TWI480675B

TWI480675B - 半色調相移空白光罩，半色調相移光罩，以及圖案轉移方法

Info

Publication number: TWI480675B
Application number: TW100104734A
Authority: TW
Inventors: Hiroki Yoshikawa; Toshinobu Ishihara; Satoshi Okazaki; Yukio Inazuki; Tadashi Saga; Kimihiro Okada; Masahide Iwakata; Takashi Haraguchi; Mikio Takagi; Yuichi Fukushima
Original assignee: Shinetsu Chemical Co; Toppan Printing Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2015-04-11
Also published as: EP1813984A2; KR101165235B1; TWI480676B; TW201137510A; KR101165240B1; TW200602803A; TW201137511A; US7556892B2; EP1582920A3; EP1813983A3; KR20110139174A; DE602005025796D1; US20050244722A1; TWI348590B; EP1582920B1; KR101165239B1; EP1813983A2; DE602005022096D1; KR20110139175A; EP1813984A3

Description

半色調相移空白光罩，半色調相移光罩，以及圖案轉移方法

本發明有關用於半導體積體電路或其類者之微影製造中且可相移且減弱曝照光的半色調相移光罩。尤其有關半色調相移空白光罩、自彼製得之半色調相移光罩及使用該光罩之圖案轉移方法。

光罩係使用於各式各樣之應用，包括製造半導體積體電路，諸如IC、LSI及VLSI。基本上，該光罩係自在透明基材上具有以鉻為主之遮光膜的空白光罩，藉由微影術，使用紫外線或電子束在遮光膜中形成預定圖案而製備。目前半導體積體電路市場對於高積合度之需求，產生對較小圖形尺寸之需求。傳統解決方案係縮短曝照光之波長，且增加透鏡之開口率。

然而，因為縮短曝照光波長增加設備及材料之成本，故建議避免此種選擇。增加開口率改善解析度而犧牲焦點深度，降低製程穩定性，且對產品之製造良率有負面影響。一種解決此等問題之有效圖案轉移方法係相移方法。使用相移光罩作為轉移微形圖案之光罩。

參考圖1A及1B，相移光罩，詳言之係說明半色調相移光罩包括基材1及沈積於其上之相移膜2。該光罩係由在基材上形成圖案之相移器2a及基材1不存有相移器2a而暴露之未覆蓋區1a所構成。由未覆蓋之基材區1a所透射之光與由相移器2a所透射之光之間設定約180°之相位差。因為圖案邊界上之光干涉，位於干涉邊界之光強度變成零，改善所轉移之影像的反差比。相移方法可增加焦點深度，以獲取所需之解析度。與具有鉻膜形式之一般遮光圖案的習用光罩比較之下，此達成解析度及曝光容限之改善。

視相移器之透光度而定，相移光罩實際上通常分成全透射型相移光罩及半色調型相移光罩。全透射型相移光罩因為相移區之透光度等於未覆蓋基材區域之透光度，故對曝照光波長為透明。半色調型相移光罩中，相移區之透光度係為未覆蓋區之透光度的數百分比至數十百分比。

先前發表之半色調相移光罩的一實例係為多層半色調相移光罩，如JP-A 4-136854所揭示。如圖2所示，在透明基材1上形成相移光罩2，其包括用以控制透光度之金屬薄膜3及具有足以在所透射之光導入180°相移的厚度之透明膜4。

工業應用之主流在為單層半色調相移光罩，其具有較簡易之結構，且在製造空白光罩且加工成光罩時確定精確度。如圖3所示，一種已知之單層半色調相移光罩具有MoSi基質材料諸如MoSiO或MoSiON(參照JP-A 7-140635)之相移膜2(或半透射膜5)。該單層半色調相移光罩係為以簡易方式達到高解析度的有效方式。然而，當用於曝光之光變成較短波長時，光罩缺陷檢驗或其類者出現問題。

金屬及矽具有相對高之氧或氮含量的氮氧化物膜一般係作為單層半色調相移空白光罩之半透射膜5。其具有透光度隨著照射光波長變長而變高之性質。另一方面，在半導體電路圖案寫入空白光罩中後，需檢驗形成之光罩的缺陷。該缺陷檢驗系統使用波長較經由該光罩進行之微影術所用之曝光光源長的光。例如，就採用曝光波長193奈米之ArF準分子雷射的光罩而言，該缺陷檢驗系統通常使用接近160奈米之波長，一般為166奈米，其較曝光波長193奈米長。為了有效地檢驗缺陷，未覆蓋之基材區與相移器之間需存有反差比。當然，尤其是該單層膜係調整成曝光波長200奈米或較短之透光度時，半色調相移器對於檢驗波長具有相對高之透光度，妨礙在充分精確度下之缺陷檢驗。檢驗波長與曝光波長間之差值不僅於透光度產生問題，在反射性亦產生問題。

因此期望半色調相移光罩之透光度及反射性對於波長具有最小之相依性。此問題之一解決方式係將半色調相移膜構建成多層結構，詳言之為具有以下結構之半色調相移膜2：具有相移功能之膜7(一般為含有金屬之矽氧化物及/或氮化物膜)與具有吸光功能之金屬膜6結合，如圖4所示(參照JP-A 7-168343)。

該種半色調相移光罩係自在透明基材上包括金屬膜、相移膜及遮光膜之空白光罩開始，在空白光罩上形成光阻膜，將該光阻膜圖案化，經由該光阻圖案乾式蝕刻該遮光膜，以將圖案轉移至遮光膜而製得。此蝕刻階段經常選擇使用以氯為主之氣體的乾式蝕刻技術，因為遮光膜一般係由以鉻為主之材料形成。之後，使用轉移至該光阻及該遮光膜上之光罩圖案來作為蝕刻光罩，進行乾式蝕刻，以將圖案轉移至相移膜。在第二蝕刻階段選擇使用以氟為主之氣體的乾式蝕刻技術，因為相移膜一般係由含金屬之矽氧化物及/或氮化物所形成。後續蝕刻係於金屬膜上進行，完全將圖案轉移至所有層之半色調相移膜上。若大幅影響透光度之金屬膜的蝕除不充分，則無法依設計製造光罩。另一方面，完全移除金屬膜之嘗試經常迫使蝕刻至透明基材內部，無法依設計提供相差，因此，無法提供預期之相移效果。

