掩模基板及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及例如掩模坯料(mask blank)或光掩模的掩模基板及其制造方法。背景技术
由于半导体器件变得更加精细，需要光刻步骤来处理这些更精细的半导体器件。器件设计规则已经详细说明了0.13μm的设计规则。在这种情况下，构图尺寸精度控制在大约10nm，这是非常苛刻的。
由于这种非常高的精度要求，在半导体制造工艺中所用的光刻步骤中存在的问题变得更加明显。问题之一是在其上形成构图并用在光刻步骤中的光掩模基板(光掩模)的缺陷。该问题将在下面进一步说明。
要求光掩模基本无缺陷。因此，要用缺陷检查装置检查光掩模，以便修复检查发现的缺陷。
但是，这种缺陷检查和修复需要大量的费用和时间。这是光掩模的价格急剧增加的主要原因之一。此外，只能修复小缺陷。如果有很多严重干扰图形的缺陷，必须重新制造光掩模。这是光掩模的价格急剧增加的另一个主要原因。
在制造光掩模的过程中发现的许多这种缺陷是由在形成构图之间已经在光掩模基板(掩模坯料)上的污染物引起的。发明内容
根据本发明的一个方面的掩模基板包括具有参考标记的透明基板和形成在透明基板上的遮光膜。
根据本发明的一个方面的掩模基板地制造方法包括用能量束照射透明基板的表面并在透明基板的前表面形成包括凹部的参考标记；并在透明基板的表面形成遮光膜。
根据本发明的另一个方面的掩模基板的制造方法包括在透明基板的表面形成遮光膜，并处理遮光膜以形成参考标记。附图简要说明
图1A和1B示出了根据本发明的实施例的掩模坯料的平面图和剖面图；
图2示出了根据本发明的实施例的在掩模坯料上的作为参考位置标记的凹部的剖面图；
图3示出了根据本发明的实施例用于在掩模坯料上形成作为参考位置标记的凹部的激光装置的示意图；
图4示出了由激光装置形成的凹部的剖面图；
图5示出了常规掩模坯料的平面图；以及
图6A和6B是用于描述根据本发明的实施例的形成光掩模工艺的剖面图和平面图。具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的实施例。
图1A和1B示出了根据本发明的实施例的掩模坯料的平面图和剖面图。
在这些图中，参考数字1表示石英基板(玻璃基板)。在石英基板1的前表面上形成两个参考位置标记2。在石英基板1的前表面上的两个斜对角中形成这些参考位置标记2。石英基板1的厚度为例如6.25mm。石英基板1(透明基板)允许曝光光线通过。石英基板1透光。
通过在石英基板的前表面的两个位置上形成参考位置标记2，可以定义X-Y坐标系，例如，如图1A所示。然后，可以精确地确定缺陷D(Dx，Dy)的位置。
具体地，通过定义以两个参考位置标记2作为顶点的正方形确定X-Y坐标系。然后，通过设置参考位置标记中的一个作为原点(0，0)，可以用X-Y坐标表示缺陷D的位置。
X-Y坐标系为矩形，但不是必须为矩形。此外，坐标原点并不限定为图1A所示的位置。例如，石英基板的中心可以是原点。
每个参考位置标记2包括8个十字形排列的凹部3。每个凹部3例如是具有大约100μm的直径φ和大约3μm的深度d的凹槽，如图2所示。凹部3的间距为200μm。标记参考点(原点(0，0))为水平排列的四个凹部3定义的直线L1和垂直排列的四个凹部3定义的直线L2的交叉点C。
在石英基板1的前表面上形成遮光膜4，如图1B所示。遮光膜4为例如厚度为70nm的Cr膜。在遮光膜4上形成抗反射膜5。抗反射膜5为例如厚度为30nm的氧化铬膜。遮光膜4和抗反射膜5的总厚度为例如大约0.1μm。凹部3的深度为例如大约3μm。这防止凹部3被遮光膜4和抗反射膜5填满。
即，即使形成了遮光膜4和抗反射膜5，也不会失去参考位置标记的功能。虽然在本实施例中凹部3的深度大约为3μm，深度通常为大约几个μm。通常将遮光膜4和抗反射膜5的总厚度设置为凹部3不会被这些膜填满。
在这一点上，即使凹部3被遮光膜4和抗反射膜5填满，假如在遮光膜4和抗反射膜5的表面中形成对应于下面的凹部3的凹部，包括遮光膜4的凹部或包括遮光膜4和抗反射膜5叠层的凹部也可以用作参考标记。
例如通过下面所述的制造方法可以得到具有上述结构的掩模坯料。
首先，清洗152×152mm2的前后表面已被抛光的石英基板1，以清洁其前表面，在其前表面上将形成石英基板1的遮光膜4和抗反射膜5。
然后，如图3所示，用著名的YAG激光装置射出的光束11(下文中简称为“激光束”)照射石英基板1的前表面，以形成凹部。
更具体地，由YAG激光器主体10发射的激光束被聚光系统12聚光，以形成直径10μm的激光束。石英基板1的前表面被聚光的激光束11照射，以形成凹部。这时，通过移动石英基板1或YAG激光器主体10用激光束11照射石英基板的前表面的八个区域。通常移动石英基板1更容易一些。
在这种情况下，由于被激光束11照射的区域中的石英基板1被熔化和蒸发，从而形成凹部。因为被激光束11照射的区域中的石英基板1被蒸发为气体，没有石英基板1的石英碎片(石英片)从被激光束11照射的区域中溅出。因此，在形成参考位置标记2的步骤中不会出现新的缺陷。
此外，石英基板1的厚度为例如6.25mm，如上所述。当通过采用激光束11形成凹部时，即使照射中出现错误，该厚度也能防止在石英基板1中形成通孔。
对通过采用激光束11得到的凹部3成形，从而其边缘部分7倾斜上升，如图4所示。因此，边缘部分7通过CMP(化学机械抛光)工艺平坦化。
图2示出了已经完全平坦化的图4中的边缘部分7。但是，难以完全去掉倾斜上升部分。结果，实际上残留了一部分倾斜上升部分。因此，根据凹部3的边缘部分7的上升形状的出现确定是否已经通过施加激光束11(施加能量射束)得到了凹部3。
凹部3具有例如大约100μm的直径和大约3μm的深度，如上所述。因此，凹部3是宽而浅的。这种形状防止灰尘集中到凹部3中。
通常通过例如激光器的波长、能量(输出)、光束直径等控制凹部3的直径和深度。例如，在本实施例中，上述尺寸的凹部3可通过施加例如波长为266μm(YAG激光器的四次谐波)、能量为20J/cm2的激光束11来形成。
随后，如图1B所示，例如，通过溅射方法在石英基板1上淀积70nm厚的Cr，以形成遮光膜4。而后，例如，通过溅射方法在遮光膜4上淀积30nm厚的氧化铬，以形成抗反射膜5。如果需要，在膜5上涂覆抗蚀剂膜。由此，完成了掩模坯料。
通过常规的表面污染物检查装置可以检测这样得到的参考位置标记2。已经确认，采用例如LASERTECH CORPORATION制造的M1320表面污染物检查装置可以检测到两个参考位置标记2。在这种情况下，参考位置标记2的位置检测的可重复性为1μm或更小。
因此，根据本实施例，可以精确地确定在掩模坯料中的缺陷的位置。这使得能够选择没有缺陷的区域作为构图形成区。因此，能够有效的利用有缺陷的掩模坯料，以提高生产率。
作为对比，常规掩模坯料没有参考位置标记。因此，虽然可以在常规掩模坯料上进行缺陷检查，但难以精确地确定缺陷的位置。结果，可能在掩模坯料80上的构图形成区81中包括缺陷D，如图5所示。
此外，检查本实施例的掩模坯料(具有参考位置标记2)和常规掩模坯料(没有参考位置标记2)的表面污染物。
检查结果显示本实施例的掩模坯料和常规掩模坯料之间的缺陷数量没有差别。由此确认参考位置标记2的形成不会增加缺陷的数量。即，确认在形成参考位置标记2的步骤期间没有出现新的缺陷。
在完成掩模坯料之后的步骤是制造光掩模。具体地，如图6A所示，用已知的光刻和腐蚀处理遮光膜4和抗反射膜5。然后，如图6B所示，在掩模坯料20上的没有缺陷的构图形成区21中形成例如LSI图形的器件构图。图6B示出了作为器件构图的MOS晶体管的图形(栅极、源极和漏极图形)。
在这种情况下，掩模坯料和光掩模通常由不同的制造商生产。掩模坯料制造商将掩模坯料和包括缺陷位置的信息(缺陷位置信息)交给光掩模制造商。
但是，有多种传送缺陷位置信息的方法。例如，缺陷位置信息可以以文件、存储介质等形式与掩模坯料的传送同时进行。或者，缺陷位置信息可以采用信息发送媒介例如因特网与掩模坯料的传送分别进行。
本发明并不限于上述的本实施例。例如，在石英基板1上形成的膜并不限于铬膜。例如，该膜可以是含有硅化钼等的照相铜版膜。此外，参考标记的位置和数量、形状和尺寸也不限于上述实施例中的。根据所用的检查装置或目的可以适当改变它们。
此外，激光器不限于YAG激光器。也可以使用二氧化碳气体激光器(波长10.6μm)或F2激光器。如果采用比F2激光器波长短的激光器，最好用氟化钙基板代替石英基板1。这是因为氟化钙基板能更有效地吸收短波长的激光束，从而能够容易地在基板中形成凹部3。
此外，在本实施例中，参考位置标记2包括八个十字形排列的凹部3。但是，凹部3的数量可以是九个以上或七个以下。通常，增加凹部3的数量提高了检测到的标记参考点(直线L1和L2之间的交叉点C)的精度。这在下面进行详细说明。
如上所述，用两个参考位置标记2，通过假设用这些标记作为正方形的顶点可以定义X-Y坐标系。在这种情况下，如果用一个凹部3来定义一个参考位置标记2，凹部3的位置检测误差直接反映在检测参考位置标记2的精度中。检测误差来自凹部3的形状差别、测量装置的误差等。
作为对比，一个参考位置标记2由多个十字形排列的凹部3定义，通过线性回归(插值处理)方法，直线L1由多个垂直排列的凹部3的位置确定。同样，通过线性回归方法，直线L2由多个水平排列的凹部3的位置确定。然后，随着凹部3数量的增加，各个凹部3的位置检测误差的不利影响减弱。因此，差值更加精确。由此，可以更精确地确定水平直线L1和垂直直线L2。此外，可以比标记参考点(原点)更精确地确定水平直线L1和垂直直线L2之间的交叉点。
虽然众所周知，但是仍简要说明线性回归方法。选择由水平排列的多个凹部3确定的直线L1，使得从直线L1到各个凹部3的距离之和最小。
此外，在本实施例中，参考位置标记形成在石英基板1的前表面。但是，可以通过处理遮光膜或遮光膜和抗反射膜形成参考位置标记。这种参考标记可以通过采用已知的构图形成工艺方法形成，该工艺包括感光材料的涂覆(抗蚀剂)、抗蚀剂的曝光、抗蚀剂的显影、膜的腐蚀等。通过同时执行形成参考位置标记步骤和在遮光膜上形成例如LSI图形的器件图形的步骤可以防止步骤数量的增加。
但是，在形成参考位置标记的步骤中，可能出现新的缺陷。因此，在这点上，根据本实施例的具有参考位置标记2的光掩模基板更好。此外，除了处理透明基板或遮光膜以形成参考位置标记以外，可以引入与遮光膜和透明基板分开的部件，由该部件形成参考位置标记。
此外，在以上说明的实施例中，掩模坯料或光掩模包括多个参考标记。但是，掩模坯料或光掩模可以只包括一个参考标记。为了精确确定缺陷的位置，最好用多个参考标记。
本领域的技术人员很容易认识到其它的优点和变型。因此，本发明在更广泛的范围内并不限于这里示出和说明的特殊细节和典型实施例。因此，可以进行各种变型，而不脱离由附带的权利要求及其等效物限定的一般发明概念的精神和范围。