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HINTERGRUND
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Diese
Erfindung betrifft Rohlinge für
Halbtonphasenschiebermasken, die es zu Halbtonphasenschiebermasken
zu verarbeiten gilt, die zur Verwendung bei der Mikroherstellung
von integrierten Halbleiterschaltungen, Farbfiltern für ladungsgekoppelte
Bauelemente (CCD) und Flüssigkristallanzeigen
(LCD), Magnetköpfen
und dergleichen geeignet sind.
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Typische
Photomasken, die auf dem Gebiet der Erfindung zur Verwendung auf
dem Gebiet der Halbleiter-Mikroherstellung bekannt sind, umfassen
Binärmasken
mit einem auf einem Quarzsubstrat als ein lichtabschirmender Film
ausgebildeten Chromfilm und Halbtonphasenschiebermasken mit einem
Phasenschieberfilm aus MoSi-Oxid,
-Nitrid oder -Oxynitrid, der auf einem Quarzsubstrat ausgebildet
ist (siehe die JP-A 7-140635).
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Rohlinge
für Halbtonphasenschiebermasken,
die MoSi-Oxid oder -Nitrid als Phasenschieberfilm verwenden, weisen
jedoch im Allgemeinen das Problem auf, dass MoSi-basierte Phasenschieberfilme weniger resistent
gegenüber
Chemikalien, insbesondere gegenüber
alkalischen Chemikalien wie z.B. einem Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Wasser
zur Reinigung, sind. Somit können
Phasendifferenz und Durchlässigkeit
des Phasenschieberfilms während
der Herstellung von Phasenschiebermasken aus Rohlingen und bei der
Reinigung der Maske während
der Verwendung verändert
werden.
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Ebenfalls
auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind Rohlinge für Halbtonphasenschiebermasken,
die Metallsilicidverbindungen, die nicht Mo sind, beispielsweise
ZrSi-Oxid oder -Nitrid, als Phasenschieberfilm verwenden. Diese
Phasenschieberfilme sind gegenüber
Chemikalien, insbesondere gegenüber
alkalischen Chemikalien wie Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Wasser zur
Reinigung, vollständig
resistent, es fehlt ihnen jedoch an Gleichförmigkeit in der gleichen Ebene,
und sie zeigen bei der Verarbeitung durch Ätzen, insbesondere durch Trockenätzen, zur
Musterbildung inef fiziente Resultate. Keine der Rohlinge für Halbtonphasenschiebermasken
nach dem Stand der Technik sind wirksam zu bearbeiten und resistent
gegenüber
Chemikalien.
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In
Mitsubishi Denki Giho, Bd. 69(3) (1995), beschreiben Yoshioka et
al. das Abschwächen
von Phasenschiebermasken mit MoSiO-, MoSiON-, CrO- und CrON-Filmen, die durch
Sputtern gebildet werden.
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Die
Verwendung von zwei Chrom-Targets im Sputterverfahren wird in der
WO 9411786 dargestellt, die daraufhin in zwei verschiedenen Atmosphären verwendet
werden. E. Kim et al. berichten in "Attenuated phase-shifting masks of chromium
aluminium oxide",
Applied Optics, Bd. 37, Nr. 19, 4254–4259, vom Sputtern von zwei
Metallen in einem festgelegten Verhältnis auf ein Target.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen von neuen
Rohlingen für
Halbtonphasenschiebermasken, die wirksam zu verarbeiten und resistent
gegenüber
Chemikalien, insbesondere gegenüber
alkalischen Chemikalien, sind, sowie von Verfahren zur Herstellung
und Verwendung derselben.
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Es
wurde erkannt, dass ein Rohling für eine Halbtonphasenschiebermaske,
der einen Phasenschieberfilm umfasst, der aus einer Molybdän enthaltenden
Metallsilicidverbindung besteht, wobei zumindest ein Metall aus
Tantal, Zirconium, Chrom und Wolfram ausgewählt ist und zumindest ein Element
aus Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff ausgewählt ist,
den Vorteil hat, dass der Phasenschieberfilm hohe Gleichförmigkeit in
der gleichen Ebene aufweist, durch Ätzen, insbesondere Trockenätzen, wirksam
zu verarbeiten ist und chemische Widerstandsfähigkeit zeigt, sodass er seine
Durchlässigkeit
oder Phasendifferenz beibehält,
wenn er mit Chemikalien, insbesondere alkalischen Chemikalien, gereinigt
wird. Dieser Rohling für
eine Halbtonphasenschiebermaske kann unter Verwendung von Molybdänsilicid
als erstes Target und zumindest einem Metallsilicid, ausgewählt aus
Tantalsilicid, Zirconiumsilicid, Chromsilicid und Wolframsilicid,
als zweites Target und mittels Durchführung von reaktivem Sputtern
in Gegenwart zumindest eines reaktiven Gases, das zumindest ein
aus Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff ausgewähltes Element
ent hält,
und gleichzeitigem Zuführen
von elektrischem Strom zum ersten und zweiten Target hergestellt
werden, wodurch ein Phasenschieberfilm aus einer Metallsilicidverbindung
an einem transparenten Substrat ausgebildet wird.
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In
einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Rohling für eine Halbtonphasenschiebermaske bereit,
der ein transparentes Substrat und auf diesem Substrat einen Phasenschieberfilm
umfasst, wobei der Phasenschieberfilm aus einer Molybdän enthaltenden
Metallsilicidverbindung besteht und jener Film weiters zumindest
eines aus Tantal, Zirconium, Chrom und Wolfram und zumindest einen
aus Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff enthält.
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In
einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines Rohlings für
eine Halbtonphasenschiebermaske bereit, das die Schritte der Verwendung
von Molybdänsilicid
als erstes Target und zumindest einem von Tantalsilicid, Zirconiumsilicid,
Chromsilicid und Wolframsilicid als zweites Target sowie der Durchführung von
reaktivem Sputtern in Gegenwart zumindest eines reaktiven Gases,
das zumindest einen von Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff enthält, und
des gleichzeitigen Zuführens
von elektrischem Strom zum ersten und zweiten Target umfasst, wodurch
ein Phasenschieberfilm aus einer Metallsilicidverbindung an einem
transparenten Substrat ausgebildet wird.
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Vorzugsweise
sind während
des Sputter-Schritts die Oberflächen
des ersten und zweiten Targets, die dem transparenten Substrat zugewandt
sind, relativ zur Oberfläche
des transparenten Substrats, auf der der Phasenschieberfilm ausgebildet
werden soll, um einen Winkel von 30 bis 60 Grad geneigt, und das
transparente Substrat wird um seine Achse gedreht. In einer bevorzugten
Ausführungsform
weist das Molybdänsilicid als
erstes Target ein Molverhältnis
zwischen Silicium und Molybdän
von bis zu 4 und das Metallsilicid als zweites Target ein Molverhältnis zwischen
Silicium und Metall von zumindest 18 auf. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
wird eine Gleichstrom-, Impulsgleichstrom- oder HF-Energiequelle
verwendet, um den Targets elektrischen Strom zuzuführen.
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Die
bevorzugte Metallsilicidverbindung ist ein Silicidoxid, Silicidnitrid,
Silicidoxynitrid, Silicidoxycarbid, Silicidnitridcarbid oder Silicidoxidnitridcarbid,
die Molybdän
und zumindest ein aus der aus Tantal, Zirconium, Chrom und Wolfram
bestehenden Gruppe ausgewähltes
Metall enthält.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht
schematisch eine Sputtervorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung
eines Rohlings für
eine Halbtonphasenschiebermaske gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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WEITERE ERKLÄRUNGEN,
MÖGLICHKEITEN
UND PRÄFERENZEN
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Der
Rohling für
eine Halbtonphasenschiebermaske der Erfindung weist einen Phasenschieberfilm
an einem transparenten Substrat auf. Der Phasenschieberfilm besteht
aus einer Metallsilicidverbindung, die Molybdän als erste Metallkomponente,
zumindest ein aus Tantal, Zirconium, Chrom und Wolfram ausgewähltes Metall
als zweite Metallkomponente und zumindest ein aus Sauerstoff, Stickstoff
und Kohlenstoff ausgewähltes
Element enthält.
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Bevorzugte
Beispiele für
die Metallsilicidverbindung umfassen Silicidoxid, Silicidnitrid,
Silicidoxynitrid, Silicidoxycarbid, Silicidnitridcarbid und Silicidoxidnitridcarbid,
das Molybdän
als erste Metallkomponente und zumindest ein aus Tantal, Zirconium,
Chrom und Wolfram ausgewähltes
Metall als zweite Metallkomponente enthält, dargestellt durch MoMSiO,
MoMSiN, MoMSiON, MoMSiOC, MoMSiNC und MoMSiONC, worin M für die zweite
Metallkomponente steht, die zumindest ein aus Ta, Zr, Cr und W ausgewähltes Metall
ist. Noch bevorzugter sind Molybdäntantalsilicidoxynitrid (MoTaSiON),
Molybdänzirconiumsilicidoxynitrid
(MoZrSiON), Molybdänchromsilicidoxynitrid
(MoCrSiON), Molybdänwolframsilicidoxynitrid
(MoWSiON), Molybdäntantalsilicidoxidnitridcarbid
(MoTaSiONC), Molybdänzirconiumsilicidoxidnitridcarbid
(MoZrSiONC), Molybdänchromsilicidoxidnitridcarbid
(MoCrSiONC) und Molybdänwolframsilicidoxidnitridcarbid
(MoWSiONC).
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In
der Metallsilicidverbindung sind die erste Metallkomponente (Mo)
und die zweite Metallkomponente (Ta, Zr, Cr oder W) vorzugsweise
in einem Atomverhältnis
zwischen 100:1 und 2:1, insbesondere zwischen 20:1 und 4:1, vorhanden,
vorausgesetzt, die Menge der zweiten Metallkomponente ist die Gesamtmenge, wenn
zwei oder mehr Metallelemente eingebunden sind. Ein zu hoher Anteil
der ersten Metallkomponente kann zu einem Phasenschieberfilm mit
unzureichender chemischer Widerstandsfähigkeit führen, während ein zu geringer Anteil
der ersten Metallkomponente zu einem Phasenschieberfilm mit schlechter
Gleichförmigkeit in
der gleichen Ebene und zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung durch Ätzen führen kann.
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In
der Metallsilicidverbindung beläuft
sich der Gesamtgehalt von erster und zweiter Metallkomponente vorzugsweise
auf 1 bis 20 Atom-%, insbesondere 3 bis 15 Atom-%, und der Gehalt von Silicium beträgt vorzugsweise
20 bis 70 Atom-%, insbesondere 30 bis 60 Atom-%.
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Der
Gehalt von Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff in der Metallsilicidverbindung
ist nicht entscheidend. Sind Sauerstoff und Stickstoff enthalten,
d.h. im Fall von Metallsilicidoxynitrid, so wird bevorzugt, dass der
Sauerstoffgehalt 3 bis 30 Atom-%, insbesondere 5 bis 15 Atom-%,
und der Stickstoffgehalt 10 bis 60 Atom-%, insbesondere 20 bis 50
Atom-%, beträgt.
Sind Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff enthalten, d.h. im Fall
von Metallsilicidoxidnitridcarbid, so wird bevorzugt, dass der Sauerstoffgehalt
3 bis 30 Atom-%, insbesondere 5 bis 15 Atom-%, der Stickstoffgehalt
10 bis 60 Atom-%, insbesondere 20 bis 60 Atom-%, und der Kohlenstoffgehalt
1 bis 10 Atom-%, insbesondere 1 bis 5 Atom-%, beträgt.
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Die
Dicke des Phasenschieberfilms variiert mit der Bestrahlungswellenlänge während der
Verwendung des Halbtonphasenschieberfilms, der Durchlässigkeit
des Phasenschieberfilms, dem Ausmaß der Phasenverschiebung oder
dergleichen. Vorzugsweise weist der Phasenschieberfilm eine Dicke
von 500 bis 1.700 Å (50
bis 170 nm), insbesondere von 600 bis 1.300 Å (60 bis 130 nm), und eine
Durchlässigkeit
von 3 bis 30 %, insbesondere 5 bis 20 %, auf.
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Im
Anschluss wird nun die Herstellung eines solchen Rohlings für eine Halbtonphasenschiebermaske beschrieben.
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Kurz
zusammengefasst wird der Rohling für eine Halbtonphasenschiebermaske
durch Bereitstellen eines Substrats, das gegenüber Bestrahlungslicht durchlässig ist,
wie beispielsweise eines transparenten Substrats aus Quarz oder
CaF2, eines ersten Targets aus Molybdänsilicid
und eines zweiten Targets aus zumindest einem aus Tantalsilicid,
Zirconiumsilicid, Chromsilicid und Wolframsilicid ausgewählten Metallsilicid
und Durchführen
von reaktivem Sputtern in Gegenwart zumindest eines reaktiven Gases,
das zumindest ein aus Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff ausgewähltes Element
enthält,
bei gleichzeitigem Zuführen
von elektrischem Strom zum ersten und zweiten Target, wodurch ein
Phasenschieberfilm aus einer Metallsilicidverbindung am Substrat
ausgebildet wird, hergestellt.
