諸如氧、氮和碳的輕質(zhì)元素的含量 時(shí)，給光掩模形成基板帶來了壓縮應(yīng)力。由于需要相移膜不依賴于該相移膜由單層還是 多層組成而具有某種程度的曝光透射性，因此使用了提供高的輕質(zhì)元素用作整體的膜的材 料。因此雖然應(yīng)力隨濺射條件變化，但是通過濺射沉積的相移膜往往具有相對(duì)高的壓縮應(yīng) 力。對(duì)于相移膜的制造中使用的光掩?；?該相移膜用于基于現(xiàn)有技術(shù)所需的小 于lOOnm的圖案規(guī)則的光刻中)，優(yōu)選的是，在沉積之后立即對(duì)由相移膜所具有的應(yīng)力引
6起的基板的變形進(jìn)行校正。對(duì)用于減小應(yīng)力的處理已提出了許多提案。實(shí)際有效的提 案是在不向光掩模基板施加實(shí)質(zhì)能量的情況下通過使相移膜吸收能量來移除應(yīng)力的方 法。具體地，在非常短的時(shí)間內(nèi)從閃光燈向相移膜施加能量的方法是有效的(參見JP-A 2004-199035)。通過嘗試增加光掩?；鞯木龋_?？蓱?yīng)用于光掩模的制造的加工精度(該光 掩模用于印刷圖案尺寸達(dá)到45nm的光刻中，特別地用于雙重構(gòu)圖形式的光刻中)，本發(fā)明 人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含有鉬、硅、氧和氮的膜被沉積在光掩模形成基板上以制造半調(diào)相移掩模基坯 時(shí)，該基坯在氙閃光燈下經(jīng)受光照射作為高能量輻射(JP-A 2004-199035)從而使原始基 板的表面形貌(翹曲)恢復(fù)并且通過干蝕刻移除半調(diào)相移膜時(shí)出現(xiàn)了問題。該問題在于， 在更嚴(yán)格的估計(jì)中，表面形貌在移除相移膜之前和之后是不同的。如果基板經(jīng)受該變形或翹曲改變，則在由光掩?；髦圃旃庋谀r(shí)引入了圖案位
置的誤差。在圖案加工中，在插入或不插入諸如光屏蔽膜的中間膜的情況下，使用抗蝕劑圖 案執(zhí)行光刻，所述抗蝕劑圖案保護(hù)其中留下相移膜圖案的區(qū)域。具體地，通過例如圖案化的 電子束照射形成了抗蝕劑圖案。然后，使用得到的抗蝕劑圖案并可選地使用諸如蝕刻掩模 膜或光屏蔽膜的中間膜作為蝕刻掩模，通過蝕刻來移除相移膜的不需要的部分。特別地，在 具有明亮圖案(即，具有較少的剩余相移膜區(qū)域的圖案)的相移掩模的情況中，移除了大部 分相移膜。如果相移膜具有能夠使基板變形的應(yīng)力，則發(fā)生基板形狀的劇烈改變。如果發(fā) 生該基板形狀改變，則在基于沿基板表面的坐標(biāo)觀察時(shí)，光掩?；魃闲纬煽刮g劑的位置 和相移掩模完成階段中的相移圖案的位置是相同的。但是，假設(shè)其中在空間中設(shè)定三維絕 對(duì)坐標(biāo)的坐標(biāo)系統(tǒng)，例如，其中設(shè)定坐標(biāo)從而使基板表面的中心點(diǎn)是原點(diǎn)，并且基板表面的 最小二乘平面平行于X-Y平面，如果發(fā)生翹曲改變(扭曲)，則具有坐標(biāo)(ax，ay，az)且排除 ax = ay ^ 0的基板表面上的點(diǎn)A不僅在Z軸方向上移位，而且在X和/或Y軸方向上移位。在用于形成圖案規(guī)則達(dá)到50nm的抗蝕劑圖案的接近可商業(yè)化的光刻中使用的光 掩模的情況中，例如152平方毫米的典型的光掩模，如果光掩模完成階段中的圖案位置從 所設(shè)計(jì)的位置(即，對(duì)光刻膠進(jìn)行EB照射的位置)在三維坐標(biāo)系統(tǒng)的Z軸方向上移動(dòng)接近 最大位移的lOOnm，則光掩模不再被認(rèn)為是可靠的。位移應(yīng)優(yōu)選地達(dá)到50nm。為了確保光掩?；麽槍?duì)加工期間的變形是可靠的，本發(fā)明采取如下程序，而并 不確認(rèn)通過基板形狀調(diào)節(jié)處理使其上沉積有相移膜的基板的表面形貌轉(zhuǎn)換回到膜沉積之 前的基板的表面形貌。在沉積相移膜并且通過施加高能量輻射進(jìn)行基板形狀調(diào)節(jié)之后，通 過蝕刻來移除相移膜并且確認(rèn)膜移除之前和之后的表面形貌的改變未超過所需水平，由此 執(zhí)行檢查。根據(jù)本發(fā)明，通過以下方法檢查光掩?