TW200529298A - Mask blank manufacturing method and sputtering target for manufacturing the same - Google Patents

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Description

200529298 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於罩幕毛胚之製造方法及罩幕毛胚製造用 濺鍍靶材等。 【先前技術】 近年，對裝置等要求更進一步的微細加工化，因應此項 要求所使用的曝光波長正朝短波長化發展。隨此種曝光波 長的短波長化，對罩幕毛胚所要求的各項特性亦日趨嚴苛。
例如，半色調型相位移罩幕毛胚的光半穿透膜（半色調 相位移膜），針對光穿透率與相位移量二者，對所使用之曝 光波長均必須滿足所要求的特性。 此外，隨曝光波長的短波長化，在量產實用化方面，必 須極力降低罩幕毛胚間和罩幕毛胚面内的相位角與穿透率 之誤差，例如在ArF、F2準分子雷射等短波長用罩幕毛胚 中，因為習知的i射線、KrF準分子雷射用罩幕毛胚在毛 胚間或面内的相位角與穿透率誤差情況，在此時將使誤差 變大，且良率亦惡化，因此並無法直接應用。 在此種狀況下，關於能滿足上述要求特性的罩幕毛胚之 製造方法與製造裝置，便有探討不延伸習知所採用的製造 方法、製造裝置，而是採用大幅變更的製造方法與製造裝 置。 具體而言，滿足上述要求特性的罩幕毛胚，係採用在DC 磁控濺鍍裝置的真空槽内部中，使用具有：具旋轉機構的基 板載置台、以及在從基板中心軸偏離其中心位置處與基板 5 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 成既定角度而對向的激錢I巴材等的製造裝置，一邊使基板 進行旋轉，一邊在複數基板間將濺鍍條件恆常保持一定狀 態，進行成膜而製得（專利文獻1 )。藉由此製造方法，可 極力降低罩幕毛胚間與罩幕毛胚面内的相位角與穿透率之 誤差情況，可達成例如ArF、F2準分子雷射等短波長用罩 幕毛胚的量產實用化。
此外，隨曝光波長的短波長化，顆粒與針孔（p i n h ο 1 e ) 特性越趨嚴苛，例如在ArF、F2準分子雷射等短波長用罩 幕毛胚中，在實用化方面，亦必須極力降低直徑大於曝光 波長一半左右的顆粒與針孔數量。 為滿足此要求，採用在DC磁控濺鍍裝置之真空槽内部 中具有：靶面朝重力方向為向下方向配置的濺鍍靶材；相對 向於靶材配置的基板托架；以及配置於真空槽内壁的屏蔽 等之製造裝置，藉由使用此裝置的倒置濺鍍（sputterdown) 方式進行成膜而製得罩幕毛胚（專利文獻2)。 (專利文獻1 )日本專利特開2 0 0 2 - 9 0 9 7 8號公報 (專利文獻2 )日本專利特開2 0 0 2 - 9 0 9 7 7號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 隨曝光波長的短波長化，對曝光所使用的罩幕毛胚要求 滿足上述二種特性。亦即，極力降低罩幕毛胚間、罩幕毛 胚面内的相位角與穿透率之誤差，且極力減少顆粒與針孔 數量，對例如A r F、F 2準分子雷射等短波長用罩幕毛胚的 實用化係屬必要的。 6 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298
當製造滿足該等要求特性的罩幕毛胚之際，採用具備有 兼顧上述二者之構成的製造裝置，換句話說，在DC磁控濺 鍍裝置之真空槽内部中，使用具有：具旋轉機構的基板載置 台；在從基板中心軸偏離其中心位置處與基板成既定角度 對向，且靶面朝重力方向為向下方向配置的濺鍍靶材；以 及配置於真空槽内壁的屏蔽等之製造裝置，使基板進行旋 轉，且一邊在複數基板間將濺鍍條件恆常保持在一定狀 態，一邊連續100片左右地連續成膜在基板上具光半穿透 膜的罩幕毛胚之時，將有在基板上出現較大異物（例如直徑 3 0 0 n m以上）的問題。經分析此異物，結果得知多數異物係 由I η (銦）系材料所構成的異物。在此，因為I η在滅鍍革巴 材中係使用作為將靶材與革巴座（b a c k i n g ρ 1 a t e )接合的黏 合劑，故此異物的發生源可舉出濺鍍靶材。此種異物在數 片左右之成膜後幾乎未被檢測出，隨成膜片數的增加，異 物數量亦增加，為了提昇罩幕毛胚之生產性，便必須消除 產生此異物的問題。 本發明係以上述背景為基礎而完成，其目的在於提供一 種適於ArF、F2準分子雷射等短波長用罩幕毛胚之製造的 濺鍍靶材、及量產性優越的短波長用罩幕毛胚之製造方法。 (解決問題之手段） 本發明具有下述構成。 (構成1) 一種罩幕毛胚之製造方法，係在基板上具有用 以形成罩幕圖案用之薄膜者； 上述薄膜係採用濺鍍靶材且以濺鍍法形成； 7 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 上述濺鍍靶材係將靶材與靶座利用黏合劑進行接合，且 在上述濺鍍靶材之側壁上，使用以防止上述黏合劑露出之 方式而形成有金屬膜之濺鍍靶材。 (構成2)如構成1所述之罩幕毛胚之製造方法，其中， 上述薄膜係將上述基板表面朝上配置，且將上述濺鍍靶材 的靶面相對於重力方向依0度〜9 0度間的角度配置，並使 用滅艘法形成。
(構成3)如構成1或2所述之罩幕毛胚之製造方法，其 中，上述靶座係具有：基底部；以及相對於上述基底部突出 成凸狀的部分、且用來以其頭頂面接合於上述靶材的接合 部； 將面積較上述靶座之接合部中接合靶材部分的面積為 大的靶材，以從接合上述靶材的部分起沿整個周圍伸出之 方式，在接合上述靶材的部分處，透過黏合劑進行接合的 上述濺鍍靶材， 應用使用整面侵蝕型磁控陰極的濺鍍法，形成上述薄 膜0 (構成4 ) 一種罩幕毛胚製造用濺鍍靶材，係於製造在基 板上具有用以形成圖案之薄膜的罩幕毛胚之際所使用的濺 鍍靶材； 上述濺鍍靶材具有：用以形成上述薄膜的靶材、靶座、 黏合劑、及金屬膜； 上述靶座係具有：基底部；以及相對於上述基底部突出 成凸狀的部分，且用來以其頭頂面接合上述靶材的接合 8 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 部； 上述靶材係作成從上述靶座接合部中與上述靶材之接 合部分起沿整個周圍伸出的狀態，利用上述黏合劑接合於 上述靶座的上述接合部分； 上述金屬膜係在上述濺鍍靶材的側壁上，以防止上述黏 合劑露出的方式而形成。
(構成5 ) —種罩幕毛胚製造用濺鍍靶材，係於製造在基 板上具有用以形成圖案之薄膜的罩幕毛胚之際所使用者； 上述濺鍍靶材整體係由用以形成上述薄膜的靶材所形 成0 (構成6)—種罩幕毛胚製造用濺鍍靶材，係於製造在基 板上具有用以形成圖案之薄膜的罩幕毛胚之際所使用者； 上述濺鍍靶材係具有：用以形成上述薄膜的靶材、靶座 、及黏合劑； 上述靶材係利用上述黏合劑，與上述靶座中與上述靶材 的接合部分進行接合； 上述靶材之厚度係當使用上述濺鍍靶材之際，不致受到 對上述黏合劑所施加熱的影響而熔出上述黏合劑之程度的 厚度。 (構成7)如構成4至6中任一項所述罩幕毛胚製造用濺 鍍靶材，其中，上述濺鍍靶材係當形成上述薄膜之際，配 置成上述靶材較上述黏合劑更靠重力方向側的位置處。 (構成8)—種罩幕毛胚之製造方法，係包含有：使用構成 4至7中任一項所述之濺鍍靶材，在基板上形成薄膜的步 9 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 驟。 (發明效果）
依照本發明的罩幕毛胚之製造方法，藉由對將成膜所使 用之滅鐘把材的I巴材與輕座接合之黏合劑所施加的熱之影 響、及對黏合劑所施加的重力之影響，上述黏合劑將熔出， 此所熔出的黏合劑傳送至靶材側面，且朝重力方向移動， 並到達靶材表面的侵蝕區域，藉此便可防止或降低因以黏 合劑為主成分的異物形成於基板上而造成之在基板產生來 自上述黏合劑的異物之情況。 依照本發明之濺鍍靶材，可防止或減少在基板產生來自 上述黏合劑的異物之情況。藉此，便不致出現產生來自黏 合劑之異物的問題，可連續施行複數片的成膜，可穩定地 製造如ArF、F2準分子雷射等短波長用的罩幕毛胚。 【實施方式】 針對在基板上所出現之I η系異物的產生原因進行更詳 細的究查，結果得知當採用上述D C磁控濺鍍裝置，以複數 片連續地在基板上形成光半穿透膜之際，上述相對於重力 方向配置成斜下方向的濺鍍靶材中，黏合部的I η將脫出， 此外，經利用掃描式電子顯微鏡（S Ε Μ )觀察黏合部附近靠靶 材側之面，則如圖1 0所示，觀察到大量球狀I η粒子。 由上述情況，可判斷此現象係如圖1 1所示，由： (1 )因為上述D C磁控濺鍍裝置係採用整面侵蝕濺鍍靶 材，故為經放電而加熱至靶材端部，且容易將熱傳導至黏 合部·分之I η (融點約1 5 7 °C )端部的構造； 10 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 (2 )上述D C磁控濺鍍裝置在靠近濺鍍靶材周邊部的位置 (距靶材之側部約1 m m間隔的位置）處，設置屏蔽（設定為約 8 0〜1 2 0 °C間並施行溫度控制，但是隨濺鍍條件亦有達1 2 0 °C以上的情況），而形成此屏蔽的熱較容易傳導至黏合部分 之I η的構成， (3 )上述D C磁控濺鍍裝置係採用上述朝斜下方向配置的 濺鍍靶材，係為促進因熱而熔融或軟化的I η重力所造成脫 落的構成；
