TW457399B - Blanks for half tone phase shift mask and half tone phase shift mask - Google Patents
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Description
45 739 9 ------- ----- 五、發明說明（I) 領域 本發明為關於LSI和超lsi般之高密度積體電路之製造、 或、其他微細圖案形成中所用之光罩’及，製造此光罩所 用，光罩用基材’且特別為關於取得微細尺寸投影像之中 間调相位移光罩’及，製造此相位移光罩所用之基材。 關連拮術 置1^Λ%/超⑶等之半導體積體電路為經由重覆使用光 造，且特別於微細電路圖案之形成上 62-59296號I ί ί利特開昭58_ 1 73 744號公報、特公昭 62 59296戒公報等所示般之相位移 相位移光單Ρ转安 1尤用 亦例如以日本專利^ 有各式各樣構成之發明，但其中 890, 30 9號等申所示’"千^6854號公報、美國專利第4, 實用化之觀點而倍受：目广调相位移光罩，因為可早期 關於中間調相位移光罩 號公報、特開平^笼曰本專利特開平5-225 9 減少製程數而令產率提』虎；中’已提案經由 當之材料。 、我低等之可能的構成、適 於以下，一邊參照圖面— 移法、及、一妒M + $早0兄明—般的中Η上田上 瓜的中間調相位移光I 〕中間調相位 圖U為顯示中間調多先罩。 理圖，圖1 5為顯千你m 、r間調相位移光冉办、 14⑴及圖15(b C15⑷為顯示光罩之遮敍法 )為顯示光罩上之光的振幅，：：圖’圖 幌_疆1__
45 739 9 五、發明說明（2) 15(c)為顯示晶圓上之光的振幅，圖14(〇及圖15(d)為顯 示晶圓上的光強度。元件編號911及921為基板，912為入 射，之位相實質上偏離180度，且，穿透光之穿透率為 〜5/0範圍之中間調相位移膜’元件編號922為100%遮光 膜’ 913及923為入射光。 先前的光學遮蔽法為如圖15(a)所示般，於石英玻璃等 2 = 9成之基盤921上，形成由鉻等材料所構成的100%遮光 , 並且形成所欲圖案的光穿透部（開口部）。於此情 ^ί圓上之光強度分佈為如圖1 5(d)所示般呈現寬错 樣，使得解像度變差。 &觉 91 ?另夕二面\於中間調相位移法中’穿透中間調相位移膜 反轉，故如圖14(“透，口光線於位相上為實質上 強度變成為〇(零）丄晶圓上之圖案邊界部中的光 形中，可提高解像度制光強度的變寬。因…此情 此處所受注目之點么 相位移光微影術中"，2屬於中間調相位移法以外類型之 材料形成不同之圖案為遮光膜與相位移膜為使用不同之 於中間調相位移光微^最少需要2回的製版步⑬’相對 故製版步驟實質上僅=竹中，因為僅形成一個圖案即可， 光微影術的大長處。行1回即可，此點為中間調相位移 中間調相位移光罩 反轉及穿透性調整等_間调相位移膜9 1 2為被要求位相 能，只要在穿透中間;^掩能°其中’關於位相反轉機 碉相位移膜9 1 2之曝光、與穿透其開
45 739 9 五'發明說明（3) 將中間調 口部之曝光之間’位相為實質反轉即可。此處 相位移膜9 1 2，例如：¾以Μ, b 〇 r n, E. W ο 1 f著 「Principles 〇f 〇ptics」6 2 8 〜6 32頁所示之吸收膜型式 處理，則可無視於多重干涉，故垂直穿透光的相位變化中 為根據下式計鼻’且於0為被包含於η冗±疋/3(n為奇數） 之範圍時，則可取得上述的相位移效果。
m-l m-X Φ = Σ 十】+ Σ 2τι (u「l) cU/入 k=l k=2 ^尚，式（1)中，必為基板上（m_2)層多層膜所構成之光罩 丈到垂直穿透光線的相位變化，xk，k+i為第k層與第（k+1 ) 層之界面所引起的相位變化，叫及4分別為形成第k層材料 的折射率及膜厚，；I為曝光之波長。但，k = 1之層為前述 透明基板，k = m之層為空氣。 *另一方面，為了取得中間調相位移效果之中間調相位移 膜9 1 2的曝光穿透率，係根據轉印圖案的尺寸、面積、配 置、形狀等而決定，且為根據圖案而異。 於貝負上取付上述之效果，必須令中間調相位移膜91 2 之曝光穿透率，以根據圖案所決定之最適穿透率為中心 值’並且進入最適穿透率±數％之範圍内。 通常’此最適穿透率於中間調相位移膜之開口部中之穿 透率為100%時’依賴其轉印圖案，於1 %〜5〇%之廣泛範圍 内大幅變動《即，為了符合所有的圖案，乃要求具有各式 各樣穿透率的中間調相位移光罩。 於現實的情況中，位相反轉機能與穿透率調整機能為根
C:\2D-CODE\90-O3\89126869.ptd 第8頁 45 739 9 五、發明說明（4) 據形成中間調相位移膜之材 广而決定。即’調整中間調相位移膜ί膜t:i)二膜 ⑴所求出之相位以為在…"π = 式 報、鸦八R^9 ^ 4膜材料以特開昭57一64739號公 之组：：=I460號公報、特公昭62~51461號公報所示 工德ϋϊ士 知的。纽系之材料因為加工特性、加 麦之化子女疋性等極優，故例如曰本專利特開平 57264號公報、特開平7_1 34396號公報、特開平 =41，報所_ ’已廣泛進行檢討將組予以氧化 ，化所發展成之曝光波長的短波長化，例：者如曰圖本 專利特開平6-83027號公報所示般，亦進行 短波長曝光之鈕石夕化物系材料的研究。 更 但疋’一般的鈕矽化物為使用Ch、CHF3、％、匕匕、 肿3 ' CFJH2、CBrFs等氟系之蝕刻氣體進行乾式蝕刻，但此 基板材料之合成石英等透明基板亦被蝕刻，具有無法 咼精度乾式蝕刻之問題。一般而言，關於中間調相位移光 罩的製造，其位相角的高精度控制乃為不可或缺，但如上 述，於中間調相位移膜之蝕刻時若亦令石英基板被蝕刻， 則經蝕刻所挖掘的部分於相位差上差生誤差。又，中間調 相位移膜之银刻，在控制圊案尺寸上亦具有重要的職務， 故欲將條件設定成儘可能可取得良好圖案尺寸之均勻性及
C:\2D-mDE\90-03\89126869.ptd 第9頁 4 5 739 9 五、發明說明（5) ------ =f ^ί因為加上所謂與石英之蝕刻選擇比之新參數， 條件設定之寬裕範圍變窄之問題 重視Η控制情況之最相刻過程、&重 ㈣程並非必然一致而產生: 材料本身為顯顯示優良的加工特性、加 則難進行高精度之圖案：考慮相位差之高度控制， 概要 m之目的為提供可繼續維持钽矽化物系材料對於短 波長曝光之對應性、優良之加工特性、加工後；== :調英基板等基板材㈣刻選擇比提高之中 :’本發明之其他目的為提供可作成具 之中間調相位移光罩之中間調相位移光罩瞻憂良“ 本發明之再其他目的為提供不管是否使用鈕矽化 料，亦可令與石英基板等基板材料之之 間調相位移光罩。 干促问之Τ ，發明所提供之中間調相位移光罩，其特徵為：由透明 f該透明基板上所設置之中間調相位移膜所構成， 之@ 5周相位移膜為在接近透明基板侧開始，呈 可經氣系氣體餘刻之第1層、及可經I系氣體飯刻之 第層’以此順序設置之多層構造，並且具備令該 相位移膜以指定圖案狀除去所構成之開口部。 ^ 又於本發明中，提供可作成此類中間調相位移光罩之