；骰蚱渲虚g物，通過在光掩模形成基板 上沉積相移膜并且利用高能量輻射來照射相移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理，由此制造該光 掩模基坯或其中間物，所述方法是在基板形狀調(diào)節(jié)處理之后測量光掩模基坯或中間物的 表面形貌，從光掩?；骰蛑虚g物移除相移膜，在移除相移膜之后測量經(jīng)處理的基板的表 面形貌，以及將光掩?；骰蛑虚g物的表面形貌與經(jīng)處理的基板的表面形貌比較，由此估 計(jì)由于已經(jīng)經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的相移膜的應(yīng)力而引起的、在移除相移膜之前和之后 的翹曲改變。
此處使用的光掩模形成基板(光掩模基坯形成基板)可以是矩形的，并且具體地 可以是正方形的?？梢岳脤?duì)于曝光是透明的傳統(tǒng)的公知基板，諸如合成石英基板。優(yōu)選 基板是如JP-A 2003-50458中報(bào)導(dǎo)的具有特定形狀的光掩模形成基板，當(dāng)光掩模被夾持到 曝光工具時(shí)該光掩模形成基板未經(jīng)歷變形。對(duì)于相移膜，典型地對(duì)于半調(diào)相移膜，許多示例是公知的。通常，相移膜由單層、多 層或復(fù)合遞變層組成。制成相移膜的材料典型地是硅材料，其具有添加的諸如氧或氮的輕 質(zhì)元素并可選地含有諸如Mo、Zr、Ti、Ta、W或Nb的過渡金屬(例如，JP-A H07-140635)。 可以包括諸如Cr的過渡金屬層或者具有添加了諸如氧或氮的輕質(zhì)元素的過渡金屬的層， 作為相移膜中的一個(gè)構(gòu)成層。在其中相移膜是半調(diào)相移膜的實(shí)施例中，半調(diào)相移膜可以由單層、多層或復(fù)合遞 變層組成。半調(diào)相移膜可以由可選地含有過渡金屬的硅材料制成。具體地是過渡金屬硅合 金或含有過渡金屬、硅和選自氧、氮和碳中的至少一種元素的過渡金屬硅化合物，優(yōu)選地是 含有過渡金屬、硅以及氧和/或氮的過渡金屬硅化合物。過渡金屬硅化合物的示例包括過 渡金屬硅氧化物、過渡金屬硅氮化物、過渡金屬硅氧氮化物、過渡金屬硅氧碳化物、過渡金 屬硅氮化物碳化物、和過渡金屬硅氧化物氮化物碳化物。此處使用的過渡金屬優(yōu)選地是鈦、 釩、鈷、鎳、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭和鎢中的至少一種，鉬因?yàn)橐子谶M(jìn)行干法蝕刻因而是更優(yōu)選的。 可選地含有過渡金屬的硅材料可以優(yōu)選地由10atom% -95atom%的硅、0atom% -60atom% 的氧、0atom% -57atom% 的氮、0atom% -20atom% 的碳以及 0atom% -35atom%，特別地 latOm%-20atOm%的過渡金屬組成。依賴于膜構(gòu)造(單層或多層)和膜厚度，可以從組分 范圍中選擇材料，以便于提供所需的透射率和相移。如以上所述，由于當(dāng)考慮整個(gè)膜時(shí)含有極大量的輕質(zhì)元素，因此相移膜典型地是 隨著沉積階段具有特定壓縮應(yīng)力的膜。如果相移膜自身具有明顯的壓縮應(yīng)力，則由于在移 除相移膜時(shí)弛緩了應(yīng)力，因此表面形貌的檢查很可能因移除相移膜之前和之后的基板形狀 的極大改變而顯示失敗。因而，有必要提供應(yīng)力減緩。作為應(yīng)力減緩處理，使用高能量輻射 是最有效的(例如，JP-A 2004-199035)。高能量輻射可以是任意的紅外輻射、可見光、超聲 輻射等。為了最小化對(duì)基板的損害，能夠在達(dá)到1秒的短時(shí)長中給對(duì)象帶來所需數(shù)量的能 量的構(gòu)件是優(yōu)選的。由于使光掩模形成基板的能量吸收和對(duì)光掩模形成基板的損害最小， 所以優(yōu)選的是，以150-800nm波長的高能量輻射進(jìn)行照射，作為短時(shí)長的有效能量。最優(yōu)選的方法是如上文所述從閃光燈進(jìn)行能量照射。對(duì)于閃光燈，氙閃光燈是公 知的。最常見地，使用可能填充有氬或氫的氙閃光燈。由于可以通過非常短的時(shí)長(例如，0. 0001-1秒)的單次發(fā)射向膜施加高劑量的 能量(例如，0. 1-lOOJ/cm2)，因此使用閃光燈對(duì)于膜質(zhì)量改進(jìn)是高度有效的。盡管通過諸 如受激準(zhǔn)分子激光器的脈沖激光器實(shí)現(xiàn)了相似的效果，但是閃光燈因其寬廣的頻譜而具有 范圍廣泛的應(yīng)用以及高能量效率的優(yōu)點(diǎn)。由于閃光燈產(chǎn)生了很大量的光，因此單次發(fā)射可 以向基板的整個(gè)表面施加能量。在基板形狀調(diào)節(jié)中使用閃光燈用于改變相移膜的應(yīng)力的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選 的是以0. 5-100J/cm2的能量密度從閃光燈照射光。閃光燈的單次發(fā)射的時(shí)長優(yōu)選地是 0. 1-lOOmsec。照射次數(shù)可以是單次或者分為數(shù)次。從已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的基板移除相移膜以允許檢查相移膜的應(yīng)力?？梢酝ㄟ^與用于加工為光掩模的相移膜蝕刻中使用的蝕刻技術(shù)相似的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)該膜移除。在 膜具有可選地含有過渡金屬的硅材料的示例中，優(yōu)選地使用利用氟基蝕刻劑氣體的干法蝕 刻。可以通過如下程序根據(jù)如下比較來實(shí)現(xiàn)確定相移膜的應(yīng)力(即翹曲改變)檢查， 所述比較是將移除相移膜之前測量的表面形貌與移除相移膜之后測量的表面形貌比較。例如，使用能夠光學(xué)掃描表面(透明基板的表面、所沉積的膜的表面(即，光掩模 基坯或中間物的表面)或者經(jīng)處理的透明基板或移除相移膜之后暴露的膜的表面)形貌的 表面分析設(shè)備或表面形貌測量設(shè)備，測量移除相移膜之前的光掩模基坯或中間物的表面形 貌以傳送測量數(shù)據(jù)。接著，移除相移膜，并且測量膜移除之后的表面形貌以傳送測量數(shù)據(jù)。 這兩個(gè)表面形貌之間的差異可被估計(jì)為翹曲改變?？梢酝ㄟ^能夠合理定義翹曲改變量的任 何方法來確定翹曲改變?？梢愿鶕?jù)所需的掩模精度設(shè)定參考值，低于該參考值時(shí)將基坯判 斷為通過(可接受)。例如，可以通過如下方法比較表面形貌，基于通過/失敗來判斷光掩 ?；骰蛑虚g物。對(duì)移除相移膜之前的光掩?；骰蛑虚g物的最外表面以及從光掩?；骰蛑虚g 物移除整個(gè)相移膜之后的經(jīng)處理的基板的最外表面進(jìn)行分析。(1)通過表面形貌測量設(shè)備測量這些最外表面，獲得每個(gè)最外表面的XYZ三維坐 標(biāo)數(shù)據(jù)。(2)根據(jù)每個(gè)最外表面的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算最外表面的最小二乘平面。(3)當(dāng)光掩模基坯或中間物的最外表面的坐標(biāo)及其最小二乘平面之間的相對(duì)位 置，以及經(jīng)處理的基板的最外表面的坐標(biāo)及其最小二乘平面之間的相對(duì)位置固定時(shí)，坐標(biāo) 和最小二乘平面被布置為(i)兩個(gè)最小二乘平面被安置在XYZ三維假想空間的XY平面上，(ii)提供前一最小二乘平面的光掩?；骰蛑虚g物的最外等效區(qū)域的中心和提 供后一最小二乘平面的經(jīng)處理的基板的最外等效區(qū)域的中心均被安置在原點(diǎn)，以及(iii)兩個(gè)最外等效區(qū)域被布置為重疊，且它們對(duì)角線方向?qū)R(in alignment)， 從而使在移除相移膜之前和之后，兩個(gè)最外等效區(qū)域的四個(gè)角分別彼此對(duì)應(yīng)。(4)在如上布置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)，對(duì)于X和Y值相當(dāng)?shù)慕?jīng)處理的基板的最外表 面的坐標(biāo)和光掩?；骰蛑虚g物的最外表面的坐標(biāo)之間的每對(duì)坐標(biāo)，計(jì)算光掩?；骰蛑?間物的最外表面的Z值(Z》和經(jīng)處理的基板的最外表面的Z值(Z2)之間的差(Zi-Z2)。(5)確定Z值的差(Zi_Z2)的最大量值和最小量值的和，其表示翹曲改變。更具體地，通過使用光學(xué)系統(tǒng)的表面形貌測量設(shè)備測量移除相移膜之前的光掩模 基坯或中間物的最外表面(即，相移膜的表面)的表面形貌。該設(shè)備傳送最外表面的XYZ 三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)以創(chuàng)建表面形貌圖，由該圖計(jì)算最小二乘平面。接著，典型地在相移膜的加工 中使用的剝離條件下移除整個(gè)相移膜。類似地測量移除相移膜之后的經(jīng)處理的基板的最外 表面(即，與相移膜接續(xù)布置的膜的表面，或者透明基板的表面)的表面形貌。該設(shè)備傳送 該最外表面的XYZ三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)以創(chuàng)建表面形貌圖，由該圖計(jì)算最小二乘平面。接著，當(dāng)光掩?；骰蛑虚g物的最外表面及其最小二乘平面的坐標(biāo)之間的相對(duì) 位置，以及經(jīng)處理的基板的最外表面及其最小二乘平面的坐標(biāo)之間的相對(duì)位置是固定的 時(shí)(即，最外表面和最小二乘平面的坐標(biāo)表明它們是一體的)，使用適當(dāng)?shù)膯卧?，典型地使用?jì)算機(jī)，將由此獲得的坐標(biāo)和最小二乘平面布置在假想空間中以便于滿足所有以下條件 ⑴ _(iii)。(i)兩個(gè)最小二乘平面被安置在XYZ三維假想空間的XY平面上，(ii)提供前一最小二乘平面的光掩模基坯或中間物的最外等效區(qū)域的中心和提 供后一最小二乘平面的經(jīng)處理的基板的最外等效區(qū)域的中心均被安置在原點(diǎn)，以及(iii)兩個(gè)最外等效區(qū)域被布置為重疊，且它們對(duì)角線方向?qū)R，從而使在移除相 移膜之前和之后，兩個(gè)最外等效區(qū)域的四個(gè)角分別彼此對(duì)應(yīng)。參照?qǐng)D1描述以上程序。如圖1A中示出的光掩?；骰蛑虚g物的最外表面及其 最小二乘平面102的坐標(biāo)組101，以及如圖1B中示出的經(jīng)處理的基板的最外表面及其最小 二乘平面202的坐標(biāo)組201如圖1C中所示被布置在XYZ三維假想空間中。最小二乘平面 102和202被布置在XY平面上，從而使這兩個(gè)平面被安置在同一平面中。提供最小二乘平 面102的光掩?；骰蛑虚g物的最外等效區(qū)域102a和提供最小二乘平面202的經(jīng)處理的 基板的最外等效區(qū)域202a被布置為，它們的中心均被安置在XYZ坐標(biāo)的原點(diǎn)。S卩，最小二 乘平面102和202被布置在Z = 0的XY平面中。進(jìn)一步地，兩個(gè)最外等效區(qū)域被布置為它 們對(duì)角線方向?qū)R，從而使在移除相移膜之前和之后，最外等效區(qū)域102a的四個(gè)角分別對(duì) 應(yīng)于最外等效區(qū)域202a的四個(gè)角(一個(gè)角對(duì)應(yīng)于相關(guān)的一個(gè)角)。接著，如圖1C中示出的，在如上布置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)，對(duì)于X和Y值相當(dāng)?shù)?光掩模基坯或中間物的最外表面的坐標(biāo)和經(jīng)處理的基板的最外表面的坐標(biāo)之間的每一對(duì) 坐標(biāo)，計(jì)算光掩模基坯或中間物的最外表面的Z值(Zi)和經(jīng)處理的基板的最外表面的Z值 (Z2)之間的差(Z「Z2)。如果> Z2，則差值(Z「Z2)為正(+)，如果< z2，則差值(z「z2) 為負(fù)㈠。Z值的差(ZrZ2)的最大量值(絕對(duì)值)和最小量值的和表示翹曲改變。對(duì)于152mm(6英寸)見方的光掩?；骰蛑虚g物，達(dá)到50nm的翹曲改變表明了如 下加工精度，該加工精度具有足以在雙重構(gòu)圖形式的光刻中使用以形成具有約25nm的最 小線寬的圖案的范圍。對(duì)于不同尺寸的光掩?；骰蛑虚g物，可允許的翹曲改變與尺寸成比例。