(4 )上述D C磁控濺鍍裝置所使用的整面侵蝕濺鍍靶材， 為了能將靶材整面均勾的冷卻，因而為在靶材背面整體與 靶座之間介設著黏合劑而將靶材與靶座接合（即，靶材背面 整體與靶座的接合面之面積大致相等）的構成；等複合要因 而產生，遂根據此種複合原因的明朗而完成本發明。 另外，在習知所採用的罩幕毛胚之製造方法與製造裝置 中，藉由採用相對於重力方向朝上配置的滅鍵乾材、採用 非整面侵蝕靶材、不採用靶材周邊設置的屏蔽等，作成即 便採用I η作為用以將靶材與靶座接合之黏合劑亦不易發 生I η系異物的構成，所以可判斷將無發現I η系異物產生 的問題。 本發明者根據考慮在本發明中作為對象的上述來自黏 合劑之異物係由上述複合原因所引起，以阻止（阻絕）因對 黏合劑施加熱的影響及對黏合劑施加重力的影響而使上述 黏合劑熔出方式，採用將上述黏合劑之熔出密封的濺鍍靶 材之手法，遂完成第1提案。具體而言，第1提案係採用 11 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 在濺鍍靶材側壁以能夠防止黏合劑露出之方式形成金屬膜 (形成具有將黏合劑之熔出密封之機能的密封金屬部）的靶 材之手法（構成1 )。另外，當在濺鍍靶材之側壁以防止黏 合劑露出之方式形成金屬膜的情況，上述金屬膜厚度最好 設定為形成具有能密封黏合劑之熔出機能之密封金屬部的 厚度。
上述手法不並僅限於靶面相對於重力方向朝下配置的 濺鍍靶材之情況，將濺鍍靶材之靶面配置於重力方向與横 向（與重力方向垂直的方向）之間的角度，並依濺鍍法在基 板上形成薄膜的罩幕毛胚之製造方法中，可發揮明顯的適 用效果（構成2 )。 本發明者在採用上述手法之際，針對濺鍍靶材之構造下 工夫，則如圖1所示： (1 )採用接合靶材4之部分相對於基底部5 ’突出成凸狀 之整體形狀為凸狀構造的靶座5 [相對於基底部5 ’突出成 凸狀之部分的頭頂面成為接合靶材4用的接合部（接合 面）]; (2 )思考出將較上述靶座5中接合靶材4之部分的面積 更廣闊的靶材4，作成從接合上述靶材4的部分朝整個周 圍伸出之方式，透過黏合劑3 0接合於將上述靶材4接合之 部分處的構造， (3 )思考出在利用上述2種構造之組合所形成的懸吊形 狀（〇 v e r h a n g )凹部（所思考出的部位）上，以能密封黏合劑 之炫出的方式，最好以不損及把材伸出部分的冷卻效率之 12 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 方式，使金屬4 0附著的構造（構成3、4)。
當以不損及靶材伸出部分之冷卻效率的方式將金屬附 著成埋藏上述凹部狀態之情況，如圖1所示，最好依實質 埋藏上述凹部達一半以上之方式，亦在靶材背面附著金 屬，且最好將金屬附著至靶材伸出部分的端部，尤以如圖 2所示，依實質埋藏上述凹部的方式附著金屬為佳。所附 著的金屬最好為導電性、冷卻性高，且與靶材及靶座間的 附著性高的金屬，而且最好與靶座為實質上相同材料的金 屬。所附著的金屬有如C u、A1等，尤以C u系材料為佳， 最好為強度雖多少有些差劣，但是通常在靶座中所使用的 無氧銅。附著金屬的方法最好為可確保整個周圍密封確實 性的方法，例如金屬熔射。 藉由上述2種構造的組合而形成的凹部（所思考出的部 位），便可確保密封空間，且具有提昇密封作業性、確保整 個周圍密封之確實性等效果。此效果在現況之必需利用手 動作業之金屬熔射施行密封的情況，將趨於明顯。 從上述靶座中接合靶材的部分使靶材伸出的距離（靶材 伸出部分的長度）係0.5〜5mm，尤以1mm左右（0.5〜1.5mm) 為佳，因為能將整面侵蝕濺鍍靶材之整面更均勻地冷卻。 此原因可考慮為，即便依不損及靶材伸出部分之冷卻效率 的方式，將與上述靶座實質相同材料的金屬附著成埋藏上 述凹部狀態的構造，相較於利用沒有靶材伸出部分之一體 化靶座施行冷卻的態樣（即，具有習知構成之濺鍍靶材的態 樣），冷卻效率仍稍微降低。隨著將靶材伸出部分的長度設 13 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 定為較長於1 . 5 m m，便提高把材從把座上剝落的危險性。 隨著將靶材伸出部分的長度設定為較短於0 . 5 m m，在確保 密封空間、提昇密封作業性、確保整個周圍密封之確實性 等方面將變得困難，在現況之必需利用手動作業之金屬熔 射施行密封的情況，將趨於明顯。
藉由採用接合靶材的部分相對於基底部突出成凸狀之 整體形狀為凸狀構造的靶座，靶座變得不易撓屈，即便在 靶座中接合靶材的部分處所接合的靶材屬於硬且易碎材料 (例如較化學計量安定的組成含更多S i (富含S i )之MoS i 系材料等），靶材發生破損的危險性仍極低。 附著於上述凹部中的金屬之表面粗糙度（R a )，最好設定 為能防止該金屬表面上所附著之膜發生剝落的既定範圍。 經熔射之金屬的表面粗糙度（R a )較粗造，較容易設定於上 述既定範圍，故屬較佳狀況。 第2，本發明者根據考慮在本發明中作為對象的上述來 自黏合劑之異物係由上述複合原因所引起，為消除因對黏 合劑施加熱的影響及對黏合劑施加重力的影響而使上述黏 合劑熔出所導致的問題，採用整體濺鍍靶材由用以獲得所 需膜之靶材所形成之濺鍍靶材的手法，完成第2提案（構成 依照此手法，如圖3所示，濺鍍靶材2整體具有以靶材 一體成形的構成（採用未使用黏合劑的構成），因此不致引 發黏合劑炫出的問題。 另外，露出濺鍍靶材2的面2 a、2 b，最好採用噴砂 14 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 (b 1 a s t i n g )處理（機械式·物理式地將表面粗糙化的處理） 等方法施行粗糙化，便可防止該部分所附著的膜發生脫落。 第3，本發明者根據考慮在本發明中作為對象的上述來 自黏合劑之異物係由上述複合原因所引起，為消除因對黏 合劑施加熱的影響及對黏合劑施加重力的影響而使上述黏 合劑熔出所導致的問題，採用經由降低對上述黏合劑施加 的熱之影響而可減少上述黏合劑溶出之厚度的革巴材利用黏 合劑接合於靶座所構成的濺鍍靶材之手法，完成第3提案
(構成6 )。 依照此手法，如圖4所示，因為依可減少上述黏合劑熔 出之方式，將靶材4厚度t設為較通常為厚，因此採用整 面侵蝕濺鍍靶材，即便在藉由放電（電漿）將靶材整面加熱 而使靶材端部被加熱的情況，仍為此熱不易傳導至黏合部 的構成，同樣的，由於為在靠近濺鍍靶材側部的位置處所 設置之屏蔽的熱不易傳導至黏合部的構成，因而可減少黏 合劑3 0的熔出，可減少因黏合劑3 0之熔出所造成的缺陷。 再者，因為祀材4之厚度t比通常為厚，且把材4之側 面較長，故可將黏合劑3 0與靶材4之表面端部（侵蝕部） 間的距離拉長，銦等黏合劑3 0朝靶材表面端部（侵蝕部） 的移動距離變長，因此不易到達，可減少因黏合劑3 0之熔 出所造成的缺陷。此情況，靶材側面4b若使用喷砂處理等 方法施行粗糙化，在靶材側面將更不易發生銦等黏合劑3 0 的移動，且可附著在靶材側面上，防止膜發生剝落，屬較 佳狀況。 15 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 革巴材4厚度t最好在5〜15mm的範圍内。 在上述本發明中，靶材可配合目的適當選擇。 靶座係於濺鍍之際用以固定靶材用的金屬，可由具有良 好導電性與冷卻性的金屬，如C u系、A 1系等金屬所構成。 以下，針對特別適用本發明的罩幕毛胚之製造方法的DC 磁控濺鍍裝置（專利文獻1、專利文獻2 )進行更詳細説明。
圖7所示D C磁控濺鍍裝置係具有真空槽1，在此真空槽 1之内部配置有濺鍍靶材2與基板托架3。濺鍍靶材2係採 用靶面朝斜下方向配置的傾斜濺鍍方式。濺鍍靶材2係靶 材4與革巴座5利用銦系黏合劑接合而成。在減：鑛革巴材2背 後安裝著整面侵蝕磁控陰極（未圖示）。靶座5係利用水冷 機構直接或間接地進行冷卻。磁控陰極（未圖示）與靶座5 及把材4進行電氣式耗接。露出的把座面5A、5B、5C係使 用喷砂處理（機械式·物理式地將表面粗糙化的處理）等方 法予以粗糙化。靶材端面4B係使用喷砂處理等方法予以粗 糙化。在可旋轉的基板托架3上安裝著透明基板6。 在真空槽1内壁上設置著可拆卸之屬於防止膜附著零件 的屏蔽2 0 (具有可溫度控制的構成）。屏蔽2 0中的接地屏 蔽2 1之部分係與靶材2電氣式接地。接地屏蔽21配置於 較靶面4 A更上方（靶座5側）處。
真空槽1係經由排氣口 7並利用真空泵進行排氣。在真 空槽内的環境達到不影響所形成膜之特性的真空度之後， 便從氣體導入口 8導入含氮的混合氣體，使用DC電源9， 對整面侵蝕磁控陰極（未圖示）施加負電壓，施行濺鍍。D C 16 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 電源9具有電弧檢測機能，可監視濺鍍中的放電狀態。真 空槽1内部的壓力係利用壓力計1 0進行測定。 透明基板上所形成之光半穿透膜的穿透率，係利用從氣 體導入口 8所導入的氣體種類與混合比進行調整。 另外，為了能將相位角與穿透率的毛胚内分布（面内誤 差）分別抑制在± 2 °以内、± 4 °以内，一邊使透明基板進行 旋轉，一邊進行成膜，同時必須在從開始成膜起至成膜結 束為止之間，使透明基板旋轉整數，以進行成膜。為此，
必須具備有例如利用檢測出基板旋轉角位置的感測器而檢 測出開啟（0 N )放電時（開始成膜）的基板旋轉角位置，並進 一步利用此感測器將基板旋轉整數次，在與開啟放電時的 相同旋轉角位置處，於基板到達時關閉（OF F )放電（結束成 膜）的機構。 再者，形成光半穿透膜等薄膜之濺鍍時的氣體壓力、濺 鍍用DC電源的輸出、施行濺鍍的時間，因為直接影響穿透 率、相位角，故必須提昇氣體流量控制器、DC電源、及其 他機器的精密度，且需要提高從控制器所發送出設定信號 的精密度。因為濺鍍時的氣體壓力亦受到裝置的排氣電導 之影響，因而亦需要可正確決定排氣口閥之開度與屏蔽位 置的機構。 再者，在含氮化矽的膜方面，因為從真空槽内壁所發生 的水分等氣體對膜的光學特性造成頗大影響，因此必需安 裝可將真空槽内充分排氣的泵，且設置可將真空槽内壁烘 烤的機構。真空槽内的真空度係當成膜速度為lOnm/min 17 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498
200529298 的情況，大約在2xl0_5pa以下，當成膜速度為5nm 情況，則必須在1 X 1 (Γ5 p a以下。 相位角與穿透率的面内分布亦將隨基板與靶材faE 置關係而變化。針對靶材與基板的位置關係，利用 行説明。 偏移距離（基板中心軸與通過靶材中心且平行於 板中心軸的直線間之距離）係利用能確保相位角與： 分布的面積進行調整。一般，在能確保分布的面積 情況，所需的偏移距離將變大。例如為了在1 5 2 m m 基板内達成相位角分布±2°以内與穿透率分布±4°以 必須將偏移距離設定在2 0 0 m m至3 5 0 m m左右，最好 距離為240mm至280mm。 靶材-基板間垂直距離（T / S )係利用偏移距離變化 範圍，為了能在1 5 2 m m見方的基板内實現相位角分 以内與穿透率分布± 4 °以内，靶材-基板間垂直距離 必須在200mm至380mm左右，較佳T/S為210mm至 靶材傾斜角會影響成膜速度，為了獲得較大的成 度，把材傾斜角在0 °至4 5 °較為恰當，最好的把材 係 1 0 ° 至 3 0 °。 濺鍍現象係使靶材或屏蔽的溫度或表面狀態產生 化，同時真空槽内的真空度亦有所變化。因此，為 相位角與穿透率的毛胚間變動（毛胚間誤差）、毛胚 (面内誤差）形成較習知為低，必須在複數基板間將 屏蔽的溫度與表面狀態恆常持續地保持於一定狀態 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 /min 的 丨的位 圖8進 上述基 穿透率 較大之 見方的 内，便 的偏移 ，最佳 布±2° (T/S) 3 0 0 mm 〇 膜速 傾斜角 變 了能將 内分布 把材與 ，並在 18 200529298 複數基板間將濺鍍條件持續保持於恆常一定狀態。因此， 必須採用在複數基板間，可將濺鍍結束起至下一個濺鍍開 始的間隔恆常持續保持一定的裝置。若如習知般施行從濺 鍍結束起至下一個濺鍍開始的間隔非一定的間歇式濺鍍， 乾材或屏蔽的狀態將時時刻刻在變化，相應於此，相位角、 穿透率的變動將變大。
