CN102453862A - 溅射用靶材、含硅膜的形成方法和光掩模坯 - Google Patents

溅射用靶材、含硅膜的形成方法和光掩模坯 Download PDF

Info

Publication number
CN102453862A
CN102453862A CN2011103223648A CN201110322364A CN102453862A CN 102453862 A CN102453862 A CN 102453862A CN 2011103223648 A CN2011103223648 A CN 2011103223648A CN 201110322364 A CN201110322364 A CN 201110322364A CN 102453862 A CN102453862 A CN 102453862A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon
target material
film
atom
silicon target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011103223648A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102453862B (zh
Inventor
金子英雄
稻月判臣
吉川博树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Publication of CN102453862A publication Critical patent/CN102453862A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102453862B publication Critical patent/CN102453862B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/18—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates
    • C23C14/185—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates by cathodic sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0676—Oxynitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明涉及溅射用靶材、含硅膜的形成方法和光掩模坯。本发明提供了在溅射过程期间不易产生粒子且形成低缺陷(高品质)含硅膜的硅靶材。将室温下的比电阻为20Ω·cm以上的硅靶材用于形成该含硅膜。所述硅靶材可以为多晶或非晶的。然而，当所述硅靶材为单晶时，可以获得更稳定的放电状态。另外，其中通过FZ方法生长晶体的单晶硅是作为高纯硅靶材的优选材料，因为其氧含量低。另外，具有n型导电性且含有施主杂质的靶材是优选的，从而获得稳定的放电特性。可以将根据本发明的仅一种或多种硅靶材用于含硅膜的溅射成膜。

Description

溅射用靶材、含硅膜的形成方法和光掩模坯
技术领域
本发明涉及一种用于形成含硅膜的技术。更具体地，本发明涉及用于形成含硅膜的溅射用靶材、使用其形成高品质含硅膜的方法和具有该高品质含硅膜的光掩模坯(photomask blank)。
背景技术
近年来，在半导体加工技术领域中，因为由于大规模集成电路的更高集成化而导致的电路图案微型化，所以更加期望用于使布线图案微型化以构造电路并使用于层间布线的接触孔图案微型化以构造小室(cell)的技术。为了满足这种需求，使用于光刻的曝露光的波长从i-线(365nm)缩短至KrF准分子激光(248nm)。ArF准分子激光(193nm)用于尖端工业加工中。
在通常使用的光刻中，通过使由光源产生的光穿过光掩模而形成光图案，使该光图案照射到抗蚀膜上且对所形成的抗蚀膜进行图案曝露从而对待加工的基材进行加工。此时，将光掩模用于形成上述微细图案且进一步用作加工图案用的原图。因此，要求光掩模具有极高精度。因此，要求用于构造光掩模制造用的坯(光掩模坯)的膜为具有高加工精度和极少缺陷的膜。
作为用于光掩模坯的组成元件之一的光屏蔽膜的材料，由其可容易地获得具有高加工精度的膜的硅基材料已经引起了注意。所述硅基材料在制造半色调相移掩模中通常用作半色调相移膜的形成用材料(参见日本专利公开7-140635)。由含有氮化钼或氧化钼的硅基材料形成的光学膜具有对透光特性的高控制性。另外，可以容易地获得高加工精度。
与通常用于形成光屏蔽膜的铬基材料相比较，这种硅基材料对于200nm以下的曝露光具有优异的光屏蔽特性，且可以通过不易损害抗蚀图案的氟干蚀刻来加工(参见日本专利公开2007-241065)。
另外，硅基材料膜由于具有更高的加工精度，因此在与使用蚀刻掩模的技术组合时具有优势。换句话说，与使用硅基材料作为蚀刻掩模对铬基材料的光屏蔽膜进行加工时相比，使用铬基材料作为蚀刻掩模对硅基材料的光屏蔽膜进行加工时，可以减少由图案依赖性或侧面蚀刻造成的加工误差(参见日本专利公开2007-241060)。因此，硅基材料的光屏蔽膜显示了作为替代铬基材料的常规光屏蔽膜的下一代光屏蔽膜的重大前途。
为了形成硅基材料膜，通常使用硅基材料的溅射靶。作为这种硅基材料的溅射靶，使用硅单质(stand-alone silicon)(参见日本专利公开2004-301993)、用于形成含过渡金属的硅基材料膜的含过渡金属的硅基靶。当将硅单质的溅射靶用于进行成膜时，因为靶材的电导率低而在溅射过程期间产生粒子，且因此易于在所获得的光学膜上出现粒子缺陷。
已经提出了用于抑制由硅单质的溅射靶而产生粒子的一些技术。例如，日本专利公开2002-72443提出使用单晶硅的溅射靶。日本专利公开2003-322955提出使用通过在硅单质中添加施主杂质或受主杂质而降低比电阻的溅射靶。
发明内容
当光掩模的图案尺寸为极微小的45nm以下时，要求用于制造这种光掩模的光掩模坯具有较低的缺陷率(较高的品质)。因此在制造光掩模坯中，当将在溅射期间易于产生粒子的硅基材料的靶用于形成硅基材料膜时，期望更有效地抑制由粒子造成的缺陷的技术。
考虑到这种问题而完成了本发明。本发明的目的是提供一种在溅射过程期间不易产生粒子的硅靶材，并提供使用其形成的缺陷较少(品质高)的含硅膜。
为了解决上述问题，根据本发明一方面的溅射用靶材包含用于形成含硅材料的硅靶材，其中所述硅靶材在室温下的比电阻为20Ω·cm以上。
优选的是，所述硅靶材的导电性为n型。还优选的是，所述硅靶材为单晶。例如，所述硅靶材可以为其中晶体通过FZ方法生长的单晶硅。
根据本发明的另一方面，用于形成含硅膜的方法包括通过溅射方法，使用在室温下的比电阻为20Ω·cm以上的硅靶材形成含硅膜。
优选的是，所述硅靶材的导电性为n型。还优选的是，所述硅靶材为单晶。所述含硅膜可以在包含反应性气体的气氛中形成，其中所述反应性气体含有氧和氮中的至少一种。优选地，所述溅射方法为DC(直流)溅射方法。
根据本发明还一方面的光掩模坯包含通过如上所述的方法形成的含硅膜。
根据本发明，所述含硅膜通过使用在室温下的比电阻为20Ω·cm以上的硅靶材进行溅射而形成。因此，在成膜过程期间改善了放电特性，且因此使在含硅膜中的粒子缺陷的数目减少。
因此，可以提供可用作光掩模坯的光屏蔽膜或相移膜的缺陷少且品质高的含硅膜。
具体实施方式
粒子是在使用硅靶材进行溅射期间而产生的，其原因通常为靶上的电弧放电。在这方面，日本专利公开2003-322955公开了，当靶的电导率小时，电压不易施加到靶的表面上且放电变得不稳定，从而使得易于在靶上产生电弧放电且因此易于产生粒子。在日本专利公开2003-322955中公开的发明中，将比电阻为0.1Ω·cm以下的硅靶用于降低这种粒子的产生。
为了继续进一步减少由在溅射过程中产生的粒子所造成的光学膜中的缺陷，本发明人发现，与使用比电阻为0.1Ω·cm以下的低电阻(高电导率)的硅靶的日本专利公开2003-322955中公开的发明相反，通过使用高电阻(低电导率)的硅靶可以获得由粒子造成的缺陷少的含硅膜。
根据本发明，将具有相对高电阻(低电导率)且在室温下的比电阻为20Ω·cm以上的溅射用靶材用作含硅膜形成用的硅靶材。换句话说，根据本发明，与通过抑制因靶材表面的高电阻而产生的电弧放电来降低粒子产生的日本专利公开2003-322955中公开的观点相反地选择比电阻。通过使用在室温下的比电阻为20Ω·cm以上的溅射用靶材进行成膜，可以如后所述获得粒子缺陷少的含硅膜。
优选的是，这种硅靶材具有n型导电性，其中考虑到放电稳定性而存在少量施主元素如磷和砷。当将单晶用作硅靶材时，因为不包含晶界，所以有效地抑制了粒子的产生。特别地，其中晶体通过FZ方法生长的单晶硅具有极少的氧含量，适合作为本发明的硅靶材。
下面将描述作为用于构造光掩模坯的光学膜的本发明含硅膜。然而，本发明不限于此。
例如，将所述含硅膜用作光掩模坯的相移膜或光屏蔽膜。在此，光屏蔽膜是指其中当用作光掩模时，透过其中设置有光屏蔽膜的区域的光基本上不对曝露光做贡献的光学膜。因此，在透明基材上形成的光吸收膜对于曝露光的总光学浓度(optical concentration)为2.0以上，更典型地为2.5以上。
例如，这种含硅膜包括硅单质膜或者包含硅、氧和氮作为主要成分的膜。所述含硅膜通过在包含根据需要向其中添加了氧和氮的反应性气体的气氛中反应性溅射含有硅原子的靶材而形成。作为溅射方法，优选使用DC溅射方法，通过DC溅射方法，降低了粒子的产生且易于获得高品质膜。
作为用于形成含硅膜的靶材，可以根据含硅膜的组成来使用硅单质的靶材(硅靶材)或含有过渡金属的硅基材料的靶材。
不仅在形成不含过渡金属的含硅膜时，而且在过渡金属相对于硅的含量比在膜的深度方向上发生变化时或者在过渡金属相对于硅的含量比极低时，使用基本上不含过渡金属的硅靶材。
在尖端的半导体加工用光刻法中，将ArF准分子激光用作曝露光。为了确保在曝露光的波长区域中作为相移膜所需要的透过率，需要过渡金属的含量比低于通常使用的含过渡金属的硅材料的材料来成膜。铬基材料通常用作光屏蔽膜用的材料。然而显然的是，从光屏蔽性能和加工性能来看，硅基材料是优越的。另外，已知随着硅含量比变高，耐化学性得到改善。
在这种情况下，当通过溅射形成含硅膜时，对于使用硅单质靶材(硅靶材)的需要已经增加。
然而，当通过使用硅单质靶材(硅靶材)根据DC溅射方法进行反应性溅射来成膜时，由于靶材的低电导率而使放电变得不稳定且易于出现异常放电。已知在这种放电状态下形成的含硅膜含有许多由粒子造成的缺陷(粒子缺陷)。出于这种原因，在日本专利公开2003-322955中公开的发明中，通过使用其中通过添加诸如施主和受主的杂质而提高电导率的硅靶材(具有低电阻)来降低膜稳定性和粒子产生以改善生产率。
本发明人已经在研究通过使用硅靶材进行DC溅射而形成的粒子缺陷少的含硅膜的过程中确认了以下事实。首先，当使用比电阻为1Ω·cm以下的硅靶材时，易于获得稳定的放电且不易出现如在常规报告中所述的异常放电。当使用具有约15Ω·cm的比电阻的硅靶材时，极难获得稳定的放电。当比电阻高于15Ω·cm时，放电特性得到改善。当比电阻为20Ω·cm以上时，在所形成的含硅膜中粒子缺陷的数目减少。当所述硅靶材的比电阻为50Ω·cm以上时，粒子缺陷的数目显著减少。
尚未完全清楚通过使用具有高比电阻的硅靶材而使粒子缺陷的数目降低的原因。然而，本发明人估计原因如下。
在溅射成膜的过程期间，高能粒子(等离子体)被照射到靶上。当高能粒子与半导体晶体如硅碰撞时，产生载流子(电子和空穴)。因此，在通过使用硅靶进行溅射而成膜的过程中，在靶中产生载流子。
所产生的载流子由于外加电压而在靶中移动(扩散)。当扩散的载流子与硅晶格碰撞时，另外产生载流子。由于如上所述重复产生载流子，所以载流子的数目逐渐增加。
随着靶材中所含杂质的浓度下降，一旦产生的载流子在硅晶体中扩散的距离变长。因此，随着硅靶材的比电阻变高，载流子显著增加。因此，具有高比电阻的硅靶材在等离子体中具有相对高的电导率，且因此不易于出现异常放电。
另一方面，具有低比电阻的硅靶材在硅晶体中含有相对大量的杂质如充当受主的硼(B)和充当施主的磷(P)。因此，通过由这些杂质产生的载流子而提高了电导率，且因此放电稳定性得到改善。
然而，具有低比电阻的硅靶材的表面易于与气氛中的反应性气体发生反应。由此，易于在靶的表面上形成具有高电阻的相对厚的膜如氧化膜。
与此相反，根据本发明的比电阻相对高的硅靶的表面不易与气氛中的反应性气体发生反应。即使在所述靶的表面上形成具有高电阻的膜如氧化膜时，其厚度也相对薄。因此，可以容易地保持稳定的放电状态，直至溅射成膜结束。上述机制仅基于本发明人的推测。因此，本发明不限于此。
根据本发明的硅靶材可以为多晶或非晶的。然而，当所述硅靶材为单晶时，因为没有晶粒边界，所以可以提供更稳定的放电状态。另外，其中通过FZ方法生长晶体的单晶硅是作为高纯硅靶材的优选材料，因为其氧含量低。
根据本发明的硅靶材具有相对高的比电阻，在硅中所含的掺杂剂的浓度低。因此，只要比电阻为20Ω·cm以上，则本发明的有利效果不随掺杂剂的类型(导电类型)和浓度(电导率)而受损。然而，为了获得稳定的放电特性，优选含有施主杂质的n型掺杂剂。
将根据本发明的一种或多种硅靶材用于含硅膜的溅射成膜。作为替代，可以同时使用硅靶材以及含有过渡金属和硅的靶材，或者可以同时使用硅靶材和过渡金属靶材。
当同时使用硅靶材以及含有过渡金属和硅的靶材时，可以根据目的膜的组成而适当选择后一种靶材的组成。此时，不要求过渡金属为一种。当含有多种过渡金属时，对于每种过渡金属来说，各过渡金属和硅的含量比可以不同。这种靶材通常通过烧结法制造。
例如，在用于形成光屏蔽膜或相移膜的靶材中所含的过渡金属可以为钛、钒、钴、镍、锆、铌、钼、铪、钽和钨。鉴于所获得膜的干蚀刻加工特性，优选钼。
根据本发明的含硅膜是使用在室温下的比电阻为20Ω·cm以上的上述硅靶材通过溅射方法而形成。这种含硅膜可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、过渡金属氧化硅、过渡金属氮化硅和过渡金属氮氧化硅。这种膜可以含有轻元素如碳、氦和氢。
在含硅膜中所含的过渡金属相对于硅的比率可以通过用于成膜的靶材和施加至靶材的电功率来调节。另外，轻元素如氧、氮和碳的含量可以通过调节后述溅射气体来控制。
根据本发明的含硅膜的组成可以通过目的膜的功能而适当调节。在光屏蔽膜中具有高光屏蔽功能的膜的优选组成基本由如下组成：10原子％以上且95原子％以下、特别为30原子％以上且95原子％以下的硅；0原子％以上且50原子％以下、特别为0原子％以上且30原子％以下的氧；0原子％以上且40原子％以下、特别为0原子％以上且20原子％以下的氮；0原子％以上且20原子％以下、特别为0原子％以上且5原子％以下的碳；和0原子％以上且35原子％以下、特别为1原子％以上且20原子％以下的过渡金属。
在光屏蔽膜中具有抗反射功能的膜的优选组成基本由如下组成：10原子％以上且80原子％以下、特别为30原子％以上且50原子％以下的硅；0原子％以上且60原子％以下、特别为0原子％以上且40原子％以下的氧；0原子％以上且57原子％以下、特别为20原子％以上且50原子％以下的氮；0原子％以上且20原子％以下、特别为0原子％以上且5原子％以下的碳；和0原子％以上且35原子％以下、特别为1原子％以上且20原子％以下的过渡金属。
充当用于吸收光的相移膜的膜的优选组成基本由如下组成：10原子％以上且95原子％以下、特别为20原子％以上且95原子％以下的硅；0原子％以上且60原子％以下、特别为0原子％以上且40原子％以下的氧；0原子％以上且50原子％以下、特别为0原子％以上且40原子％以下的氮；0原子％以上且20原子％以下、特别为0原子％以上且5原子％以下的碳；和0原子％以上且35原子％以下、特别为1原子％以上且20原子％以下的过渡金属。
关于溅射方法，本发明不受具体限制。然而，优选DC溅射。所述DC溅射可以为DC溅射或脉冲DC溅射。
根据本发明的含硅膜通过例如使用在室温下的比电阻为20Ω·cm以上的硅靶材，在包含反应性气体的气氛中进行反应性溅射而形成，其中所述反应性气体含有氧和氮中的至少一种。例如，所述含氧气体可以为氧气、氮氧化物气体(氮的氧化值不受具体限制)、一氧化碳气体和二氧化碳气体。所述含氮气体可以为氮气、氮氧化物气体(氮的氧化值不受具体限制)和氨气。可以将惰性气体如氩、氙和氦与这些气体同时使用。
适当调节溅射气体以获得目的膜的组成和放电稳定性。例如，气体压力的优选范围为0.01Pa～10Pa。
根据本发明的光掩模坯包含根据本发明的上述含硅膜作为诸如光屏蔽膜和相移膜的光学膜。根据本发明的含硅膜作为辅助膜如用于对光屏蔽膜的高精度蚀刻加工的硬掩膜和设置在透明基材与光屏蔽膜之间的蚀刻停止膜是有效的。
与常规硅靶材相反，将根据本发明的硅靶材的电阻选择为相对高。当使用这种硅靶材进行溅射成膜时，粒子的产生受到抑制且因此可以获得缺陷少的含硅膜。可以将具有高品质的这种含硅膜用作用于构造光掩模坯的光学膜且也可用于其它各种目的。
[实施例1]
准备具有152mm见方的石英制光掩模用的四个基材，且通过DC溅射方法在各基材上形成具有76nm膜厚度的MoSiON膜(Mo∶Si∶O∶N＝1∶4∶1∶4)。将具有n型导电性且在室温下的比电阻为60Ω·cm的单晶硅靶材和MoSi烧结靶材(Mo∶Si＝1∶2)用作靶。另外，将氩气、氮气和氧气用作溅射气体。
如上所述获得的MoSiON膜通过由Lasertec制造的Magics2351(注册商标)进行缺陷测定。每一个成膜基材上具有0.2μm以上缺陷的数目平均为8个。
[实施例2]
除了将具有n型导电性且在室温下的比电阻为200Ω·cm的单晶硅用作硅靶材以外，在与实施例1中相同的成膜条件下，在光掩模用的四个基材的每一个上形成MoSiON膜。当与实施例1类似地在成膜之后测量缺陷时，每一个成膜基材上具有0.2μm以上缺陷的数目平均为6个。
[比较例1]
除了将具有p型导电性且在室温下的比电阻为0.001Ω·cm的多晶硅用作硅靶材以外，在与实施例1中相同的成膜条件下，在光掩模用的四个基材的每一个上形成MoSiON膜。当与实施例1类似地在成膜之后测量缺陷时，每一个成膜基材上具有0.2μm以上缺陷的数目平均为21个。
[比较例2]
除了将具有p型导电性且在室温下的比电阻为15Ω·cm的单晶硅用作硅靶材以外，在与实施例1中相同的成膜条件下形成MoSiON膜。由所述硅靶材没有获得稳定的放电。
根据本发明，所述含硅膜通过使用室温下的比电阻为20Ω·cm以上的硅靶材进行溅射而形成。因此，在成膜过程期间改善了放电特性，且因此在含硅膜中的粒子缺陷的数目减少。因此，可以提供可用作光掩模坯的光屏蔽膜或相移膜的缺陷少且品质高的含硅膜。

Claims (12)

1.一种溅射用靶材，其包含用于形成含硅膜的硅靶材，其中所述硅靶材在室温下的比电阻为20Ω·cm以上。
2.根据权利要求1所述的溅射用靶材，其中所述硅靶材的导电性为n型。
3.根据权利要求1或2所述的溅射用靶材，其中所述硅靶材为单晶。
4.根据权利要求3所述的溅射用靶材，其中所述硅靶材为其中通过FZ方法生长晶体的单晶硅。
5.一种用于形成含硅膜的方法，其包括使用在室温下的比电阻为20Ω·cm以上的硅靶材通过溅射方法形成所述含硅膜。
6.根据权利要求5所述的用于形成含硅膜的方法，其中所述硅靶材的导电性为n型。
7.根据权利要求5所述的用于形成含硅膜的方法，其中所述硅靶材为单晶。
8.根据权利要求6所述的用于形成含硅膜的方法，其中所述硅靶材为单晶。
9.根据权利要求5、6、7或8中任一项所述的用于形成含硅膜的方法，其中所述含硅膜在包含反应性气体的气氛中形成，且所述反应性气体含有氧和氮的至少一种。
10.根据权利要求5、6、7或8中任一项所述的用于形成含硅膜的方法，其中所述溅射方法为DC溅射方法。
11.一种光掩模坯，其包含通过权利要求5、6、7或8中任一项所述的方法形成的含硅膜。
12.一种光掩模坯，其包含通过权利要求10所述的方法形成的含硅膜。
CN201110322364.8A 2010-10-22 2011-10-21 溅射用靶材、含硅膜的形成方法和光掩模坯 Active CN102453862B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-237114 2010-10-22
JP2010237114A JP5606264B2 (ja) 2010-10-22 2010-10-22 フォトマスクブランク

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102453862A true CN102453862A (zh) 2012-05-16
CN102453862B CN102453862B (zh) 2017-06-23

Family

ID=44905542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110322364.8A Active CN102453862B (zh) 2010-10-22 2011-10-21 溅射用靶材、含硅膜的形成方法和光掩模坯

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8647795B2 (zh)
EP (1) EP2444517B1 (zh)
JP (1) JP5606264B2 (zh)
KR (2) KR20120069541A (zh)
CN (1) CN102453862B (zh)
TW (1) TWI568863B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105637114A (zh) * 2014-04-17 2016-06-01 三菱综合材料株式会社 溅射靶及溅射靶的制造方法
CN106406022A (zh) * 2015-07-27 2017-02-15 信越化学工业株式会社 光掩模坯和制备光掩模的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014179694A1 (en) * 2013-05-03 2014-11-06 Applied Materials, Inc. Optically tuned hardmask for multi-patterning applications
JP5868905B2 (ja) * 2013-07-03 2016-02-24 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランクの製造方法およびフォトマスクブランク
US11515147B2 (en) 2019-12-09 2022-11-29 Micron Technology, Inc. Material deposition systems, and related methods

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5320984A (en) * 1990-12-21 1994-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming a semiconductor film by sputter deposition in a hydrogen atmosphere
US5510011A (en) * 1992-11-09 1996-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Method for forming a functional deposited film by bias sputtering process at a relatively low substrate temperature
JP3064769B2 (ja) 1992-11-21 2000-07-12 アルバック成膜株式会社 位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位相シフトマスクを用いた露光方法
JPH0794431A (ja) * 1993-04-23 1995-04-07 Canon Inc アモルファス半導体用基板、該基板を有するアモルファス半導体基板、及び該アモルファス半導体基板の製造方法
JP2874722B2 (ja) 1993-06-18 1999-03-24 信越半導体株式会社 シリコン単結晶の成長方法及び装置
JPH0812316A (ja) * 1994-06-29 1996-01-16 A G Technol Kk シリコン系薄膜のスパッタリング成膜方法
JP2001060553A (ja) * 1999-06-18 2001-03-06 Seiko Epson Corp シリコン薄膜の製造方法
US6432804B1 (en) * 2000-05-22 2002-08-13 Sharp Laboratories Of America, Inc. Sputtered silicon target for fabrication of polysilicon thin film transistors
JP4458216B2 (ja) 2000-09-01 2010-04-28 信越化学工業株式会社 フォトマスク用ブランクス及びフォトマスクの製造方法
JP3608654B2 (ja) 2000-09-12 2005-01-12 Ｈｏｙａ株式会社 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク
US6900083B2 (en) 2001-08-31 2005-05-31 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method of forming multi-layers for a thin film transistor
TWI276696B (en) * 2002-04-02 2007-03-21 Sumitomo Titanium Corp Silicon monoxide sintered product and sputtering target comprising the same
JP4021237B2 (ja) 2002-04-26 2007-12-12 Ｈｏｙａ株式会社 リソグラフィーマスクブランクの製造方法及びリソグラフィーマスク並びにハーフトーン型位相シフトマスクブランク
JP2004301993A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Shin Etsu Chem Co Ltd 位相シフトマスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法並びに位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク
JP3930452B2 (ja) * 2003-04-28 2007-06-13 住友チタニウム株式会社 一酸化珪素焼結体およびスパッタリングターゲット
JP2005234209A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Shin Etsu Chem Co Ltd ハーフトーン位相シフトマスクブランクの製造方法、ハーフトーン位相シフトマスクブランク、ハーフトーン位相シフトマスク及びパターン転写方法
WO2005093798A1 (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Nissin Electric Co., Ltd. シリコンドット形成方法及びシリコンドット形成装置
JP4436175B2 (ja) * 2004-04-05 2010-03-24 信越化学工業株式会社 金属メッキ層付き単結晶Ｓｉ基板
US7749406B2 (en) 2005-08-11 2010-07-06 Stevenson David E SiOx:Si sputtering targets and method of making and using such targets
JP4509050B2 (ja) 2006-03-10 2010-07-21 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びフォトマスク
JP4883278B2 (ja) 2006-03-10 2012-02-22 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法
JP4809749B2 (ja) * 2006-10-16 2011-11-09 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランクの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105637114A (zh) * 2014-04-17 2016-06-01 三菱综合材料株式会社 溅射靶及溅射靶的制造方法
CN106406022A (zh) * 2015-07-27 2017-02-15 信越化学工业株式会社 光掩模坯和制备光掩模的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120069541A (ko) 2012-06-28
JP5606264B2 (ja) 2014-10-15
KR20170095786A (ko) 2017-08-23
US8647795B2 (en) 2014-02-11
US20120100467A1 (en) 2012-04-26
US20140110256A1 (en) 2014-04-24
EP2444517A1 (en) 2012-04-25
EP2444517B1 (en) 2018-01-03
JP2012087391A (ja) 2012-05-10
TW201233822A (en) 2012-08-16
TWI568863B (zh) 2017-02-01
KR102059722B1 (ko) 2019-12-26
CN102453862B (zh) 2017-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102059722B1 (ko) 스퍼터링용 타겟재, 규소 함유막의 성막 방법, 및 포토마스크 블랭크
CN103424981B (zh) 半色调相移掩模坯料以及半色调相移掩模的制造方法
CN100593755C (zh) 相位偏移光掩模坯料、相位偏移光掩模及其制造方法
TWI457698B (zh) A mask substrate and a mask manufacturing method, and a chromium-based material film
CN106997145B (zh) 半色调相移光掩模坯和制造方法
CN108572511A (zh) 用于euv光刻的防护膜及其制造方法
EP0417942B1 (en) Manufacture of polycrystalline silicon thin films and of transistors therefrom
CN106019811B (zh) 制备半色调相移光掩模坯的方法
US20200249561A1 (en) Halftone phase shift photomask blank, making method, and halftone phase shift photomask
CN108364859A (zh) 一种采用激光直写的原子层刻蚀方法
CN103424984B (zh) 光掩模坯料及其制造方法、光掩模、图案转印方法及溅射装置
CN113265635A (zh) 一种过渡金属硫化物材料图案化的制备方法和产品
JP2019090877A (ja) フォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法
JP4027458B2 (ja) Ｘ線マスクブランク及びその製造方法並びにｘ線マスクの製造方法
JP5829314B2 (ja) フォトマスクブランクの製造方法
KR100560110B1 (ko) 전자선 마스크용 기판, 전자선 마스크 블랭크, 및 전자선마스크
KR20170067154A (ko) 다중 전자빔 리소그래피용 블랭크 마스크 및 포토마스크
JP6947207B2 (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク
JP2642724B2 (ja) Ｘ線マスク材料およびｘ線マスク
JP2021170128A (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク
JP2004109317A (ja) スパッタリングターゲット、及びマスクブランクの製造方法
JP2006253439A (ja) ステンシルマスク及びその製造方法
JP2014044245A (ja) モールドの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant