TWI606293B - Method of manufacturing mask substrate and method of manufacturing mask for transfer (1) - Google Patents
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Description
本發明係關於遮罩基底及轉印用遮罩之製造方法。特別是,本發明係關於包含於基板上形成由阻劑材料所構成的阻劑膜之遮罩基底的製造方法,及使用其之半導體元件製造用之轉印用遮罩的製造方法。
透過光微影法之轉印用遮罩的製造中係使用具有用以於玻璃基板等基板上形成轉印圖案(遮罩圖案)之薄膜(例如遮光膜等)之遮罩基底。使用此遮罩基底之轉印用遮罩的製造係具有以下工序而加以進行:對遮罩基底上所形成之阻劑膜施予所欲的圖案掃描的曝光工序、根據所欲圖案掃描對該阻劑膜進行顯影以形成阻劑圖案的顯影工序、根據阻劑圖案對該薄膜進行蝕刻的蝕刻工序,以及將殘存之阻劑圖案予以剝離去除之工序。該顯影工序中係對遮罩基底上所形成之阻劑膜施以所欲的圖案掃描後,供應顯影液,於顯影液將阻劑膜中可溶的部位溶解,而形成阻劑圖案。又,該蝕刻工序中係以該阻劑圖案作為遮罩,藉由乾蝕刻或濕蝕刻的方式將未形成阻劑圖案之薄膜而露出部位加以溶解,藉此將所欲的遮罩圖案形成於透光性基板上。如此,便完成轉印用遮罩。
以往,於四角形基板上或者於該基板上具有已成膜的薄膜之附薄膜基板上形成阻劑膜來製造遮罩基底時,一般所使用之阻劑旋轉塗佈方法係利用讓基板旋轉以塗佈阻劑液之旋轉塗佈裝置。此旋轉塗佈方法之範例係專利文獻1中所記載的阻劑旋轉塗佈方法,其係於基板四角落形成均勻的阻劑膜而不形成厚膜。具體而言,專利文獻1中所記載之阻劑塗佈方法係包含:依既定之轉速及時間使基板旋轉,使得阻劑膜的膜厚度實質地達到均勻化的均勻化工序;以及接續均勻化工序,依比均勻化工序所設定的轉速更低的轉速使基板旋轉,以實質地保持均勻化工序所得到之阻劑膜厚度,對均勻化的阻劑進行乾燥之乾燥工序。
又,專利文獻2中遮罩基底之製造方法係具有於四角形基板上滴落包含阻劑材料及溶劑之阻劑液;讓該基板旋轉,使滴落之阻劑液廣佈於該基板上;並且使該基板上之阻劑液乾燥,而於該基板上形成由該阻劑材料所構成之阻劑塗佈膜的工序,形成該阻劑塗佈膜的工序中,在該基板的旋轉期間,會產生沿著該基板之上面而從基板之中央側朝向外周方向的氣流,利用基板之旋轉來抑制基板周緣部所形成之阻劑液積液朝基板中央方向移動。
專利文獻3中所載之遮罩基底之製造方法係包含:將阻劑液噴射至遮罩基板之噴射階段;改變轉速而使該遮罩基板旋轉,使該阻劑物質擴散於該遮罩基板全體之擴散階段;使該遮罩基板旋轉以形成阻劑膜之成膜階段;以及使該遮罩基板以低於該成膜階段之轉速旋轉並對遮罩基板上所形成的該阻劑膜進行乾燥之乾燥階段。專利文獻3中亦記載有於噴射階段將阻劑物質噴射至遮罩基板時,遮罩基板之轉速係設定成150rpm以下,噴射時間係設定在1~10秒的範圍。又,專利文獻3中記載有從阻劑物質之噴射終止的時點至下個擴散階段開始的時點間係維持在旋轉狀態。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1:日本特公平4-29215號公報
專利文獻2:日本特開2005-12851號公報
專利文獻3:大韓民國註冊專利10-0818674號公報
在遮罩基底基板的表面會形成以金屬化合物及矽化合物等為材料之薄膜,在此薄膜的表面上形成阻劑膜。一般而言,因為以金屬化合物及矽化合物等為材料之薄膜的表面能量較低,故此薄膜表面易於濺散已塗佈之阻劑液。於阻劑液之潤濕性較差之情形時,阻劑液在密合於此薄膜表面前便開始變乾,因而在被塗佈面與阻劑液之間會形成氣泡狀的空間。這樣的氣泡會成為例如100nm以下之微細缺陷。
又,由於遮罩圖案之微細化的需求,例如半導體元件中適用半間距45nm製程節點之需求,即使是微小異物之附著亦不被容許。例如,在靜止或如
轉速200rpm以下之低轉速狀態下滴落阻劑液之情形,會有極細小異物不被離心力帶走而附著留下,而產生例如1000nm以下之微細異物殘留在表面的現象。又,在靜止或低轉速狀態下滴落阻劑液之情形時,滴落時的環境為減壓狀態時,因為會促進阻劑液之滴落時的阻劑液之溶媒揮發,故會使異物易於附著固定。
為了抑制這樣的異物,便使用添加界面活性劑之阻劑液。然而,在顯影時所發生的微細缺陷中,阻劑液所添加的界面活性劑也被認為是發生的主要原因。因為有這種情況,為了避免由界面活性劑所引起之缺陷的發生,便不從事界面活性劑成份之添加,或者使用界面活性劑成分被抑制為少量之阻劑液。若欲將未添加界面活性劑之阻劑液塗佈於低表面能量之被塗佈面,理所當然地將會使潤濕性變差,而發生由微細氣泡引起之缺陷。
於是,本發明之目的係提供一種遮罩基底及轉印用遮罩之製造方法,其係用以形成阻劑膜之阻劑塗佈工序中,能抑制阻劑膜產生微細缺陷,特別是能抑制由微細氣泡所引起之缺陷的發生。
本發明係下述構成1~14之遮罩基底之製造方法,以及構成15之轉印用遮罩之製造方法。
(構成1)
本發明係遮罩基底之製造方法,其包含用以在基板上形成由阻劑材料所構成之阻劑膜的阻劑塗佈工序之遮罩基底之製造方法;該阻劑塗佈工序係包含用以將含有阻劑材料及溶劑之阻劑液滴落至四角形之該基板上之滴落工序;滴落工序在時間t時之該基板的轉速為R(t),該阻劑液之滴落開始時間為tA,該阻劑液之滴落終止時間為tB之情況下,在tA≦t≦tB之時間範圍內,係以滿足下列各式之方式:(1)R(tA)<R(tB)之關係;(2)從tA至到達R(tB)的期間,對於t1<t2之任意的時間t1及t2,R(t1)≦R(t2)之關係;(3)0≦R(tA)<700rpm之關係;以及(4)從tA至到達R(tB)的時間為0.1秒以上之關係,來改變該基板之轉速R(t)。
(構成2)
本發明之遮罩基底之製造方法,在(2)的關係中,對於t1<t2之任意的時間t1及t2,係以R(t1)<R(t2)之關係為佳。
(構成3)
本發明之遮罩基底之製造方法中,其中該旋轉加速度dR(t)/dt係以保持固定為佳。
(構成4)
本發明之遮罩基底之製造方法中,於該基板之轉速R(t)在從tA至到達R(tB)之時間範圍內變化時,為轉速R(t)之加速度的旋轉加速度dR(t)/dt係以10rpm/秒≦dR(t)/dt≦1000rpm/秒為佳。
(構成5)
本發明之遮罩基底之製造方法中,其中該滴落工序係包含在tA≦t≦tY之時間範圍內使該基板之轉速R(t)加速之旋轉加速階段;以及在tY<t≦tZ之時間範圍內使該基板之轉速R(t)維持固定之轉速維持階段;該轉速維持階段之開始時間tY,與該阻劑液之滴落終止時間tB之關係為tY≦tB;該轉速維持階段之轉速R(t)(tY<t≦tZ)係R(t)≧300rpm;在該旋轉加速階段之該旋轉加速度dR(t)/dt(tA≦t≦tY)係10rpm/秒≦dR(t)/dt≦1000rpm/秒,藉固定的該旋轉加速度來加速該基板之轉速為佳。
(構成6)
本發明之遮罩基底之製造方法中,該轉速維持階段之該基板之轉速R(t)(tY<t≦tZ)係以500rpm≦R(t)≦1000rpm為佳。
(構成7)
本發明之遮罩基底之製造方法中,其中該阻劑塗佈工序較佳係接續該滴落工序,而進一步包含降低該基板之轉速或停止旋轉之休止工序。
(構成8)
本發明之遮罩基底之製造方法中,其中該阻劑塗佈工序較佳係在該滴落工序之後,而進一步包含以比R(tB)更快的基板轉速來旋轉基板的均勻化工序。
(構成9)
本發明之遮罩基底之製造方法中,其中在該休止工序與該均勻化工序之間,較佳係包含朝均勻化工序之高轉速階段性地上升轉速的預旋轉工序。
(構成10)
本發明之遮罩基底之製造方法中,其中該均勻化工序中係包含使排氣裝置作動,該排氣裝置係以產生朝該基板之氣流的方式來進行排氣。
(構成11)
本發明之遮罩基底之製造方法,其中該基板所形成的阻劑膜的表面係利用反應性濺鍍法所形成之薄膜的表面,該薄膜較佳地係適用在至少包含選自Cr、Ta、Si、Mo、Ti、V、Nb、及W之群組中1種以上的元素之表面。
(構成12)
本發明之遮罩基底之製造方法,其中用以形成該基板的阻劑膜的表面係利用反應性濺鍍法所形成之薄膜的表面,該薄膜係至少包含Cr,且特佳地係適用在該薄膜所含之Cr的比率至少為50原子%以上之表面。
(構成13)
本發明之遮罩基底之製造方法,其中該基板所形成的阻劑膜的表面係利用反應性濺鍍法所形成之薄膜的表面,該薄膜特佳地係適用在至少包含Si之表面。
(構成14)
本發明之遮罩基底之製造方法,其中該阻劑液亦適用於實質不含界面活性劑的情況。
(構成15)
本發明係轉印用遮罩之製造方法,其包含對於由構成1至14項中任一項所記載之遮罩基底之製造方法所製得之遮罩基底之該阻劑膜進行圖案化,以形成阻劑圖案;以及以該阻劑圖案作為遮罩而形成遮罩圖案,以製得轉印用遮罩。
藉由本發明可得到遮罩基底及轉印用遮罩之製造方法,其在用以形成阻劑膜之該阻劑塗佈工序中,可抑制在阻劑膜產生微細缺陷,特別是能抑制由微細氣泡所引起之缺陷的發生。
2‧‧‧遮光膜
3‧‧‧蝕刻遮罩膜
10‧‧‧遮罩基底
11‧‧‧基板
12‧‧‧圖案線
13‧‧‧遮罩圖案
14‧‧‧薄膜
15‧‧‧附薄膜基板
16‧‧‧阻劑膜
18‧‧‧轉印用遮罩
20‧‧‧旋轉塗佈裝置
21‧‧‧旋轉吸盤
22‧‧‧噴嘴
23‧‧‧護杯
24‧‧‧內環
26‧‧‧阻劑液
30‧‧‧排氣裝置
32‧‧‧開口部
34‧‧‧氣流
圖1係顯示阻劑塗佈工序中時間與基板轉速之關係的圖式。虛線表示在阻劑塗佈工序具有旋轉初期階段(S0)之情形。
圖2係顯示阻劑塗佈工序之順序之一範例的流程圖。
圖3係顯示旋轉塗佈裝置之一範例的橫切面示意圖。
圖4係顯示(A)附薄膜基板;(B)遮罩基底;以及(C)轉印用遮罩之一範例的示意圖。
圖5係在基板上具有遮光膜及蝕刻遮罩膜之遮罩基底之一範例的橫切面示意圖。
本發明之遮罩基底之製造方法係用以於基板上滴落阻劑液來形成由阻劑材料所構成之阻劑膜的滴落工序中,一邊進行阻劑液之滴落,一邊加速基板之轉速。本發明人等發現藉由一邊加速基板之轉速一邊使阻劑液滴落之塗佈方法,在阻劑液之滴落初期的階段中,可緩緩地將阻劑液塗佈擴張於被塗佈面。本發明人等進一步發現若使用該塗佈方法,即使是表面能量相對較低之被塗佈面,因為阻劑液可潤濕被塗佈面全體,使得由微細氣泡引起之缺陷不易發生,因而提出本發明。
在本發明之遮罩基底10之製造方法中,首先,準備附薄膜基板15,其係基板11之表面已形成既定薄膜14(圖4(A))。接著,對附薄膜基板15之薄膜14的表面,以既定之方法使阻劑液26滴落並塗佈,以形成阻劑膜16,而可製造本發明之遮罩基底10(圖4(B))。藉由對於本發明之遮罩基底10之薄膜14施予既定之圖案化,可製得具有用以轉印至被轉印體之遮罩圖案13之轉印用遮罩18(圖4(c))。
本發明之遮罩基底10之製造方法所使用之基板11係可使用玻璃基板。玻璃基板只要是可作為遮罩基底10之用者,並無特別限制。可例舉為:合成石英玻璃、鹼石灰玻璃、鋁矽玻璃、硼矽玻璃、及無鹼玻璃等。又,在使用反射型遮罩基底用(EUV遮罩基底用)之玻璃基板的情形中,為了抑制因曝光時的熱所造成之被轉印圖案的歪斜,而使用具有約0±1.0×10-7/℃範圍內,更佳為約0±0.3×10-7/℃範圍內之低熱膨脹係數的玻璃材料。另外,EUV遮罩基底係因在玻璃基板上形成多數個薄膜,因此使用可抑制因膜應力造成變形之高剛性玻璃材料。基板11特別較佳係使用具有65GPa以上之高楊氏係數之玻璃材料。例如SiO2-TiO2系玻璃,合成石英玻璃等非晶系玻璃,或析
出β-石英固溶體之結晶化玻璃。
本發明之遮罩基底10之製造方法所使用之基板11的形狀係較佳為四角形。一般而言,要對基板11之角部分能均勻地塗佈阻劑液26並不容易。另一方面,若使用本發明之遮罩基底10之製造方法,即使對於基板11之角部分亦能均勻地塗佈阻劑液26,而可得到抑制缺陷之阻劑膜16。
本發明之遮罩基底10之製造方法所使用的附薄膜基板15係於四角形基板11的主表面使用濺鍍法、蒸鍍法、或CVD法等方法來成膜薄膜14而製得。
薄膜14係對於曝光光線(例如ArF準分子雷射光等)具有光學變化者。薄膜14具體而言可舉例為:遮擋曝光光線之遮光膜、改變曝光光線之相位之相位轉移膜(此相位轉移膜亦包含具有遮光功能及相位轉移功能之半色調膜)、及反射型遮罩基底所使用之積層構造(例如多層反射膜、吸收體、及蝕刻遮罩所構成之積層構造)之薄膜等。
遮光膜可舉例為:Cr系化合物、Ta系化合物、W系化合物、或MoSi等過渡金屬矽化物、MoSiN等過渡金屬矽化物之膜。
相位轉移膜可舉例為:所謂MoSiO、MoSiON、MoSiN的過渡金屬矽化物之膜。
相位轉移型遮罩基底及二元型遮罩基底之薄膜14並不侷限為單層,係可使用除了上述遮光膜或相位轉移膜外再層積阻蝕層或蝕刻遮罩層等複數層之積層膜。薄膜14之積層膜可例舉為:遮光膜之積層膜、及層積相位轉移膜與遮光膜之積層膜等。
多層反射膜係可適用於EUV光線之多層反射膜,可舉例為Si/Ru周期多層膜、Be/Mo周期多層膜、Si化合物/Mo化合物周期多層膜、Si/Nb周期多層膜、Si/Mo/Ru周期多層膜、Si/Mo/Ru/Mo周期多層膜及Si/Ru/Mo/Ru周期多層膜等。在多層反射膜的表面形成有由Ta系材料等構成之吸收體層,更在其上形成有由Cr系化合物構成之蝕刻遮罩膜。
可根據本發明之遮罩基底10之製造方法所製得之遮罩基底10係可舉例為二元型遮罩基底、相位轉移型遮罩基底、及反射型遮罩基底。
在二元型遮罩基底及相位轉移型遮罩基底之情形中係使用由合成石英
玻璃所構成的透光性基板作為基板11。二元型遮罩基底係可舉例為:形成遮光膜作為薄膜14之遮罩基底;相位轉移型遮罩基底可舉例為:形成相位轉移膜(包含半色調膜)作為薄膜14之遮罩基底。
又,在反射型遮罩基底之情形中係使用熱膨脹係數小之低熱膨脹玻璃(SiO2-TiO2玻璃等)作為基板11。反射型遮罩基底係在此基板11上依光反射多層膜與成為遮罩圖案13的光吸收體膜之順序而加以形成者。反射型遮罩基底之情形中,這些光反射多層膜、光吸收體膜、及蝕刻遮罩膜係薄膜14。
本發明之遮罩基底10之製造方法係包含用以在基板11(附薄膜基板15)上形成由阻劑材料所構成之阻劑膜16之阻劑塗佈工序。另外,在本發明之遮罩基底10之製造方法中,可在基板11上直接形成阻劑膜16。然而,一般而言,因為在附薄膜基板15的表面形成有阻劑膜16,故以下係以附薄膜基板15之薄膜14的表面塗佈阻劑液26之形態來說明。然而在本說明書中,例如,「附薄膜基板15」之敘述,亦有簡單稱為「基板」之情形。特別是,「基板之轉速」及「附薄膜基板15之轉速」中任一敘述均是表示旋轉塗佈裝置20的轉速,兩者為同義。
圖1係表示本發明之製造方法之阻劑塗佈工序的時間與附薄膜基板15之轉速的關係。又,圖2係表示本發明之製造方法之阻劑塗佈工序之順序之一範例的流程圖。又,圖3係表示用以在附薄膜基板15之薄膜14的表面塗佈阻劑液26,以形成阻劑膜16之旋轉塗佈裝置20之一範例的橫切面圖。
以下參照圖1、圖2、及圖3來說明本發明之遮罩基底10之製造方法中的阻劑塗佈工序。如圖2所示,本發明之遮罩基底10之製造方法中阻劑塗佈工序係包含滴落工序,該滴落工序係包含旋轉加速階段(S1)。滴落工序可進一步包含轉速維持階段(S2)。又,本發明之遮罩基底10之製造方法中阻劑塗佈工序可應需要而包含休止工序(S3)、預旋轉工序(加速)(S4)、預旋轉工序(維持)(S5)、均勻化工序(S6)、以及乾燥工序(S7)。又,阻劑塗佈工序可在旋轉加速階段(S1)之前,進一步包含初期旋轉階段(S0)。
旋轉塗佈裝置20如圖3所示,係具備:載置於四角形狀之基板11上形成例如遮光膜之附薄膜基板15而能保持旋轉的旋轉吸盤21;用以滴落阻劑液26至附薄膜基板15上的噴嘴22;用以防止滴落的阻劑液26因附薄膜基
板15的旋轉而飛濺到附薄膜基板15外端後又飛濺至旋轉塗佈裝置20的週邊的護杯23;在護杯23上方,將飛濺至附薄膜基板15外端的阻劑液26引導至護杯23的外側下方的內環24;以及以產生朝向附薄膜基板15的氣流34之方式進行排氣的排氣裝置30。
上述之旋轉吸盤21係連接有用以使附薄膜基板15旋轉的馬達(未圖示),此馬達係根據後述之旋轉條件而使旋轉吸盤21旋轉。
又,在護杯23的下方係設有排氣裝置30,該排氣裝置30係具備控制排氣量之排氣量控制裝置;以及用以回收在旋轉中飛濺至附薄膜基板15外之阻劑液26並進行排液之排液手段(未圖示)。
在使用上述旋轉塗佈裝置20之阻劑塗佈工序中,最初係藉基板搬送裝置(未圖示)將附薄膜基板15移送至旋轉塗佈裝置20之旋轉吸盤21,而在此旋轉吸盤21上保持附薄膜基板15。
接下來,阻劑塗佈工序如圖1及圖2所示,係包含用以將含有阻劑材料及溶劑之阻劑液26滴落至四角形之附薄膜基板15上的滴落工序。具體而言,阻劑液26係從旋轉塗佈裝置20之噴嘴22滴落至附薄膜基板15之薄膜14的表面。
滴落工序係包含使附薄膜基板15之轉速呈加速變化之旋轉加速階段(S1)。本發明之遮罩基底10之製造方法係在滴落工序時,利用馬達並透過旋轉吸盤21使附薄膜基板15以既定之轉速旋轉,且一邊使轉速進行加速,一邊滴落阻劑液26。
在本發明之遮罩基底10之製造方法中,時間t時之基板11(附薄膜基板15)之轉速為R(t),阻劑液26之滴落開始時間為tA,阻劑液26之滴落終止時間為tB時,在tA≦t≦tB之時間範圍內,係以滿足下述4個條件之方式來改變基板11(附薄膜基板15)之轉速R(t)。
(1)R(tA)≦R(tB)之關係(2)對於t1<t2之任意的時間t1及t2,R(t1)≦R(t2)之關係(3)0≦R(tA)<700rpm之關係;及(4)從tA至到達R(tB)的時間為0.1秒以上之關係。
條件(1)之關係係表示在滴落終止時間tB時之基板的轉速R(tB)會較滴落
開始時間tA時之基板的轉速R(tA)更快。在圖1所示之範例中,係表示在與阻劑液26之滴落開始時間tA相同的時間tX,開始基板轉速之加速,並在與阻劑液26之滴落終止時間tB較前的時間tY,到達轉速R(tB)。從基板11之加速開始時間tX至加速終止時間tY為止的期間為旋轉加速階段(S1)。另外,在圖1所示範例中,tA=tX,但只要能滿足條件(1)~(4)之關係,不見得非得要使tA=tX。又,加速終止時間tY亦可在阻劑液26之滴落終止時間tB之前。
條件(2)之關係係表示在滴落開始時間tA與滴落終止時間tB之間,基板的轉速R(t)並未減速,而是以單調增加的方式進行加速。當基板的轉速R(t)加速時,藉由滴落阻劑液26,在阻劑液26之滴落初期階段可緩緩地將阻劑液26塗佈擴張於附薄膜基板15的表面。結果,即使是表面能量較低之附薄膜基板15的表面,會因為阻劑液26能潤濕表面全體,故不易產生由阻劑液26之氣泡所引起的缺陷。在圖1所示之範例中,從加速開始時間tX至加速終止時間tY之間,基板之轉速係以固定的旋轉加速度來加速。然而,只要能滿足全部的條件(1)~(4)之關係,不見得要以固定的旋轉加速度來加速,亦可在短時間內維持相同的轉速。又,根據條件(1)的關係,在滴落開始時間tA與滴落終止時間tB之間,因為基板的轉速R(t)並未減速,故當基板的轉速到達轉速R(tB)後,亦即在旋轉速度到達轉速R(tB)之加速終止時間tY之後,至少在到達阻劑液26之滴落終止時間tB為止,必須維持轉速R(tB)。
另外,所謂「維持轉速R(tB)」係包含對於依本發明方法之阻劑液26的塗佈不會帶來不良影響之程度下轉速之變動,例如±30%之轉速變動,較佳為±20%之轉速變動,更佳為±10%之轉速變動,甚至更佳為±5%之轉速變動。
從維持轉速R(tB)之時間tY到時間tZ之時間範圍稱為轉速維持階段(S2)。在圖1所示範例中,tB=tZ,但只要能滿足全部的條件(1)~(4)之關係,不見得一定要使tB=tZ。亦即,亦可在轉速維持階段(S2)之終止時間tZ之前,便可結束阻劑液26的滴落。轉速維持階段(S2)並非絕對必須。然而,由於具有轉速維持階段(S2),基板轉速維持在高速而阻劑液26繼續滴落,能抑制滴落工序中過度的乾燥,故不易產生膜厚度之變動。又,藉由高速旋轉,能有效地將異物排除至被塗佈面的外面。因此,本發明之遮罩基底10之製造方法的滴落工序較佳係包含轉速維持階段(S2)。
又,在條件(2)的關係中,從滴落開始時間tA至到達滴落終止時間之基板轉速R(tB)的期間,對於t1<t2之任意的時間t1及t2,較佳係R(t1)<R(t2)之關係。亦即,從滴落開始時間tA至到達滴落終止時間之基板轉速R(tB)的期間,基板之轉速並非固定,通常是保持加速變化而讓其持續加速為佳。利用基板之轉速持續加速,能更確實地抑制由阻劑液26之氣泡所引起之缺陷的發生。
條件(3)之關係係表示滴落開始時間tA時之基板的轉速未達700rpm,以及滴落開始時也可讓基板停止旋轉(R(tA)=0)。藉由將滴落開始時間tA時之基板轉速設為既定之低轉速,可以無遺漏地將滴落之阻劑液26潤濕附薄膜基板15之表面全體,而可防止阻劑液26產生氣泡。藉由滴落開始時間tA時之基板轉速未達700rpm,較佳為500rpm以下,更佳為100rpm以下,再更佳則為50rpm以下,特佳者係在滴落開始的瞬間停止基板的旋轉,而能防止由阻劑液26的氣泡所引起之缺陷的發生。
條件(4)之關係係表示,從滴落開始時間tA起算,至到達與滴落終止時間tB時之基板轉速R(tB)為相同轉速為止的時間,亦即從滴落開始時間tA至基板轉速的加速終止的時間為0.1秒以上。
在條件(4)的關係中,具體而言,基板之轉速R(t)在從tA至到達R(tB)為止之時間範圍內變化時,為基板之轉速R(t)的加速度之旋轉加速度dR(t)/dt係較佳為10rpm/秒≦dR(t)/dt≦1000rpm/秒。又,基板之轉速R(t)的加速度dR(t)/dt,較佳係保持固定。藉由將基板之轉速依既定的旋轉加速度來固定加速,更能確實地抑制由阻劑液26之氣泡所引起之缺陷的發生。
參照圖1及圖2說明本發明之遮罩基底10之製造方法中關於阻劑塗佈工序之較佳態樣。
如圖1及圖2所示,滴落工序較佳係包含在tA≦t≦tY之時間範圍內,對基板之轉速R(t)進行加速之旋轉加速階段(S1);以及在tY<t≦tZ之時間範圍內,將基板之轉速R(t)維持固定的轉速維持階段(S2)。另外,在此情形,轉速維持階段(S2)之開始時間tY與阻劑液26之滴落終止時間tB之關係為tY≦tB。亦即,阻劑液26之滴落除了進行於旋轉加速階段(S1)外,亦進行於從轉速維持階段(S2)之開始時間tY至終止時間tZ。為了抑制滴落工序中過度的乾燥,
使得異物不易附著於附薄膜基板15的表面,較佳係阻劑液26之滴落進行至轉速維持階段(S2)之終止時間tZ為止。
轉速維持階段(S2)之轉速R(t)(tY<t≦tZ)係可依照阻劑液26的種類來調整。為了穩定阻劑液26之滴落終止後的形狀且抑制過度的乾燥,一般而言,R(t)≧300rpm為佳,500rpm≦R(t)≦1000rpm則更佳。
旋轉加速階段(S1)之旋轉加速度dR(t)/dt(tA≦t≦tY)較佳係滿足10rpm/秒≦dR(t)/dt≦1000rpm/秒,依固定的旋轉加速度來加速基板的轉速。藉此,更能確實地防止由阻劑液26之氣泡所引起之缺陷的發生,又,在旋轉加速階段(S1)中轉速之控制會變得容易。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,阻劑塗佈工序可包含初期旋轉階段(S0)。圖1中係以虛線來表示阻劑塗佈工序具有旋轉初期階段(S0)的情況下之基板轉速的時間變化。藉由在阻劑液26之滴落前使附薄膜基板15旋轉,可將基板11表面之異物藉旋轉之離心力予以排除。藉由在初期旋轉階段(S0)之基板的轉速係未達700rpm,較佳為500rpm以下,更佳為100rpm以下,再更佳則為50rpm以下,可將附薄膜基板15之表面異物排除,並且防止由阻劑液26之氣泡所引起之缺陷的發生。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,阻劑塗佈工序係接續滴落工序而可進一步包含有使基板之轉速降低或停止旋轉的休止工序(S3)。又,本發明之遮罩基底10之製造方法中,在休止工序(S3)與均勻化工序(S6)之間可包含朝均勻化工序(S6)之高轉速階段性地提升轉速的預旋轉工序(S4及S5)。
於轉速維持階段(S2)繼續高速旋轉的狀態下轉移至均勻化工序(S6)時,會發生阻劑液26之積液聚積於附薄膜基板15之邊緣部的情形。在轉移至均勻化工序(S6)之前,阻劑塗佈工序利用包含使基板之轉速暫時減少或停止的休止工序(S3),來減少加諸於邊緣部分之阻劑液26之離心力,因而能抑制附薄膜基板15之邊緣部的積液。再者,藉由阻劑塗佈工序包含預旋轉工序(S4及S5),而能朝高轉速階段性地加速(S4),並將轉速保持在比均勻化工序(S6)之轉速更低之狀態(S5)。由於具有預旋轉工序,而能朝均勻化工序之高轉速階段性地提升基板之轉速。結果,可在附薄膜基板15之表面的阻劑液26呈均勻之狀態下移轉至均勻化工序(S6),因而能特別有效地抑制積液現
象。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,阻劑塗佈工序係在滴落工序之後,可包含以比滴落終止時間tB時之基板轉速R(tB)更快的轉速來旋轉基板之均勻化工序(S6)。由於阻劑塗佈工序具有均勻化工序(S6),可使附薄膜基板15上之阻劑膜之膜厚度達到均勻化。在阻劑塗佈工序包含休止工序(S3)及預旋轉工序(S4及S5)之情形下,均勻化工序(S6)係在其他工序(S3~S5)之後進行。均勻化工序(S6)中基板的轉速及旋轉時間係可依照阻劑液26的種類來設定。一般而言,均勻化工序(S6)之基板轉速較佳為850~2000rpm,旋轉時間較佳為1~15秒。
本發明之遮罩基底10之製造方法較佳係在均勻化工序(S6)中包含使排氣裝置30動作,該排氣裝置30係用以以產生朝附薄膜基板15之氣流34的方式進行排氣。滴落工序中,積極地將塗佈環境減壓時會促進所含有的溶媒揮發,可抑制在阻劑液26密著於被塗佈面之前即完全變乾之現象,或在捲進異物之狀態下阻劑液26即乾燥聚集之情事。
在均勻化工序(S6)時,藉由具備控制排氣量的排氣量控制裝置之排氣裝置30,於附薄膜基板15旋轉的期間,可以沿著附薄膜基板15的上面從附薄膜基板15之中央側朝外周方向來流動氣流34之方式來產生氣流34。藉由氣流34,能有效地使附薄膜基板15外周部(基板11之主表面端部)之阻劑液26的積液飛散至附薄膜基板15外,又,因為能有效地抑制在附薄膜基板15之四角落或附薄膜基板15之外周部所產生之阻劑液26的積液被拉回至附薄膜基板15之中央部,因此可減低在附薄膜基板15之四角落及周緣部所形成之阻劑膜16的厚膜區域,或減低此區域之膜厚度的上升(抑制厚膜化)。具體而言,於附薄膜基板15上面吹拂之氣流34的速度較佳係以0.5m/秒以上5m/秒以下之方式來控制排氣量。
再者,藉由控制附薄膜基板15上面至護杯23上方所設置的內環24(開口部32)為止之高度(距離)以及內環24的開口徑,以控制從附薄膜基板15上面吹拂至附薄膜基板15外周部之氣流34的流速,因而維持能將附薄膜基板15外周部(基板11主表面端部)所產生之阻劑液26積液有效地飛散至附薄膜基板15之外,又能有效抑制在附薄膜基板15之四角落或附薄膜基板
15外周部所產生之阻劑液26積液被拉回附薄膜基板15之中央部所需的流速。
另外,依排氣裝置30來產生氣流34並不侷限於均勻化工序(S6),在其他工序,例如於乾燥工序(S7)中亦可進行。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,阻劑塗佈工序可包含乾燥工序(S7)。乾燥工序(S7)中係藉由於均勻化工序(S6)後,以比均勻化工序(S6)之轉速更低的轉速來旋轉附薄膜基板15,而可一邊保持均勻化工序(S6)所得到之阻劑膜16的膜厚度均勻性,一邊使阻劑膜16乾燥。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,在上述之乾燥工序(S7)結束後,為了使附薄膜基板15上所形成的阻劑膜16所含的溶劑完全地蒸發,亦可具有對此阻劑膜16加熱並進行乾燥處理的加熱乾燥處理工序。此加熱乾燥處理工序通常係包含利用加熱板來對已形成有阻劑膜16之附薄膜基板15進行加熱之加熱工序,以及利用冷卻板來對已形成有阻劑膜16之附薄膜基板15進行冷卻之冷卻工序。這些加熱工序中的加熱溫度及時間以及冷卻工序中的冷卻溫度及時間係可按照阻劑液26的種類而適當的調整。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,上述阻劑液26並無特別限定。可使用之阻劑液26有黏度超過10mPa.S(Pa.秒)、平均分子量為10萬以上之高分子量樹脂所構成之高分子型阻劑;黏度未達10mPa.S、平均分子量未達10萬之酚醛樹脂與溶解阻礙劑等構成之酚醛系阻劑、以及聚羥基苯乙烯系樹脂與酸產生劑等構成之化學增幅型阻劑等。
例如,在化學增幅型阻劑及酚醛系阻劑中,由於黏度低(10mPa.S以下),在均勻性工序(S6)中,係分別將基板之轉速設定成850~2000rpm以及將基板11之旋轉時間設定成1~10秒;在乾燥工序(S7)中,將基板11之轉速設定成100~450rpm。又,在高分子型阻劑中,由於黏性高(超過10mPa.S),在均勻化工序(S6)中,係分別將基板之轉速設定成850~2000rpm以及基板11之旋轉時間設定成2~15秒;在乾燥工序(S7)中,將基板之轉速設定成50~450rpm。乾燥工序(S7)中基板11的旋轉時間係設定成阻劑膜16能完全乾燥為止所需的時間。所謂「阻劑膜16能完全乾燥為止所需的時間」係指從乾燥工序(S7)之開始起算,一直到即使再繼續乾燥旋轉也不會減少阻劑膜16之膜厚度為
止的時間。
阻劑塗佈工序中阻劑液26之最終吐出量係較佳為1.5~8ml。若低於1.5ml,則阻劑液不能充份地散佈於基板表面,而有惡化成膜狀態之虞。若是超過8ml,則會增多未用於塗佈而因轉盤旋轉以致飛濺至外部之阻劑液的量,因而增加阻劑液的消耗量,故並非較佳方式。又,也會有飛濺之阻劑液將會污染塗佈裝置內部之顧慮。
又,阻劑液26之吐出速度係較佳為0.5~3ml/秒。吐出速度若低於0.5ml/秒,會發生供應至基板上之阻劑液的供應時間變長的問題。若吐出速度高於3ml/秒,則阻劑液會強力地接觸於基板,可能會造成阻劑液沒有潤濕基板就被彈出,故非較佳方式。
本發明之遮罩基底10之製造方法中較佳係阻劑液26實質不含界面活性劑。阻劑液26所添加的界面活性劑被認為是微細異物產生的要因之一,而會在顯影時產生缺陷。藉由阻劑液26實質未含界面活性劑,而能降低異物的產生。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,用以形成附薄膜基板15之阻劑膜16之表面係藉由反應性濺鍍法所形成之薄膜14的表面,薄膜14較佳係包含選自Cr、Ta、Si、Mo、Ti、V、Nb、及W之群組中至少1個以上的元素。由於包含這些元素之薄膜14之表面的表面能量較低,故阻劑液26滴落至附薄膜基板15之表面(薄膜14的表面)時,阻劑液26特別容易濺散。若使用本發明之遮罩基底10之製造方法,則可防止薄膜14的表面上阻劑液26濺散,因而能形成抑制由微細氣泡所引起之缺陷發生的較佳阻劑膜16。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,具有用以形成阻劑膜16之表面(被塗佈面)的薄膜14係至少包含Cr,較佳係薄膜14所包含之Cr的比率至少為50原子%以上。被塗佈面含Cr之薄膜例如為CrN、CrON、CrOC、及CrOCN等情形時,由於被塗佈面相對於阻劑液26之潤濕性較差,故由微細氣泡所引起之缺陷易於發生。若使用本發明之遮罩基底10之製造方法,即使被塗佈面係含Cr之薄膜的情形時,亦可形成降低缺陷之阻劑膜16。
另外,如圖5所示,含Cr之薄膜有作為遮光膜2上面之蝕刻遮罩膜3來加以設置的情形。此蝕刻遮罩膜係於鉻中包含至少任一的氮、氧之成分,
此蝕刻遮罩膜中鉻的含量為50原子%以上。此般的遮罩基底10係如圖5所示,可為在透光性基板11上具備遮光膜2,然後在此遮光膜2上具備蝕刻遮罩膜3之遮罩基底10。
在圖5所示之範例中,上述蝕刻遮罩膜3係為了能確保對於用以形成轉印圖案之圖案化時之乾蝕刻而與遮光膜2的蝕刻選擇性,較佳係使用例如在鉻中包含至少任一的氮、氧之成分的材料。藉由將此般蝕刻遮罩膜3設置在遮光膜2上之方式,便可實現於遮罩基底10上所形成的阻劑膜16之薄膜化。又,亦可在蝕刻遮罩膜3中進一步包含碳等成分。具體而言,可例舉為CrN、CrON、CrOC、CrOCN等材料。
近年來係使用將電子線掃描曝光用之阻劑適用於阻劑膜16,而以照射電子線進行掃描之方式(電子線曝光掃描)來曝光設計圖案之方法。在此電子線掃描曝光中,從掃描位置精度或電荷累積之觀點來看,遮光膜2及蝕刻遮罩膜3中至少任一者必須有一定程度以上之導電性。亦即,遮光膜2及蝕刻遮罩膜3中至少任一個膜最好是其片電阻值為1.0×106Ω/□以下。
遮光膜2之片電阻值在1.0×106Ω/□以下之情形下,蝕刻遮罩膜3即使片電阻值較高,亦可在不發生電荷累積下進行電子線掃描。阻劑膜16之薄膜化中,更佳係能提昇蝕刻遮罩膜3對於氯與氧混合氣體之乾蝕刻的蝕刻速率。因此,金屬成分(鉻)之含量為未達50原子%,較佳為45原子%以下,更佳則為40原子%以下。
另一方面,遮光膜2之片電阻值大於1.0×106Ω/□之情形時,蝕刻遮罩膜3之片電阻值必須在1.0×106Ω/□以下。在此情形,蝕刻遮罩膜3為單層構造之情形時,蝕刻遮罩膜3中鉻含量較佳為50原子%以上,更佳為60原子%以上。又,蝕刻遮罩膜3為複數層構造之情形時,至少於接觸阻劑膜16側的層之鉻含量在50原子%以上(較佳為60原子%以上),遮光膜2側的層之鉻含量為未達50原子%(較佳為45原子%以下,更佳為40原子%以下)。再者,蝕刻遮罩膜3亦可具有從遮光膜2側朝接觸阻劑膜16側(然而接觸阻劑膜16側的表層除外,因其表面氧化會無可避免地導致鉻含量降低)鉻含量漸增的漸層組成構造。在此情形,蝕刻遮罩膜3之鉻含量最少處為未達50原子%(較佳為45原子%以下,更佳則為40原子%以下),而鉻含
量最多處為50原子%以上(較佳為60原子%以上)。
又,上述蝕刻遮罩膜3較佳的膜厚度為5nm以上20nm以下。膜厚度未達5nm時,將蝕刻遮罩膜3之圖案作為遮罩而對遮光膜2所進行的乾蝕刻結束之前,蝕刻遮罩膜3之圖案在邊緣方向會漸漸地減少,恐造成轉印至遮光膜2之圖案相對於設計圖案之CD精度大幅下降。另一方面,膜厚度大於20nm時,將設計圖案轉印至蝕刻遮罩膜3時所需的阻劑膜16之膜厚度將變得更厚,因此要高精度地將微細圖案轉印至蝕刻遮罩膜3會變得困難。
若使用本發明之遮罩基底10之製造方法,即使被塗佈面為如上述般含Cr膜的蝕刻遮罩膜3之情形時,亦可形成減少缺陷之阻劑膜16。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,具有被塗佈面之薄膜14較佳係至少包含Si。因為含Si薄膜14的表面比起含Cr薄膜的表面,阻劑液之潤濕性較差,在阻劑液26滴落至附薄膜基板15之表面(薄膜14的表面)時,尤其容易造成阻劑液26的濺散。若使用本發明之遮罩基底10之製造方法,即使是以含矽薄膜14作為被塗佈面的情形下,亦可防止阻劑液26於薄膜14之表面的濺散,而可形成較佳的阻劑膜16。
含矽薄膜14的材料可例舉為MoSi、MoSiO、MoSiN、MoSiON、Si單體、SiO、SiN、SiON、WSi、及TaSi等。
本發明之遮罩基底10之製造方法中,具有被塗佈面之薄膜14可為積層膜,其係能以氟系乾蝕刻方式進行蝕刻之金屬或金屬化合物所構成的遮光膜2,以及以與遮光膜2具有既定的蝕刻選擇比為材料之蝕刻遮罩膜3。
能以氟系乾蝕刻方式進行蝕刻之金屬或金屬化合物所構成的遮光膜2可例舉為含矽之材料。在此情形,與此遮光膜2具有既定的蝕刻選擇比之材料可例舉為含鉻材料。含鉻材料可舉例為鉻單體或是鉻化合物,鉻化合物包含鉻及選自氧、氮及碳中1種以上元素。再者,此材料以未含矽元素者為佳。具體而言,鉻化合物可列舉為鉻氧化物、鉻氮化物、鉻氧氮化物、鉻氧化碳化物、鉻氮化碳化物、鉻氧氮化碳化物等。這些材料已知對於氟系乾蝕刻具有高耐性。
含鉻材料之鉻含率為50原子%以上,特別是60原子%以上之情形時,對於氟系乾蝕刻之耐性很好,可對遮光膜2及/或透明基板11給予充份的蝕
刻選擇性,並對於蝕刻遮罩膜3也能在包含氯與氧之乾蝕刻條件下進行乾蝕刻而形成圖案,故較佳。
含鉻之材料可舉例為鉻為50原子%以上100原子%以下,特別是60原子%以上100原子%以下;氧為0原子%以上50原子%以下,特別是0原子%以上40原子%以下;氮為0原子%以上50原子%以下,特別是0原子%以上40原子%以下;碳為0原子%以上20原子%以下,特別是0原子%以上10原子%以下,蝕刻遮罩膜3便可作為對於遮光膜2及/或透明基板給予充份的蝕刻選擇性之膜。
若使用本發明之遮罩基底10之製造方法,即使被塗佈面為如上述般含Cr的蝕刻遮罩膜3之情形時,亦可形成減低缺陷之阻劑膜16。
如上述,本發明之遮罩基底10之製造方法係於四角形基板11之主表面上使用濺鍍法、蒸鍍法、或CVD等方法來將用以作為遮罩圖案13以供轉印至被轉印體之薄膜14加以成膜,然後於此附薄膜基板15之薄膜14的表面藉由阻劑塗佈工序形成阻劑膜16,以製造遮罩基底10。
又,在遮罩基底10中,於附薄膜基板15之薄膜14的中心部區域係具有遮罩圖案13形成區域。此遮罩圖案形成區域係在將附薄膜基板15進行圖案化而作為轉印用遮罩18時,會成為形成用以轉印而形成半導體基板等之被轉印體的電路圖案之遮罩圖案13的區域。此遮罩圖案13形成區域隨著遮罩基底10之尺寸而異,例如遮罩基底10為152mm×152mm尺寸之情形時,係附薄膜基板15之薄膜14之中心部的132mm×132mm區域。
本發明之轉印用遮罩18之製造方法係將根據上述遮罩基底10之製造方法所製得之遮罩基底10之阻劑膜16進行圖案化,以形成阻劑圖案,並以阻劑圖案作為遮罩而形成遮罩圖案13,以製造轉印用遮罩18。
實施上述阻劑塗佈工序中,在圖4(A)所示之附薄膜基板15之薄膜14的表面形成阻劑膜16,便可製作圖4(B)所示之遮罩基底10。對此遮罩基底10之阻劑膜16進行既定圖案之描繪、顯影處理,以形成阻劑圖案,以此阻劑圖案作為遮罩而對薄膜14(例如遮光膜)進行乾蝕刻以形成遮罩圖案13(圖4(C)),而可製作轉印用遮罩18。
以上,雖已根據上述實施形態來說明本發明,但本發明並不限於此。
例如,根據遮罩基底10之製造方法,亦有在四角形基板11之主表面直接形成阻劑膜16,以製造遮罩基底10之情形。即使在此情形,為了在四角形基板11之主表面直接形成阻劑膜16,較佳是使用包含上述阻劑塗佈工序之本發明之製造方法。
接著,根據實施例來具體說明遮罩基底10之製造方法及轉印用遮罩18之製造方法。
(實施例1)
在尺寸為152.4mm×152.4mm之合成石英玻璃基板上,藉由濺鍍法,依序形成由MoSiN膜(遮光層)及MoSiN膜(表面反射防止層)所構成之遮光膜2與蝕刻遮罩膜3,而得到附薄膜基板15。遮光膜2及蝕刻遮罩膜3的形成具體而言係以如以下方式進行。另外,實施例2、比較例1及比較例2之遮罩基底10亦形成同樣之薄膜。
在由合成石英玻璃所構成之透光性基板11上,使用單片式濺鍍裝置,於濺鍍靶材使用鉬(Mo)與矽(Si)之混合靶材(原子%比為Mo:Si=13:87),並在氬與氮之混合氣體的環境氛圍中,藉由反應性濺鍍(DC濺鍍),使MoSiN膜(下層(遮光層))成膜為膜厚度47nm。接著,使用Mo/Si靶材(原子%比為Mo:Si=13:87),在氬與氮之混合氣體的環境氛圍中,使MoSiN膜(上層(表面反射防止層))成膜為膜厚度13nm。藉由該等MoSiN膜及MoSiN膜的成膜,來形成由下層(膜組成比Mo:9.9原子%,Si:66.1原子%,N:24.0原子%)與上層(膜組成比Mo:7.5原子%、Si:50.5原子%,N:42.0原子%)之積層所構成之ArF準分子雷射(波長193nm)用之遮光膜2(總膜厚度60nm)。另外,遮光膜2之各層的元素分析係使用拉塞福背向散射分析法。
接著,對於具備此遮光膜2之附薄膜基板15進行450℃、30分鐘的加熱處理(退火處理),來進行使遮光膜2之膜應力降低的處理。
接著,在遮光膜2的上面形成蝕刻遮罩膜3。具體而言,係以單片式濺鍍裝置,使用鉻(Cr)靶材,在氬與氮之混合氣體的環境氛圍中,藉由反應性濺鍍(DC濺鍍),使CrN膜(膜組成比Cr:75.3原子%,N:24.7原子%)成膜為膜厚度5nm。再者,將蝕刻遮罩膜3(CrN膜)以比遮光膜2之退火處理更
低的溫度來進行退火,在不影響遮光膜2之膜應力的情況下以儘可能地降低的方式來調整蝕刻遮罩膜3的應力(較佳係膜應力實質等於0)。藉由以上之順序來得到實施例1之附薄膜基板15。
接著,在附薄膜基板15上,藉阻劑塗佈工序進行阻劑液26之旋轉塗佈,而在薄膜14的表面形成阻劑膜16。阻劑液26所含之阻劑及溶劑係使用以下所述者。
阻劑:正向型化學增幅型阻劑FEP171(富士電子材料公司製)
溶劑:PGMEA(Propylene glycol monomethyl ether acetate:丙二醇甲醚醋酸酯)與PGME(Propylene Glycol Mono-methyl Ether:丙二醇甲醚)之混合溶劑。
阻劑塗佈工序中阻劑液26的滴落及基板轉速係顯示於表1。表1的「開始時間」及「終止時間」係表示以阻劑液之滴落開始時作為0秒。又,「持續時間」係表示各工序從開始時間至終止時間為止之時間。另外,「阻劑液之滴落」之開始時間及終止時間係分別對應於圖1的時間tA及時間tB。圖1之「S1.旋轉加速階段」之開始時間係對應時間tX。「S2.轉速維持階段」之開始時間係對應圖1的時間tY。「S2.轉速維持階段」之終止時間係對應圖1的時間tZ。表2~8亦為相同表示方式。
另外,均勻化工序(S6)及乾燥工序(S7)中,在附薄膜基板15旋轉期間係經常性連續地進行強制排氣,以產生氣流34,該氣流34係沿附薄膜基板15之上面從附薄膜基板15的中央側朝外周方向流動。因此,可有效地使因為附薄膜基板15的旋轉而在附薄膜基板15之外周部(基板11之主表面端部)所產生之阻劑液26的積液飛散至基板15外部,又,可有效地抑制在附薄膜基板15之四角落或附薄膜基板15之外周部所產生之阻劑液26的積液被拉回至附薄膜基板15的中央部,因而可降低在附薄膜基板15之四角落及周緣部所形成之阻劑膜16的厚膜區域,或是降低在此區域之膜厚度的上升程度(抑制厚膜化)。
接著,將已形成有阻劑膜16之附薄膜基板15搬送至加熱乾燥裝置及冷卻裝置,進行既定之加熱乾燥處理使阻劑膜16乾燥,以製作遮罩基底10。
如上述,對於所製造之遮罩基底10之遮光膜2的表面,使用依雷射干涉共焦光學系之60nm感度的缺陷檢查裝置(日本Lasertec公司製之M6640)進行缺陷檢查。缺陷檢查之缺陷係顯示於表9。另外,對於實施例2~5及比較例1~3之遮罩基底亦進行同樣的缺陷檢查。
(實施例2)
除了將實施例1中阻劑塗佈工序中之阻劑液26之滴落及基板轉速如表2所示以外,係以與實施例1同樣的方式來製作實施例2之遮罩基底10。具體而言,在實施例1中,旋轉加速階段(S1)之旋轉加速度為1000rpm/秒,在實施例2則為500rpm/秒。
(實施例3)
除了將實施例1中塗佈工序中之阻劑液26的滴落及基板轉速如表3所示,而且基板11上所形成的薄膜14係具有由MoSiN所構成之相位轉移膜,以及由既定的遮光膜2及MoSiON所構成之蝕刻遮罩膜3之外,係以與實施例1同樣的方式來製作實施例3之遮罩基底10。另外,所謂既定的遮光膜2係指由CrOCN構成之內面反射防止層、CrN構成之遮光層、及CrOCN構成之反射防止層之三層所構成的遮光膜2。另外,實施例3中,阻劑液之滴落係在旋轉加速階段時進行,此時附薄膜基板15之旋轉加速度為125rpm/秒。實施例3中,休止工序(S3)及預旋轉工序(S4及S5)並未進行。
實施例3之相位轉移膜、遮光膜2、及蝕刻遮罩3之形成,具體而言係以如下方式進行。另外,在比較例3之遮罩基底10亦形成同樣之薄膜。
在由石英所構成之透光性基板11上,使用DC磁控濺鍍裝置,使用含Mo及Si之混合靶材(相對於Mo與Si之合計含有量之Mo含有量為9.5%)作為濺鍍靶材,在氬與氮及氦之混合氣體的環境氛圍(Ar:9sccm、N2:81sccm、He:76sccm)中,藉由進行電力2.8kw之反應性濺鍍,來形成膜厚度69nm之由MoSiN所構成之相位轉移膜。另外,此相位轉移膜在ArF準分子雷射(波長193nm)中透過率為6%,相位轉移量約為180度。
接著,在上述相位轉移膜上,同樣使用DC磁控濺鍍裝置,於濺鍍靶材使用鉻靶材,在氬、二氧化碳、氮、及氦的混合氣體之環境氛圍(Ar:20sccm、CO2:35sccm、N2:5sccm、He:30sccm)中,進行電力1.5kw之反應性濺鍍,來形成膜厚度30nm之由CrOCN所構成之內面反射防止層。
然後,使用鉻靶材,在氬與氮之混合氣體之環境氛圍(Ar:25sccm、N2:5sccm)中,進行電力1.7kw之反應性濺鍍,來形成膜厚度4nm由CrN所構成之遮光層。
然後,使用鉻靶材,在氬、二氧化碳、氮、及氦的混合氣體之環境氛圍(Ar:20sccm、CO2:35sccm、N2:10sccm、He:30sccm)中,進行電力1.7kw之反應性濺鍍,而形成膜厚度14nm由CrOCN所構成之反射防止層。據此,便形成了總膜厚度為48nm之由內面反射防止層、遮光層、及反射防止層所構成的遮光膜2。
接著,在遮光膜2之上,形成由SiON所構成之蝕刻遮罩膜3。具體而言,係使用矽靶材作為濺鍍靶材,在氬、一氧化氮、及氦之混合氣體之環境氛圍(Ar:8sccm、NO:29sccm、He:32sccm)中,進行電力1.8kw之反應性濺鍍,以形成膜厚度15nm之由SiON所構成之蝕刻遮罩膜3,而得到實施例3之附薄膜基板15。
(實施例4)
將實施例1中阻劑塗佈工序中之阻劑液26的滴落及基板轉速如表4所示。另外,實施例4中實施初期旋轉階段(S0),於旋轉加速階段(S1)開始時,轉速會變成500rpm。阻劑液之滴落係在旋轉加速階段(S1)時進行。此時之附薄膜基板15之旋轉加速度係125rpm/秒。在實施例4中,並未進行休止工序(S3)及預旋轉工序(S4及S5)。
(實施例5)
將實施例3中阻劑塗佈工序中之阻劑液的滴落及基板轉速如表5所示。
另外,實施例5中實施初期旋轉階段(S0),旋轉加速階段(S1)開始時,轉速為50rpm。阻劑液之滴落係在旋轉加速階段(S1)時進行。此時之附薄膜基板15之旋轉加速度係50rpm。又,在實施例5中進行休止工序(S3)及預旋轉工序(S4及S5)。
(比較例1)
除了將實施例1中阻劑塗佈工序中之阻劑液26之滴落及基板轉速如表6所示之外,係以與實施例1同樣的方式來製作比較例1之遮罩基底10。另外,比較例1中,阻劑液26之滴落係在基板11停止旋轉之狀態下進行,之後休止工序(S3)進行2秒。在比較例1中,並未進行旋轉加速階段(S1)及轉速維持階段(S2)。
(比較例2)
除了將實施例1中阻劑塗佈工序中之阻劑液26之滴落及基板轉速如表7所示之外,係以與實施例1同樣的方式來製作比較例2之遮罩基底10。另外,在比較例2中,係使旋轉加速階段(S1)中之加速係以旋轉加速度20000rpm/秒來進行0.05秒。
(比較例3)
除了將實施例3中阻劑塗佈工序中之阻劑液26之滴落及基板轉速如表8所示之外,係以與實施例3同樣的方式來製作比較例3之遮罩基底10。另外,在比較例3中,從阻劑液26之滴落開始時間(0秒)的2秒前開始的2秒間,亦即-2秒至0秒,設置以轉速700rpm旋轉之初期旋轉階段(S0)。因此,阻劑液26之滴落開始時之基板轉速為700rpm。又,在比較例3中,並未進行休止工序(S3)及預旋轉工序(S4)。
(實施例及比較例之遮罩基底10的缺陷數)
如表9所示,在本發明之實施例1~5之遮罩基底10中,阻劑膜16形成後之缺陷數相較於比較例1~3之遮罩基底10係大幅地減少。
實施例1中,由於旋轉加速階段(S1)係快至1秒間(1000rpm/秒),故有微小缺陷稍稍偏多的結果。據此,可考慮旋轉加速階段(S1)之旋轉加速度係以1000rpm/秒以下為較佳。又,在實施例4中,微小缺陷有稍稍偏多的結果。此情況推測為在滴落工序之滴落開始階段(S0)中轉速已高達500rpm之故。實施例5的缺陷數雖然較少,但為了得到膜厚度均勻,轉速維持階段(S2)相較其他實施例需要更多時間。
比較例1中,由於在旋轉加速階段(S1)時未滴落阻劑液26,故為了減少阻劑膜16形成後之缺陷數,可謂是在旋轉加速階段(S1)時滴落阻劑液是必要的。
在比較例2中,旋轉加速階段(S1)為0.05秒之短時間,因此推測旋轉加速階段(S1)至少必需0.1秒以上。比較例3中,因為阻劑液26滴落開始時之附薄膜基板15的轉速為700rpm,因此推測在滴落開始時之附薄膜基板15的轉速必需未達700rpm。
(實驗例)
調和類似於阻劑液之組成但界面活性劑的添加量不相同的試驗液1~5,並且以實施例3之條件(實驗例1)及比較例3之條件(實驗例2)形成阻劑膜來進行比較實驗。試驗液係將分子量Mv5000之鹼性可溶酚醛樹脂100質量部,溶解至PGMEA與PGME之混合溶劑780重量部而調合。界面活性劑係使用氟-矽系之界面活性劑。界面活性劑之添加量係對於酚醛樹脂100質量部以0~1.0質量部之比率加以添加,試驗液1之添加量為0,試驗例2之添加量為0.2,試驗例3之添加量為0.4,試驗例4之添加量為0.8,試驗例5之添加量為1.0。以與實施例相同之方法來進行評量。本實驗例之評量結果顯示於表10。
可得知若如實驗例1般在旋轉加速階段(S1)中逐漸提高轉速之方法來進行塗佈之情況,即使未含界面活性劑,因氣泡而起之塗佈缺陷仍較少。據此,可得知若以旋轉數逐漸提高之方法來進行塗佈,即使界面活性劑之添
加量較少之阻劑液亦可廣泛地潤濕基板。另一方面,考量到若如實驗例2般在阻劑液滴落開始時已達700rpm之旋轉數,則即使是在界面活性劑之添加量較少之情形,試驗液仍不能廣泛地潤濕基板,因而產生了氣泡之缺陷。
Claims (13)
- 一種遮罩基底之製造方法,係包含用以在基板上形成由阻劑材料所構成之阻劑膜的阻劑塗佈工序之遮罩基底之製造方法;該阻劑塗佈工序係包含用以於四角形之該基板上,滴落含有阻劑材料及溶劑之阻劑之滴落工序;滴落工序係包含:旋轉加速階段,係在時間t時之該基板的轉速為R(t),於該阻劑液之滴落開始時間為tA,該阻劑液之滴落終止時間為tB之情況下,在tA≦t≦tB之時間範圍內,滿足下列各式之方式,來改變該基板之轉速R(t):(1)R(tA)<R(tB)之關係;(2)從tA至到達R(tB)之間,對於t1<t2之任意的時間t1及t2,R(t1)<R(t2),且為轉速R(t)之加速度的加速度dR(t)/dt係保持固定之關係;(3)0≦R(tA)<700rpm之關係;以及(4)從tA至到達R(tB)的時間為0.1秒以上之關係;該遮罩基底之製造方法係包含在該旋轉加速階段後,使該基板之轉速R(t)維持固定之轉速維持階段。
- 如申請專利範圍第1項之遮罩基底之製造方法,其中該基板之轉速R(t)從tA至到達R(tB)之時間範圍內變化時,為轉速R(t)之加速度的旋轉加速度dR(t)/dt係10rpm/秒≦dR(t)/dt≦1000rpm/秒。
- 如申請專利範圍第1或2項之遮罩基底之製造方法,其中該滴落工序係包含:在tA≦t≦tY之時間範圍內使該基板之轉速R(t)加速之該旋轉加速階段;以及在tY<t≦tZ之時間範圍內使該基板之轉速R(t)維持固定之該轉速維持階段;該轉速維持階段之開始時間tY,與該阻劑液之滴落終止時間tB之關係為tY≦tB;該轉速維持階段之轉速R(t)(tY<t≦tZ)係R(t)≧300rpm; 在該旋轉加速階段中,該旋轉加速度dR(t)/dt(tA≦t≦tY)係滿足10rpm/秒≦dR(t)/dt≦1000rpm/秒,依固定的該旋轉加速度來加速該基板之轉速。
- 如申請專利範圍第3項之遮罩基底之製造方法,其中該轉速維持階段之該基板之轉速R(t)(tY<t≦tZ)係500rpm≦R(t)≦1000rpm。
- 如申請專利範圍第1或2項之遮罩基底之製造方法,其中該阻劑塗佈工序係接續該滴落工序,而進一步包含降低該基板之轉速或停止旋轉之休止工序。
- 如申請專利範圍第1或2項之遮罩基底之製造方法,其中該阻劑塗佈工序係於該滴落工序後,而進一步包含以比R(tB)更快的基板轉速來旋轉基板的均勻化工序。
- 如申請專利範圍第6項之遮罩基底之製造方法,其中在該休止工序與該均勻化工序之間,係包含朝均勻化步驟之高轉速階段性地上升轉速的預旋轉工序。
- 如申請專利範圍第6項之遮罩基底之製造方法,其中該均勻化工序中係包含使排氣裝置作動,該排氣裝置係以產生朝向該基板之氣流的方式來進行排氣。
- 如申請專利範圍第1或2項之遮罩基底之製造方法,其中該基板之形成阻劑膜的表面係藉由反應性濺鍍法所形成之薄膜的表面,該薄膜至少包含選自Cr、Ta、Si、Mo、Ti、V、Nb、及W之群組中1種以上的元素。
- 如申請專利範圍第9項之遮罩基底之製造方法,其中該薄膜至少包含Cr,且該薄膜中所含之Cr的比率至少為50原子%以上。
- 如申請專利範圍第9項之遮罩基底之製造方法,其中該薄膜至少包含Si。
- 如申請專利範圍第1或2項之遮罩基底之製造方法,其中該阻劑液實質地不含界面活性劑。
- 一種轉印用遮罩之製造方法,係包含對於由如申請專利範圍第1至12項中任一項之遮罩基底之製造方法所製得之遮罩基底之該阻劑膜進行圖案化,以形成阻劑圖案;以及以該阻劑圖案作為遮罩而形成遮罩圖案,以製造轉印用遮罩。
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