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Der
Phasenschieberfilm aus einer Silicidverbindung, die zwei oder mehr
Metallelemente enthält,
kann unter Verwendung eines Silicidtargets, das sowohl ein erstes
als auch ein zweites Metallelement enthält, ausgebildet werden. Um
einen Phasenschieberfilm mit guter Verarbeitbarkeit oder hoher Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene zu bilden, muss das verwendete Silicidtarget
homogen sein. Es ist jedoch schwierig, ein vollständig homogenes
Target herzustellen, das zwei oder mehr Metallelemente enthält. Dahingegen
ist das bevorzugte Verfahren hierin durch die Verwendung von zwei
oder mehr Silicidtargets, die jeweils ein einzelnes Metallelement
enthalten, und nicht von einem Silicidtarget, das zwei oder mehr
Metallelemente enthält,
bei der Ausbildung eines Phasenschieberfilms aus einer Silicidverbindung,
die zwei oder mehr Metallelemente enthält, mit guter Verarbeitbarkeit
oder hoher Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene erfolgreich.
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In
diesem Verfahren wird Molybdänsilicid
als erstes Target und zumindest ein aus Tantalsilicid, Zirconiumsilicid,
Chromsilicid und Wolframsilicid ausgewähltes Metallsilicid als zweites
Target verwendet.
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Im
Molybdänsilicid
als erstes Target beträgt
das Molverhältnis
zwischen Silicium und Molybdän
vorzugsweise bis zu 4, noch bevorzugter bis zu 3, am meisten bevorzugt
etwa 2. Im Metallsilicid, das das zweite Target darstellt, beträgt das Molverhältnis zwischen
Silicium und Metall, d.h. Tantal, Zirconium, Chrom oder Wolfram,
vorzugsweise zumindest 18, noch bevorzugter zumindest 19, am meisten
bevorzugt zumindest 20. Werden die Verhältnisse zwischen Silicium und
Molybdän
im Molybdänsilicid
als erstes Target und zwischen Silicium und Metall im Metallsilicid
als zweites Target so gesteuert, dass sie in die oben genannten
Bereiche fallen, so wird ermöglicht,
dass die resultierende Metallsilicidverbindung viel Molybdän im Verhältnis zu
Tantal, Zirconium, Chrom oder Wolfram enthält, was zur Optimierung von
Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene und von chemischer Widerstandsfähigkeit
des Phasenschieberfilms wirksam ist.
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Zumindest
ein reaktives Gas, das zumindest ein aus Sauerstoff, Stickstoff
und Kohlenstoff ausgewähltes
Element enthält,
wird verwendet. Das verwendete reaktive Gas kann jedes beliebige
Gas, ausgewählt
aus beispielsweise Sauerstoffgas, Stickstoffgas, Stickstoffmonoxidgas,
Stickstoffdioxidgas, Distickoxid, Kohlenmonoxidgas und Kohlendioxidgas,
sein. Unter Verwendung eines oder mehrerer dieser Gase kann ein
Silicidoxid, Silicidnitrid, Silicidoxynitrid, Silicidoxycarbid,
Silicidnitridcarbid oder Silicidoxidnitridcarbid, das zwei Metallteile enthält, gebildet
werden. Das reaktive Gas kann alleine oder in Kombination mit einem
Inertgas wie z.B. Helium oder Argon verwendet werden.
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Die
Energiequelle für
die Zufuhr von elektrischem Strom zum Target im Verfahren der Erfindung
ist nicht entscheidend. Jegliche für Sputtern bekannte Stromquelle
kann verwendet werden. Vorzugsweise wird eine Gleichstromquelle,
Impulsgleichstromquelle oder HF-Energiequelle verwendet, um elektrischen
Strom zum Target zuzuführen.
Die Energiequellen für
das erste und zweite Target können
die gleichen oder unterschiedliche sein. Es wird bevorzugt, eine
Gleichstromquelle für
das erste Target und eine Impulsgleichstromquelle für das zweite
Target zu verwenden, da so der Einfluss von Aufladung und das Auftreten
von Defekten im Film vermieden werden kann, auch wenn das zweite
Target einen hohen Siliciumgehalt aufweist.