第10頁 45 739 9 五、發明說明（6) 中間調相位移光罩用基材。根據本發 位移光罩用基材Λ *穴彳，、之中間调相 中間調相位移膜所椹A气、+々士 4炊上所汉置之 透明Α板側門私冓成 述中間相位移膜為在接近 透i板側開始，具有至少令可經氯系氣體蝕刻之 層'、及可經氟系氣體蝕刻之第2層，以此順序設置之多層 構造。 將具有此類多層構造之中間調相位移膜之基材 使用I系乾式蝕刻氣體予以蝕刻成指定之圖案形狀 令中間調相位移膜之第2層被蝕刻。其次，若將此基材之 中間調相位移膜使用氣系乾式蝕刻氣冑，進行相同圖案形 狀之蝕刻，則可令中間調相位移膜之第1層被蝕刻，但透 明基板於實質上為未被蝕刻。其結果，可僅將中間調相位 移膜正確地進行蝕刻。又’藉由將構成中間調相位移膜之 二個以上之層’分別使用不同材料予以形成，I，調節各 層之厚度，則亦可自由進行位相角與穿透率的調整。 如此處理，則可提高基板的蝕刻選擇比，並且可同時高 精確地控制中間調相位移光罩的位相角與穿透率，故可使 用該中間調相位移光罩，取得正確的微細尺寸投影像。 令基板之蝕刻選擇比提高之方法，已知為在基板與中間 調相位移膜之間設置蝕刻阻擋層，但此蝕刻阻擋層，於蝕 刻後殘存於中間調相位移光罩的開口部。相對地，本發明 則於開口部不會殘存钱刻阻擔層。 中間調相位移光罩的第丨層為位於透明基板之附近。此 第一層為由可經氯系氣體予以蝕刻之材料，例如’由钽系
\\312\2d-code\90-03\89126869.ptd 第11頁 ά 5 739 9 五、發明綱⑺ " $料和鉻系材料中選出可經氯系氣體予以蝕刻之材料所形 中間調相位移光罩的第二層為被配置於比第一声 透明基板。此第二層較佳使用鈕矽化物系材料所开二： 矽化物系材料雖與透明基板的蝕刻選擇比頗大，但於加2 特性、化學安定性、短波長曝光的適用性優良。將此° = 矽化物系材料之中間調相位移層（第二層）’透過與 其 板之蝕刻選擇比大之中間調相位移層（第一層），於透明 ΐ i ί ΐ:寺，則可令蝕刻選擇比變大，且同時可利用钽矽 化物系材料之層。 7 發明之較佳_ JjJI . 本發明所提供之中間調相位移光罩，其特徵為：由透明 基板、與該透明基板上所設置之中間調相位移膜所構成， 前述之中間調相位移膜為在接近透明基板側開始，具有至 少令可經氣系氣體蝕刻之第丨層、及可經氟系 第2層’以此順序設置之多層構造，並且具備令該= 相位移膜以指定圖案狀除去所構成之開口部為其特徵。 又」於本發明中，提供可作成此類中間調相位移光罩之 中間調相位移光罩用基材.根據本發明所提供之中間調相 位移光罩用基材為由透明基板、與該透明基板上所設置之 中間調相位移膜所構成，前述之中間調相位移膜為在接近 透明基板側開始，具有至少令可經氣系氣體蝕刻之第i 層、及可經氟系氣體蝕刻之第2層，以此順序設置之多層 構造。透明基板可由可經氟系氣體蝕刻、但不可經氣系曰氣
45 739 9 五、發明說明（8) -------- 體I虫刻之透明姑料，也丨i Λ t 本發明為=中匕合f石英予以形成。 t ^ ^ , ' s1調相位移膜作成多層構造，並於其 m成與透明基板充分大之姓刻選擇比之材料予 以私成’則可成功開發出可 移光罩及其所用之基材。α案之中間調相位 置ίΠ:於中Γ周相位移光罩用基材之透明基板上，設 相位r膜之Γ上多層構造之中間調相位移m。構成中間調 斜‘、^ ’可使用與形成鄰接層之中間調相位移材 周相二移材料予以形成。於構成中間調相位 f f i L Ρ巾’最靠近透明基板之第1層為使用可經氣 =^ ^蝕』軋體予以蝕刻之材料所形成，且較佳為設置於 , 反之正上方。氯系乾式蝕刻氣體為含有C 12、CH2 c 1 等之氣體’或者可使用於此類氣體中再加上〇2之氣體等，2 但此類氯系氣體為實質上無法蝕刻合成石英等之透明基 板。又’、於上述第1層之蝕刻表面側，鄰接該第1層所疊層 之第2層為使用可經氟系乾式姓刻氣體予以钱刻之材料所 形成。 將具有此類多層構造之中間調相位移臈之基材，首先若 使用氟系乾式姓刻氣體予以蝕刻成指定之圖案形狀，則可 令中間調相位移膜之第2層被钮刻。其次，若將此基材之 中間調相位移膜使用氯系乾式敍刻氣體，進行相同圖案形 狀之蝕刻，則可令中間調相位移膜之第1層被蝕刻，但透 明基板於實質上為未被蝕刻。其結果’可僅將中間調相位 移膜正確地進行飯刻。又’藉由將構成中間調相位移膜之
C:\2D-GODE\90-03\89126869.ptd 第13頁 4 ^ 739 9 " -------- ------ 五、發明說明（9) ' ----- :個=上之層，分別使用不同材料予以形成，且，調節各 曰之厚度’則亦可自由進行位相角與穿透率的調整。 如此處理’則可高精確地控制中間調相位移光罩的位相 '與穿透率，故可使用該中間調相位移光罩，取 微細尺寸投影像。 檷Γ ί ί之蝕刻選擇比提高之方法’已知為在基板與中間 ^ 膜之間設置钮刻阻擋層’但此公知方法中，於所 之中間D周相位移光罩的開口部殘存蝕刻阻擋層，並且 $響開口部的位相角及光線穿透率。相對地，於本發明 為於開Π部不會殘存㈣”層，故可將中間調相 以-接^圖案部分、與開σ部之相位差及光線穿透率差予 以尚精度地調節。 面η明中，中間調相位移膜之第2層（即比第1層更表 之」去：）’可適當使用具有钽、矽、及氧做為必須元素 組成的中間調相位移材料層。所謂具有纽、石夕、及 元素=素組成的中間調相位移材層，為含有 U Si0x、TaSix〇y做為主成分之層。 捭Γί::類组石夕化物系材料形成第2層之情形中，可維 η、材料所特有之優良的加工特性、加工後之化學安定 :’及’，化物系材料所特有之對 Λ物系材料因為即使對於μι準分子雷射微影 且：：）、ΐ敦化氬準分子雷射微影(曝光波長: :3:m)亦具有充分的透光性，故可利用做為中間調相位移
45 739 9 五、發明說明（10) ~ 又，將中間調相位移膜作成多層構造，並且於具有组、 石夕、及氧做為必須元素之元素組成第2層、與透明基材之 間’设置可經氣系氣體蚀刻之第J層，則可令合成石英等 之透明基板實質上不會被侵蝕，1可將中間調相位移膜之 第1層予以蝕亥J ’故可令與透明基板之蝕刻選擇比充分變 大。 因此，藉由使用具有鈕、矽、及氧做為必須元素之元素 組成之層j做為第2層，則可一邊維持钽系材料所特有之、 良好的化學安定性和良好的加工特性，及矽化物系所特有 之短波長適用性，—邊充分取得與合成石英等透明基板之 蝕刻選擇比，故可進行高精度的圖案化。其結果，可取得 遮蔽加工後之安定性及短波長適用性優良之理想的遮蔽^ 件。更且，可令高精度之中間調相位移光罩產率良好， 且可實現低費用化。 亚
中間調相位移膜之第1層為被設置接近於透明基板，並 且為可經氯系氣體予以乾式蝕刻之層。此第1層可由具有 鉬或絡做為必須元素之元素组成材料所形成^ I 具有钽做為必須元素之元素組成且可形成第丨層之材 料，可使用具有以鈕做為必須元素、且、實質上不含有石 之7L素組成的材料。將此類鈕系材料之第丨層、與具有夕 钽、矽、及氧做為必須元素之元素組成之第2層予以聶 所得之中間調相位移光罩用基材的代表性光學特性光% 示於圖8。-般而t ’以此光學特性光譜則可充分耐於曰實、 用，但有時膜面的反射率為若干變高。即，有時要求曝光
C:\2D-CDDE\90-03\89126869.ptd
d5 739 9 五、發明說明（11) '一" -- 之膜面反射率為3〇%以下（0〜30%)、較佳為20%以下。於具 ，此類要求之情形中，為了變更反射率光譜，亦可在中間 调相位移膜與透明基板之間設置第三個膜。即使第三個膜 與透明基板之餘刻選擇比為相反降低，亦可將第三個膜充 分變薄，則可對於相位差不會造成大誤差。其一例，為在 以组做為必須元素且實質上不含有矽之第1膜與透明基板 之間’令具有鈕、矽、及氧做為必須元素之元素組成之 膜’以數1 Ο A〜1 〇 〇 A之薄度形成。於此情形中，令第三 薄膜於上述範圍内變化則可自由地改變反射率光譜，並且 因為膜厚為薄，故即使蝕刻選擇比差亦對於遮蔽物相位差 、 所造成之影響小。 又’另外之方法為在鈕做為必須元素且實質上不含矽之 材料中’再添加微量的氧和/或氮，則可調節反射率光 譜。因此，中間調相位移膜之第1層為可使用具有鈕、並 且再以氧和/或氮做為必須成分之元素組成之材料予以形 成°所謂以紐並且以氧和/或氮做為必須成分之元素組成 之材料層，為含有Ta、及至少一種TaNx、TaOx、TaNxOy 主成分之層。 具有以鉻做為必須元素之元素組成且可形成第1層之材 料’可使用具有鉻、及氧、氟、和/或氮做為必須元素之 元素組成之材料。此材料為含有一種或二種以上金屬鉻 (Cr)、CrOx、CrFx、CrNx、CrFxOy 'CrNxOy、CrFxNy、 CrFxNyOz之成分。 具有以鉻做為必須元素之元素組成且可形成第1層之其
C:\2D-0DE\9O-O3\89]26869.ptd 第 16 頁 45 739 9 五、發明說明（12) 他材料，可使用具有鉻、及鉅做為必須元素之元素組成之 材料。此材料為含有金屬鉻（Cr)和/或鉻钽合金（CrTax)。 其他亦可使用以鉻及上述之氧、氟、氮、矽、鉅等之1 或2種以上做為必須元素之元素組成之材料。例如，於以 絡、及组和矽做為必須元素之情形中，含有金屬鉻（Cr)、 絡组合金（CrTax)之一者或兩者，及CrSix、TaSix、 CrTaxSiy之至少一者做為主成分。 又，於以鉻、及鋁、氧、氟' 氮做為必須元素之情形中， 含有金屬鉻（Ci·)、鉻鈕合金（CrTax)之一者或兩者，及Cr〇x 、CrFx、CrNx、CrFxOy、CrNxOy、CrFxNy、CrFxNyOz、 TaOx 、TaFx 、TaNx 、TaFxOy 、TaNxOy 、TaFxNy 、
TaFxNyOz 'CrTaxOy 、CrTaxFy 、CrTaxNy 、CrTaxFyOz 、 CrTaxNyOz、CrTaxFyNz、CrTawFxNyOz 之至少一者做為主 成分。 具有至少第1層與第2層之多層構造的中間調相位移膜， 期望令根據下列式（1)所求出之相位差必為以η冗+ ττ/3孤 度（η為奇數）之範圍於透明基板上形成。 m*l χη-1 Φ = Σ χ k,k+i + Σ 2 π (u「l) d k/A …（1) k=2 , 此處，0為前述透明基板上，由（m-2)層所形成之中間 調相位移膜所構成之光罩或光罩用基材受到垂直穿透光線 的相位變化’ ％k,Hl為第k層與第（k + 1 )層之界面所引起的 相位變化’ uk、dk分別為構成第k層材料的折射率及膜厚，
C:\2D-CODE\90-03\89126869.ptd 苐17頁 45 739 9
之層為前述透明基板 k = m之層
五、發明說明（13) λ為曝光之波長 為空氣。 相位移膜對於曝光之穿透率 又 於此曝光之穿透率Α } _β/性"之穿透率，於透明基板對 之膜厚，則可；1=圖 本發明之中間調相位移光郎至最適的穿透率。 調相位移臈之上、或、中門所用之基材，可在中間 光層。藉由設置遮光声::二！膜之下’物成遮 製程中因鄰接射擊止中間調相位移光微影術 ㈣㈣擎重疊所造成的光阻感光。又，經由 光膜，則可調整轉印所形成圖案的轉印特性。 ' 遮光膜由製版特性和耐久性優良等理由而言，較佳使用 具有絡做為必須元素之元素組成之材料予以形成。於設置 鉻系遮光膜之情形巾，可如後述般將中間調相位移膜之圖 案以氣體乾式蝕刻予以形成後，使用硝酸鈽系之濕式蝕刻 劑進行遮光膜之製版亦可。 於本發明中，有時設置以鉻和/或鉻鈕合金做為主成分 之膜’做為中間調相位移膜的第一層。於此情形中，擔心 中間調相位移膜之第1層為受到硝酸鈽系濕式蝕刻劑侵 姓，產生圖案形成的不適情況。 但是’於鉻和/或鉻钽合金做為主成分之第1層中，如上 述添加氧、氟和/或氮，並且添加矽和钽等其他金屬予以 合金化’則可提高對於濕式餘刻劑的耐银性。 又，如後述般，因為以鉻和/或鉻鈕合金做為主成分之 第1層多為膜兵為薄’故受到濕式蚀刻劑侵触的可能性原
C:\2D-GODE\90-03\89I26869.ptd 第18頁 5 5 739 9 五、發明說明（14) 本就很低，假定被侵蝕，亦可僅止於實質上對於轉印特性 不會造成不良影響程度之侵蝕。 於以下，說明本發明之中間調相位移光罩用基材之製造 方法、及、使用該基材進行中間調相位移光微影術、製造 中間調相位移光罩之方法。 圖1為顯示本發明之中間調相位移光罩用基板之第一例 之模式截面圖。圖1中，元件編號1 1 〇為透明基板，1 20為 多層構造之中間調相位移膜，1 2 i為具有以鉻做為必須元 素之元素組成之第1層，1 2 2為具有组、石夕、及氧做為必須 元素之元素組成之第2層。 第一例之中間調相位移光罩用基材為具有以鉬、矽 '及 氧做為必須元素之元素纽成之第2層1 22、與具有以鉻做為 頁元素之元素組成之第1層1 2 1所構成之多層構造的中間 凋相位移膜120 ’且於透明基板11〇上，第1 層\22以此順序予以疊層、形成。 第2層1 22為具有钽系材料所特有之加工特性、化學安定 予以蝕刻：經氟系氣體予以蝕刻。將第2層1 22以氟系氣體 入成石’第1層1 2 1為可經氯系氣體予以蝕刻。此時， 口成石央4之透明基板丨1〇因 PI * ^ T 4" ^ 1 J-i ? 1 ^ 只寊上不被虱系氣姐所蝕 大。透明基板n〇之触刻選擇比充分變 於第办丨士 罩可’可進行高精度之圖案化。 於弟一例中，因為邛罢 122，做盔+ 矽化物系材料所構成之第2層 1以做為中間調相位移膜〗？ π 4 A' ΑΑ s . 、Z 0之—層，故使用此基材所作 成的允罩亦可適用於氟化 鼠準分子雷射（波長：248 nm)、說
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C:\2D-C0DE\90- 第19頁 Δ5 739 9 五'發明說明（15) "' --- 化氮準分子雷射（波長：193nm)等之短波長的曝光。 於第一例中，於作成中間調相位移光罩時為了取得良好 的相位移效果’乃令中間調相位移膜丨2 〇於以下之式中， m = 4時所求出之相位差少為在^ κ +冗/3弧度（n為奇數）之. 範圍内’於透明基板11〇上形成。 _ 3 3 Φ = Σ χ k,k+1 + Σ 2 π (u k- 1) d k/A k=l k=2 此處’ 4為透明基板1 1 〇上以二層構造之中間調相位移 膜1 2 0所構成之光罩用基材受到垂直穿透光線的相位變化〜 ’ 7k’k+1為第k層與第（ΐί+1)層之界面所引起的相位變化， ’ dk分別為構成第k層材料（鉻系材料之第1層丨2 1、鈕矽 化物系材料之第2層122)之折射率與膜厚；λ為曝光之波 長。但’ k = l之層為透明基板丨丨〇，k = 4之層為空氣。 又’作成中間調相位移光罩時，為了實質上取得相位移 效果’可令中間調相位移膜1 2 〇相對於曝光之穿透率，於 透明基板11 0相對於此曝光之穿透率為丨〇 〇 %時，以1〜5 〇 % 範圍内形成其膜厚。 具有以鉻做為必須元素之元素組成之第1層丨2 1，為由可 經氣系氣體餘刻之金屬鉻層、氧化鉻層、氮化鉻層、或、一 氧化氮化絡層等所形成。由此鉻系材料所構成的第1層 1 21 ’根據先前應用於形成光罩用薄膜之濺鍍法則可輕易 形成。若使用金屬鉻做為靶，且使用氬氣中混合氧和/或 氮之錢鑛氣體，則可取得氧化鉻層、氮化鉻層、或 '氧化
C:\2D-CODE\90-03\89126869.ptd 第20頁 45 739 9 五 、發明說明（丨6) 氮化鉻層。折射率之調整 '控制 而進行，或者經由濺鍍麼力或濺铲雷^交更氣體之混合比 此類鉻系薄膜除了以濺鍍法以外X^之變更亦可進行。 CVD法、離子電鍍法、離子束賤於去、可應用真空沉積法、 以具有鈕、石夕、及氧做為必須又 _術予以成膜。 成之第2層122，根據先前應用 素组成材料所構 輕易形成。例如，组石夕化物氧化$罩用，膜之麟法則可 靶，並且使用氬氣中混合氧 # :使用钽矽化物做為 得。组石夕化物氧化膜折射率=為濺鑛氣體則可取 氣體之混合比而進行以外，亦由了可經由變更 之變更而進行。此類”化：以；鑛壓力綱電流 亦可應用真空沉積法、CVD :、糸二除了以雜以外’ 法等技術予以成膜。 離子電錢法、離子機 做為透明基板11 〇之合点$站机 心口成石央對於氟化氪準分子雷射（波 長：248㈣）、a化氩準分子雷射（波長：i93nm)等之短波長 曝光均，透明，並且於作成光罩時，將絡系薄膜第u121 以氯系氣體予以蝕刻加工之情形中，可令第1層1 2 i與透明 基板11 0之钕刻選擇比充分變大。 其次’說明本發明之中間調相位移光罩用基材之其他 例。圖2為顯示本發明之中間調相位移光罩用基材之第二 例之模式截面圖。圖2中’元件編號丨丨〇為透明基板’ 1 2 0 為多層構造之中間調相位移膜，1 2丨為具有以鉻做為必須 元素之元素組成之第1層，122為具有以拉 '石夕、及氧做為 必須元素之元素組成之第2層，；[2 5為中間調圖案區域（移
C:\2D-O3DE\90-03\89126869.ptd 45 739 9 五、發明說明（J 7) 動詹圖案區域）’ ]30為遮光性層（亦被稱 膜）。第二例之中間調位相# ^ 、質的埯光 調相位移膜之上，設置遮光性層130為其構 旬之中間 遮光性層1 30為最終由中間調圖案區域（移動 域）125中除去，僅殘存於該中間調圖案區域^之衆區 部，為了防止晶圓曝光中經由鄰接射擊彼此間周邊 所產生的不欲感光 '並且形成直線性遮蔽等，:t曝光 上具有遮光性。具體而言，遮光膜對於曝光之;、頊實質 為1%以下。 遷率一般 遮光性層1 30 —般為使用由金屬鉻、氧化鉻、 氧化氮化鉻等所構成之鉻系金屬層，但並非限定氮、 料。此鉻系膜可應用濺鍍法' 真空沉積法、以D、去；此些材 電鍍法、離子束濺鍍法等之技術予以成臈。，、離子 尚，於作成中間調相位移光罩時，將基材之鉻 使用硝酸鈽系之濕式蝕刻劑進行濕式蝕刻，則如上遮光層 較佳經由使用添加氧、氟、和/或氮之絡系材料、皮般 矽、鈕等其他金屬合金化之鉻系材料，形成 和與 成之第1層之方法，則可令第〗層的耐蝕性提高了料所構 第一例或第二例基材之變形例，可例示將鉻系材 成之第1層1 2 1，變更成以可經氯系氣體蝕刻之其他構 如鉻鉬合成做為主成分之層。又，可經氣系氣體蝕刻：： 他材料，如上述般，亦可使用具有钽做為必須元素之_ ς 組成且視需要添加氧和/或氮之材料’並以此類材料形t'、 第1層亦可。以鉻鈕合金做為主成分之層、和具有鉅做為 4 5 739 9 五、發明說明（18) 必須元素之元素組成且視需要添加氧和/或氮之材料所構 成之層亦同鉻系臈，可應用濺鍍法、真空沉積法、CVI) 法、離子電鍍法、離子束濺鍍法等之技術予以成膜。 其次’說明本發明之中間調相位移光罩之例。圖3為顯 示本發明之中間調相位移光罩之第一例之模式戴面圖。此 光罩為使用上述第一例（圖丨）之基材所作成，其為將中間 調相位移膜1 20以指定之形狀圖案化，旅且形成露出透明 基板11 0表面的開口部。關於第—例光罩之各層和光學特 性為與上述第一例之基材相同，故省略其說明。 圖4為顯示本發明之中間調相位移光罩之第二例之模式 截面圖。此光罩為使用上述第二例（圖2 )之基材所作成， 其為將中間調相位移膜1 2 〇以指定之形狀圖案化，並且形 成露出透明基板1 1 〇表面的開口部。更且，於此第二例之 光罩中，設置取得相位移效果之中間調圖案區域（移動層 圖案區域）125、與取得實質之遮光效果的遮光性圖荦區域 135。關於第二例光罩之各層和光學特性為與上述第二例 之基材相同，故省略其說明。 第一例或第二例光罩之變形例可例示與基材之變形例相 同例。即，可例示將鉻系材料所構成之第】層丨21，變 以可經氣系氣體蝕刻之其他材料例如，以鉻钽合金做 成分之層、具有以鈕做為必$元ItI ^ … 苟义廣兀常之兀素組成且視需要添 加氧和/或氮之材料所構成之層。 其次，-邊參照圖面—邊說明本發明之中間調相位移光 罩之製造方法。圖5中’顯示製造上述第一例夂中間調位
第23頁 C:\2D-C0QE\9Q-03\89126869.ptd 4 5 739 9 五、發明說明（19) :光二之方法例。於此製造方法中，首先如圖5u)所示 ^ '備上述第—例（圖1 )之中間調相位移光罩用基材， = 所示般，於中間調相位移㈣◦之上，將光阻 材料予以塗佈、乾燥形成光阻層丨4 〇。 =阻層U。形成後’如圖5(c)所示般，使用電子射線 =置f，僅令光阻層14。之指定區域感光並且顯像， 使：2阻層配合中間調相位移膜12。所要求之圖案形狀進 二圖案化。經由此圖案化’亦形成光阻層140的開口部 偏。&阻材料雖較佳為處理性良好、具有指定之解像 性、且耐乾式蝕刻性良好’但並無特別限定。
二光阻層140之圊案化後，如圖5⑷所示般，將該光阻 :140做為时餘刻遮蔽物’並使用氟系氣體、氣系氣體之 2，將中間調相位移膜120之鈕矽化物系膜之第2層、鉻 Hi) ^第1層連續银刻’其後如圖5 ( 6 )所示般，將光阻層 " ，則可取知中間調相位移膜之圖案D 於圖6中顯示製造上述第二例之中間調相位移光 單之：法例。此製造方法為令圖示前之階⑨，同前述第一 /·二製造方法進行圖案加工。即，首先，#備上述第二例 )之中間調相位移光罩用基材，並於遮光性膜130之 上將光阻材料予以塗佈、乾燥形成光阻層1 4 〇，並使用 T Li線描晝装置等，€令光阻層140之指定區域感光並 夺’使得光阻層配合中間調相位移膜1 2 〇所要求之圖 案形狀進行圖案化。於光阻層1 40之圖案化後，將該光阻 層做為耐银刻遮蔽4勿’並使用氣系氣體、氣系氣體之順
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直到此處之步驟為與第一例之製造方法相同。其後， 圖6(a)所示般，於遮光性層13〇之上，形成新的光阻層如 1 45，並且曝光、顯像進行圖案化。此新的光阻層1 4 ^ 僅在欲取得最終實質之遮光效果的遮光性區域13s5中形’為 成，並且以一致於將取得相位移效果之中間調圖案區域 (移動層圖案區域）125所設置之開口部145A之形狀進行圖 案化。其後，如圖6(b)所示般，將此光阻層145做為耐蝕 刻遮蔽物，使用硝酸鈽系濕式蝕刻劑進行濕式蝕刻，除去 開口部145A之遮光性層。其後，若剝離光阻層145，則可 取得上述第二例之中間調相位移光罩。 將圖6 (a)之D1部、圖6 (b)之D 2部放大，則分別為圖 6(c)、圖（d)。於濕式蝕刻時，鉻系膜之第1層121為被蝕 刻’並且擔心產生如放大圖6 (d)般之圖案上之缺點。但 是’一般而言，因為鉻系膜之第1層121為膜厚度薄，故如 放大圖6 ( d)般被侵蝕的可能性低。又，即使發生侵蝕，亦 僅止於實質上不會對轉印特性造成不良影響程度之侵触。 更且，藉由在鉻系膜之第1層中加入氧、氟和/或氮，並 且添加石夕和组等其他金屬予以合金化’則可提高對於濕式 敍刻劑的耐融性。其結果’可令圊6 ( d)所示之㈣部分變成 極小’可確實防止對於轉印特性的不良影響。
C:\2D-CODE\90-03\S9126869.ptd 第25頁 4 5 739 9 五、發明說明（21) 上述變形例之中間調相位移光罩，基本上亦可依上述第 例及第_例之製造方法同樣之順序進行製造。 (實施例1) 將本發明之KrF曝光用中間調相位移光罩用基材之實施 例參照圖7予以說明。於此實施例中，中間調相位移膜 1 2 0亦由2層所構成。 如圖7 (a )所示般，於經光學研磨、且充分洗淨之6吋正 方、0.25叫厚之高純度合成石英基板ho上，依以下所示 條件’形成中間調相位移膜之第1層丨2 1。第1層1 2 1之厚度 為約2 5 n m。 〈成膜條件〉 •成膜裝置：Planer型DC Magnetron濺鐘裝置 .靶：金屬钽 •氣體及流量：氬氣、50sccm •濺鍍壓力：0. 3Pa •濺鍍電流：0. 3安培 其次’於第1層上’形成中間調相位移膜之第2層122。 第2層122之厚度為約i4〇nm。 〈成膜條件〉 •成膜裝置：Planer型DC Magnetron濺錢裝置 •靶：鈕：矽=1 : 3 (原子比） ’就體及流量：氬氣，50sccm4·氧氣、50sccm •濺鍍壓力：0· 3Pa
C:\2D-OODE\90-O3\89126869.ptd 第26頁 45 739 9 五、發明說明（22) •濺鍍電流：3. 5安培 如此處理，則可取得可適用於K r F準分子雷射曝光之穿 透率為6 %之中間調相位移光罩用基材1。此基材之光學特 性示於圖6。 尚’如圖7(b)所示般，於事先以膠帶遮掩之合成石英基 板上，以上述相同之條件’形成中間調相位移膜之第1層 與弟2層’取得試驗另2。使用此試驗片2，以市售之相位 差測定裝置（Lasertech公司製，MPM248 )測定其對於波長 24 8nm光之相位差、穿透率時，測定值分別為182, 62。 、及5. 37%。 其次，關於此試驗片2 ’對於光覃製程中所使用之洗淨 液、钱刻液等藥液之耐性的調查結果示於下。 •藥液（a):硫酸：硝酸=1 〇 :丨（容量比）、 .藥液（b): 10%氨水、室溫 藥液 浸潰 時間 相位差變化 穿透率變化 (a) 2小 時 -0.11。 + 0.01% (b) 2小 時 -0.05。 +0.00% (c) 2小 時 -0.03° +0. 02% (實施例2 ) 藥液（c) ·市售之鉻蝕刻劑（INKTECH製、MR-ES)、室溫 將本發明之中間調相位移光罩之實施例，參照圖9予以 說明。於此實施例中，中間調相位移膜丨2 〇亦由2層所構 成。 如圖9 (a )所示般，於實施例1所得之基材1上，將光阻材
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處所必須注目的，為
45 739 9 五、發明說明（23) ' -- ，塗佈’並進行常法之電子射 4c a # M 3b ^ A ^ c 4九被影術法，形 装m成分且為指定圖案之光阻層“ο。 α、人口圖9^)所示般，使用市售之光罩用 (ΡΤί公司製、VU7〇 =罩用乾式蝕刻劑 露，usi'C2與第1層121，於高密度電毁中曝 w以指定之形狀予進=式触刻1中間調相位移膜 劑為具有2個㈣處理室:、並且=乾式㈣ 件實施。 處理室中依下列條 <條件1 > •蝕刻氣體：CF4氣體 •壓力：10mTorr .icp功率（發生高密度電漿）：95时 偏壓功率（輸出功率）：5〇w •時間：3 6 0秒 〈條件2> •姓刻氣體：Cl2氣體 •壓力：3mTorr • ICP功率（發生高密度電漿）：5〇旳 •偏壓功率（輸出功率）：5〇w *時間：200秒 其次’將殘餘的光阻層1 4 〇依當士 、中，去：亲(j紐 所示般之中間調相位移光罩3 D此光離’取得如圖9 ( c) 對於波長248ηπι光之穿透率為6%。 f 3之中間調相位移部 C:\2D-CODE\90-03\89126869.ptd 第28頁 45 739 9 五、發明說明（24) 在條件2之蝕刻步驟中合成石英幾乎不被蝕刻’可控制極 高精度的相位差。 尚’此中間調相位移光罩3為在尺寸精度、截面形狀、 臈厚分佈、穿透率分佈、對於膜基板之密合性等完全供於 實用。 (實施例3) 關於本發明之KrF曝光用中間調相位移光罩用基材’比 實施例1之基材於波長248nm中之膜面反射率降低之基材的 實施例，參照圖1 〇予以說明。於此實施例中，構成中間調 相位移膜1 2 0之2層中，於實質上不含有矽之第1層中添加 微量的氧，則可實現低反射化。 如圖1 0(a)所示般，於經光學研磨、且充分洗淨之6吋正 方、0 _ 2 5吋厚之高純度合成石英基板1 1 〇上，依以下所示 條件’形成中間調相位移膜之第1層1 2 1。第1層1 2 1之厚度 為約4 0 n m。 〈成膜條件〉 •成膜裝置：Planer型DC Magnetron滅錄裝置 •靶：金屬钽 氣體及流量：氬氣、40sccm+氧氣、Ssccm •濺鍍壓力：0. 3Pa *濺鍍電流：2. 0安培 其次，於第1層上，形成中間調相位移膜之第2層1 2 2。 第2層122之厚度為約90nm。 〈成膜條件〉
C:\2D-O0DE\90-03\89126869.ptd 第 29 頁 45 739 9 五、發明說明（25) 成膜裝置：Planer型DC Magnetron濺鍍裝置 .靶：鈕：矽=1 : 3 (原子比） •氣體及biL置：氯氣’50sccm+氧氣、50sccm •濺鍍壓力：0. 3Pa •濺鍍電流：3. 5安培 如此處理，則可取得可適用於KrF準分子雷射曝光之穿 透率為6 %之中間調相位移光罩用基材4。此基材之光學特 性示於圖11。實施例1之基材於波長248nm中之膜面反射率 如圖8所示般為約4 3 % ’相對地，於本實施例之情形中則可 將膜面反射率降低至2 %左右，可實現低反射化。 尚’如圖10(b)所示般’於事先以膠帶遮掩之合成石英 基板上’以上述相同之條件，形成中間調相位移膜之第1 層與第2層’取得試驗片5。使用此試驗片2，以市售之相 位差測定裝置（Lasertech公司製、MPM248 )測定其對於波 長248nm光之相位差、穿透率時，測定值分別為1 86. 59 ° 、及6. 07%。 (實施例4) 實施例4為使用圖1所示第一例之中間調相位移光罩用基 材，根據圖5所示之製造方法，製造圖3所示之第一例之中 間調相位移光罩之實施例。於此實施例中，製造KrF曝光 用中間調相位移光罩。 首先，於經光學研磨、且充分洗淨之6吋正方、0. 2 5吋 厚之高純度合成石英基板11 0上，依以下所示條件，形成 中間調相位移膜之第1層1 21。第1層1 2 1為鉻膜，厚度為約
C:\2D-C0DE\90-03\89l26869.ptd 第 30 頁 739 9 五、發明說明（26) 1 0nm。 〈成膜條件〉 .成膜裝置：Planer型DC Magnetron ί賤鍍裝置 乾：金屬鉻 .氣體及流量：氬氣、70sccm .濺鍍壓力：〇. 3Pa •濺鍍電流：5. 0安培 其次，於第1層上，形成中間調相位移膜之第2層1 2 2。 第2層1 2 2為具有以钽、矽、及氧做為必須成分之元素組成 之鈕矽化物系膜，厚度為約140nm。 〈成膜條件〉 .成膜裝置：Planer型DC Magnetron ί賤鍍裝置 ，草巴：姐：石夕=1 : 3 (原子比） .氣體及流量：氬氣’50sccm+氧氣、5〇sccm •濺鍍壓力：0· 3Pa •濺鍍電流：3. 5安培 如此處理’則可取得可適用於KrF準分子雷射曝光 透率為6%之中間調相位移光罩用基材。 芽 於 尚，亦進行提升法，作成如圖1 2所示之試驗片。 事先以膠帶遮掩之合成石英基板上，以上述相同。即’友 形成中間調相位移膜之第1層與第2層後，蔣；—之條件’ 作成具有段差之試驗片。使用此試驗片，以市隹 利除’ 測定裝置（Lasertech公司製、MPM2 48)測定i ;之相位差 久兵對於油 2 48nm光之相位差、穿透率時，測定值分別為丨長
C:\2D-CODE\90-03\89l26869.ptd 第31頁 45 739 9 五、發明說明（27) 、及 5· 88%。 其次’使用所得之中間調相位移光罩用基材，作成圖3 所示之第一例之中間調相位移光罩。首先，如圖5 ( a )所示 般，準備中間調相位移光罩用基材，且如圖5 (b)所示般， 於此基材之中間調相位移膜1 2 0上’將有機物做為主成分 之光阻劑ZEP7000C日本ΖΕΟΝ公司製）塗佈 '乾燥，形成光 阻層1 4 0。其次，如圖5 (c)所示般，以電子射線描書裝置 僅令光阻層之指定區域曝光、顯像’將光阻層丨4 〇以指定 形狀予以圖案化。 其次’如圖5(d)所示般’使用市售之光罩用乾式蝕刻劑 (ΡΤΙ公司製，VLR7 0 0 )，將光阻層140之開口部中露出之中 間調相位移膜之第2層122與第1層121，於高密度電襞中曝 露，依序、選擇性地進行乾式蝕刻’將中間調相位移膜 1 2 0以指定之形狀予以圖案化。本實施例所用之乾式叙刻 劑為具有2個餘刻處理室’並且於各個處理室中依下列條 件實施。 ” 〈條件1 > •蝕刻氣體：CF4氣體 •壓力：lOmTorr
• ICP功率（發生高密度電漿）：9 5 0W
•偏壓功率（輸出功率）：5 0 W •時間：3 6 0秒 〈條件2> 餘刻氣體：Cl2氣體
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5 739 9 五、發明說明（28) ' ---- •壓力：3mTorr .icp功率（發生高密度電漿）：5〇〇w •偏屋功率（輸出功率）：5〇w •時間：200秒 所3之= 阻層14°依常法剝離，取得如圖5(0 = 丄 移光罩。此光罩之中間調相位移部對 於波長248mn光之穿透率為6%。此處所必須注目的， 二刻/驟中合成石英幾乎不被勒刻，可控制極高 精度的相位差。 尚，此中間調相位移光罩為在尺寸精度、截面形狀、 厚分佈、穿透率分佈、對於膜基板之密合性等完全供眚 用。 ’、；貰 (實施例5) 貫施例5為使用圖2所示之第二例之中間調相位移光 基材，並依據圖5及圖6所示之一連串的製造方 4所不之第二例之中間調相位移光罩之實施例。於此 > 例中’為製造KrF曝光用中間調相位移光罩D又 ,^ ^ 5 例考慮將鉻所構成的遮光膜予以濕式蝕刻，並於第丄居 鉻系膜中混入鈕，令耐蝕性提高。 s之 首先’於經光學研磨、且充分洗淨之6吋正方、〇 25 & 厚之高純度合成石英基板1 1 〇上，依以下所示條件，，才 中間調相位移膜之第1層121。第1層121為鉅鉻人入\形成 厚度為約1〇關。 °金糸膜’ 〈成膜條件〉
739 9 五、發明說明（29) 成膜裝置：Planer型DC Magnetron满;鍵裝置 靶：鈕鉻合金（鈕：鉻=1 : 9) 氣體及流量：氬氣，7〇sccm 濺鍍壓力：0. 35Pa 濺鍍電流：5. 0安培 其次’於第1層上’形成中間調相位移膜之第2層1 22.。 第2層1 2 2為具有以艇、石夕 '及氧做為必須成分之元素組成 之鈕矽化物系膜’厚度為約9 〇 nm。 〈成膜條件〉 成膜裝置：Planer型DC Magnetron藏鍍裝置 靶：钽：矽=1 : 3 (原子比） 5 0 seem 根據濺鍍法形成遮 ，厚度為1 0 00人。 氣體及流莖：氣氣’ 50sccm+氧氣 減鑛壓力：0 , 3 P a 濺鍍電流：3. 5安培 其次，於中間調相位移膜1 2 〇之上： 光性膜130。遮光性膜130為金屬鉻膜 〈遮光性膜之濺鍍條件〉 成膜裝置：Planer型DC Magnetron藏鐘裝置 靶：金屬鉻 氣體及流量：氬氣、50ccin 濺鍍壓力：0. 3Pa 濺鍍電流：3 . 5安培 如此處理，則可取得可適用於KrF準分子雷射曝光之穿 透率為6 %之中間調相位移光罩用基材。
C:\2D-0COE\90-03\89l26869.ptd 第34頁 45 739 9 五、發明說明（30) 尚，亦進行提升法’作成如圖1 2所示之試驗片。即，於 事先以膠帶遮掩之合成石英基板上，以上述相同之條件， 形成中間調相位移膜之第丨層與第2層後，將遮蔽物剝除， 作成具有段差之試驗片。使用此試驗片，以市售之相位差 測定裝置（L a s e r t e c h公司製、Μ Ρ Μ 2 4 8 )測定其對於波長 248nm光之相位差、穿透率時，測定值分別為180. If 、及6. 33%。 將此具有段差之試驗片，於市售之鉻蝕刻劑（I NKTECH公 司製MR-ES)中室溫下浸潰240秒後，將圖案部分之截面以 SEM觀察時’並未察見如圖6 ( d)所示般之侵蝕。 為了比較，將實施例4所製造之具有段差之試驗片，同 樣於市售之鉻蝕刻劑（INKTECH公司製MR-ES)中室溫下浸潰 1 80秒、及240秒後’將圖案部分之截面以SEM觀察。其結 果’浸潰1 8 0秒之試驗片並未察見侵蝕，但於2 4 〇秒浸潰之 試驗片則觀察到圖6 ( d)所示般之侵蝕。根據此比較，則可 確認實施例5中之第1層，比實施例4中之第丨層令耐蝕性更 加提高。
其次’使用所得之中間調相位移光罩用基材，作成圖4 所示之第二例之中間調相位移光罩。首先，於遮光性層 130上’將有機物做為主成分之光阻劑2Ep7〇⑽（日本ZE〇N 公司製）塗饰、乾燥’形成光阻層1 4 〇。其次，以電子射線 描畫裝置僅令光阻層之指定區域曝光、顯像，將光阻層 1 4 0以指定形狀予以圖案化。 其次’使用市售之光罩用乾式蝕刻劑（ρτ丨公司製、
C:\2D-C0DE\90-03\89126869.ptd 苐35頁 73 9 9 五、發明說明（31) VLR700)，將光阻層140之開口部中露出之遮光性層丨30及 露出部正下方之中間調相位移膜丨2 〇，於高密度電漿中曝 露’依序、選擇性地進行乾式蝕刻，將遮光性層丨3 〇與中 間調相位移膜以指定之形狀予以圖案化。本實施例中，令 蝕刻條件1、2、及3以此順序進行，且以蝕刻條件丨將: 性層130、蝕刻條件2將第2層、蝕刻條件（與條件 7 = 第1層連續蝕刻。本實施例所用之乾式蝕刻劑為具°总 刻處理室’且以下之條件1A3為使用相同處理 们： 件2為於不同的處理室中實施。 1丁’條 〈條件I :遮光性層之蝕刻〉 .蝕刻氣體：Cl2氣體+ 〇2氣體（2 : 3) •麼力：lOOmTorr • icp功率（發生高密度電漿）：5〇〇w .偏壓功率（輪出功率）：25界 *時間：2 0 0秒 〈條件2:第2層之蝕刻〉 •触刻氣體：CF4氣體 •壓力：l0mTorr • ICP功率（發生高密度電漿）：g5〇w •偏壓功率（輸出功率）：5〇W •時間：3 6 0秒 〈條件3 :第I層之蝕刻〉 Ί虫刻氣體：C!2氣體+ 〇2氣體（2:3) •壓力：I 0 0 m T 〇 r r
C：\2D-C〇DE\90^03\89l26869,ptd 第36頁
45 739 9 五、發明說明（32) • ICP功率（發生高密度電漿）：50〇W .偏壓功率（輸出功率）：25w •時間：2 0 0秒 (姓1 上再度將光阻材料1P 3 5 0 0 (東京應化工業 " 、乾燥，並進行光微影術法，如圖6 (a)所示 形Λ僅令露出中間調相位移膜之區域被開口之光阻層 ，、彳，如圖6 (b)所示般，依下列條件進行蝕刻，選 ;除去光阻層之開口部145A中露出的遮光性層13〇。其 後，將殘餘的光阻層i 45依常法剝離，取得中間調相位移 光罩。此光罩之中間調相位移部對於波長248nm光之穿透 ，為6%。X ’於此光罩之中間調相位移膜中，於鉻系膜之 第1層121並未察見圖6(d)所示般之侵蝕所造成之缺點。於 此實施例中，亦與實施例4同樣令透明基板11〇，於蝕刻條 件3下不會被蝕刻，可控制極高精度的相位差。 尚，此中間5周相位移光罩為在尺寸精度、截面形狀、骐 厚分佈、穿透率分佈、對於膜基板之密合性等完全供於 m 汽 用。 (實施例6) 於實施例6中，亦為使用圖2所示之第二例之中間調相位 移光罩用基材，依據圖5及圖6所示之一連串的製造方法， 製造圖4所示之第二例之中間調相位移光罩。於此實施例 中，第1層之成膜條件、及、第1層之蝕刻條件（相當於實 施例5之蝕刻條件3)為如下設定。其他之條件為與實施例5 相同。如此處理所得之基材的光學特性光譜（穿透光譜）示
45 739 9 五、發明說明（33) 於圖13。 〈第1層之成膜條件〉 ‘成膜裝置：Planer型DC Magnetron濺鑛裝置 •靶：鈕鉻合金（钽：鉻= 97:3) •氣體及流量：氬氣、9 5 s c c m •满;鑛壓力：1. 0 P a •濺鍍電流：1. 0安培 〈第1層之蝕刻條件〉 •蝕刻氣體：Cl2氣體 •壓力：3mTorr .iCP功率（發生高密度電漿）：2 5 0W •偏壓功率（輸出功率）：2 5 W •時間：2 5 0秒 [元件編號之說明] 1 基材 2 試驗片 3 光罩 4 中間調相位移光罩用基材 5 試驗片 110 透明基板 120 中間調相位移膜 121 第1層 122 第2層 12 5 中間調圖案區域
C:\2D-CODE\90-03\S9126869.ptd 第38頁 4 5 739 9
五、發明說明（34) 130 遮光性層 135 遮光性圖案區域 140 光阻層 145 光阻層 145A 開口部 911 基板 912 中間調相位移膜 913 入射光 921 基板 922 1 00%遮光膜 923 入射光 C:\2D-CODE\90-03\89126869.ptd 第 39 頁 45 739 9 圖式簡單說明
圖1係模式地顯示本發明之中間調相位移光罩用基材之 一例（第1例）之截面圖D 圖2係模式地顯示本發明之中間調相位移光罩用基材之 一例（第2例）之截面圖。 & 圖3係模式地顯顯示本發明之中間調相位移光罩之一例 (第1例）之戴面圖。 圖4係模式地顯顯示本發明之中間調相位移光罩之一 (第2例）之截面圖。 圖5係說明使用圖！所示第1例之基材，製造圖3所示第丄 例光罩之步驟圖。 ” 圖6係說明使用圖2所示第 例光罩之步驟圖。特別，圖 之蝕刻步驟，且圖6 ( c )與圖 截面。 2例之基材，製造圖4所示第2 6(a)與圖6(b)為顯示遮光性層 6 ( d )為模式地顯示蝕刻形狀之 :，式地顯示實施例i之中間調 製程、及、所得基材之截面 二：用基材- 之截面’圖7(b)為顯示以接寺」圖7(a)為顯示基习 圖δ係顯示實施例〗所得 /所得之試驗片的戴面。 透率及反射率光譜圖。 間調相位移光罩用基材之； 圖9係模式地顯示實施例2 ^ 製程、及、所得基材之截面中間調相位移光罩用基材i 圖1 0係模式地顯示實施 之製程、及、所得基材之 之中間調相位移光罩用基材 基材之截面，圖〗0(b)為面圖。特別，圖10(a)為顯示 員不以提升法所得之試驗片的截
C: \2D-ODD£\90-03\89J26S69.ptd
4 5 739 9 圖式簡單說明 面。 圊11係顯示實施例3所得之中間調相位移光罩用基材之 穿透率及反射率光譜圖。 圖1 2係顯示實施例4、5及6中以提升法所得之試驗片的 截面。 圖1 3係顯示實施例6中所得之基材的穿透光譜圖。 圖1 4係說明中間調相位移光微影術之原理圖。 圖1 5係說明先前之光遮蔽法之原理圖。
1« Ϊ 第41頁 C:\2D-C0DE\90-03\89126869.ptd
Claims (1)
- ^739 9 六、申請專利範圍 〜〜 —____ 1 _ 種中間调相位移光罩用基#才， 板、與該透明基板上所設置之中 其特徵為：由透明基 述中間調相位移膜，係在接近透4 2相位移膜所構成，前 令可經氣系氣體蝕刻之第1層、及可\板侧開始，具有至少 層，以此順序設置之多層構造。°红氣系氣體蝕刻之第2 2.如申請專利範圍第1項之中間 其中前述第2層為具有以鈕、砂、及目，移光罩用基材， 元素組成。 氣做為必須元素的 3 ·如申請專利範圍第1項 其中前述第1層為具有以鈕 tantalum as an essentia 述第2層為具有以鈕、矽、 成。 之中間調相位銘出s m w 位移先罩用基4 15文马必須；| γ 貝凡素（c 〇 m p r i s e s element)的元素組成，_ 及氧做為必須元素的元素多 刖 4. 如申請專利範圍第3項之中間調相位 :中：述㈣為具有再含有氧和/或氮做為必須元基么元 素組成。 5. ^申請專利範圍第丨項之中間調相位移光罩用基材， 其中如述第1層為具有以鉻做為必須元素（c〇mprises tantalum as an essential eiement)的元素組成，且前 述第2層為具有以钽、矽、及氧做為必須元素的元素組 成0 6 _如申請專利範圍第5項之中間調相位移光罩用基材， 其中前述第1層為具有再含有氧、氟、和/或氮做為必須元 素的元素組成。C:\2D-CODE\90-03\89126869.ptci 第42頁 45 739 9六、 申請專利範圍 7.如申請專利範圍第 其中前述第1層為具有i ^之T間调相位移光罩用基材 成。 、有再含有石夕做為必須元素的元素組 8 ·如申請專利範圍第 其中前述第1層為具有再!間調相位移光罩用基材’ 素的元素組成。 3有乳、氟、和/或氮做為必須元 項之中間調相位移光罩用基材 含有鈕做為必須元素的元素組 9.如申請專利範圍第5 其中前述第1層為具有再 成。 10如申^專利範圍第9項之中間調 其中前述第1層為具有再含有氣、_ =尤罩用基材， 素的元素組成。 有氧乱、和/或氮做為必須5 11 .如申請專利範圍第q J音夕φ „ M h , 甘mi “ 1 間調相位移光罩用基材， 其中刖述第1層為具有再含有矽做為必須元素的元素組 成° … 12.如申請專利範圍第1丨項之中間調相位移光罩用基 材’其中前述第1層為具有再含有氧、氟、和/或氮：為必 須元素的元素組成。 1 3‘如申請專利範圍第1項之中間調相位移光罩用基材， 其中之中間調相位移膜為在透明基板上，令根據以$之式 所求出之相位差0為以η π ± 7Γ/3弧度（n為奇數）之範^ 以形成， m-l m-1 Φ~Σ χ k,k+i + Σ 2 π (u k—1) d k/a k=l k=2第43頁 45 739 9 六、申請專利範圍 --- 其中，0為前述透明基板上（m_2)層之多層膜所構成之 光罩用基材受到垂直穿透光線的相位變化，yk，k+1為第匕層 與第（k + Ι)層之界面所引起的相位變化，Uk ’屯分別為構成 第k層材料的折射率與膜厚，A為曝光之波長，但，k = 1之 層為則述透明基板，k = m之層為空氣。 1 4.如申請專利範圍第1項之中間調相位移光罩用基材， 其中’令中間調相位移膜相對於曝光之穿逯率，於$述透 明基材相對於此曝光之穿透率為1〇〇%時’為以1〜5〇%之膜 厚於前述透明基板上形成。 、 1 5.如申請專利範圍第1項之中間調相位移光罩用基材， 其中之中間調相位移膜所形成之表面相對於曝光之絕對反 射率為0〜30%。 1 6.如申請專利範圍第〗項之中間調相位移光罩用基材， 其中’於中間調相位移膜之上連續形成具有以鉻做為必須 兀素之兀素組成的遮光膜。 1 7 ·如申請專利範圍第1項之中間調相位移光罩用基材， 其中’於中間調相位移膜之下，連續形成具有以鉻做為必 須元素之元素組成的遮光膜。 > 18. —種中間調相位移光罩，其特徵為由透明基板、與 "玄透明基板上所设置之中間調相位移膜所構成’前述中間 調相位移膜’係在接近透明基板側開始，具有至少令可經 氯系氣體蝕刻之第1層、及可經氟系氣體蝕刻之第2層，以 此順序設置之多層構造’並且具備令該中間調相位移膜以45 739 9 六、申請專利範圍 指定圖案狀除去所形成的開 19·如中請專利範圍第18項° 5 前述第2層為具有以钽、矽、、心千間調相位移光罩，其中 組成。 及、氧做為必須元素的元素 2 0.如申請專利範圍第〗8 前述第1層為具有以組做為调相位移光罩，其中 as an essential elene 、素(composes tan⑴㈣ 具有以組、砂、及氧做為必S =成夸f前述第2層為 2】.如申請專利範圍第2。項二素門的二^ 前述第1層為具有再含有氧和/之二間调相位移光罩’其中 成。 或氮做為必須元素的元素組 專利範圍第18項之中間調相位移光罩，其中 別述扪層為具有以鉻做為必須元素 tantalun 3s an pcQ^nfi ^i Ί essential eiement)的元素組成，且前 :第2層為具有以鈕、矽、及氧做為必須元素的元素組 成。 么2 3.如申請專利範圍第22項之中間調相位移光罩，其中 別述第1層為具有再含有氧、氣、和/或氮做為必須元素的 元素組成。 24.如申請專利範圍第22項之令間調相位移光罩，其中 月i述第1層為具有再含有；s夕做為必須元素的元素組成。 25_如申請專利範圍第24項之中間調相位移光罩，其中 4述第1層為具有再含有氧、氟、和/或氮做為必須元素的 元素組成。\\312\2d-code\90-03\89126869.ptd 第45頁 4 5 739 9六、申請專利範圍 2 6.如申請專利範圍第2 2項 前述第1層為具有再含有钽做 2 7 如申請專利範圍第2 6項 前述第1層為具有再含有氧、 元素組成。 2 8 ·如申請專利範圍第2 6項 刖述弟1層為具有再含有碎做 29_如申請專利範圍第28項 前述第1層為具有再含有氧、 元素組成。 之中間調相位移光罩’其中 為必須元素的元素組成。 之中間調相位移光罩，其中 氟、和/或氮做為必須元素的 之中間調相位移光罩，其中 為必須元素的元素組成。 之中間調相位移光罩，其中 氟、和/或氮做為必須元素的 30.如申請專利範圍第18項之中間調相位移光罩，苴 中間調相位移膜為在透明基板上，令根據以下之式所求 之相位差0為以η π ± π / 3弧度（η為奇數）之範圍予以形 成， m-l Φ — Σ k=l m-l + Σ 2兀（Uk—l)dk/x k=2 其中’-0為前述透明基板上（m-2)層之多層膜所構成之 光罩用基材受到垂直穿透光線的相位變化，kk+i 與第（k +1 )層之界面所引起的相位變化，Uk，a分別為θ、 第k層材料的折射率與膜厚，λ為曝光之波長，# Ί成 層為透明基板，k = m之層為空氣。 31 ·如申請專利範圍第丨8項之中間調相位移先罩，其 中，令中間調相位移膜相對於曝光之穿透率，於前述透明4 fS 739 9 六、申請專利範圍 基材相對於此曝光之穿透率為100%時，為以1〜50%之膜厚 於前述透明基板上形成。 3 2.如申請專利範圍第1 8項之中間調相位移光罩，其中 之中間調相位移膜所形成之表面相對於曝光之絕對反射率 為0〜3 0 %。 3 3.如申請專利範圍第1 8項之中間調相位移光罩，其 中，於中間調相位移膜之上，令具有以鉻做為必須元素之 元素組成的遮光膜為以相同圖案狀形成。 3 4.如申請專利範圍第1 8項之中間調相位移光罩，其 中，於中間調相位移膜之下，令具有以鉻做為必須元素之 〃 元素組成的遮光膜為以相同圖案狀形成。C:\2D-CODE\9O-03\89126869.ptd 第 47 頁
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |