CN1161656C - 光衰减隐蔽的相位移式光掩模半成品及其制法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光衰减隐蔽的相位移式光掩模半成品，它能在所选择的光刻用的光波长小于400纳米处形成180°相位移，并具有至少为0.001的光透射率，其包含至少一层铝化合物和至少一种成分，该成分在所选择的光刻用的光波长小于400纳米处比铝化合物具有较大的光吸收，并且通过在基片上淀积至少一层铝化合物和至少一种比铝化合物具有更大吸收作用的成分。

Description

光衰减隐蔽的相位移式 光掩模半成品及其制法
发明背景
本发明涉及一种利用短波长(即小于400纳米)的光进行光刻的相位移式光掩模半成品。更具体地说，本发明涉及一些相位移式光掩模半成品，其使透射的光衰减并相对于在空气中沿相同路径长度传播的光相位变化180°。这种光掩模半成品在本技术领域通常称之为光衰减(隐蔽的)相位移式光掩模半成品或半色度相位移式光掩模半成品。
为了制造极限尺寸达0.25毫米或者更小高密度集成电路，电子业一直寻求发展光刻技术。为了实现这一点，光刻用的光掩模半成品需要利用短波长的光(即小于400纳米)来加工。用于进一步光刻的两个波长为248纳米(KrF激光波长)和193纳米(ArF激光波长)。一种相位移式光掩模增强了微小电路图案的对比度，这是由于其消除了光波干涉。
使光衰减和相位变化的相位移式光掩模和光掩模半成品的概念是由H.I.Smith在US 4890309中公开的(“具有相位移式衰减器的光刻掩模”)已知的光衰减隐蔽的相位移式光掩模主要分成两类：(1)含Cr、Cr-氧化物、Cr-碳化物、Cr-氮化物、Cr-氟化物或其组合的Cr-基光掩模半成品；(2)含Si02或Si3N4以及基本不透明材料例如MoN或MoSi2的Si02基或Si3N4基光掩模半成品。通常后一类材料被总称为’MoOSiN’。
Cr-基光掩模半成品具有的优点是耐化学性能，并且可以采用对于不透明的Cr光掩模半成品显影的大多数的相似的处理步骤。基于SiO2-或Si3N4的第二类光掩模半成品利用其能纵深透过UV的透明性和易于利用氟基的无毒化学制剂进行干蚀刻。然而，对于利用更短波长(小于200纳米)的光使光掩模显影的需求使得Cr化学制剂不够合意，因为在这些波长下，仅基于Cr(即其氧化物、氮化物、碳化物、氟化物或其组合)的光掩模的光吸收作用太大。“MoSiON”光掩模半成品的缺点是在这种短波长的光下，其Si过多，因而相对于石英(SiO2)基片蚀刻的选择性不良。因此需要一种蚀刻阻挡物，即一种附加的材料层，其在氟蚀刻中难以蚀刻。
此外，有一些参考文献，其中的光衰减隐蔽的相位移式光掩模半成品包含经氢化的无定形碳层，钽以及它与Cr金属层的化合物，或者一层或多层由铪化合物构成的层。
发明概述
本发明包含一种光衰减隐蔽的相位移式光掩模半成品，其能够在所选择的光刻用光波长小于400纳米时形成180°相位移和具有至少为0.001的光透射率，该光掩模半成品包含至少一层铝化合物和至少一种成分，该成分在所选择的光刻用光波长小于400纳米时比铝化合物具有更大的光吸收作用。
氮化铝、氧氮化铝和氧化铝是优选的铝化合物的实例。这些化合物在短波长光下是较透明的，并且是坚固耐用的，可蚀刻的，以及相对于石英基片具有蚀刻选择性。该较大的光吸收成分选自元素金属、金属氧化物、金属氮化物以及其混合物。特别优选的该较大光吸收成分是选自Ti、Fe、In、Co、Bi、Mn、Cu、Sn、Cr、Ni、V、Nb、Ta、Mo、镧系金属和W的氧化物；或者Ti、Nb、Mo、Cr、W、Ta、Zr、Hf或V的氮化物以及元素金属。
另一方面，本发明包括一种用于制备光衰减隐蔽的相位移式光掩模半成品的方法，该光掩模半成品能在所选择的光刻用光波长小于400纳米时，形成180°相位移以及具有至少为0.001的光透射率，该方法包含在一基片上淀积至少一层铝化合物以及至少一种成分，该成分在所选择的光刻用光波长小于400纳米时具有比铝化合物更大的光吸收作用。
通过参照附图进一步阅读说明书和所提出的权利要求，本发明的这些和其它特征会变得更清楚。
附图简述
图1是在6％N2/Ar混合气体中制备的本发明的Al/AlN金属陶瓷光掩模半成品的X射线衍射图形。
图2是在含10％的N2/Ar混合气体中制备的本发明的Al/AlN金属陶瓷光掩模半成品的X射线衍射图形。
图3是在含20％的N2/Ar混合气体中制备的本发明的Al/AlN金属陶瓷光掩模半成品的X射线衍射图形。
图4是表示在金属陶瓷光掩模半成品的溅射过程中的折射系数(n)和N2的分压力之间相互关系的曲线图。
图5是表示在金属陶瓷光掩模半成品的溅射过程中的消光系数(k)和N2的分压力之间相互关系的曲线图。
图6是表示关于金属陶瓷光掩模的隐蔽移相器的透射率(％T)与N2分压的关系曲线图。
图7是表示在AlN/CrN多层光掩模半成品中的折射系数(n)和AlN百分数之间相互关系的曲线图。
图8是表示在AlN/CrN多层光掩模半成品中的消光系数(k)和AlN百分数之间相互关系的曲线图。
图9是表示在AlN/CrN多层光掩模半成品中隐蔽移相器的透射率(％T)与AlN百分数的关系曲线图。
图10是表示在Al2O3/CrOx复合光掩模半成品中的折射系数(n)和Al2O3百分数之间相互关系的曲线图。
图11是表示在Al2O3/CrOx复合光掩模半成品中的消光系数(k)和Al2O3百分数之间相互关系的曲线图。
图12是表示在Al2O3/CrOx复合光掩模半成品中隐蔽移相器的透射率(％T)与Al2O3百分数的关系曲线图。
图13是表示在AlN/CrN复合光掩模半成品中隐蔽移相器的透射率(％T)与Al2O3百分数的关系曲线图。
实施方案详细描述
正如本技术领域所公知的，“光掩模半成品”不同于“光掩模”在于，后一术语用于表示已成像后的光掩模半成品。虽然，这里已经力求遵循习惯术语，但本技术领域的技术人员会理解该区别不在于本发明的材料方面。因此，应理解，这里所用的“光掩模半成品”广义而言包含成像和未成像的光掩模半成品。
本发明的相位移式光掩模半成品可认为有三种不同的形式；(1)金属陶瓷，(2)多层式，(3)复合材料。用于制备光掩模半成品的优选方法是通过汽相淀积的物理方法(例如溅射或蒸发)，不过也可以采用本技术领域的技术人员公知的用于将材料淀积到基片上的其它方法。
金属陶瓷
术语金属陶瓷这里使用是指包含以均匀或不均匀方式散布在陶瓷基质中的元素金属的光掩模半成品。在本发明的说明书正文中，金属陶瓷用M/AlX来表示，其中M指较小浓度的金属，AlX指铝化合物的陶瓷基质。
一些金属陶瓷例如Al/AlN或Ru/Al2O3是通过溅射式用电子束蒸发制得的。在溅射的实例中，在进行溅射之前利用深冷抽气泵对不锈钢真空室抽真空使其压力至少达到1×104Pa。涡流分子泵或扩射泵也是适用的。所使用的金属靶直径在5-20厘米之间。为了制得金属陶瓷，DC磁控管、RF磁控管和RF二极管溅射方式全都是有效的。为了溅射制得金属陶瓷，该靶可以是单纯金属靶，例如为制备Al/AlN时，或者多组分靶，例如制备Cr-SiO膜时。在元素金属靶的情况下，溅射条件决定了化学组成，而靶各种成分的比决定多组分材料中的化学组成。
在基片上沉积各层膜之前，通过在纯Ar中至少持续30分钟溅射金属靶，对其进行预溅射或预处理，以便形成一个清洁的反应性表面。然后在Ar中和在N2的分压力下以便形成氮化物，或在O2分压力下形成氧化物，或者在O2加N2分压力下形成氧氮化物。标准的总溅射压力为1.3×10-2Pa或更小，以便促进致密膜的生长。但是，如果为有利于改进薄膜其它特性例如应力，也可以采用更高的压力。总的是，对于金属陶瓷、多层式和复合物光掩模，真空条件、靶预处理和溅射条件都是相似的。
在利用电子束蒸发制取金属陶瓷的情况下，在各层膜的汽相淀积之前，利用涡轮分子泵对真空系统抽真空使其压力小于1×10-4Pa。使用分别的蒸汽源来汽相淀积Al化合物和金属。来自每一电子束加热源的材料的淀积速率单独进行监测并由石英晶体速率控制器进行控制。按照相对的淀积速率，可以控制由这种汽相淀积方法制取的金属陶瓷的化学成分。通常，对于汽相淀积的金属陶瓷、多层式和复合物光掩模，其真空度和淀积速率是相似的。
多层式
术语“多层式”使用是指这样一些光掩模半成品，是由交替的Al化合物层和具有较大光吸收成分层构成的。为便于这些多层式的制取，最好Al化合物和该较大光吸收的成分属于相同的类型，例如它们都是氮化物或氧化物。这些层可以是超薄的(1-2单层)或更厚的。各相对层厚度控制了光学特性。分层可以是周期性的或非周期性的；各层可以全都具有相同的厚度，或者每层可以具有不同的厚度。还可以适当地采用分级的层厚，以便设计在相同透射率下的不同的膜反射率。多层方案是有吸引力的，因为光学特性可以通过选择各单层的厚度来设计，同时又维持相同的处理条件。
通过在Ar和其它反应性气体例如N2或O2的分压力中利用分别的金属靶溅射可以制取多层的光掩模半成品。各靶实体上是分开的，以便它们溅射的通量是不会重叠。两个靶在相同的溅射气体环境下工作，虽然施加到每个靶上的功率因而其相关的溅射速率通常是不同的。通过使在每一靶下的可旋转台上的各基片依次地暂停，进行多层生长。膜的化学成分由各层的厚度调节，并且由它们的淀积速率和各基片在每一靶下的暂停时间长度来控制。另外，各基片可以连续地按照恒定的速度旋转，各层厚度仅利用溅射速率确定。当各基片在靶下暂停时，可以对其静止的时间编制程序。从而可形成周期性或非周期性的结构。
复合物
这里使用的术语“复合物”是指一种光掩模半成品，其包含Al化合物和具有较大光吸收的成分的原子或分子混合物，该较大光吸收成分选自Ti、Fe、In、Co、Bi、Mn、Cu、Sn、Cr、Ni、V、Nb、Ta、Mo的镧系金属和W的氧化物；或者Ti、Nb、Mo、Cr、W、Ta、Zr、Hf或V的氮化物这种混合物可以是均匀的或是不均匀的。当采用多层(结构)时，为便于这些复合材料的制取，最好铝化合物和具有较大光吸收的成分属于相同的类型。各复合物与金属陶瓷的不同在于，该具有较多光吸收的成分是一种金属氧化物或氮化物，而在金属陶瓷中它是一种元素金属。
各复合物光掩模半成品是由至少两个靶共同溅射制取的。各靶具有共焦的几何特性。使得能同时利用Al化合物和具有较大光吸收的成分涂覆基片，以得到原子混合物。这些复合物的化学组成由各靶的相对淀积速率控制。另外，各复合物还可以通过首先按组成当量生长各层，然后对它们进行热处理，以便利用各层的相互扩散形成化学均匀状态，或者利用具有所需化学性质的多成分的靶淀积各层膜来构成。
光学特性
利用可变角度的光谱椭圆率计以对应能量范围为1.5-6.65电子伏特的波长为186-800纳米光按三种入射角测量，并组合光反射和透射数据来确定各种光学特性(折射系数“n”和消光系数“k”)。利用使在基片和膜顶面处有密度较低(50％)的分界表面的膜的光学模型，使这些光学常数同时适合于这些数据。根据光学特性的光谱相关关系的知识，可以计算与180°相位移相对应的膜厚、透光率和反射率。可参阅O.S.Heavens的“固体薄膜的光学特性”(Optical Properties of ThinSolid Films)pp 55-62，Dover，NY，1991。
实施例
实例1-8：Al/AlN金属陶瓷
制备
表1概括了对于Al/AlN金属陶瓷的构成条件，其中P是Ar+N2的总压力，％N是在Ar+N2气体混合物中的N2的百分率，Pw是功率，Vs是施加到Al靶上的电压，R是膜淀积速率，d是膜的厚度。靶是直径为7.6厘米的Al靶，RF磁控管在通常约2.6×10-5Pa的环境压力下在深冷泵式溅射系统中进行溅射。在溅射各层膜之前，在1.3Pa的Ar气氛中以500瓦对Al靶进行预溅射，持续约1小时。这样就保证在引入N2之前该靶表面是高反应性的金属Al。当在约20％的N2和80％的Ar的分压力下用Al靶进行反应性溅射时形成AlN，而当单独在Ar中溅射时形成金属Al膜。在中等分压力下溅射产生由AlN和Al组成的膜层。
利用X射线衍射，在至少20％N2中溅射的膜层是具有纤锌矿结构和C轴结构的单相AlN。对于N2分压力小于10％的情况，在衍射图形中明显地出现Al和AlN的峰。在6％的N2中，衍射主要呈现Al的峰，仅可检测到微量的AlN。虽然在10％N2中，对于结晶相具有～5％的灵敏度的X射线衍射仅检测到AlN，膜的光吸收作用的增加是Al存在的隐含证据。这些X射线衍射图形表示在图1-3中。
当N2在14％-20％，金属陶瓷的淀积速率近于恒定即～3埃/秒，这表明，Al靶为氮所饱和，这与由X射线衍射所表示的与单相AlN膜的生长相一致。N2低于14％，淀积速率很快地增加，这反映金属模式的溅射开始；即在靶和基片表面的溅射速率超过N到达的速率，因此，N的浓度或通量不足以形成单相AlN膜。在这些条件下，形成由Al加AlN构成的金属陶瓷；在N2的分压力小于14％的情况下，Al/AlN金属陶瓷的形成也与光吸收的伴随增加相一致。
                                   表1
    例     P   ％N     Pw     R     d     Vs
Pa W /s 伏
    1   .696   20   500   3.0   -1000   320
    2   .695   18   500   3.1   -1000   360
3   .695   16   500   3.1   -1000   375
    4   .692   14   500   3.2   -1000   475
    5   .688   13   500   3.96   -1000   455
    6   .691   12   500   4.41   -1000   480
    7   .684   11   500   5.81   -1000   490
    8   .681   10   500   6.16   -1000   490
光学和相位移特性
图4和5概括表示在溅射过程中在N2分压下于248和193纳米光处的Al/AlN金属陶瓷的光学常数的相关关系。这些数据的关键特征为在13％N2附近的光学常数恰好开始快速变化，在该处淀积速率增加。反映Al靶由氮饱和模式转变到氮不足或更多为金属态。在按n降低和k增加的N不足的靶的工作模式下，溅射的膜中的Al/AlN的形成与在193纳米处Al的光学常数(n＝0.1和k＝2.2)相一致。在248纳米处有相似的趋势，其中n随N2溅射气压的变化更慢。
图6概括表示作为AlN相对浓度的函数在Al/AlN金属陶瓷中以形成180°相位移相对应的膜厚所计算的193纳米和248纳米处的光透射率与AlN相对浓度的关系。对用于相位移式光掩模半成品具有吸引力的特征的金属陶瓷是按照10-13％的N2分压下得到的，对此，估计Al金属浓度小于10％。具体地说，对于11％的N2情况下，180°的相位移是在193纳米处具有～6％透射率的640埃厚的膜中和在248纳米处具有12.4％透射率的970埃厚的膜中实现的。
例9：Ru/Al2O3金属陶瓷
制备
利用Ru和Al2O3分别的源，通过电子束蒸发作用制取Ru/Al2O3金属陶瓷。在进行汽相淀积之前，利用涡轮分子泵对真空室抽真空，使其达到约7×10-5Pa的本底压力。该源材料是纯度为99.6％的2.5厘米×2.5厘米×0.051厘米的被破碎成小块的Al2O3，其可封装于体积约为8立方厘米的衬碳水冷的铜槽内。将纯度为99.95％体积约5立方厘米的Ru珠直接放在另一水冷Cu槽内。将2.286毫米厚和2.5厘米×3.8厘米的各石英基片利用金属夹具固定在位于在Ru和Al2O3源上面且与其呈等距离(约64厘米远)的可旋转铝台上。
用金属挡板将各基片挡住，以防止汽相淀积，直到利用石英晶体速率控制器监测、控制的Al2O3和Ru的蒸发速率达稳定为止。利用约11千伏的电子束电压将到达Ru和Al2O3源的电子束流逐渐分别增加到57毫安和75毫安，形成的平均淀积速率对Ru金属为1.5埃/秒，对Al2O3为约8.8埃/秒，这相当于在Ru/Al2O3中体积约占15％的Ru生长。当此速率已稳定后，将挡板打开，露出旋转(3-5转/分)的石英基片，以同时汽相淀积Al2O3和Ru。淀积持续进行到总厚度约1000埃的膜均匀覆盖在各基片上，在此之后将挡板关闭，切断到各源的电子束电流。
光学和相位移特性
根据可变角度的光谱椭圆率计以及光反射和透射数据，确定在193纳米和248纳米处光学特性(折射系数和消光系数)。在193纳米处，该复数形式的折射系数(n-ik)测定为1.88-i0.46，以及在248纳米处为1.93-i0.31。在这两种波长处计算对应于180°相位移的膜厚的光透射率，在248纳米处，180°的相位移可以在1350埃厚的膜中的这种15％-Ru/Al2O3的金属陶瓷中实现，这时透射率为10.1％；在193纳米波长处，具有3％的透射率的1116埃厚的膜实现180°相位移。对于光隐蔽相位移式光掩模半成品，这两种结构都在光透射率的有吸引力的范围内。
例10-17：多层AlN/CrN
制备
通过依次暂停在Cr和Al二靶下持续旋转台上的基片，以溅射形成周期性的多层AlN/CrN，这二个靶在真空室中是实体分开的，使得其溅射通量不相重叠。在总压为1.3×10-2Pa的25％N2/75％Ar的气体混合物中进行溅射。通过对各基片在每个靶下的暂停时间的程序控制，决定了多层结构中单独的AlN和CrN的各自厚度，经测量，稳定淀积速率对于AlN为1.5埃/秒，对于CrN为2.3埃/秒。
AlN是利用直径为15厘米的Al靶由RF二极管溅射的，CrN是利用直径为7.6厘米的溅射枪由RF磁控管溅射的。来自公用的RF电源的450瓦以利用各靶的单独的RF匹配网络分开引向各个靶。根据较厚的膜测定对于AlN和CrN的各自的溅射速率。在进行一系列的多层实验之前，在1.3×10-2Pa的纯Ar气氛中，二靶同时进行预溅射持续1小时，以便在引入N2之前形Al和Cr的清洁的反应性金属表面。在溅射的过程中，AlN靶被偏置在1600伏下，而Cr靶被偏置在310伏下。表2概括表示在一个周期内的AlN和CrN层的厚度，以及在膜中双层(N)的总数。维持近1000埃的总膜厚对应于由双层数N与双层厚(AlN+CrN)的乘积。
                        表2
    例     N   d(AlN).   d(CrN).     ％CrN
    10     20     40     10     80
    11     20     35     15     70
12 20 30 20 60
    13     20     25     25     50
    14     20     50     10     83
    15     15     70     10     88
    16     10     100     10     91
    17     8     150     10     94
光学和相位移特性
在图7和8表示了作为CrN和AlN的相对体积浓度的函数的关于CrN/AlN多层体在248纳米和193纳米波长处的光学常数(n，k)。在248纳米处，消光系数规则地由50％-CrN/AlN的0.6降低到6％-CrN/AlN的0.16。在相样含量的组成范围内，n在6％-CrN/AlN时缓慢地由～2.0增加到2.25。这些趋势是与AlN具有更小的吸收和较大的折射系数是一致的。在193纳米的波长处，该趋势对降到20％-CrN/AlN是相似的，但更小的CrN浓度除外。
图9概括表示了作为相对的AlN浓度的函数的、对于在多层AlN/CrN中形成180°相位移时在193纳米和248纳米波长处所计算的光透射率。在248纳米和193纳米处在(5-10％)的光透射率的允许范围内实现了180°相位移。直到AlN达80％的浓度，都存在一种与180°相位移结构的组成相关的光透射率平滑逐渐变化的关系，这是理想可调谐材料体系的特性。
例18-20：多层Al2O3/CrOX
制备
在50％-O2/Ar气体混合物(1.3×10-2总压力)中通过利用直径为15厘米Al靶的RF二极管溅射和利用直径为7.6厘米的CrOX靶的RF磁控管溅射制备多层CrOX/Al2O3。根据由每种氧化物的厚膜测定各氧化物层各自的稳定淀积速率，以计算各氧化物层的厚度。对Al2O3，速率是0.36埃/秒，对CrOX速率是0.54埃/秒。来自单一电源的RF功率(500瓦)利用其匹配网络分到各个靶上。在Al靶上靶电压为1275伏，在Cr靶上靶电压为285伏。表3概括表示了Al2O3和CrOX的层厚以及在该膜中的总层数(N)。
                        表3
    例     N   d(Al2O3).   d(CrOX)，
    18     20     20     40
    19     15     40     40
    20     20     40     20
光学和相位移特性
在图10和11中表示了作为多层CrOX/Al2O3的相对体积浓度或厚度的函数的多层CrOX/Al2O3的光学常数。关于多层CrN/AlN，在248纳米处的n和k的相关关系随化学组成有规则地变化，Al2O3浓度的增加降低了消光系数，这与在5-6.5电子伏特之间所测量的Al2O3膜的透射率以及其大的带隙～9电子伏特相一致。
图12概括表示了作为Al2O3的相对浓度或厚度的函数的在193纳米和248纳米波长处具有180°相位移的多层Al2O3/CrOX的计算光透射率。这些数据表明，对于Al2O3浓度小于50％的多层Al2O3/CrOX，可以实现具有5-15％的光透射率的180°相位移。
例21：多层AlN/MoNX
制备
利用Al靶(5厘米直径)和Mo靶(7.6厘米直径)溅射多层AlN/MoNX，25×(40 AlN+10 MoNX)，两靶是实体分开的，以使其溅射的通量不相重叠。开始，在1.3×10-2Pa的Ar中对各靶同时进行预溅射：Mo是在150瓦(300伏)下由DC磁控管溅射，Al是在300瓦(195伏)下由RF磁控管溅射，时间为60分钟。在预溅射之后，在总压力为1.3×10-2Pa的25％/N2/Ar气体混合物中，在石英基片上生长多层AlN/MoNX。对于MoNX淀积速率为0.86埃/秒，对于AlN淀积速率为1.0埃/秒。
光学和相位移特性
利用可变角度光谱椭圆率计和光反射和透射数据，测定在193纳米和248纳米波长处的光学特性(折射系数和消光系数)。在193纳米波长处，复数形式的折射系数(n-ik)测定为2.365-i0.620，在248纳米波长处为2.288-i0.37。按这两种波长，计算与180°相位移相对应的膜厚时的光透射率。在具有980埃厚的膜中，实现了多层AlN/MoNX在248纳米波长处的180°相位移，其透射率为12.7％；在193纳米波长处，725厚的膜实现180°相位移，其透射率为4.1％。这两种结构都处在光隐蔽的相位移式光掩模半成品的光透射率的有吸引力的范围内。
例22-24：AlN-CrN复合物
制备
利用直径为5厘米的Al靶和Cr靶，在20％N2/Ar气体混合物中通过反应性的溅射制备AlN-CrN复合物。Al是由RF磁控管溅射，而Cr是DC磁控管溅射。按共焦几何要求配置此两溅射枪，以使其溅射通量在石英基片上重叠，两枪位置距每个靶约15厘米。对不锈钢室抽真空达1.1×10-4Pa的本底压力之后，在1.3×10-2Pa的Ar中对Cr和Al靶进行预溅射：Cr靶在150瓦预溅射，Al靶在400瓦预溅射。预溅射之后，利用Cr和Al靶在静态固定的单一石英基片上通过同时进行反应性的溅射淀积具有3种不同化学组成的AlN-CrN复合物。溅射实验的细节概括表示在表4中。每层膜约1000埃厚。
                               表4
  例   Pw(Cr)   R(CrN)   Pw(Al)   R(AlN)   ％CrN
    W     (/s)     W     (/s)
    22     31     0.26     400     0.96     21
    23     91     0.68     400     0.96     41
    24     139     1.02     400     0.96     52
光学和相位移特性
利用可变角度光谱椭圆率计和光反射以透射数据，测定在193纳米和248纳米波长处的光学特性(折射系数和消光系数)。图13概括表示作为在该复合物中相对AlN浓度的函数的在193纳米和248纳米波长处具有180°相位移的AlN-CrN复合物的计算光透射率。这些数据表明，在AlN浓度约在50％以上时，在AlN-CrN复合物中可以实现180°相位移，其光透射率为5-15％。

Claims (17)

1.一种光衰减隐蔽的相位移式光掩模半成品，其能够在所选择的光刻用光波长小于400纳米处形成180°相位移和具有至少为0.001的光透射率，该光掩模半成品包含至少一层选自氮化铝、氮氧化铝和氧化铝的铝化合物和至少一种成分，该成分在所选择的光刻用光波长小于400纳米处比铝化合物具有更大的光吸收作用。
2.如权利要求1所述的光掩模半成品，其中，光掩模半成品是金属陶瓷光掩模半成品。
3.如权利要求1所述的光掩模半成品，其中，光掩模半成品是多层光掩模半成品。
4.如权利要求3所述的光掩模半成品，它包含另一层铝化合物和有更大光吸收的组分。
5.如权利要求1所述的光掩模半成品，其中，光掩模半成品是复合光掩模半成品。
6.如权利要求1所述的光掩模半成品，其中，具有更大光吸收作用的组分选自元素金属、金属氧化物、金属氮化物以及其混合物。
7.如权利要求1所述的光掩模半成品，其中，具有更大光吸收作用的组分选自(a)元素金属；(b)Ti、Fe、In、Co、Bi、Mn、Cu、Sn、Cr、Ni、V、Nb、Ta、Mo、镧系金属或W的氧化物；(c)Ti、Nb、Mo、Cr、W、Ta、Zr、Hf或V的氮化物；以及(d)它们的混合物。
8.如权利要求1所述的光掩模半成品，其中，所选择的光刻用的光波长选自193纳米、248纳米和365纳米。
9.一种用于制备光衰减隐蔽的相位移式光掩模的半成品的方法，该光掩模半成品能够在所选择的光刻用光波长小于400纳米处形成180°相位移和具有至少为0.001的光透射率，该方法包括在基片上淀积至少一层选自氮化铝、氧氮化铝和氧化铝的铝化合物和至少一种成分，该成分在所选择的光刻用光波长小于400纳米处比铝化合物具有更大光吸收作用。
10.如权利要求9所述的方法，其中，淀积步骤包括物理汽相淀积。
11.如权利要求10所述的方法，其中，物理汽相淀积步骤选自溅射和蒸发。
12.如权利要求9所述的方法，其中，具有更大光吸收作用的组分选自元素金属、金属氧化物、金属氮化物以及其混合物。
13.如权利要求9所述的方法，其中，具有更大光吸收作用的组分选自(a)元素金属；(b)Ti、Fe、In、Co、Bi、Mn、Cu、Sn、Cr、Ni、V、Nb、Ta、Mo、镧系金属或W的氧化物；(c)Ti、Nb、Mo、Cr、W、Ta、Zr、Hf或V的氮化物；以及(d)它们的混合物。
14.如权利要求9所述的方法，其中，具有更大光吸收作用的组分是一种元素金属，并且该淀积层包含分散在铝化合物内的元素金属，以形成金属陶瓷光掩模半成品。
15.如权利要求9所述的方法，其中，淀积另一些铝化合物层和具有更大光吸收的组分，以形成一种多层光掩模半成品。
16.如权利要求9所述的方法，其中，具有更大光吸收作用的组分选自元素金属、金属氧化物、金属氮化物以及其混合物，并且淀积层包含铝化合物和具有更大光吸收作用的组分的混合物，以便构成复合的光掩模半成品。
17.如权利要求9所述的方法，其中，所选择的光刻用的光波长选自193纳米、248纳米和365纳米。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11184067A (ja) * 1997-12-19 1999-07-09 Hoya Corp 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク
TW371327B (en) * 1998-05-01 1999-10-01 United Microelectronics Corp Phase-shifting mask (PSM) and method for making the same
US6274280B1 (en) * 1999-01-14 2001-08-14 E.I. Du Pont De Nemours And Company Multilayer attenuating phase-shift masks
JP4163331B2 (ja) * 1999-07-14 2008-10-08 アルバック成膜株式会社 位相シフタ膜の製造方法、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法、および、位相シフトマスクの製造方法
KR100725214B1 (ko) * 1999-12-15 2007-06-07 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 하프톤 위상 시프트 포토 마스크용 블랭크, 및 하프톤위상 시프트 포토 마스크
US6524755B2 (en) 2000-09-07 2003-02-25 Gray Scale Technologies, Inc. Phase-shift masks and methods of fabrication
US20020197509A1 (en) * 2001-04-19 2002-12-26 Carcia Peter Francis Ion-beam deposition process for manufacturing multi-layered attenuated phase shift photomask blanks
US20040115343A1 (en) * 2002-04-19 2004-06-17 Carcia Peter Francis Ion-beam deposition process for manufacturing multi-layered attenuated phase shift photomask blanks
US20040115537A1 (en) * 2002-04-19 2004-06-17 Carcia Peter Francis Ion-beam deposition process for manufacturing attenuated phase shift photomask blanks
JP3988041B2 (ja) * 2002-10-08 2007-10-10 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフトマスクブランク及びその製造方法
JP2005284216A (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Shin Etsu Chem Co Ltd 成膜用ターゲット及び位相シフトマスクブランクの製造方法
US20050260504A1 (en) * 2004-04-08 2005-11-24 Hans Becker Mask blank having a protection layer
EP4145222A1 (en) * 2020-04-30 2023-03-08 Toppan Photomask Co., Ltd. Reflective photomask blank and reflective photomask
JP2021179549A (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 凸版印刷株式会社 反射型マスクブランク及び反射型マスク

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW505829B (en) * 1992-11-16 2002-10-11 Dupont Photomasks Inc A transmissive embedded phase shifter-photomask blank
WO1994017449A1 (en) * 1993-01-21 1994-08-04 Sematech, Inc. Phase shifting mask structure with multilayer optical coating for improved transmission
JP3324005B2 (ja) * 1993-03-29 2002-09-17 大日本印刷株式会社 位相シフトフォトマスク用基板及びその製造法
KR100295385B1 (ko) * 1993-04-09 2001-09-17 기타지마 요시토시 하프톤위상쉬프트포토마스크,하프톤위상쉬프트포토마스크용블랭크스및이들의제조방법
KR100311704B1 (ko) * 1993-08-17 2001-12-15 기타오카 다카시 하프톤위상쉬프트포토마스크,하프톤위상쉬프트포토마스크용블랭크스및그블랭크스의제조방법
JP2611734B2 (ja) * 1993-12-21 1997-05-21 日本電気株式会社 位相シフトマスク
JP2719493B2 (ja) * 1993-12-22 1998-02-25 ホーヤ株式会社 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク
JPH07199447A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Sony Corp 単層ハーフトーン方式位相シフトマスク及びその作製方法
JP3351892B2 (ja) * 1994-01-19 2002-12-03 大日本印刷株式会社 ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス
US5415953A (en) * 1994-02-14 1995-05-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Photomask blanks comprising transmissive embedded phase shifter
JP3436581B2 (ja) * 1994-03-18 2003-08-11 雪印乳業株式会社 乳糖分解酵素活性の高い菌体の製造法
JP2837807B2 (ja) * 1994-06-27 1998-12-16 ホーヤ株式会社 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク
US5679483A (en) * 1994-12-20 1997-10-21 Siemens Aktiengesellschaft Embedded phase shifting photomasks and method for manufacturing same
JPH08272074A (ja) * 1995-03-29 1996-10-18 Dainippon Printing Co Ltd ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス

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