只要翹 曲改變達(dá)到50nm/L/152mm，其中L是透明基板的長邊的長度(以mm為單位)，則可以獲得 高的加工精度。簡言之，坐標(biāo)數(shù)據(jù)可應(yīng)用于光掩模基坯的最外表面和經(jīng)處理的基板的最外表面， 可以通過簡化的方法根據(jù)這些最外表面計(jì)算表面的最小二乘平面。在圍繞每個(gè)最外表面的 中心的半徑為R(mm)的圓上設(shè)定三個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)。由這三個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)和中心的坐標(biāo)計(jì)算 最小二乘平面。隨后，可以相似地估計(jì)翹曲改變。對(duì)于被加工為在雙重構(gòu)圖形式的光刻中 使用以形成具有約25nm的最小線寬的圖案的光掩?；?，當(dāng)清除標(biāo)準(zhǔn)翹曲改變時(shí)，光掩模 基坯被判斷為通過(可接受)。如果翹曲改變的值小于或等于50 (nm) / 2R / (152 (mm) x /l )則光掩?；鲗?duì)于確保具有高的位置精度的光掩模來說是足夠可靠的。本發(fā)明的檢查方法有效地用于在制造光掩?；鞯墓に嚻陂g檢查一批次的產(chǎn)品 以及優(yōu)化制造條件。一個(gè)實(shí)施例是用于檢查大量光掩?；骰蚱渲虚g物的方法。每個(gè)所述光掩?；?br> 10或其中間物包括光掩模形成基板和沉積在光掩模形成基板上的相移膜并且通過高能量輻 射的照射經(jīng)受基板形狀調(diào)節(jié)處理，該方法包括以下步驟通過在預(yù)定條件下在光掩模形成 基板上沉積相移膜并且在預(yù)定條件下實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理，制造多個(gè)光掩模基坯或中間 物；從多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物獲取樣本光掩?；骰蛑虚g物，根據(jù)本發(fā)明的檢查方法，估 計(jì)由于已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的相移膜的應(yīng)力而引起的、在移除相移膜之前和之后的 樣本光掩模基坯或中間物的翹曲改變；以及基于由此估計(jì)的翹曲改變，判斷多個(gè)光掩?；?坯或中間物是可接受的或不可接受的。假設(shè)光掩?；骰蚱渲虚g物是通過在光掩模形成基板上沉積相移膜并且利用高 能量輻射來照射相移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理而制造的，另一實(shí)施例提供了一種用于確 定基板形狀調(diào)節(jié)處理的高能量輻射劑量的方法，包括以下步驟通過在預(yù)定條件下在基板 上沉積相移膜并且利用不同劑量的高能量輻射來照射相移膜，從而制備兩個(gè)或更多個(gè)光掩 ?；骰蛑虚g物，根據(jù)本發(fā)明的檢查方法，估計(jì)由于已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的相移膜 的應(yīng)力而引起的、在移除相移膜之前和之后的每個(gè)光掩?；骰蛑虚g物的翹曲改變，以及 比較兩個(gè)或更多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物的翹曲改變，由此確定提供較小翹曲改變的高能量 輻射劑量。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以通過在光掩模形成基板上沉積相移膜并且按照以上述方 法確定的劑量利用高能量輻射來照射相移膜而實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理，從而制造光掩?；?坯。為了生產(chǎn)具有最小應(yīng)力的相移膜的基板從而使基板可以在移除相移膜之后經(jīng)歷 最小的翹曲改變，在采取高能量輻射的照射時(shí)，優(yōu)選地按照最優(yōu)劑量進(jìn)行高能量輻射的照 射。在優(yōu)選劑量周圍的封閉區(qū)間中，輻射劑量與翹曲改變的關(guān)系可以取線性近似。因此，通過按照至少兩個(gè)不同的劑量利用高能量輻射來照射相移膜，從基板移除 相移膜，確定翹曲改變，并且取翹曲改變和劑量之間的線性近似，可以估計(jì)用于使在特定制 造條件下沉積在基板上的相移膜的應(yīng)力減小至零(0)所需的高能量輻射的劑量。使用估計(jì) 高能量輻射的最優(yōu)劑量的方法，可以容易地制造光掩模基板或其中間物，其具有實(shí)際應(yīng)力 被減小至接近零的相移膜。示例下面提供作為說明而非作為限制的本發(fā)明的示例。示例 1制備具有半調(diào)相移膜的光掩?；髦苽渌膫€(gè)152平方毫米的合成石英光掩模基板。通過使用MoSi和Si靶以及作 為濺射氣體的氮?dú)?、氧氣和氬氣的混合物的濺射技術(shù)，具有76nm厚度的MoSiON(原子比 Mo Si 0 N = 1 4 1 4)半調(diào)相移膜被沉積在每個(gè)基板上。形狀調(diào)節(jié)使用具有0. l-10mSeC脈沖長度的氙閃光燈，按照四個(gè)不同的能量劑量照射其上 沉積有MoSiON膜的四個(gè)光掩?；?。假設(shè)施加3175伏特時(shí)產(chǎn)生的能量劑量是一(1)，通過 標(biāo)準(zhǔn)化值表達(dá)能量劑量。在基板形狀調(diào)節(jié)之后比較表面形貌在翹曲改變(ATIR)方面比較相移膜沉積之前的基板的表面形貌和具有因形狀 調(diào)節(jié)帶來的高能量的光掩?；鞯谋砻嫘蚊?。如下確定翹曲(扭曲)改變、ATIR(總指示器讀數(shù)變化)。通過光學(xué)表面形貌分析系統(tǒng)Tropel UltraFlat (Corning TropelCorp.)測量在 半調(diào)相移膜沉積之后經(jīng)歷了閃光燈照射的每個(gè)光掩?；鞯谋砻嫘蚊玻@得表面形貌數(shù)據(jù) (坐標(biāo))。根據(jù)步驟(1)_(5)將該數(shù)據(jù)與半調(diào)相移膜沉積之前的對(duì)應(yīng)基板的表面形貌的先 前測量數(shù)據(jù)比較，以計(jì)算翹曲改變(ATIR)。假設(shè)ATIR的正值是因拉伸應(yīng)力引起的變形。 在圖2中，繪制了照射之后的每個(gè)光掩模基坯的表面形貌相對(duì)于相移膜沉積之前的對(duì)應(yīng)基 板的表面形貌所具有的翹曲改變(ATIR)以及照射劑量的曲線圖。移除相移膜通過利用氟蝕刻劑氣體進(jìn)行干法蝕刻，從具有已按照不同的能量劑量利用閃光燈 進(jìn)行照射而經(jīng)歷了形狀調(diào)節(jié)相移膜的光掩?；饕瞥嘁颇?。RFl(RIE) :Cff 54 VRF2 (ICP) :Cff 325 ff壓力5mTorrSF6 :18sccm02 : 45sccm在移除相移膜之后比較表面形貌通過光學(xué)表面形貌分析系統(tǒng)Tropel UltraFlat (Corning TropelCorp.)測量通 過干法蝕刻移除相移膜之后的經(jīng)處理的基板的表面形貌，獲得表面形貌數(shù)據(jù)。相似地，將該 數(shù)據(jù)與在沉積半調(diào)相移膜之后已經(jīng)歷了閃光燈照射的光掩?；鞯谋砻嫘蚊矓?shù)據(jù)比較，以 計(jì)算翹曲改變(ATIR)。圖2中也繪制了該翹曲改變(ATIR)與照射劑量的曲線圖。利用圖2中曲線的歸納，表明當(dāng)約1. 108的能量劑量被照射時(shí)，通過高能量輻射的 照射使沉積相移膜之前的基板形狀完全恢復(fù)。然而，在基板形狀調(diào)節(jié)之后從移除相移膜導(dǎo) 致的ATIR的值表明，當(dāng)移除已按照該能量劑量照射的相移膜時(shí)，在移除相移膜之前和之 后，表面形貌發(fā)生改變。從圖2中的曲線還可看出，移除相移膜之后的ATIR的值有可能線性近似于能量 輻射的劑量。所推測的是，在按照約1. 017的能量劑量進(jìn)行照射時(shí)，利用閃光燈進(jìn)行照射的 膜的應(yīng)力變?yōu)榱?0)。
1權(quán)利要求
一種用于檢查光掩模基坯或其中間物的方法，通過在光掩模形成基板上沉積相移膜并且利用高能量輻射來照射所述相移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理來制造所述光掩模基板或其中間物，所述方法包括以下步驟在基板形狀調(diào)節(jié)處理之后測量所述光掩?；骰蛑虚g物的表面形貌，從所述光掩模基坯或中間物移除所述相移膜，在移除所述相移膜之后測量經(jīng)處理的基板的表面形貌，以及將所述光掩模基坯或中間物的表面形貌與經(jīng)處理的基板的表面形貌比較，由此估計(jì)由于已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的所述相移膜的應(yīng)力而引起的、在移除所述相移膜之前和之后的翹曲改變。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述高能量輻射是閃光燈發(fā)射。
3.一種用于檢查多個(gè)光掩模基坯或其中間物的方法，每個(gè)所述光掩?；寤蚱渲虚g物 包括光掩模形成基板和沉積在所述光掩模形成基板上的相移膜并且通過高能量輻射的照 射經(jīng)受基板形狀調(diào)節(jié)處理，所述方法包括以下步驟通過在預(yù)定條件下在光掩模形成基板上沉積相移膜并且在預(yù)定條件下實(shí)施基板形狀 調(diào)節(jié)處理，制造多個(gè)光掩模基坯或中間物，從所述多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物中獲取樣本光掩?；骰蛑虚g物，根據(jù)如權(quán)利要求1 所述的檢查方法，估計(jì)由于已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的所述相移膜的應(yīng)力而引起的、在 移除所述相移膜之前和之后的所述樣本光掩?；骰蛑虚g物的翹曲改變，以及基于由此估計(jì)的翹曲改變，判斷所述多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物是可接受的或不可接受的。
4.一種對(duì)于通過在光掩模形成基板上沉積相移膜并且利用高能量輻射來照射所述相 移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理而制造的光掩?；寤蚱渲虚g物，用于確定基板形狀調(diào)節(jié)處理的高能量輻射劑量的方法，包括以下步驟 通過在預(yù)定條件下在基板上沉積相移膜并且利用不同劑量的高能量輻射來照射所述 相移膜，制備兩個(gè)或更多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物，根據(jù)如權(quán)利要求1所述的檢查方法，估計(jì)由于已經(jīng)歷了基板形狀調(diào)節(jié)處理的所述相 移膜的應(yīng)力而引起的、在移除所述相移膜之前和之后的每個(gè)光掩?；骰蛑虚g物的翹曲改 變，以及比較所述兩個(gè)或更多個(gè)光掩?；骰蛑虚g物的翹曲改變，由此確定提供較小翹曲改變的高能量輻射劑量。
5.一種用于制造光掩?；鞯姆椒?，包括以下步驟在光掩模形成基板上沉積相移膜 并且利用高能量輻射來照射所述相移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理，以通過如權(quán)利要求4所述的方法確定的劑量利用高能量輻射來照射相移膜從而實(shí)施 所述基板形狀調(diào)節(jié)處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢查制造光掩模基坯或其中間物、確定高能輻射量的方法。通過以下方法檢查光掩?；鳎摴庋谀；魇峭ㄟ^在基板上沉積相移膜并且利用高能量輻射來照射相移膜以實(shí)施基板形狀調(diào)節(jié)處理而制造的，該方法是在基板形狀調(diào)節(jié)處理之后測量光掩模基坯的表面形貌，從光掩模基坯移除相移膜，在移除相移膜之后測量經(jīng)處理的基板的表面形貌，以及比較表面形貌，由此估計(jì)由于已經(jīng)歷基板形狀調(diào)節(jié)處理的相移膜的應(yīng)力而引起的、在移除相移膜之前和之后的翹曲改變。
文檔編號(hào)G03F1/68GK101852984SQ201010158168
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者吉川博樹, 稻月判臣, 金子英雄 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社