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In 1 wird
eine Sputtervorrichtung veranschaulicht. Die Vorrichtung umfasst
ein transparentes Substrat 1 mit einer oberen Oberfläche, an
der ein Phasenschieberfilm 2 auszubilden ist, ein erstes
Target 3 aus Molybdänsilicid
und ein zweites Target 4 aus Tantalsilicid, Zirconiumsilicid,
Chromsilicid oder Wolframsilicid, die in einer Kammer 7 angeordnet
sind. Diese Vorrichtung umfasst ebenfalls Kathodenelektroden 5 in
engem Kontakt zu den Targets 3 und 4, eine Anodenelektrode 6,
die als eine das Substrat tragende, rotierende Plattform dient,
und Stromquellen 8, die mit den Kathodenelektroden 5 verbunden
sind. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Oberflächen 31 und 41 des
ersten und zweiten Targets 3 und 4, die dem Substrat 1 zugewandt
sind, relativ zur oberen Oberfläche
des Substrats um einen Winkel von 30 bis 60 Grad geneigt, und das
Substrat 1 wird um seine Achse senkrecht zur oberen Oberfläche gedreht.
Durch das Sputtern bei geneigten Targets (für indirekte Abscheidung) und
durch das Rotieren des Substrats um seine Achse wird der Phasenschieberfilm
aus der Metallsilicidverbindung, der abgeschieden wird, bezüglich seiner
Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene, insbesondere der Gleichförmigkeit in der gleichen Ebene
der Filmzusammensetzung, verbessert. Folglich wird ein Rohling für eine Halbtonphasenschiebermaske
erhalten, der bezüglich
seiner Verarbeitbarkeit signifikant verbessert ist.
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In
der veranschaulichten Vorrichtung aus 1 ist das
verwendete erste und zweite Target jeweils einmalig vorhanden. Die
Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform eingeschränkt. Werden
zwei oder mehr Metallsilicide als zweites Target verwendet, so wird
eine entsprechende Vielzahl an zweiten Targets in der Kammer angeordnet.
Auch ist es akzeptabel, eine Vielzahl an Targets derselben Zusammensetzung
zu verwenden. Es wird bevorzugt, dass die Targets in gleichmäßigen Abständen in
Umfangsrichtung des rotierenden Substrats angeordnet werden.
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Es
gilt anzumerken, dass ein lichtabschirmender Film am Phasenschieberfilm
ausgebildet werden kann und ein Antireflexfilm am lichtabschirmenden
Film zur Reduktion von Reflexion am lichtabschirmenden Film ausgebildet
werden kann.
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Der
hierin verwendete lichtabschirmende Film oder Antireflexfilm kann
ein Film auf Chrombasis wie z.B. Chromoxynitrid (CrON), Chromoxycarbid
(CrOC) oder Chromoxidnitridcarbid (CrONC) oder ein Laminat solcher
Filme sein.
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Der
lichtabschirmende Film oder Antireflexfilm auf Chrombasis kann durch
reaktives Sputtern abgeschieden werden. Das verwendete Target ist
insbesondere Chrom alleine oder eine Chromverbindung aus Chrom in
Kombination mit Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff oder ein
Gemisch davon. Das verwendete Sputtergas ist ein Inertgas wie z.B.
Argon oder Krypton, gegebenenfalls in Beimischung mit einem Gas,
das als eine Sauerstoff-, Kohlenstoff- und/oder Stickstoffquelle
dient, beispielsweise Sauerstoffgas, Stickstoffgas, Stickstoffmonoxidgas,
Stickstoffdioxidgas, Distickoxidgas, Kohlenmonoxidgas, Kohlendioxidgas
oder ein Kohlenwasserstoffgas (z.B. Methan).
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Der
Rohling kann dann zu einer gemusterten Phasenschiebermaske, z.B.
gemäß bekannten
Vorgehensweisen und Prinzipien, verarbeitet werden.
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BEISPIEL
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Nachstehend
werden Beispiele und Vergleichsbeispiele als Veranschaulichung der
Erfindung bereitgestellt.
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Beispiel 1
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In
einer Doppelkathoden-Sputtervorrichtung mit schrägem Einfall, wie in 1 gezeigt,
wurden ein quadratisches Quarzsubstrat mit 6'' Seitenlänge, das
bei 120 °C
in einer Vorwärmekammer
vorgewärmt
worden war, ein erstes Target aus MoSi (Mo:Si = 1:2, 8,5'' Durchmesser × 5 mm, Neigungswinkel 40 Grad)
und ein zweites Target aus ZrSi (Zr:Si = 1:20, 8,5'' Durchmesser × 5 mm, Neigungswinkel 40 Grad)
angeordnet. Mittels Durchfließenlassen
von 50 sccm Ar, 10 sccm N2 und 2 sccm O2 als Sputtergas durch die Kammer, gleichzeitiges
Anlegen einer Gleichstromquelle von 250 W an das erste Target und
einer Impulsgleichstromquelle von 200 W an das zweite Target und
Rotieren des Substrats um seine Achse bei 20 U/min wurde 6 min lang
Plasma-Sputtern durchgeführt.
Ein MoZrSiON-Film mit einer Dicke von 780 Å wurde am Substrat abgeschieden,
was einen Rohling für
eine Halbtonphasenschiebermaske ergab. Die Filmzusammensetzung des Rohlings
für eine
Halbtonphasenschiebermaske wurde mittels Photoelektronenspektroskopie
(ESCA) analysiert, und die Resultate sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Eigenschaften (Durchlässigkeit,
Phasendifferenz, Brechungsindex und Dicke) des Films wurden bestimmt,
und die Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Darüber hinaus
wurde der Phasenschieberfilm auf chemische Widerstandsfähigkeit
und Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene bewertet.
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Chemische
Widerstandsfähigkeit
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Der
Rohling für
die Halbtonphasenschiebermaske wurde bei Raumtemperatur (25 °C) eine Stunde lang
in eine chemische Lösung
(SC1-Reagens, wässriges
Ammoniak-Wasserstoffperoxid-Gemisch, erhalten durch Vermischen von
wässrigem
Ammoniak, wässrigem
Wasserstoffperoxid und reinem Wasser in einem Volumenverhältnis von
1:1:40) getaucht. Veränderungen
von Durchlässigkeit
und Phasendifferenz des Phasenschieberfilms vor und nach dem Eintauchen
wurden bestimmt. Die Resultate sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene
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Auf
den Phasenschieberfilm des Rohlings für eine Halbtonphasenschiebermaske
wurde ein EB-Resist ZEP-7000 (Nippon Zeon Co., Ltd.) mit einer Dicke
von 3.500 Å beschichtet
und bei 200 °C
schonend gebrannt. De Resistfilm wurde dann mittels eines EB-Litographiesystems
ELS-3700 (Elionix Co., Ltd.) einem Elektronenstrahlmuster ausgesetzt
und mit einem Entwickler AD10 (Tama Chemicals Co., Ltd.) entwickelt,
um ein 0,50 μm
breites Linien/Zwischenraum-(line-and-space, L&S) Abdeckungsmuster auszubilden.
Unter Verwendung des Resistmusters als Maske wurde Trockenätzen mit
CF4/O2-Gas mittels
eines Trockenätzers
RIE-10NR (SAMCO Inter national Inc.) zur Ausbildung eines L&S-Musters im Phasenschieberfilm
durchgeführt.
Das Resistmuster wurde entfernt und hinterließ eine gemusterte Probe. Ein
Quadrat mit 120 mm Seitenlänge
in der Mitte des Substrats der gemusterten Probe wurde in 10-mm-Intervallen
unerteilt, um 12 × 12
Bereiche (insgesamt 144) zu definieren. In den Bereichen wurde die
kritische Länge
(CD) des L&S-Musters
im Phasenschieberfilm gemessen, von dem ausgehend ein mittlerer
Wert und ein Bereich (Differenz zwischen Linienbreitenmaximum und
-minimum) zur Bewertung von Gleichförmigkeit in der gleichen Ebene
bestimmt wurden. Die Resultate sind in Tabelle 4 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 1
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In
einer Doppelkathoden-Sputtervorrichtung mit schrägem Einfall, wie in 1 gezeigt,
wurden ein quadratisches Quarzsubstrat mit 6'' Seitenlänge, das
bei 120 °C
in einer Vorwärmekammer
vorgewärmt
worden war, und ein erstes und zweites Target aus MoSi (Mo:Si =
1:8, 8,5'' Durchmesser × 5 mm,
Neigungswinkel 40 Grad) angeordnet. Mittels Durchfließenlassen
von 50 sccm Ar, 10 sccm N2 und 2 sccm O2 als Sputtergas durch die Kammer, gleichzeitiges
Anlegen einer Gleichstromquelle von 200 W an das erste und zweite
Target und Rotieren des Substrats um seine Achse bei 20 U/min wurde
7 min lang Plasma-Sputtern durchgeführt. Ein MoSiON-Film mit einer
Dicke von 730 Å wurde
am Substrat abgeschieden, was einen Rohling für eine Halbtonphasenschiebermaske
ergab. Die Filmzusammensetzung des Rohlings für eine Halbtonphasenschiebermaske,
wie sie mittels ESCA analysiert wurde, ist in Tabelle 1 gezeigt.
