TW201538767A - 濺鍍成膜方法、濺鍍裝置、空白光罩之製造方法及空白光罩 - Google Patents
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Abstract
本發明課題解決手段為在相同真空槽內配置第1靶與第2靶，使該等的濺鍍面朝向被濺鍍物，且使兩者的濺鍍面互相平行或傾斜，同時對第1及第2靶兩者施加電力，並將第1及第2靶相互之間由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面造成濺鍍粒子附著在濺鍍面上的速度設定在另一個靶因為濺鍍而除去濺鍍粒子的速度以下，使膜濺鍍成膜在被濺鍍物上。
本發明效果為在藉由使用2種以上容易變更膜組成的靶的共濺鍍來成膜時，可抑制靶的濺鍍面互相污染或變質，使濺鍍時的放電安定而成膜，可安定地製造出形成缺陷少的機能性膜的高品質空白光罩。
Description
本發明關於一種濺鍍成膜方法，其係使用2種以上的靶，並採用對這些靶同時濺鍍的共濺鍍技術；此方法所適合的濺鍍裝置；使用此濺鍍成膜方法或濺鍍裝置，使遮光膜等的機能性膜成膜在透明基板上之空白光罩之製造方法；及使用此濺鍍成膜方法或濺鍍裝置所製造出的空白光罩。
在半導體技術領域，為了使圖型進一步細線化而正在進行研究開發。尤其近年來隨著大規模積體電路的高積體化，電路圖型的細線化或配線圖型的細線化、構成電路元的層間配線所需的接觸孔圖型的微小化等正在發展，對於微細化加工技術的要求日漸提高。隨著如此，在微細加工時的光蝕刻法步驟所使用的光罩的製造技術的領域，也開始需要開發出能夠形成更微細且正確的電路圖型(光罩圖
型)的技術。
一般而言，在藉由光蝕刻法的技術在半導體基板上形成圖型時是進行縮小投影。因此，形成於光罩上的圖型的尺寸設定在形成於半導體基板上的圖型尺寸的4倍程度。但是，這並不代表形成於光罩的圖型所需的精密度與形成於半導體基板上的圖型相比較為緩和。反而，作為樣版的光罩上所形成的圖型需要高於曝光後實際所得到圖型的高精密度。
在目前的光蝕刻法技術領域，描繪的電路圖型的尺寸顯著低於曝光所使用的光線的波長。因此，在單純使半導體基板上的電路圖型的尺寸成為4倍來形成光罩的圖型的情況，因為曝光時產生光線的干涉等的影響，結果使原本的形狀無法轉印至半導體基板上的阻劑膜。
於是，也有藉由將形成於光罩的圖型設計成比實際的圖型還複雜的形狀來減輕上述光的干涉等的影響的情形。這種圖型形狀有例如對實際的電路圖型實施光學鄰近修正(OPC：Optical Proximity Correction)的形狀。
像這樣，隨著電路圖型尺寸的微細化，用來形成光罩圖型的微影術技術也需要更高精密度的加工手段。微影術的性能表現會有出現極限解像度的情形，而如上述般，作為樣版的光罩上所形成的圖型需要高於曝光後實際得到的圖型的高精密度。
在形成光罩圖型時，通常在透明基板上設置遮光膜的空白光罩的表面形成阻劑膜，利用電子束進行圖型的描
繪、曝光。然後使曝光後的阻劑膜顯像而得到阻劑圖型，然後以此阻劑圖型作為蝕刻光罩來蝕刻遮光膜，而得到遮光膜圖型。以這種方式所得到的遮光膜圖型會成為光罩圖型。
此時，上述阻劑膜的厚度必須因應遮光圖型微細化的程度來降低。這是因為在欲維持阻劑膜厚度的狀態下形成微細的遮光圖型的情況，阻劑膜厚與遮光圖型尺寸之比(高寬比)變大，阻劑圖型的形狀劣化，造成圖型無法順利轉印、或阻劑圖型倒塌，或剝離的緣故。
關於設置於透明基板上遮光膜的材料，目前已經有文獻提出許多種，然而由於對於蝕刻的意見很多等等的理由，在實用上一直是使用鉻化合物。鉻系材料膜的乾式蝕刻一般是藉由氯系乾式蝕刻來進行。但是，氯系的乾式蝕刻對於有機膜也具有某程度的蝕刻能力的情形很多。因此，若在薄的阻劑膜上形成阻劑圖型，以此作為蝕刻光罩來蝕刻遮光膜，則氯系乾式蝕刻也會使阻劑圖型蝕刻至無法忽視的程度。其結果，原本應轉印至遮光膜的阻劑圖型會無法正確地轉印。
為了迴避這種不良狀況，很需要蝕刻耐性優異的阻劑材料，然而這種阻劑材料還沒被發現。因此，為了得到高解像性的遮光膜圖型，必須有加工精密度高的遮光膜材料。關於比以往加工精密度更優異的遮光膜材料，有文獻報告出嘗試藉由使鉻化合物中只含有既定量的輕元素來提升遮光膜的蝕刻速度。
例如在國際公開第2007/74806號(專利文獻1)中揭示了一種技術，其係使用主要含有鉻(Cr)與氮(N)且X光繞射產生的繞射峰實質上為CrN(200)的材料，以此作為遮光膜材料來提高乾式蝕刻速度，以減低氯系乾式蝕刻時阻劑的膜損耗。
另外，在日本特開2007-33470號公報(專利文獻2)中揭示了一項空白光罩的發明，藉由將鉻系化合物的遮光性膜的組成設計成與以往的膜相比，輕元素較多、鉻組成較低，以謀求乾式蝕刻的高速化，同時適當地設計組成、膜厚、層合構造以得到所希望的透光率T與反射率R。
在使用鉻系化合物中添加輕元素而成的遮光膜用材料的情況，遮光膜為光學膜，因此不僅是蝕刻速度的提升，還必須設計出能夠確保必要的光學特性的膜，因此膜設計的自由度會受到限制。另外，在並非遮光膜而是用以形成遮光膜加工用硬光罩的膜採用在鉻系化合物中添加輕元素的材質的情況，為了確保其機能，能夠添加的輕元素的範圍也自然而然會受限，因此膜設計的自由度仍然會受到限制。
[專利文獻1]國際公開第2007/74806號
[專利文獻2]日本特開2007-33470號公報
[專利文獻3]日本特開平7-140635號公報
[專利文獻4]日本特開2007-241060號公報
[專利文獻5]日本特開2007-241065號公報
[專利文獻6]日本特開2011-149093號公報
本發明人等為了確保空白光罩中的遮光膜等的機能性膜所須的光學特性等的物性，並且謀求蝕刻速度的提升，檢討了由含有熔點在400℃以下的金屬元素的鉻系材料所構成的機能性膜。
製造空白光罩的方法，一般而言為藉由濺鍍法使遮光膜等的機能性膜成膜的方法。使由含有熔點在400℃以下的金屬元素的鉻系材料所構成的機能性膜成膜的濺鍍法，可列舉：(1)單一使用將鉻或鉻化合物與熔點在400℃以下的金屬元素混合並且燒結的靶來進行濺鍍、(2)單一使用將鉻與熔點在400℃以下的金屬元素以各金屬的面積比在深度方向不會變化的方式在一枚背板配置異種金屬而成的複合靶來進行濺鍍、(3)使用鉻或鉻化合物的靶與熔點在400℃以下的金屬元素的靶2種以上來進行共濺鍍等。
上述濺鍍之中，(1)的濺鍍方法在製作靶的技術上有困難。在鉻或鉻化合物粒子中混合相應量的熔點在400℃以下的金屬元素粒子並且燒結的情況，在超過熔點在400
℃以下的金屬元素的熔點的溫度下，由該金屬元素粒子所構成的部分會熔融而成為液相，因此必須將燒結溫度設定未滿在熔點在400℃以下的金屬元素的熔點。在這種燒結溫度下，燒結密度不足，組成分布會變得不均勻。
另外，(2)的濺鍍方法雖然可製作出靶，然而鉻與熔點在400℃以下的金屬元素的組成比固定，因此必須依照機能性膜的組成訂作出靶。因此無法靈活地對應於膜的設計變更等以及組成的變更，而且難以使鉻與熔點在400℃以下的金屬元素的組成比在厚度方向連續變化的膜成膜。
另一方面，在(3)的共濺鍍方法中，將鉻與熔點在400℃以下的金屬元素分別獨立製成鉻或鉻化合物的靶與熔點在400℃以下的金屬元素的靶，使用該等進行共濺鍍，因此可靈活地對應於組成的變更，膜的設計也可得到高自由度。另外，也能夠使鉻與熔點在400℃以下的金屬元素之組成比在厚度方向連續變化的膜成膜。但是在藉由此共濺鍍進行成膜的情況，熔點在400℃以下的金屬元素的靶的初期的放電特性不安定，而必須進行預備濺鍍至放電特性安定為止。另外，熔點在400℃以下的金屬元素的靶即使在放電安定之後，發生異常放電的可能性也很高，而異常放電會使機能性膜產生缺陷。
本發明是為了解決上述問題而完成，目的為提供一種濺鍍成膜方法，在使用2種以上的靶，例如鉻靶、鉻化合物靶等的熔點超過400℃的金屬元素或半金屬元素的靶(含高熔點元素的靶)與熔點在400℃以下的金屬元素的靶(含
低熔點元素的靶)進行共濺鍍時，可持續安定地進行共濺鍍、一種濺鍍裝置、使用這些濺鍍成膜方法或濺鍍裝置的空白光罩之製造方法、及使用這些濺鍍成膜方法或濺鍍裝置所製造出的空白光罩。
一般而言，在使多種靶同時放電而成膜的共濺鍍法之中，即使由一個靶濺鍍的濺鍍粒子附著於另一個靶，附著的濺鍍粒子也會因為另一個靶的濺鍍而被除去，因此一直被認為不會有大問題。但是，在構成另一個靶的物質的濺鍍率極度低於構成附著的濺鍍粒子的物質的濺鍍率的情況，隨著濺鍍的進行，濺鍍粒子累積而形成覆膜，另一個靶的濺鍍速度會降低，濺鍍成膜所得到的膜的組成發生變化，或成膜速度大幅變化、濺鍍成膜的膜組成的控制性顯著變差。另外還認為，依照情況，靶的濺鍍面的凹凸會變大，而成為異常放電的原因，結果濺鍍面會變成發塵來源。
此外，附著於另一個靶的濺鍍面上的膜為絕緣膜時，附著了絕緣膜的部分會充電而導致異常放電，在絕緣膜的部分，濺鍍率會極度降低。此現象尤其在DC濺鍍時顯著，在將氧或氮等的反應性氣體使用於濺鍍氣體的反應性濺鍍時容易發生。尤其在反應性氣體採用氧的情況，容易形成絕緣膜。
本發明人等為了解決上述課題潛心反覆檢討，結果查
明了在利用共濺鍍持續進行成膜時，所形成的膜的膜質不安定的原因，是因為共濺鍍中的2種以上的靶間的濺鍍粒子造成靶的濺鍍面互相污染或變質，濺鍍面的表面狀態變化的緣故。尤其在供給至各靶的電力有偏差的情況，供給電力低的靶的濺鍍面較容易因為由供給電力高的靶飛濺來的濺鍍粒子而被污染或變質。另外，在由一個靶飛濺來的濺鍍粒子附著於另一個靶的濺鍍面上所形成的覆膜的導電性低於另一個靶本身的導電性的情況，或構成上述覆膜的物質的濺鍍率低於構成上述另一個靶的物質的濺鍍率的情況，濺鍍面發生污染或變質，難以安定地濺鍍。
表面狀態發生變化的靶，可藉由例如在只有Ar等的惰性氣體的氣體環境下進行濺鍍，來除去濺鍍面上的污染物質或變質的部分，然而污染物質造成濺鍍率極度降低，因此污染物質或變質的部分不易除去。因此，為了持續進行共濺鍍，即使以上述方法定期除去污染物質或變質的部分，也不易使靶的整個濺鍍面只有構成靶的材料露出而持續安定且均勻的濺鍍。靶的濺鍍面的表面狀態一旦發生變化，則難以藉由上述方法完全清除，而必須有根本上抑制濺鍍面污染或變質的手段。
認為即使濺鍍粒子由熔點在400℃以下的金屬元素的靶(含低熔點元素的靶)飛濺而來並附著在鉻靶、鉻化合物靶等的熔點超過400℃的金屬元素或半金屬元素的靶(含高熔點元素的靶)的濺鍍面，由於構成含低熔點元素的靶的濺鍍粒子的物質的濺鍍率高於構成含高熔點元素的靶的物
質的濺鍍率，因此含低熔點元素的靶的濺鍍粒子也不易累積在含高熔點元素的靶的濺鍍面，而難以形成覆膜，故含高熔點元素的靶的放電在初期容易安定。
另一方面，含低熔點元素的靶的初期放電特性不安定的原因，是由於構成含高熔點元素的靶的濺鍍粒子的物質的濺鍍率低於構成含低熔點元素的靶的物質的濺鍍率，因此含高熔點元素的靶的濺鍍粒子容易累積在含低熔點元素的靶的濺鍍面而形成覆膜。因此認為放電特性會不安定直到此覆膜的形成與含高熔點元素的靶的濺鍍達到平衡狀態。而且，此含低熔點元素的靶上的覆膜會成為誘發異常放電的原因。
於是本發明人等進一步反覆檢討，結果發現，在使用2種以上的靶來進行共濺鍍時，將這些靶之中的任意2種靶(第1靶以及與第1靶相異的第2靶)之間的關係設計成在相同真空槽內配置第1靶與第2靶，使該等的濺鍍面朝向被濺鍍物，且使兩者的濺鍍面互相平行或傾斜，同時對第1及第2靶兩者施加電力，並將第1及第2靶相互之間由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面造成濺鍍粒子附著在濺鍍面上的速度設定在另一個靶因為濺鍍除去其濺鍍粒子的速度以下，而使膜濺鍍成膜在被濺鍍物上，例如將使第1及第2靶的濺鍍面之間所存在的空間保持分離的遮蔽構件配置成防止第1及第2靶相互之間，由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面來進行濺鍍，能夠抑制濺鍍面污染或變質，而持續安定地進行共濺
鍍，藉此可減少形成於空白光罩的機能性膜的缺陷，得到對應於電路圖型的微細化的高品質空白光罩，而完成了本發明。
所以，本發明提供下述濺鍍成膜方法、濺鍍裝置、空白光罩之製造方法及空白光罩。
一種濺鍍成膜方法，其特徵為：在相同真空槽內配置第1靶與第2靶，使該等的濺鍍面朝向被濺鍍物，且使兩者的濺鍍面互相平行或傾斜，同時對上述第1及第2靶兩者施加電力，將第1及第2靶相互之間由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面造成濺鍍粒子附著在該濺鍍面上的速度設定在上述另一個靶因為濺鍍而除去上述濺鍍粒子的速度以下，而使膜濺鍍成膜在被濺鍍物上。
如請求項1之濺鍍成膜方法，其中在上述第1及第2靶的任一者或兩者之中，附著在上述另一個靶的濺鍍面上的濺鍍粒子的電阻率高於上述另一個靶的電阻率、或構成附著在上述另一個靶的濺鍍面上的濺鍍粒子的物質的濺鍍率低於構成上述另一個靶的物質的濺鍍率。
如請求項1或2之濺鍍成膜方法，其中將使上述第1
及第2靶的濺鍍面之間所存在的空間保持分離的遮蔽構件配置成防止第1及第2靶相互之間，由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面。
如請求項3之濺鍍成膜方法，其中上述遮蔽構件被配置成和將上述第1靶的濺鍍面上的任意點與上述第2靶的濺鍍面上的任意點連結成的全部直線交叉。
如請求項3或4之濺鍍成膜方法，其中上述遮蔽構件在上述真空槽內不動。
如請求項3至5中任一項之濺鍍成膜方法，其中上述遮蔽構件係由導電性的材料所形成，且以電路接地。
如請求項1至6中任一項之濺鍍成膜方法，其中上述第1及第2靶採用構成元素相異或構成元素相同且組成相異的靶或濺鍍率相異的靶。
如請求項1至7中任一項之濺鍍成膜方法，其中將由
含有熔點在400℃以下的金屬的材料所構成的含低熔點元素的靶與由含有熔點超過400℃的金屬或半金屬的材料所構成的含高熔點元素的靶組合使用作為上述第1及第2靶。
如請求項8之濺鍍成膜方法，其中上述熔點超過400℃的金屬或半金屬為Cr。
如請求項8或9之濺鍍成膜方法，其中上述熔點在400℃以下的金屬為Sn。
如請求項1至10中任一項之濺鍍成膜方法，其中上述濺鍍成膜為濺鍍氣體採用反應性氣體的反應性濺鍍。
如請求項11之濺鍍成膜方法，其中上述反應性氣體含有含氧氣體。
一種濺鍍裝置，其係在相同真空槽內具備第1靶與第2靶，第1及第2靶被配置成使該等的濺鍍面朝向被濺鍍
物，且使兩者的濺鍍面互相傾斜之濺鍍裝置，其特徵為：
使第1及第2靶的濺鍍面之間所存在的空間保持分離的遮蔽構件被配置成防止第1及第2靶相互之間由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面。
如請求項13之濺鍍裝置，其中上述遮蔽構件被配置成和將上述第1靶的濺鍍面上的任意點與上述第2靶的濺鍍面上的任意點連結成的全部直線交叉。
如請求項13或14之濺鍍裝置，其中上述遮蔽構件在上述真空槽內不動。
如請求項13至15中任一項之濺鍍裝置，其中上述遮蔽構件係由導電性的材料所形成，且以電路接地。
一種空白光罩之製造方法，其特徵為：使用如請求項1至12中任一項之濺鍍成膜方法，使機能性膜成膜在透明基板上。
一種空白光罩之製造方法，其係在石英基板上層合至少一個機能性膜而成的空白光罩之製造方法，其特徵為：使用如請求項13至16中任一項之濺鍍裝置，使用由含有熔點在400℃以下的金屬的材料所構成的靶與由含有熔點超過400℃的金屬或半金屬的材料所構成的靶，同時對兩個靶施加電力，使含有上述熔點在400℃以下的金屬與上述熔點超過400℃的金屬或半金屬的機能性膜濺鍍成膜在石英基板上以作為上述機能性膜。
一種空白光罩，其係在石英基板上層合至少一個機能性膜而成的空白光罩，其特徵為：上述機能性膜係含有熔點在400℃以下的金屬與熔點超過400℃的金屬或半金屬的膜，藉由使用如請求項13至16中任一項之濺鍍裝置，使用含有上述熔點在400℃以下的金屬的材料所構成的靶與上述含有熔點超過400℃的金屬或半金屬的材料所構成的靶，同時對兩個靶施加電力，濺鍍成膜所得到。
一種空白光罩，其係藉由如請求項17之方法所製造。
依據本發明，在藉由使用2種以上容易變更膜組成的靶的共濺鍍來成膜時，可抑制靶的濺鍍面的互相污染或變質，使濺鍍時的放電安定而成膜，可安定地製造出形成缺陷減少的機能性膜的高品質空白光罩。
1‧‧‧第1靶
11‧‧‧濺鍍面
2‧‧‧第2靶
21‧‧‧濺鍍面
3‧‧‧真空槽
31‧‧‧濺鍍氣體導入口
32‧‧‧排氣口
4、41、42‧‧‧遮蔽構件
5‧‧‧被濺鍍物
6‧‧‧夾具
7‧‧‧真空槽護板
8‧‧‧DC電源
圖1係表示本發明之濺鍍裝置的一例的剖面圖。
圖2係表示本發明之濺鍍裝置的其他例的剖面圖。
圖3係表示實施例1、2及比較例1~3中靶的電力與電流的圖形。
圖4係表示實施例1、2及比較例1~3中靶的電力與真空槽壓力的圖形。
圖5係表示比較例所使用的以往的濺鍍裝置的剖面圖。
以下針對本發明詳細說明。
本發明之濺鍍成膜方法，是在相同真空槽內配置第1靶與第2靶，使該等的濺鍍面朝向被濺鍍物，且使兩者的濺鍍面互相平行或傾斜，同時對第1及第2靶兩者施加電力以進行共濺鍍。此處，濺鍍面意指濺鍍時放出濺鍍粒子的表面。
第1及第2靶不受限於2種靶，在使用3種以上的靶的情況，以這些靶之中任意2種靶為對象即可。在使用3
種以上的靶的情況，2種靶的組合有多種組合存在，而只要使這些組合之中的1組以上，宜為全部的組合滿足本發明之第1及第2靶的關係即可。另外，靶不受限於分別使用各1種，亦可使用多個同種靶。使第1及第2靶兩者的濺鍍面互相平行或傾斜，而兩濺鍍面的夾角通常為60~180°，宜為90~170°。
在本發明之濺鍍成膜方法之中，第1及第2靶相互之間，將由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面造成濺鍍粒子附著於另一個靶的濺鍍面上的速度設定在另一個靶因為濺鍍而除去附著於另一個靶的濺鍍面上的濺鍍粒子的速度以下，而使膜濺鍍成膜在被濺鍍物上。藉由這樣的方式，即使由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面而附著，藉由另一個靶的濺鍍，附著於另一個靶的濺鍍粒子也會被依序除去，因此可抑制濺鍍面污染或變質，可持續安定地共濺鍍。
關於將濺鍍粒子的附著速度設定在除去速度以下進行共濺鍍的具體手段，例如將使第1及第2靶的濺鍍面之間所存在的空間保持分離的遮蔽構件配置成防止第1及第2靶相互之間由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面是有效的。藉此可抑制由一個靶濺鍍出來的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面而附著，其結果，如附著於另一個靶的濺鍍面上的濺鍍粒子的電阻率高於另一個靶的電阻率的情況或構成附著於另一個靶的濺鍍面上的濺鍍粒子的物質的濺鍍率低於構成另一個靶的物質的濺鍍率的情況般，
即使在以往的共濺鍍之中附著於另一個靶的濺鍍的濺鍍粒子或其累積而形成的覆膜不易除去的條件下，也能夠使濺鍍粒子的附著速度在除去速度以下而進行共濺鍍。
遮蔽構件宜配置成和將第1靶的濺鍍面上的任意點與第2靶的濺鍍面上的任意點連結成的全部直線交叉。只要設計成這樣的方式，即可藉由遮蔽構件將由一個靶的濺鍍面濺鍍出來朝向另一個靶的濺鍍面直線前進的濺鍍粒子確實遮斷。另外，遮蔽構件可僅設置於和將第1靶的濺鍍面上的任意點與第2靶的濺鍍面上的任意點連結成的全部直線交叉的部分，而濺鍍時，真空槽內的壓力愈高，濺鍍粒子的平均自由徑愈短，由靶濺鍍出來的濺鍍粒子繞過遮蔽構件到達另一個靶的濺鍍面的機率變高，因此亦可因應成膜條件，尤其是濺鍍壓力，而將遮蔽構件設置成延長至和將第1靶的濺鍍面上的任意點與第2靶的濺鍍面上的任意點連結成的全部直線交叉的部分以外。
遮蔽構件是設置成在濺鍍時使第1及第2靶的濺鍍面之間的空間常時分離。另外，遮蔽構件若具有可動部，則發塵量會增加，因此宜固定在真空槽內，在真空槽內不動。
遮蔽構件宜由導電性的材料所形成，並且宜以電路接地。遮蔽構件在電路上可為浮動(非接地)的狀態，而藉由與濺鍍裝置的接地部分(例如接地的真空槽護板或接地的真空槽(腔體))等電連接，可防止遮蔽構件的充電。
由各靶濺鍍而來的濺鍍粒子會飛濺至遮蔽構件。因
此，若遮蔽構件的濺鍍粒子飛濺來的位置具有銳角部分，則附著在遮蔽構件上的濺鍍粒子累積而形成的覆膜容易剝離。此覆膜的剝離會成為濺鍍膜的缺陷的原因，因此在遮蔽構件上濺鍍粒子飛濺來的位置，以不具有銳角部分或尖銳部分為佳。具體而言，將角部或尖端部設計成錐形或圓角形是有效的。
適合於本發明之濺鍍成膜方法的濺鍍裝置，具體而言可列舉例如圖1所表示的濺鍍裝置。圖1所表示的濺鍍裝置為DC濺鍍裝置，此濺鍍裝置在相同的真空槽(腔體)3內具備第1靶1與第2靶2。該第1靶1及第2靶2被配置成使該等的濺鍍面11、21朝向被濺鍍物5，而且第1靶1的濺鍍面11與第2靶2的濺鍍面21朝向內側，該等的濺鍍面11、21互相傾斜。被濺鍍物5是載置於夾具6上，夾具6可使被濺鍍物5沿著濺鍍膜的形成面旋轉。
另外，在此濺鍍裝置的真空槽3內設置了使第1及第2靶1、2的濺鍍面11、21之間的空間保持分離的遮蔽構件4。此遮蔽構件4是下部朝向下端，逐漸變薄的平板狀，且下端部剖面成為圓角形，在真空槽3內固定不動。另外在真空槽3內部，沿著真空槽3的內壁設置了真空槽護板7。此真空槽護板7以電路接地，遮蔽構件4連接至真空槽護板7，透過真空槽護板7以電路接地。此外，圖1中，31為濺鍍氣體導入口、32為排氣口、8為DC電源。
遮蔽構件4是設置在和將第1靶1的濺鍍面11上的
任意點與第2靶2的濺鍍面21上的任意點連結成的全部直線交叉的位置，若以第1靶1側為例子作說明，則濺鍍粒子會依照餘弦定理，往任意方向飛濺出，而由第1靶1的濺鍍面11的周邊飛濺出的濺鍍粒子的位置，在圖1中是以單點鏈線的箭號所表示的位置為上限，由第1靶1的濺鍍面11的周邊飛濺出而朝向第2靶2的濺鍍面21直線前進的濺鍍粒子中，由高位置側(第2靶的一側)及低位置側(遠離第2靶的一側)的任一側飛濺鍍而來的粒子皆會被遮蔽構件4妨礙，而無法到達第2靶2的濺鍍面21。第2靶2側的情況亦相同。
適合於本發明之濺鍍成膜方法的濺鍍裝置的其他例子，可列舉圖2所表示的濺鍍裝置。在圖2所示的濺鍍裝置中，使第1靶1及第2靶2的濺鍍面11、21之間的空間保持分離的圓筒狀遮蔽構件41、42是設置成分別包圍第1靶1的濺鍍面11、第2靶2的濺鍍面12。這些遮蔽構件41、42的下部朝向下端逐漸變薄，下端部成為剖面R的形狀，在真空槽3內固定不動。另外，遮蔽構件41、42連接於真空槽護板7，透過真空槽護板7以電路接地。此外，圖2的濺鍍裝置的遮蔽構件不同，除此之外與圖1相同，各部位採用與圖1相同參考符號，並省略該等的說明。
遮蔽構件41、42被設置在和將第1靶1的濺鍍面11上的任意點與第2靶2的濺鍍面21上的任意點連結成的全部直線交叉的位置，若以第1靶1側為例子作說明，則
濺鍍粒子會依照餘弦定理，往任意方向飛濺出，而由第1靶1的濺鍍面11的周邊飛濺出的濺鍍粒子的位置，在圖2中是以單點鏈線的箭號所表示的位置為上限，由第1靶1的濺鍍面11的周邊飛濺出而朝向第2靶2的濺鍍面21直線前進的濺鍍粒子中，由高位置側(第2靶的一側)及低位置側(遠離第2靶的一側)的任一側飛濺而來的粒子皆會被遮蔽構件41妨礙，而無法到達第2靶2的濺鍍面21。同樣地，第2靶2側會被遮蔽構件42妨礙而無法到達第1靶1的濺鍍面11。
以這種方式，在圖1及圖2任一情況皆可防止第1及第2靶相互之間，由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面，亦即可防止由第1靶1放射出的濺鍍粒子到達第2靶2的濺鍍面21、及由第2靶2放射出的濺鍍粒子到達第1靶1的濺鍍面11。
遮蔽構件的形狀並不受限於圖1所示的平板狀、圖2所示的圓筒狀。另外，圖1及圖2表示DC濺鍍裝置的例子，然而本發明之濺鍍成膜方法可為RF濺鍍法，另外本發明之濺鍍裝置還可為RF濺鍍裝置，本發明對於DC磁控濺鍍成膜法、脈衝DC濺鍍成膜法等的DC濺鍍成膜法、DC磁控濺鍍裝置、脈衝DC濺鍍裝置等的DC濺鍍裝置為有利的。
本發明第1靶與第2靶的組合，亦即第1靶以及與第1靶不同種類的第2靶的組合，在構成元素相異或構成元素相同且組成相異的靶的情況為有效的。另外，第1靶與
第2靶的組合在濺鍍率相異的靶的情況為有效的。這是因為在第1靶與第2靶為不同種類的組合的情況，進行共濺鍍時，由一個靶濺鍍的濺鍍粒子在另一個靶的濺鍍面上形成覆膜的現象容易發生。
因此本發明中，組合使用含有熔點在400℃以下的金屬的含低熔點元素的靶，特別是由熔點在400℃以下的材料所形成的靶，尤其由熔點在400℃以下的金屬所構成的靶，與由含有熔點超過400℃的金屬或半金屬的材料所構成的含高熔點元素的靶，特別是由熔點超過400℃的材料所形成的靶，尤其由熔點超過400℃的金屬或半金屬所構成之靶作為第1靶及第2靶的情況，是特別有利的。
含低熔點元素的靶，可列舉由含有In、Sn、Ga等的熔點在400℃以下的金屬(稱為低熔點金屬)材料所構成的靶。含低熔點元素的靶的熔點宜在400℃以下。較具體而言，可列舉In靶、Sn靶、Ga靶等。另一方面，含高熔點元素的靶可列舉由含有Al、Ti、Cr、Ni、Mo、Au、Si等的熔點超過400℃的金屬或半金屬(稱為高熔點金屬)的材料所構成的靶。含高熔點元素的靶的熔點宜超過400℃。較具體而言，可列舉Al靶、Ti靶、Cr靶、Ni靶、Mo靶、Au靶、Si靶、MoSi靶等。尤其低熔點金屬宜為In、Sn，特別是Sn，高熔點金屬宜為Cr、Mo、Si，特別是Cr。
本發明之濺鍍成膜方法及濺鍍裝置，亦可使用於僅使用Ar、Ne、Kr等的惰性氣體的成膜，然而在含有O2氣
體、O3氣體、N2氣體、N2O氣體、NO氣體、NO2氣體、CO氣體、CO2氣體等的含氧氣體、含氮氣體、含碳氣體等的反應性氣體的氣體環境、或含有上述反應性氣體及上述惰性氣體兩者的氣體環境下進行濺鍍的反應性濺鍍之中效果高。尤其在含有含氧氣體作為反應性氣體的情況，附著在靶的濺鍍面的濺鍍粒子會成為氧化物，氧化物容易成為具有絕緣性的物質，因此本發明為更有效的。
本發明之濺鍍成膜方法及濺鍍裝置，在製造在石英基板等的透明基板上層合至少一個機能性膜而成的空白光罩時，適合作為上述機能性膜的成膜方法，形成於透明基板上的遮光膜、抗反射膜、相位偏移膜、蝕刻光罩膜、蝕刻停止膜等的機能性膜，尤其是必須具有既定光學特性的遮光膜、抗反射膜、相位偏移膜等的光學膜，特別適合於遮光膜的成膜。藉由使用本發明之濺鍍成膜方法及濺鍍裝置，可減少機能性膜的缺陷，製造出對應於電路圖型的微細化的高品質空白光罩。
與金屬及半金屬成分只為熔點超過400℃的高熔點金屬的機能性膜相比，含有作為金屬及半金屬成分的熔點超過400℃的高熔點金屬並且含有少量熔點在400℃以下的低熔點金屬的機能性膜，較能夠期待蝕刻速度的提升。只要利用本發明之濺鍍成膜方法及濺鍍裝置，則藉由這種含有高熔點金屬以及低熔點金屬的機能性膜，安定地進行共濺鍍，可抑制成膜時濺鍍裝置內的發塵。
從提升空白光罩的機能性膜的蝕刻速度的觀點看來，
第1靶及第2靶的組合，宜為由含有選自In及Sn的1種以上的金屬的材料所構成的含低熔點元素的靶與由含有選自Cr、Mo及Si的金屬或半金屬的材料，尤其是含有Cr的材料所構成的含高熔點元素的靶的組合。更具體而言，適合為In靶與Cr靶的組合，Sn靶與Cr靶的組合等。
以下揭示實施例及比較例對本發明作具體說明，然而本發明不受下述實施例限制。
使用圖1所示的DC磁控濺鍍裝置，將第1靶定為Sn靶、第2靶定為Cr靶，濺鍍氣體採用惰性氣體Ar，反應性氣體採用N2及O2。將高度×寬度=150mm×500mm的導電性板設置在兩靶的濺鍍面的中心連結成的線段的垂直等分線上，以作為靶間的遮蔽構件。遮蔽構件是設置於和將Sn靶的濺鍍面上的任意點與Cr靶的濺鍍面上的任意點連結成的全部直線與遮蔽構件交叉的位置。被濺鍍物採用光罩用6025石英基板，使CrSnON膜成膜在石英基板上。
放電的電力為一定，因此各靶的電流電壓值隨著濺鍍環境而改變。將Cr靶的電力固定在1,000W，將Sn靶的電力設定在350W(實施例1)、900W(實施例2)，成膜安定而成為穩定狀態時，評估Sn靶的電流值(電壓值)與真空槽的真空度。將結果表示於圖3、4。
使用圖5所示的沒有遮蔽構件的濺鍍裝置，將Sn靶的電力設定在350W(比較例1)、550W(比較例2)、900W(比較例3)，除此之外與實施例1同樣地使CrSnON膜成膜在石英基板上，並評估Sn靶的電流值(電壓值)與真空槽的真空度。將結果表示於圖3、4。此外，圖5的濺鍍裝置沒有遮蔽構件，除此之外與圖1相同，各部位採用與圖1相同參考符號，並省略該等的說明。
由實施例1、2、比較例1~3的對比可知，使用遮蔽構件的實施例與不使用遮蔽構件的比較例相比，可得到較高電流值(亦即低電壓值)。另外，在使用遮蔽構件的實施例的情況，真空槽的壓力降低，而這被認為是由於反應性氣體消耗較多，因此使用遮蔽構件的實施例比不使用遮蔽構件的比較例放出更多濺鍍粒子。由這些結果可知，藉由將遮蔽構件使用於靶間，可抑制靶的濺鍍面污染或變質的影響所造成靶的電壓上昇，而抑制異常放電的發生，可形成缺陷少的膜。
另外，對於實施例1及比較例1評估成膜速度與膜的組成。由實施例1與比較例1的對比可知，以相同成膜時間(250秒鐘)成膜的情況，不使用遮蔽構件成膜的比較例1的膜的厚度為34nm，另一方面，使用遮蔽構件成膜的實施例1的膜的厚度為53nm，實施例1的成膜速度增加至比較例1的1.5倍以上。另外，藉由X光光電子分光儀(XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)來評估所得到的
膜的組成。由XPS的結果可知，不使用遮蔽構件而成膜的比較例1的膜，Sn與Cr之比Sn/Cr(原子比)為0.32，相對於此，使用遮蔽構件成膜的實施例1的膜為0.49，Sn對Cr的比率增加。由此結果認為，藉由使用遮蔽構件，可抑制靶的濺鍍效率降低，尤其是能夠維持容易受到濺鍍粒子附著所影響的Sn靶的濺鍍速度，結果Sn比會增大。
1‧‧‧第1靶
2‧‧‧第2靶
3‧‧‧真空槽
4‧‧‧遮蔽構件
5‧‧‧被濺鍍物
6‧‧‧夾具
7‧‧‧真空槽護板
8‧‧‧DC電源
11‧‧‧濺鍍面
21‧‧‧濺鍍面
31‧‧‧濺鍍氣體導入口
32‧‧‧排氣口
Claims (20)
- 一種濺鍍成膜方法，其特徵為：在相同真空槽內配置第1靶與第2靶，使該等的濺鍍面朝向被濺鍍物，且使兩者的濺鍍面互相平行或傾斜，同時對上述第1及第2靶兩者施加電力，並將第1及第2靶相互之間由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面造成濺鍍粒子附著在該濺鍍面上的速度設定在上述另一個靶因為濺鍍而除去上述濺鍍粒子的速度以下，而使膜濺鍍成膜在被濺鍍物上。
- 如申請專利範圍第1項之濺鍍成膜方法，其中在上述第1及第2靶的任一者或兩者之中，附著在上述另一個靶的濺鍍面上的濺鍍粒子的電阻率高於上述另一個靶的電阻率、或構成附著在上述另一個靶的濺鍍面上的濺鍍粒子的物質的濺鍍率低於構成上述另一個靶的物質的濺鍍率。
- 如申請專利範圍第1或2項之濺鍍成膜方法，其中將使上述第1及第2靶的濺鍍面之間所存在的空間保持分離的遮蔽構件配置成防止第1及第2靶相互之間由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面。
- 如申請專利範圍第3項之濺鍍成膜方法，其中上述遮蔽構件被配置成和上述第1靶的濺鍍面上的任意點與上述第2靶的濺鍍面上的任意點連結成的全部直線交叉。
- 如申請專利範圍第3項之濺鍍成膜方法，其中上述遮蔽構件在上述真空槽內不動。
- 如申請專利範圍第3項之濺鍍成膜方法，其中上述遮蔽構件係由導電性的材料所形成，且以電路接地。
- 如申請專利範圍第1或2項之濺鍍成膜方法，其中上述第1及第2靶採用構成元素相異或構成元素相同且組成相異的靶、或濺鍍率相異的靶。
- 如申請專利範圍第1或2項之濺鍍成膜方法，其中將由含有熔點在400℃以下的金屬的材料所構成的含低熔點元素的靶與由含有熔點超過400℃的金屬或半金屬的材料所構成的含高熔點元素的靶組合使用作為上述第1及第2靶。
- 如申請專利範圍第8項之濺鍍成膜方法，其中上述熔點超過400℃的金屬或半金屬為Cr。
- 如申請專利範圍第8項之濺鍍成膜方法，其中上述熔點在400℃以下的金屬為Sn。
- 如申請專利範圍第1或2項之濺鍍成膜方法，其中上述濺鍍成膜為濺鍍氣體採用反應性氣體的反應性濺鍍。
- 如申請專利範圍第11項之濺鍍成膜方法，其中上述反應性氣體含有含氧氣體。
- 一種濺鍍裝置，其係在相同真空槽內具備第1靶與第2靶，第1及第2靶被配置成使該等的濺鍍面朝向被濺鍍物，且兩者的濺鍍面互相傾斜的濺鍍裝置，其特徵為：使第1及第2靶的濺鍍面之間所存在的空間保持分離的遮蔽構件被配置成防止第1及第2靶相互之間由一個靶放射出的濺鍍粒子到達另一個靶的濺鍍面。
- 如申請專利範圍第13項之濺鍍裝置，其中上述遮蔽構件被配置成和上述第1靶的濺鍍面上的任意點與上述第2靶的濺鍍面上的任意點連結成的全部直線交叉。
- 如申請專利範圍第13或14項之濺鍍裝置，其中上述遮蔽構件在上述真空槽內不動。
- 如申請專利範圍第13或14項之濺鍍裝置，其中上述遮蔽構件係由導電性的材料所形成，且以電路接地。
- 一種空白光罩之製造方法，其特徵為：使用如申請專利範圍第1至12項中任一項之濺鍍成膜方法，使機能性膜成膜在透明基板上。
- 一種空白光罩之製造方法，其係在石英基板上層合至少一個機能性膜而成的空白光罩之製造方法，其特徵為：使用如申請專利範圍第13至16項中任一項之濺鍍裝置，使用由含有熔點在400℃以下的金屬的材料所構成的靶與由含有熔點超過400℃的金屬或半金屬的材料所構成的靶，同時對兩個靶施加電力，使含有上述熔點在400℃以下的金屬與上述熔點超過400℃的金屬或半金屬的機能性膜濺鍍成膜在石英基板上以作為上述機能性膜。
- 一種空白光罩，其係在石英基板上層合至少一個機能性膜而成的空白光罩，其特徵為：上述機能性膜係含有熔點在400℃以下的金屬與熔點超過400℃的金屬或半金屬的膜， 藉由使用如申請專利範圍第13至16項中任一項之濺鍍裝置，並使用由上述含有熔點在400℃以下的金屬的材料所構成的靶與由含有上述熔點超過400℃的金屬或半金屬的材料所構成的靶，同時對兩個靶施加電力，濺鍍成膜所得到。
- 一種空白光罩，其係藉由如申請專利範圍第17項之方法所製造。
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