為了實現在複數基板間將靶材與屏蔽的溫度及表面狀 態持續恆常保持於一定狀態，並在複數基板間將濺鍍條件 十互常持續地保持一定狀態，必須如圖9所示，設置可怪常 將執行濺鍍的真空槽（濺鍍室）保持於高真空狀態的負荷固 定（load lock)機構，並構成將複數基板間恆常保持一定間 隔地持續施行從負荷固定室將基板導入於滅鍍室的裝置構 造。因此’便必須設計將一片片基板導入的負荷固定機構’ 且將負荷固定室容積設計成可執行恆常依一定間隔持續施 行從負荷固定室將基板導入於滅鍵室的容積。 在圊9中，於負荷固定室1 1中安裝有將大氣與負荷固 定室1 1隔離的閥1 2及將負荷固定室1 1與濺鍍室1 3隔離 的閥1 4。作為負荷固定室1 1，係設置可依一定間隔持續施 行將基板導入於上述所説明濺鍍室中的單片式且設計為既 定容積者。濺鍍室13具有與執行後述圖2所示濺鍍的真空 槽相同的機能。在利用機械臂將基板導入於濺鍍室1 3中之 情況，亦可在濺鍍室1 3與負荷固定室1 1之間設置撤送室 1 5。機械臂1 9係構成可利用腕部1 9 a朝圖示A方向進行關 開與將臂部1 9 b於圖示B方向移動，而且機械臂1 9可於圖 19 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 示C方向旋轉，機械臂1 9更可相對於紙面進行上下方向移 動的構造。此外，為了提昇成膜的生產量，亦可追加具有 與上述負荷固定室1 1相同構成的去負荷固定室1 6。採用 圖9，針對在透明基板上形成光半穿透膜的步驟之一例進 行説明。 1 )關閉閥1 4之後，進行排氣，使負荷固定室1 1内成為 大氣壓。 2 )開啟閥1 2，將一片透明基板導入於負荷固定室1 1内。
3 )關閉閥1 2，將負荷固定室1 1排氣。 4 )在負荷固定室1 1到達既定真空度之後，開啟閥1 4使 透明基板移往濺鍍室1 3。 5 )在濺鍍室1 3中，採用後述圖2所示構造形成光半穿 透膜。 6 )在光半穿透膜成膜結束後，開啟閥1 7，將基板移往去 負荷固定室1 6。此時，去負荷固定室1 6必須排氣至既定
7 )關閉閥1 7之後，進行排氣，使負荷固定室成為大氣 壓〇 8 )開啟閥1 8並取出基板。 結束濺鍍室1 3内的光半穿透膜之成膜，在從濺鍍室1 3 將基板移動至去負荷固定室1 6之間，使上述步驟1 )至4 ) 結束，並使下一個基板在負荷固定室1 1中待機。若前一個 成膜完成，並將基板從濺鍍室1 3移往去負荷固定室1 6， 則使待機的透明基板移往濺鍍室1 3，繼續施行光半穿透膜 20 312XP/發明說明書(補件)/94·04/94100498 200529298 的成膜。藉由此種步驟，除裝置維修時等之外，在複數基 板間，可持續地將從濺鍍完成起至下一個濺鍍開始間的間 隔恆常保持一定，並在複數基板間將靶材與屏蔽的溫度與 表面狀態持續恆常保持於一定狀態，可在複數基板間將濺 鍍條件持續保持一定狀態。藉此便可穩定地製造例如相位 角、穿透率變動較少的半色調相位移罩幕毛胚。具體而言， 可穩定地製造相位角與穿透率的毛胚間誤差分別在± 2 °以 内、±4°以内的半色調相位移罩幕毛胚。
其次，針對光半穿透膜之材質對相位角、穿透率的影響 進行説明。光半穿透膜的相位角、穿透率係隨成膜速度與 氮化程度而變化。成膜速度與氮化程度雖受濺鍍中的氮分 壓影響，但是在光半穿透膜完全氮化的狀態下，濺鍍中的 氮分壓影響將減小。經氮化的金屬矽化物膜係藉由將導入 於濺鍍中的氮流量以ESCA所測定之氮含有量大於矽的方 式調整，藉此可降低因氮分壓變動對光學特性所造成的影 響。若使用此方法，便可同時縮小相位角與穿透率的面内 分布。另外，在濺鍍中同時添加氮與氧之情況，雖相位角、 穿透率受氧流量變動的影響頗大，但是至少針對氮流量變 動的影響，可利用上述方法降低。 另外，本發明中所謂「罩幕毛胚」係指涵蓋罩幕中的如 遮光膜（鉻或在鉻中含氧、氮、碳等的鉻化合物、其他鉻化 合物等）、及相位移罩幕毛胚中的相位移膜等。 再者，本發明的相位移罩幕毛胚並不僅限於半色調型相 位移罩幕毛胚，亦可在將相位角誤差設定為±2°以内之目 21 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 的下，應用於用以製造如雷文生型（Levenson-type)、輔助 圖案型、自我整合型（邊緣強調型，edgestressingtype) 等其他相位移罩幕的毛胚。 (實施例） 以下，針對本發明實施例進行更詳細的説明。 採用上述圖7〜9所説明的DC磁控濺鍍裝置，將ArF準 分子雷射（193nm)用半色調型相位移罩幕毛胚100片，一片 片地依一定間隔連續成膜進而製作。