Die Eigenschaften des Films sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Der
Phasenschieberfilm wurde auf gleiche Weise bezüglich chemischer Widerstandsfähigkeit
und Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene bewertet, und die Resultate hierzu sind in
den Tabellen 3 bzw. 4 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 2
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In
einer Doppelkathoden-Sputtervorrichtung mit schrägem Einfall, wie in 1 gezeigt,
wurden ein quadratisches Quarzsubstrat mit 6'' Seitenlänge, das
bei 120 °C
in einer Vorwärmekammer
vorgewärmt
worden war, und ein erstes und zweites Target aus ZrSi (Zr:Si =
1:8, 8,5'' Durchmesser × 5 mm,
Neigungswinkel 40 Grad) angeordnet. Mittels Durchfließenlassen
von 50 sccm Ar, 10 sccm N2 und 3 sccm O2 als Sputtergas durch die Kammer, gleichzeitiges
Anlegen einer Gleichstromquelle von 220 W an das erste und zweite
Target und Rotieren des Substrats um seine Achse bei 20 U/min wurde
8 min lang Plasma-Sputtern durchgeführt. Ein ZrSiON-Film mit einer
Dicke von 830 Å wurde
am Substrat abgeschieden, was einen Rohling für eine Halbtonphasenschiebermaske
ergab. Die Filmzusammensetzung des Rohlings für eine Halbtonphasenschiebermaske,
wie sie mittels ESCA analysiert wurde, ist in Tabelle 1 gezeigt.
Die Eigenschaften des Films sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Der
Phasenschieberfilm wurde auf gleiche Weise bezüglich chemischer Widerstandsfähigkeit
und Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene bewertet, und die Resultate hierzu sind in
den Tabellen 3 bzw. 4 gezeigt.
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Beispiel 2
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In
einer Doppelkathoden-Sputtervorrichtung mit schrägem Einfall, wie in 1 gezeigt,
wurden ein quadratisches Quarzsubstrat mit 6'' Seitenlänge, das
bei 100 °C
in einer Vorwärmekammer
vorgewärmt
worden war, ein erstes Target aus MoSi (Mo:Si = 1:2, 8,5'' Durchmesser × 5 mm, Neigungswinkel 40 Grad)
und ein zweites Target aus TaSi (Ta:Si = 1:22, 8,5'' Durchmesser × 5 mm, Neigungswinkel 40 Grad)
angeordnet. Mittels Durchfließenlassen
von 50 sccm Ar, 10 sccm N2 und 1,5 sccm
O2 als Sputtergas durch die Kammer, gleichzeitiges
Anlegen einer Gleichstromquelle von 250 W an das erste Target und
einer Impulsgleichstromquelle von 220 W an das zweite Target und
Rotieren des Substrats um seine Achse bei 20 U/min wurde 7 min lang
Plasma-Sputtern durchgeführt.
Ein MoTaSiON-Film mit einer Dicke von 750 Å wurde am Substrat abgeschieden,
was einen Rohling für
eine Halbtonphasenschie bermaske ergab. Die Filmzusammensetzung des Rohlings
für eine
Halbtonphasenschiebermaske, wie sie mittels ESCA analysiert wurde,
ist in Tabelle 1 gezeigt. Die Eigenschaften des Films sind in Tabelle
2 gezeigt.
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Der
Phasenschieberfilm wurde auf gleiche Weise bezüglich chemischer Widerstandsfähigkeit
und Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene bewertet, und die Resultate hierzu sind in
den Tabellen 3 bzw. 4 gezeigt.
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Beispiel 3
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In
einer Doppelkathoden-Sputtervorrichtung mit schrägem Einfall, wie in 1 gezeigt,
wurden ein quadratisches Quarzsubstrat mit 6'' Seitenlänge, das
bei 100 °C
in einer Vorwärmekammer
vorgewärmt
worden war, ein erstes Target aus MoSi (Mo:Si = 1:2, 8,5'' Durchmesser × 5 mm, Neigungswinkel 40 Grad)
und ein zweites Target aus CrSi (Cr:Si = 1:19, 8,5'' Durchmesser × 5 mm, Neigungswinkel 40 Grad)
angeordnet. Mittels Durchfließenlassen
von 50 sccm Ar, 10 sccm N2 und 3 sccm O2 als Sputtergas durch die Kammer, gleichzeitiges
Anlegen einer Gleichstromquelle von 250 W an das erste Target und
einer Impulsgleichstromquelle von 220 W an das zweite Target und
Rotieren des Substrats um seine Achse bei 20 U/min wurde 7 min lang
Plasma-Sputtern durchgeführt.
Ein MoCrSiON-Film mit einer Dicke von 880 Å wurde am Substrat abgeschieden,
was einen Rohling für
eine Halbtonphasenschiebermaske ergab. Die Filmzusammensetzung des Rohlings
für eine
Halbtonphasenschiebermaske, wie sie mittels ESCA analysiert wurde,
ist in Tabelle 1 gezeigt. Die Eigenschaften des Films sind in Tabelle
2 gezeigt.
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Der
Phasenschieberfilm wurde auf gleiche Weise bezüglich chemischer Widerstandsfähigkeit
und Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene bewertet, und die Resultate hierzu sind in
den Tabellen 3 bzw. 4 gezeigt.
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Beispiel 4
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In
einer Doppelkathoden-Sputtervorrichtung mit schrägem Einfall, wie in 1 gezeigt,
wurden ein quadratisches Quarzsubstrat mit 6'' Seitenlänge, das
bei 100 °C
in einer Vorwärmekammer
vorgewärmt
worden war, ein erstes Target aus MoSi (Mo:Si = 1:2, 8,5'' Durchmesser × 5 mm, Neigungswinkel 40 Grad)
und ein zweites Target aus WSi (W:Si = 1:20, 8,5'' Durchmesser × 5 mm,
Neigungswinkel 40 Grad) angeordnet. Mittels Durchfließenlassen
von 50 sccm Ar, 10 sccm N2 und 2 sccm O2 als Sputtergas durch die Kammer, gleichzeitiges
Anlegen einer Gleichstromquelle von 250 W an das erste Target und
einer Impulsgleichstromquelle von 220 W an das zweite Target und
Rotieren des Substrats um seine Achse bei 20 U/min wurde 6 min lang
Plasma-Sputtern durchgeführt.
Ein MoWSiON-Film mit einer Dicke von 810 Å wurde am Substrat abgeschieden,
was einen Rohling für
eine Halbtonphasenschiebermaske ergab. Die Filmzusammensetzung des Rohlings
für eine
Halbtonphasenschiebermaske, wie sie mittels ESCA analysiert wurde,
ist in Tabelle 1 gezeigt. Die Eigenschaften des Films sind in Tabelle
2 gezeigt.
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Der
Phasenschieberfilm wurde auf gleiche Weise bezüglich chemischer Widerstandsfähigkeit
und Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene bewertet, und die Resultate hierzu sind in
den Tabellen 3 bzw. 4 gezeigt. Tabelle
1
Tabelle
2
Tabelle
3
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Die
oben angeführten
Ergebnisse zeigen, dass die Rohlinge für Halbtonphasenschiebermasken
aus den Beispielen verbesserte chemische Widerstandsfähigkeit,
hohe Gleichförmigkeit
in der gleichen Ebene und ausgezeichnete Verarbeitbarkeit aufweisen,
während
die Phasenschieberfilme aus den Vergleichsbeispielen entweder mangelhafte
chemische Widerstandsfähigkeit
oder nicht zufrieden stellende Verarbeitbarkeit zeigen.
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Es
wurden hierin Qualitätsrohlinge
für Halbtonphasenschiebermasken
mit verbesserter Verarbeitbarkeit und hoher Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Chemikalien, insbesondere alkalischen Chemikalien, beschrieben.