[发明专利]合成石英玻璃衬底及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于用作光掩模的合成石英玻璃衬底及其制备方法，更特别涉及一种其表面具有高平整度、低缺陷密度和最小表面粗糙度的合成石英玻璃衬底，该合成石英玻璃衬底适合于用在EUV光刻和纳米压印技术的先进应用中。

背景技术

光刻法使用波长非常短的辐射，例如软X射线在牺牲焦深的情况下制备可写入的精细图像。对于印刷细致精确的图案，反射掩模要求衬底满足全部的表面参数，包括高平整度、低缺陷密度和最小表面粗糙度。

预期使用一种具有高平整度的合成石英玻璃衬底作为掩膜衬底，以允许现有光刻法仍使用ArF准分子激光器(波长193nm)直至转换成超紫外线光刻(EUVL)。

现在，衬底实现了为适应EUVL等的精细图案所必需的高平整度。具体地说，要求其在衬底表面上142mm²的中心区域之内具有最多50nm的平整度。已经提出了几种满足要求的衬底。例如，JP-A 2007-287737公开了一种通过局部处理得到的高平整度和高平滑度的衬底，例如通过气体团离子束刻蚀和精抛光。JP-A2004-291209公开了一种通过由等离子刻蚀和随后的无接触抛光进行局部机加工来生产高平整度和低缺陷的衬底的方法。

然而，上述方法在装置尺寸和生产流程方面对修平衬底是不方便的，最终在生产成本和时间方面的增加是突出的问题。例如，气体团离子束刻蚀需要在加工起始之前产生真空环境的耗费时间的步骤，而且无接触抛光例如浮动抛光是不利的，这是由于因抛光速率低而需要较长的抛光和处理时间。大规模的装置与操作开支需要更大的资金投资，包括为加工所需的昂贵的气体通过衬底生产成本反映出来，使得衬底可能变得更昂贵。玻璃衬底价格的增加对于供需双方而言都是不利的。

WO2004083961描述了一种衬底，其中在主表面和斜面之间的界面处从基准面的最高高度以及形状是指定的，使得在真空卡紧时衬底在平整度方面可有所改进。然而如专利文献所述，衬底最多具有0.2μm的平整度。考虑到当衬底通过抽吸卡紧安装在步进机之上时的形变，将衬底设计成周边部分是平坦的或向外倾斜的。然而，采用这个区域设置时，平整度控制是困难的，因为周边部分的形变在有效范围之内对平整度的影响小。因此，这种方案对于高平整度衬底能力不足，例如EUVL的衬底苛刻地要求衬底表面的平整度。

即使制备的高平整度衬底不仅适合ArF准分子激光光刻法而且适合EUVL，在衬底通过抽吸卡紧安装在步进机上时也会破坏平整度。需要这样一种玻璃衬底，其形状考虑到了通过抽吸卡紧引起的衬底形变。为了符合EUV光刻，当衬底通过抽吸卡紧安装在步进机上时，在有效范围内衬底必须满足最多50nm的平整度。

引用文献

专利文献1：JP-A 2007-287737(WO 2007119860)

专利文献2：JP-A 2004-291209(US 20040192171，DE 10 2004 014953)

专利文献3：WO 2004083961

发明内容

本发明的目的是提供其表面具有高平整度，低缺陷密度和最小表面粗糙度且适于用作光掩模的合成石英玻璃衬底，及其制备方法。

发明人发现，其主表面被分成3个区域，其中每个区域的形状是指定的6平方英寸的衬底，当通过抽吸卡紧安装在步进机上时在控制衬底表面的平整度方面是有用的。

因此，本发明提供一种合成石英玻璃衬底，其具有6平方英寸的主表面，该主表面包括148mm²的中央表面区域，该148mm²的中央表面区域包括132mm²的中央表面区域，从132mm²中央表面区域的周边延伸到主表面周边的表面区域是倾斜的，其中132mm²的中央表面区域具有最多50nm的平整度，并且148mm²的中央表面区域的框架区域除132mm²的中央表面区域外具有最多150nm的平整度。

在一个优选实施方案中，132mm²的中央表面区域具有平均的平面，并且框架区域具有平均的平面，132mm²的中央表面区域的平均的平面比框架区域的平均的平面高100nm或更少。

在一个优选实施方案中，当玻璃衬底通过在从主表面周边向内延伸2mm到5mm的3mm区域处的抽吸卡紧安装在步进机上时，衬底在142mm²的中央表面区域上表现出最多50nm的平整度。