具體而言，使用鉬（Μ 〇 )與矽（S i )的混合靶材 (Mo ·· Si = 8 ·· 9 2moU)，在氬（Ar)與氮（N2)的混合氣體環境 (Ar : N2 = 1 0% : 9 0%，壓力：0 . 1 Pa)中，利用反應性濺鍍（DC濺 鍍），在透明基板（6吋見方、厚度0·25吋的石英基板）上 形成經氮化的鉬與矽（Μ 〇 S i Ν )之薄膜（膜厚約6 7 0埃），獲得 A r F準分子雷射（波長1 9 3 n m )用相位移罩幕毛胚（膜組 成：Mo:Si :N: 7:4 5:4 8 )。 在本實施例中，如圖7所示，係採用濺鍍靶材2與基板 6配置成基板與靶材相對向的面具有既定角度狀態之配置 有I巴材與基板構造的裝置。此情況，如圖8所示，濺鍵革巴 材與基板的偏移距離設為3 4 0 m m，靶材-基板間垂直距離 (T / S )設為3 8 0 mm，靶材傾斜角設為1 5 °。 光半穿透膜相位角係依濺鍍時間進行調整，將曝光波長 中的相位角調整為約1 8 0 °。 在實施例中，係於圖7所示DC磁控濺鍍裝置中分別使 用圖1所示濺鍍靶材A、圖5所示濺鍍靶材B (圖1所示濺 22 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 鍵把材並未熔射銅）、圖6所示錢鍵把材C。各滅鐘把材係 於|巴座4使用無氧鋼，在減鍵把材5與$巴座4的黏接使用 Μ 。 如此，調查1 0 0片成膜之際，每一片的缺陷數（單位： 個）。結果如表1所示。 (表1) 靶材A 靶材B 靶材C 針孔0. 2 # m以上 0. 2 1.1 12.1 顆粒0 . 2 # m以上 0. 4 2.1 15.8 於使用靶材Α的情況，並未檢測出本發明對象的銦系異 物。又，相應於此，確認到針孔發生率與顆粒數量明顯地 變少 〇 於使用靶材C的情況，檢測出大量之本發明對象的銦系 異物，相應於此，亦檢測出大量的針孔發生率與顆粒數。
於使用靶材B的情況，相較於使用靶材C之情況，本發 明對象的銦系異物減少，相應於此，確認到針孔發生率與 顆粒數減少。 以上雖舉較佳實施例針對本發明進行説明，惟本發明並 不限定於上述實施例。 例如，構成光半穿透膜的金屬雖使用鉬，但不限定於 此，亦可使用如：錯、鈦、鈒、銳、组、鎢、鎳、纪等。 再者，含金屬與矽的靶材雖係使用由鉬與矽所構成的靶 材，但不限定於此。在含有金屬與矽的靶材中，鉬在上述 金屬中，特別就穿透率的控制性與使用含有金屬與矽的濺 23 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 鍍靶材之情況的靶材密度較大、可減少膜中顆粒的觀點而 言較具優勢。鈦、釩、鈮雖對鹼溶液的耐久性較優越，但 是在靶材密度方面則較鉬略為差劣。鈕雖對鹼溶液的耐久 性與靶材密度較優越，但是在穿透率的控制性方面則較鉬 略為差劣。鎢雖具有非常近似鉬的性質，但是在濺鍍時的 放電特性方面，卻較鉬略為差劣。鎳與鈀雖在光學特性及 對鹼溶液的耐久性方面優越，但是較難施行乾式蝕刻處 理。結雖對驗溶液的时久性優越，但是在把材密度方面卻 較鉬差劣，且較難施行乾式蝕刻處理。若考慮該等因素， 現時點最好使用鉬。經氮化的鉬與矽（Μ 〇 S i N )之薄膜（光半 穿透膜），就耐酸性與耐鹼性等耐藥性優越的觀點而言，亦 是最好使用鉬。 再者，為了獲得確保成膜時的放電安定性，同時滿足相 位移罩幕之各特性之組成的薄膜，最好將含有70〜9 5mol % 的矽與金屬的靶材，在含氮環境中施行DC磁控濺鍍，藉以 形成含有氮、金屬及矽的光半穿透膜。 此係因為若靶材中的矽含有量大於9 5 m ο 1 %，在D C濺鍍 中不易對靶材表面上（侵蝕部）施加電壓（電流不易流通）， 因此放電將呈不穩定狀態；又，若少於7 0 m ο 1 %，將無法獲 得構成高光穿透率光半穿透部的膜。又，亦因為藉由氮氣 與DC濺鍍的組合，可更加提昇放電安定性。 另夕卜，成膜時的放電安定性亦影響膜質，若放電安定性 優越，將可獲得良好膜質的光半穿透膜。 【圖式簡單說明】 24 200529298 圖1為本發明第1濺鍍靶材之一實施形態示意圖。 圖2為本發明第1濺鍍靶材之另一實施形態示意圖。 圖3為本發明第2濺鍍靶材之一實施形態示意圖。 ' 圖4為本發明第3濺鍍靶材之一實施形態示意圖。 • 圖5為實施例中所使用之濺鍍靶材之實施形態示意圖。 圖6為實施例中所使用之另一濺鍍靶材之實施形態示意 圖。 圖7為實施例中所使用之DC磁控濺鍍裝置的濺鍍室示
圖8為靶材與基板之位置關係説明示意圖。 圖9為實施例中所使用之DC磁控濺鍍裝置的搬送系統 説明示意圖。 圖1 0為本發明對象的銦系異物之電子顯微鏡（S E Μ )圖。 圖1 1為本發明對象的銦系異物發生現象説明示意圖。 【主 要元 件 符 號 說明 ] 1 真 空 槽 2 滅 鍍 靶 材 2a、 2b 濺 鍍 $巴 材2 的面 3 基 板 托 架 4 靶 材 4A 靶 面 4B 革巴 材 端 面 5 靶 座 5， 基 底 部 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/94100498
25 200529298
5A、 5B、5C fe ，座 面 6 基 板 7 排 氣 D 8 氣 體 導 入 V 9 DC 電 源 10 壓 力 計 11 負 何 固 定 室 12、 14 閥 13 濺 鍍 室 15 撤 送 室 16 去 負 荷 固 定室 19a 腕 部 19b 臂 部 20 屏 蔽 21 接 地 屏 蔽 30 1占 合 劑 40 金 屬 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 26

Claims (1)

  1. 200529298 十、申請專利範圍： 1 . 一種罩幕毛胚之製造方法，係於在基板上具有用以形 成罩幕圖案之薄膜者中，其特徵為， 上述薄膜係使用濺鍍靶材，以濺鍍法形成； 上述濺鍍靶材係將靶材與靶座透過黏合劑予以接合，且 在上述濺鍍靶材之側壁上，使用以防止上述黏合劑露出的 方式形成有金屬膜之濺鍍靶材。 2. 如申請專利範圍第1項之罩幕毛胚之製造方法，其
    中，上述薄膜係將上述基板之表面朝上配置，且將上述濺 鍍靶材的靶面相對於重力方向以0度〜9 0度間的角度配 置，並以激鍵法形成。 3. 如申請專利範圍第1或2項之罩幕毛胚之製造方法， 其中，上述靶座具有：基底部；以及接合部，係相對於上述 基底部突出成凸狀的部分，且用來以其頭頂面接合於上述 靶材； 將使面積較上述靶座之接合部中接合靶材部分的面積 更大的靶材以從接合上述靶材的部分起沿整個周圍伸出之 方式透過黏合劑接合在接合上述靶材的部分之上述濺鍍靶 材，應用使用整面侵蝕型磁控陰極的濺鍍法，形成上述薄 膜0 4. 一種罩幕毛胚製造用濺鍍靶材，係於製造在基板上具 有用以形成圖案之薄膜的罩幕毛胚之際所使用者，其特徵 上述濺鍍靶材具有：用以形成上述薄膜的靶材、靶座、 27 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 黏合劑及金屬膜； 上述靶座具有：基底部；以及接合部，係相對於上述基 底部突出成凸狀的部分，且用來以其頭頂面接合上述靶材； 上述靶材係作成從上述靶座接合部之與上述靶材之接 合部分起沿整個周圍伸出的狀態，透過上述黏合劑接合上 述靶座的上述接合部分； 上述金屬膜係在上述濺鍍靶材的側壁上，以防止上述黏 合劑露出的方式形成。
    5. —種罩幕毛胚製造用濺鍍靶材，係於製造在基板上具 有用以形成圖案之薄膜的罩幕毛胚之際所使用者，其特徵 為， 上述濺鍍靶材整體係由用以形成上述薄膜的靶材所形 成。 6. —種罩幕毛胚製造用濺鍍靶材，係於製造在基板上具 有用以形成圖案之薄膜的罩幕毛胚之際所使用者，其特徵
    上述濺鍍靶材具有：用以形成上述薄膜的靶材、靶座及 黏合劑； 上述靶材係透過上述黏合劑，與上述靶座中和上述靶材 的接合部分進行接合， 上述靶材之厚度係為當使用上述濺鍍靶材之際不致受 對上述黏合劑施加熱的影響而熔出上述黏合劑之程度的厚 度。 7 .如申請專利範圍第4至6項中任一項之罩幕毛胚製造 28 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498 200529298 用濺鍍靶材，其中，上述濺鍍靶材係於形成上述薄膜之際， 以上述革巴材位於較上述黏合劑更靠重力方向側的方式設 置。 8. —種罩幕毛胚之製造方法，係包含：使用申請專利範 圍第4項之滅鍵把材，在基板上形成薄膜的步驟。 9. 一種罩幕毛胚之製造方法，係包含：使用申請專利範 圍第5項之濺鍍靶材，在基板上形成薄膜的步驟。 1 0 . —種罩幕毛胚之製造方法，係包含：使用申請專利範
    圍第6項之濺鍍靶材，在基板上形成薄膜的步驟。 1 1 . 一種罩幕毛胚之製造方法，係包含：使用申請專利範 圍第7項之濺鍍靶材，在基板上形成薄膜的步驟。
    29 312XP/發明說明書(補件)/94-04/94100498
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