為了進行金屬膜之精確蝕刻，而不對底層基材產生任何傷害，較佳係選擇易蝕刻之材料來作為金屬膜。然而，因為該金屬膜相對薄，故極易蝕刻之材料的選擇可能使得相移膜之蝕刻通過金屬膜而對基材產生傷害。因為所使用之透明基材通常對於用於相移膜蝕刻之以氟為主的氣體具有相對高之蝕刻速率，故若在相移膜蝕刻期間發生過度蝕刻，使得金屬膜被完全移除時，則易受損。

因此，一般藉著選擇可耐受用於金屬膜之以氟為主氣體的蝕刻之材料，使得相移膜之蝕刻在金屬膜處停止，且選擇以氯為主之氣體作為蝕刻金屬膜之條件，以防止基材之過度蝕刻。然而，此等蝕刻步驟之操作實際上極為困難。

為達到較高積合度，半導體積體電路之圖案尺寸變得愈來愈細。用以將光罩圖案轉移至晶圓之步進器(步進投影校準器)或掃描器之微影光源已轉變成較KrF準分子雷射(248奈米)及ArF準分子雷射(193奈米)短之波長區域，正在研究使用F₂ 雷射(157奈米)。在用於製造半導體積體電路之光罩中，目前主要使用相移光罩作為可縮小圖案尺寸之光罩。為進一步縮小圖案尺寸，研究發展可調節較短波長之曝照光的相移光罩。

就該等相移光罩而言，尤其是移動透射之曝照光的相並減弱透射之曝照光的半色調相移光罩，該相移膜之成份元素、組成、膜厚、層配置及其類者須加以選擇，以於所使用之曝照光的較短波長(例如F2雷射之波長(157奈米))下提供所需之相差及透光度。

然而，若嘗試使用在較F₂ 雷射(157奈米)長之正常波長使用的習用半色調相移膜之成份元素取得與該種較短波長曝照光相容之相差及透光度，則形成之半色調相移膜的許多特性，例如蝕刻性質、蝕刻速率、電導係數(薄片電阻)、抗化學性及在檢驗波長下之透光度，會與正常波長者不同。

例如，某些用於F₂ 雷射(157奈米)曝光之半色調相移膜藉著提供較高度氧化之技術取得在曝光波長下之透光度，諸如使膜中氧含量增高至超過供ArF準分子雷射曝光使用之習用半色調相移膜中氧濃度。其中，例如MoSi系統之半色調相移膜易產生氧化物膜對化學液體(尤其是鹼液體)之阻抗無法令人滿意的問題。

期望發展一種半色調相移膜，其滿足在曝照較短波長光時之相差及透光度，且實際上完全達到自半色調空白光罩製造半色調相移光罩，乃至使用該光罩轉移圖案之整個過程中所需的特性。

本發明第一個目的係提供一種相移空白光罩，其可輕易地於高精確度下加工成為具有所需透光度、反射性及相位的多層結構半色調相移光罩；一種自彼製備之相移光罩；及一種圖案轉移方法。

本發明第二個目的係提供一種包括半色調相移膜之半色調相移空白光罩，其滿足在曝照較短波長光(一般為F₂ 雷射，157奈米)時的相差及透光度，且實際上完全達到自製造半色調相移光罩，到使用該光罩進行圖案轉移之整個過程中所需要的特性，諸如蝕刻性質、蝕刻速率、電導係數(薄片電阻)、抗化學性及在檢驗波長下之透光度；一種自彼製備之相移光罩；及一種圖案轉移方法。

[1]關於具有多層結構之半色調相移光罩，其包括透明基材、具有吸光之主要功能而位於該基材上之膜及具有相位移之主要功能而位於吸光功能膜上之膜，本發明者發現當位在用於製造之空白光罩上的多層膜之吸光功能膜含有抗蝕刻之4A族金屬元素，且該金屬元素於吸光功能膜中之濃度係為與相移功能膜相鄰之側面高於與基材相鄰之側面時，可達到第一項目的。因而符合吸光功能膜所需之光學性質，吸光功能膜在膜處理中之蝕刻步驟期間可輕易偵測，減少在吸光功能膜加工接近結束時，因蝕刻選擇性比不足而發生過度蝕刻，使得基材嚴重受損之可能性。

本發明達成第一項目的之第一態樣係提供一種相移空白光罩、一種相移光罩及一種圖案轉移方法，如下文所定義。

(1)一種具有多層結構之半色調相移空白光罩，其包括基材、具有吸光之主要功能而位於基材上之膜、及至少一層具有相移之主要功能而位於該吸光功能膜上的膜，其中該吸光功能膜包括與該相移功能膜相鄰之上方區域及與基材相鄰之下方區域，且含有4A族金屬元素，分布成該吸光功能膜於上方區域具有高於下方區域之金屬元素含量。

(2)如第(1)項之半色調相移空白光罩，其中該4A族金屬元素係為鋯及/或鉿。

(3)如第(1)項之半色調相移空白光罩，其中該吸光功能膜進一步包含至少一種除4A族金屬元素以外之金屬元素。

(4)如第(3)項之半色調相移空白光罩，其中該除4A族金屬元素以外之金屬元素係為鉬及/或鉭。

(5)如第(1)項之半色調相移空白光罩，其中該吸光功能膜係進一步包含矽。

(6)如第(5)項之半色調相移空白光罩，其中該吸光功能膜係進一步包含氧、氮或氧及氮。

(7)如第(1)項之半色調相移空白光罩，其進一步包括插入相移功能膜中之第二吸光膜，該第二膜係為與該吸光功能膜相同或相異之材料。

(8)一種藉著將第(1)項之相移空白光罩圖案化所製得的相移光罩。

(9)一種使用第(8)項之相移光罩的圖案轉移方法。

當第一態樣之相移空白光罩加工成相移光罩時，涉及乾式蝕刻步驟。因為吸光功能膜可輕易偵測，且於蝕刻步驟期間確定對基材之不同選擇性，故加工可有高度精確性。因而得到具有精確控制之透光度及相移量的光罩。在使用光罩之微影術中，確定較大之焦點深度。

[2]有關包括對曝照光透明之基材及其上具有預定相差及透光度之半色調相移膜之半色調相移空白光罩，該半色調相移膜係包括單一層或多層，本發明者發現以下情況可達成第二項目的：該半色調相移膜中至少一層包含矽及多種金屬元素作為成份元素，矽含量以矽與金屬元素總量計至少90原子%，較佳為該多種金屬元素係為第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯、鉿或兩者，更佳係第一金屬成份對救二金屬成份之原子比最高達5；且本發明者發現以下情況亦可達成第二項目的：該半色調相移膜中至少一層包含矽及多種金屬元素作為成份元素，矽含量以矽與金屬元素總量計至少為95原子%，該多種金屬元素係包含第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯、鉿或兩者，而該第一種金屬成份對該第二種金屬成份之原子比最高達6。

[3]有關包括對曝照光透明之基材及其上具有預定相差及透光度之半色調相移膜之半色調相移空白光罩，本發明者發現以下情況亦可達成第二項目的：半色調相移膜具有多層結構，包括交替形成之至少一層主要調整透光度之遮光層及至少一層主要調整相差之透明層，最外層表層係為透明層，且遮光層(較佳係遮光層及透明兩者皆)係包含矽、第一金屬成份鉬及第二金屬成份鋯或鉿或兩者，以作為成份元素。

形成之半色調相移空白光罩滿足在暴露於較短波長光(一般為F₂ 雷射(157奈米))時之相差及透光度，且實際上完全達到自製造半色調相移光罩至使用光罩進行圖案轉移的整個過程中所需之特性，諸如蝕刻性質、蝕刻速率、電導係數(薄片電阻)、抗化學性及在檢驗波長下之透光度。自空白光罩製得可使用於涉及暴露在較短波長光(一般為F₂ 雷射(157奈米))之微影方法中的半色調相移光罩。

本發明達成第二項目的之第二態樣係提供一種半色調相移空白光罩、半色調相移光罩及圖案轉移方法，如下文所定義。

(10)一種半色調相移空白光罩，其包括對曝照光透明之基材及其上具有預定相差及透光度之半色調相移膜，該半色調相移膜係包括單一層或多層，其中該半色調相移膜中至少一層係包含矽及多種金屬元素作為成份元素，矽含量以矽與金屬元素之總量計至少為90原子%。

(11)如第(10)項之半色調相移空白光罩，其中該多種金屬元素係包含第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯或鉿或兩者。

(12)如第(11)項之半色調相移空白光罩，其中該第一種金屬成份相對於第二種金屬成份之原子比最高達5。

(13)如第(12)項之半色調相移空白光罩，其中該矽、第一種金屬成份及第二種金屬成份之含量以矽與第一及第二種金屬成份之總量計，個別係為90至99原子%，最高達8.3原子%，及至少0.15原子%，其限制條件為總量係為100原子%。

(14)如第(10)項之半色調相移空白光罩，其中該包含矽及多種金屬元素之至少一層係進一步包含至少一種選自氫、氧、氮、碳及鹵素之元素以作為成份元素。

(15)一種適用於KrF準分子雷射、ArF準分子雷射或F₂ 雷射曝光之半色調相移光罩，該光罩係藉著將第(10)項之相移空白光罩中的半色調相移膜圖案化而製得。

(16)一種圖案轉移方法，其包括經由第(15)項之半色調相移光罩將光阻暴露於光圖案下。

(17)一種半色調相移空白光罩，其包括對曝照光透明之基材及其上具有預定相差及透光度之半色調相移膜，該半色調相移膜係包括單一層或多層，其中該半色調相移膜中至少一層包含矽及多種金屬元素以作為成份元素，矽含量以矽與金屬元素之總量計至少為95原子%，該多種金屬元素係包含第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯、鉿或兩者，且該第一種金屬成份相對於該第二種金屬成份之原子比最高達6。

(18)如第(17)項之半色調相移空白光罩，其中該矽、第一種金屬成份及第二種金屬成份之含量以矽與第一及第二種金屬成份之總量計，個別係為95至99原子%、最高達4.3原子%及至少0.15原子%，其限制條件為該總量係為100原子%。

(19)如第(17)項之半色調相移空白光罩，其中該包含矽及多種金屬元素之至少一層係進一步包含至少一種選自氫、氧、氮、碳及鹵素之元素作為成份元素。

(20)一種適用於KrF準分子雷射、ArF準分子雷射或F₂ 雷射曝光之半色調相移光罩，該光罩係藉著將第(17)項之相移空白光罩中的半色調相移膜圖案化而製得。

(21)一種圖案轉移方法，其包括經由第(20)項之半色調相移光罩將光阻暴露於光圖案下。

本發明亦達成第二項目的之第三態樣係提供一種相移空白光罩、相移光罩及圖案轉移方法，如下文所定義。

(22)一種半色調相移空白光罩，其包括對曝照光透明之基材及其上具有預定相差及透光度之半色調相移膜，其中該半色調相移膜具有多層結構，包括交替形成之至少一層主要調整透光度之遮光層及至少一層主要調整相差之透明層，最外層表層係為透明層，該遮光層係包含矽、第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯或鉿或兩者作為成份元素。

(23)如第(22)項之半色調相移空白光罩，其中該透明層係包含矽、第一種金屬成份及第二種金屬成份作為成份元素。

(24)如第(23)項之半色調相移空白光罩，其中鋪疊多層半色調相移膜，使得第一及第二種金屬成份之和相對於矽之原子比自與基材相鄰之側面向著遠離基材之側面遞減。

(25)如第(23)項之半色調相移空白光罩，其中該多層半色調相移膜各進一步包含氧或氮之輕元素成份或兩者，且係鋪疊使得該輕元素成份相對於矽、第一及第二種金屬成份與輕元素成份之和的原子比係自與基材相鄰之側面向著遠離基材之側面遞增。

(26)如第(22)項之半色調相移空白光罩，其中該多層半色調相移膜係鋪疊，使得該等層之消光係數係自與基材相鄰之側面向著遠離基材之側面遞減。

(27)如第(22)項之半色調相移空白光罩，其中該多層半色調相移膜係鋪疊，使得該等層之電導係數係自與基材相鄰之側面向著遠離基材之側面遞減。

(28)如第(22)項之半色調相移空白光罩，其中該多層半色調相移膜係鋪疊，使得以氟為主之氣體對該等層之蝕刻速率係自與基材相鄰之側面向著遠離基材之側面遞增，而以氯為主之氣體對該等層之蝕刻速率係自與基材相鄰之側面向著遠離基材之側面遞減。

(29)一種適用於KrF準分子雷射、ArF準分子雷射或F₂ 雷射曝光之半色調相移光罩，該光罩係藉著將第(22)項之相移空白光罩中的半色調相移膜圖案化而製得。

(30)一種圖案轉移方法，其包括經由第(29)項之半色調相移光罩將光阻暴露於光圖案下。

第二及第三態樣之半色調相移空白光罩及半色調相移光罩滿足在暴露於較短波長光(一般為F₂ 雷射(157奈米))時之相差及透光度，且實際上完全達到自製造半色調相移光罩至使用光罩進行圖案轉移的整個過程中所需之特性，諸如蝕刻性質、蝕刻速率、電導係數(薄片電阻)、抗化學性及在檢驗波長下之透光度。該光罩可使用較短波長光(一般為F₂ 雷射(157奈米))有效地圖案曝光。

在包括基材、鋪置於基材上之中間層及鋪置於中間層上之頂層的結構中，該中間層係包括配置成與頂層相鄰之上方區域，及配置成與基材相鄰之下方區域。而且，該中間層具有配置成與基材相鄰之下側面(或表面)及配置成遠離基材之上側面(或表面)，個別稱為"基材側面"及"遠端側面"。術語"下方"及"上方"僅便於使用，但絕非限制。

第一具體實施態樣

首先描述本發明第一具體實施態樣之半色調相移空白光罩、半色調相移光罩及圖案轉移方法。

如圖5至8所示，本發明第一具體實施態樣之相移空白光罩包括經拋光石英或CaF₂ 之透明基材1及鋪置於其上之多層相移膜2，用以減弱所透射之光線，且使其相位偏移約180°。該多層相移膜2係包括位在基材1上具有吸光之主要功能的膜8，及位在膜8上具有相移之主要功能的膜9。在第一具體實施態樣之描述中，此等膜係個別稱為吸光膜8及相移膜9，該多層膜整體稱為多層相移膜2。為調整透光度及反射性使之更適於檢驗，將第二吸光膜10夾入相移膜9中之結構(如圖6所示)為佳。製造第二吸光膜10之材料可同於或異於位在基材1上之吸光膜8。另一種如圖7所示之具有高度抗化學性之膜(抗化學層)11形成於相移膜9上之結構，確定在使用化學液體清洗光罩之最終步驟中有較佳之物性。一般，鉻化合物之遮光膜12再形成於該多層相移膜2上，如圖8所示。其係於光罩加工照射電子束期間作為導電性薄膜，最後於框架部分上作為遮光膜，若為三色調型半色調相移光罩，則於微圖案之中心部分上作為遮光膜。

在第一具體實施態樣中，該吸光膜8一般含有除4A族以外之金屬元素，或除4A族以外之金屬元素與矽、或添加有4A族金屬元素之不飽和金屬化合物。除4A族以外之金屬元素的實例係包括過渡金屬及鑭系元素本身或摻合物，較佳為鉬、鎢、鉭及鉻，更佳為鉬及鉭。4A族金屬元素於吸光膜8中之濃度係經控制，使得與基材1相鄰之下方區域8a中之濃度係為零或低於與相移膜9相鄰之上方區域8b。較佳4A族金屬元素係為鋯及鉿。

矽於吸光膜8中之添加係視吸光膜8及相移膜9係於相同條件下或分兩階段個別蝕刻而定。選擇包括兩個別蝕刻階段之方法時，僅添加少量或不添加矽於該吸光膜8，以增進其對以氟為主之氣體的抗蝕刻性。另一方面，為於相同條件下蝕刻兩層，較佳係於吸光膜8中含有相對高比例之矽，或選擇不飽和金屬化合物，使得該膜可對以氟為主之氣體具有高蝕刻速率。

不飽和金屬化合物係選擇用於吸光膜8之一種材料。"化學計量"係表示成份元素呈一般價數，以提供實際之電荷平衡的化合物。具有該種成份比例之元素的金屬化合物稱為"飽和金屬化合物"。例示金屬中，鉬Mo係為六價(6⁺ )，鋯Zr係為四價(4⁺ )，鉭Ta係為五價(5⁺ )，鉻Cr係為三價(3⁺ )，鉿Hf係為四價(4⁺ )，且矽Si係為四價(4⁺ )。輕元素中，氧(O)係為二價(2^- )，氮(N)係為三價(3^- )，且碳係為四價(4^- )。詳言之，若為含有比例為1：2之鉬與矽的氧化物，則化學計量組成係為MoSi₂ O₇ ；若為含有比例為1：1之鉬與矽的氮化物，則化學計量組成係為MoSiN_10/3 。

相反地，其中輕元素即氧、氮及碳之含量低於化學計量，使得脫離由價數決定之表觀電荷平衡的金屬化合物，係稱為"不飽和金屬化合物"。詳言之，若為含有比例為1：2之鉬及矽的氧化物，則平均組成為MoSi₂ O_7-a 之化合物，其中a係為0<a<7之正數，係為不飽和金屬化合物；若為含有比例為1：1之鉬及矽的氮化物，則具有平均組成MoSiN_(10/3)-b 之化合物，其中b係為0<b<10/3之正數，係為不飽和金屬化合物。

雖然較低含量之輕金屬動搖前述之表觀電荷平衡，但電荷平衡實際上仍藉正電荷如電洞之生成及金屬價數之改變(例如Mo之價數自六價(6⁺ )變成三價(3⁺ ))來保持。

形成吸光膜之不飽和金屬化合物的較佳實例係包括不飽和金屬矽化物氧化物、不飽和金屬矽化物氮氧化物及不飽和金屬矽化物氮氧化物碳化物。至於其組成，該不飽和金屬矽化物氧化物最好基本上係由0.2至80原子%之M、19至90原子%之Si及0.1至60原子%之O所組成；該不飽和金屬矽化物氮氧化物基本上係由0.2至80原子%之M、19至90原子%之Si、0.1至50原子%之O及0.1至50原子%之N所組成；且不飽和金屬矽化物氮氧化物碳化物基本上係由0.2至80原子%之M、19至90原子%之Si、0.1至45原子%之O、0.1至45原子%之N及0.1至30原子%之C所組成，其中M係為金屬。

該種不飽和金屬化合物可藉反應性濺鍍使用添加有適量之含氧氣體、含氮氣體或含碳氣體的濺鍍氣體形成。因為反應性濺鍍之技術可視需要調整氧、氮及碳之組成比，故最好可調整光學性質，且增加設計之自由度。

當第一具體實施態樣之空白光罩採用在如同相移膜9之蝕刻條件下處理吸光膜8之方法時，吸光膜8中之矽含量較佳係為20至90原子%。吸光膜8(當吸光膜係由一層以上組成時，各層)具有最高達15奈米之厚度，較佳最高達10奈米，更佳最高達6奈米，又更佳係最高達2.5奈米，最佳係最高達1.25奈米。下限一般係至少0.5奈米。

為提供具有梯度4A族金屬元素濃度之吸光膜8，濺鍍時須同時使用至少兩種不同之靶極。提供含有4A族金屬元素之靶極及不含4A族金屬元素之靶極。或提供具有不同含量之4A族金屬元素之靶極。濃度梯度係以施加於靶極之功率來控制。例如，藉濺鍍於透明基材上沈積薄膜時，藉著在濺鍍初期及在開始沈積之後，將施加於不含4A族金屬元素之靶極或具有低濃度之4A族金屬元素的靶極之功率調高，且將施加於含4A族金屬元素之靶極或具有高濃度4a族金屬元素之靶極的功率調成零或調低，隨著時間降低施加於前一種靶極之功率且/或增加施加於後一種靶極之功率，來達成連續之濃度梯度。如此，得到在與基材相鄰區8a具有低濃度之4A族金屬元素且在與相移器相鄰區8b中具有較高濃度之吸光膜。

或在與基材相鄰區8a具有低含量之4A族金屬元素且在與相移器相鄰區8b中具有較高含量之吸光膜係由多層膜構成。所需之多層膜係在開始時將施加於不含4a族金屬元素之靶極或具有低濃度之4A族金屬元素的靶極之功率調高，且將施加於含4A族金屬元素之靶極或具有較高濃度之4A族金屬元素之靶極的功率調成零或調低，於此條件下進行沈積歷經特定時間，之後降低施加於前一種靶極之功率及/或增加施加於後一種靶極之功率，且持續沈積而製備。

後一種情況下，以多層結構提供梯度濃度之4A族金屬元素時，形成薄膜之操作變得複雜。然而，因為該等層可逐一沈積，故即使在每個濺鍍步驟中使用單一靶極，仍可沈積吸光膜。

4A族金屬元素於與基材相鄰區8a中之濃度最好係為0至40原子%，尤其是0至5原子%，與相移器相鄰區8b中係為3至100原子%，尤其是5至95原子%。更佳係4A族金屬元素於相移器相鄰區8b中之濃度係較與基材相鄰區8a高出2至100原子%，尤其是5至95原子%。

較佳吸光膜8係與基材相鄰區8a具有0.5至8奈米之厚度，尤其是0.5至3奈米，而與相移器相鄰區8b係具有0.5至8奈米之厚度，尤其是0.5至3奈米。

濺鍍所使用之靶極可含有除4A族金屬元素以外的成份，其可根據吸光膜所需之組成來選擇。沈積一般係藉著在系統中置入金屬靶極、金屬矽化物靶極、及視情況置入矽靶極(若系統可使用兩個以上之靶極)，在惰性氣體氛圍(諸如氖、氬或氪)中濺鍍該靶極而進行。若吸光膜具有不飽和金屬化合物，則可藉著將任何含氧、含氮及含碳之氣體導入濺鍍氣體中，並進行反應性濺鍍而形成。

所沈積之在與相移器相鄰區具有高濃度4A族金屬元素且在與基材相鄰區具有低濃度4A族金屬元素之吸光膜，當圖案在轉移至多層相移膜時，提供下列優點。

在一種情況下，該多層相移膜係分兩個別階段蝕刻。此情況下，如JP-A 7-168343所述，預期吸光膜在以氟為主之氣體蝕刻中具有蝕刻終止之功能。添加4A族金屬元素於吸光膜係為使抗蝕刻性較不含該種金屬元素時增進的簡易方式。另一方面，4A族金屬元素在與透明基材相鄰側面之含量低於與相移膜相鄰側面。因此，在用以將圖案轉移至吸光膜之氯氣條件下蝕刻時，因為透明基材1與吸光膜8a間之蝕刻選擇性比例由於添加4A族金屬元素而變低，故防止透明基材1受損之危險。

另一種情況下，其中相移膜9及吸光膜8係於相同條件下蝕刻，程序控制須極嚴格處理。在與相移器相鄰區添加較高濃度之4A族金屬元素可確認蝕刻已到達吸光膜。與基材相鄰區中4A族金屬元素之低濃度避免任何不便，如蝕刻選擇性比例之逆轉。

第一具體實施態樣中，相移膜9係由包含金屬或金屬與矽之氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、氮氧化物碳化物或氮化物碳化物形成。較佳係為具有化學計量含量之氧、氮及碳之組成的飽和金屬化合物。由飽和金屬化合物形成之相移膜具有抗化學性之優點。

構成第一具體實施態樣之相移膜9的金屬元素可為選自過渡金屬、鑭系元素及其組合物的任何元素。其中，鉬、鉭、鉻、鋯及鉿較佳，而Mo及Zr最佳。

該相移膜較佳係由金屬矽化物氧化物、金屬矽化物氮氧化物或金屬矽化物氮氧化物碳化物形成。至於其組成，建議該金屬矽化物氧化物基本上係由0.2至25原子%之M、10至42原子%之si及30至60原子%之O所組成；金屬矽化物氮氧化物基本上係由0.2至25原子%之M、10至57原子%之Si、2至20原子%之O及5至57原子%之N所組成；且金屬矽化物氮氧化物碳化物基本上係由0.2至25原子%之M、10至57原子%之Si、2至20原子%之O、5至57原子%之N及0.5至30原子%之C所組成，其中M係為金屬。

相移膜9可藉著在系統中置入任何根據相移膜9所需之組成而選擇的金屬靶極、矽靶極及金屬矽化物靶極，將含氧、含氮及含碳氣體中任一種添加於惰性氣體諸如氖、氬或氪中，並進行反應性濺鍍而形成。

在某些情況下，相移膜9可自用以沈積吸光膜8之靶極組合沈積。一旦沈積吸光膜8，則相移膜9可僅藉著改變氣體條件來依序沈積。當採用多階濺鍍之薄膜沈積時，可沈積具有與吸光膜完全不同組成之相移膜9。

較佳具體實施態樣中(參照圖7)，含有4a族金屬元素(一般為鋯或鉿，較佳為如吸光膜般高濃度)之層11(有時稱為抗化學膜)係形成於相移膜9待與遮光膜相鄰之上方側面上。此具體實施態樣有利於在圖案轉移之後，防止圖案在移除位於圖案上之光阻膜及遮光膜時及在最終清洗時受損。

如前文所述，第二吸光膜10可在相移膜9之上方及下方區域之間形成。通常，位於透明基材上之吸光膜8及相移膜9不需連續地沈積。在其中第二吸光膜10係形成於相移膜9中間之具體實施態樣中，較佳係連續沈積相移膜9及第二吸光膜10，因為若非如此，則製程複雜。詳言之，在相移膜沈積期間，濺鍍氣體氛圍變成僅有惰性氣體，以將金屬矽化物膜沈積成為第二吸光膜10。或氧及氮之濃度在中間階段降低，使得不飽和金屬矽化物化合物膜沈積成為第二吸光膜10。

至於第二吸光膜10之組成，建議不飽和金屬矽化物氮氧化物基本上係由0.2至80原子%之M、19至90原子%之si、0.1至50原子%之O及0.1至50原子%之N所組成；且不飽和金屬矽化物氧化物基本上係由0.2至80原子%之M、19至90原子%之Si及0.1至60原子%之O所組成，其中M係為金屬。

第二吸光膜10之組成可與第一吸光膜8相同或相異，且可含或不含4A族金屬元素。

將相移膜內第二吸光膜插入相移膜內提供以雷射光修復不透明缺陷之優點。詳言之，有時在相移光罩中，多層相移膜2中之缺陷係使用雷射光修復。在第一具體實施態樣之多層相移膜2中，吸光膜8更會吸收雷射能量，但相移膜9較不吸收。因此，即使多層相移膜2照射雷射光，該膜之某些部分仍未移除，產生犧牲修復之可信度的問題。將第二吸光膜10插入相移膜9內可確定雷射光將缺陷修復得較好，因為相移膜9可在自基材表面移除較會吸收雷射能量之吸光膜8的同時藉雷射照射而剝除，即使吸光膜8與相移膜9之間的雷射吸收能力有所差異亦然。

另一項優點來自將第二吸光膜10插入相移膜9內。自相移空白光罩製造相移光罩之特定方法包括照射具有約550奈米波長之光，且以其反射性辨識圖案。因為基材未覆蓋區與相移區之間的反差比係由反射性差異所致，故期望相移區(相移膜)具有至少10%之反射性。然而，當吸光膜配置於基材旁時，在550奈米附近之反射性有時因為光學干涉之影響，而降至檢驗者所需之10%水平以下。此情況下，第二吸光膜10之界面較佳係位於離多層相移膜2之上方表面在68.75(137.5/2)奈米內的深度處，較佳係在34.375(137.5/4)奈米內。之後可達到在550奈米附近至少10%之反射性。

該相移膜9較佳係具有10至60奈米之厚度，更佳係10至30奈米，第二吸光膜10係具有0.5至15奈米之厚度，更佳係0.5至1.25奈米，而抗化學層11係具有1至50奈米之厚度，更佳係5至20奈米。

本發明第一具體實施態樣之較佳變化形式中，以鉻為主之遮光膜或以鉻為主之防反射膜或兩者皆係形成於該多層相移膜上。較佳變化形式包括一種相移空白光罩，其包括位在該多層相移膜2上以鉻為主之遮光膜12；一種相移空白光罩，其包括位在該多層相移膜2上之以鉻為主的遮光膜12，及形成於該以鉻為主之遮光膜12上而用以降低遮光膜12之反射性的以鉻為主之防反射膜13；及一種相移空白光罩，其包括依所述順序形成於透明基材1上之多層相移膜2、第一以鉻為主之防反射膜13’、以鉻為主之遮光膜12、及第二以鉻為主之防反射膜13，如圖8所明示。

該以鉻為主之遮光膜12或以鉻為主之防反射膜13較佳係由碳氧化鉻(CrOC)、鉻氮氧化物碳化物(CrONC)或兩者之多層組合物製得。

該以鉻為主之遮光膜或以鉻為主之防反射膜可藉反應性濺鍍形成。詳言之，靶極係為純鉻或添加有氧、氮、碳或其組合物的鉻。該濺鍍氣體係為惰性氣體，諸如氖、氬或氪，其中添加二氧化碳氣體，以作為碳來源。

例如，可用以形成CrONC膜之濺鍍氣體係包括一種氣體混合物，其包含至少一種各含碳之氣體(例如CH₄ 、CO₂ 、CO)、含氮氣體(例如NO、NO₂ 、N₂ )及含氧氣體(例如CO₂ 、NO、O₂ )或任何該等氣體結合惰性氣體諸如氬、氖或氪之混合物。使用CO₂ 氣體或CO氣體兼作為碳及氧來源特別有利於基材平面之均勻性及在製造期間之控制性。濺鍍氣體中之每一種各可分別送入濺鍍艙內，或某些或所有氣體皆可先混合，再送入該艙內。

該CrOC膜最好基本上係由20至95原子%，尤其是30至85原子%之Cr，1至30原子%，尤其是5至20原子%之C，及1至60原子%，尤其是5至50原子%之O所組成；且CrONC膜基本上係由20至95原子%，尤其是30至80原子%之Cr，1至20原子%，尤其是2至15原子%之C，1至60原子%，尤其是5至50原子%之O，及1至30原子%，尤其是3至20原子%之N所組成。

該遮光膜及防反射膜各可具有一般使用於習用相移空白光罩之厚度。遮光膜一般具有20至100奈米，較佳30至60奈米之厚度，該防反射膜係具有5至40奈米，較佳10至30奈米之厚度。

相移光罩係藉著將如前製得之第一具體實施態樣相移空白光罩上的多層相移膜圖案化而製得。詳言之，藉著將圖5所示之相移空白光罩上的多層相移膜2圖案化，製得圖9所示之相移光罩。該相移光罩係包括在基材1上形成圖案之相移區2a，及位於其間之基材未覆蓋區1a。

具有圖9所示之結構的相移光罩6可藉圖10所示之方法製得。藉前述方法在基材1上形成多層相移膜2後，於膜2上形成光阻膜14(圖10A)。光阻膜14係經微影圖案化(圖10B)，之後將相移膜2蝕刻(圖10C)，隨後剝除光阻膜14(圖10D)。此方法中，施加光阻膜，圖案化(曝光及顯影)，蝕刻及移除光阻膜可藉已知方法進行。第一具體實施態樣中，多層相移膜可依兩方式蝕刻，視所選擇之特定吸光膜，而使用單組蝕刻條件或兩組不同之蝕刻條件。

當以Cr為主之膜(例如以鉻為主之遮光膜及/或以鉻為主之防反射膜)形成於多層相移膜上時，上層基材1上方表面邊緣保留有以Cr為主之膜(以鉻為主之遮光膜12)之相移光罩6(參照圖11)可藉著蝕除待曝光區域中的以Cr為主之膜12，以暴露出相移膜2之表面，之後將相移膜2圖案化成前述區域2a而製得。或相移光罩可藉著施加光阻於以Cr為主之膜12上且將光阻圖案化，之後蝕刻以Cr為主之膜12及相移膜2以進行圖案化而製得。以Cr為主之膜12僅有待進行曝光之區域隨後藉選擇性蝕刻移除，留下在表面上暴露出來之相移圖案。

第一具體實施態樣中在相移空白光罩及相移光罩上形成之多層相移膜的特徵為透光度對波長之相依性最小及使用單一乾式蝕刻氣體加工之能力，且對曝照光及檢驗兩種波長皆提供令人滿意之透光度。因此，第一具體實施態樣之相移空白光罩及相移光罩最適於(但不限於)適用於曝照ArF準分子雷射之高透光度、半色調相移空白光罩及相移光罩及適用於曝照F₂ 雷射之半色調相移空白光罩及相移光罩，其需要透光度對波長之相依性最小。

製造第一具體實施態樣之相移光罩時，可依設計進行高精確度加工。在微影術中使用光罩使得在光阻上形成圖案時，焦點深度如同預期般地擴大。

第二及第三具體實施態樣

以下描述本發明達成第二項目的之第二及第三具體實施態樣半色調相移空白光罩、半色調相移光罩及圖案轉移方法。

第二具體實施態樣

第二具體實施態樣之半色調相移空白光罩包括對曝照光透明之基材，及形成於其上層而具有預定相差及透光度之半色調相移膜。該半色調相移膜係包括單層或多層。該半色調相移膜中至少一層包含矽及多種金屬元素來作為成份元素。矽含量以矽與金屬元素總量計至少為90原子%。

尤其，第二具體實施態樣之半色調相移空白光罩包括有曝照光，尤其是較短波長之曝照光，諸如F₂ 雷射(157奈米)為透明之石英(合成石英)基材。包括單層或多層之半色調相移膜係形成於該基材上。

第二具體實施態樣中，半色調相移膜可包括單層或多層，較佳係為多層，尤其是兩層。至於第二具體實施態樣之半色調相移空白光罩之典型實例，包括含有兩層之半色調相移膜之半色調相移空白光罩係說明於圖13中。在透明基材51上，鋪置第一層521及第二層522，以形成半色調相移膜52。

當第二具體實施態樣中之半色調相移膜包括多層時，各層最好兼具有調整相差之功能及調整透光度之功能。各層之相差及透光度係經調整，使得整體半色調相移膜(半色調相移膜之所有層)可具有所需之相差及透光度值。

本發明中，該半色調相移膜可具有多層結構，其包括交替地形成至少一層主要調整透光度之遮光層，較佳為一層遮光層，及至少一層主要調整相差之透明層，較佳為一層透明層，最外層表層係為透明層。該遮光層及透明層之透光度不同。一般，該透明層係具有高於遮光層之透光度。

第二具體實施態樣之半色調相移膜中，至少一層相移膜係包含矽及多種金屬元素，作為成份元素。應注意當半色調相移膜係由單層構成時，至少一層係表示單層，當半色調相移膜係由多層構成時，至少一層係表示該多層中至少一層。

包含矽及多種金屬元素之層中，矽含量以矽與金屬元素之總量計，至少為90原子%，較佳至少95原子%。矽含量之上限最好最高達99原子%。

矽含量低於90原子%時，半色調相移膜可能具有較低之蝕刻速率，尤其是對以氟為主之氣體的蝕刻速率較低，而變得無法加工。相反地，矽含量高於99原子%時(對應於金屬成份之最低含量)，包含矽及金屬元素之層(因此包括該層之整體半色調相移膜)可能具有較低之電導係數或較高之薄片電阻，會引起介體破壞或導致用於線寬測量之SEM的電荷積聚。

第二具體實施態樣中，上層形成半色調相移膜之層較佳係建構成具有最高達1x10¹² 歐姆/平方之薄片電阻。

當半色調相移膜係由多層構成時，由蝕刻速率之觀點而言，該等層最好係鋪疊，使得以氟為主之氣體對個別層之蝕刻速率自基材側面向著遠端側面遞增，而以氯為主之氣體對個別層之蝕刻速率可自基材側面向著遠端側面遞減。

而且，由導電之觀點而言，該等層最好係鋪疊，使得個別層之電導係數可自基材側面向著遠端側面遞減。

在包含矽及多種金屬元素之層中，該多種金屬元素之實例係包括鉬、鋯及鉿，但不限於此。包含矽及多種金屬元素之較佳層中，該多種金屬元素係包括第一種金屬成份(M1)及第二種金屬成份(M2)，而該第一種金屬成份係為鉬，且第二種金屬成份係由鋯或鉿或兩者組成。例如，包含矽及多種金屬元素之較佳層涵蓋含有兩種元素Mo及Zr之層；含有兩種元素Mo及Hf之層；及含有三種元素Mo、Zr及Hf為金屬元素之層。

包含矽及多種金屬元素且其中矽含量以矽與金屬元素總量計至少90原子%之層中，第一種金屬成份相對於第二種金屬成份之原子比[M1/M2]最好最高達5。若第一種金屬成份對第二種金屬成份之原子比大於5，則該層可能變成較不耐化學液體，尤其是鹼清洗液，諸如氫氧化銨/過氧化氫/去離子水混合物(APM)。

包含矽及多種金屬元素且瑯中矽含量以矽與金屬元素總量計至少90原子%之層中，該多種金屬元素包含第一種及第二種金屬成份，以矽及第一種與第二種金屬成份之總量[Si+M1+M2]計，矽及第一種與第二種金屬成份之較佳含量係使得矽含量為90至99原子%，第一種金屬成份之含量最高達8.3原子%，而第二種金屬成份之含量至少為0.15原子%。矽及第一種與第二種金屬成份之總量係為100原子%。

此外，在包含矽及多種金屬元素之層中，其中矽含量以矽及金屬元素之總量計至少95原子%，且其中該多種金屬元素係包括第一種及第二種金屬成份，該第一種金屬成份相對於該第二種金屬成份之原子比[M1/M2]最好最高達6。若第一種金屬成份對第二種金屬成份之原子比大於6，則該層可能變成較不耐化學液體，尤其是鹼清洗液，諸如APM。

當矽含量以矽及金屬元素總量計至少95原子%時，矽及第一種與第二種金屬成份之較佳含量係在以矽及第一種與第二種金屬成份總量[Si+M1+M2]計時，使得矽含量為95至99原子%，第一種金屬成份含量最高達4.3原子%，而第二種金屬成份之含量至少為0.15原子%。矽及第一種與第二種金屬成份之總量係為100原子%。

包含矽及多種金屬元素之層最好可進一步包含至少一種選自氫、氧、氮、碳及鹵素為成份元素之輕元素，更佳為氧或氮或兩者。實例為含有矽及多種金屬元素之化合物，例如氧化物，諸如MoZrSiO(若金屬元素係為Mo及Zr)或MoHfSiO(若金屬元素係為Mo或Hf)；氮化物，諸如MoZrsiN(若金屬元素係為Mo及Zr)或MoHfSiN(若金屬元素係為Mo及Hf)；及氮氧化物，諸如MoZrSiON(若金屬元素係為Mo及Zr)或MoHfSiON(若金屬元素係為Mo及Hf)。

第二具體實施態樣中，當半色調相移膜係包含多層且各層係包含矽及第一種與第二種金屬成份(M1及M2)時，該等層最好鋪疊，使得第一種及第二種金屬成份之和相對於矽之原子比[(M1+M2)/Si]係自基材側面向著遠端側面遞減。當各層進一步包含氧或氮或兩種輕元素成份(L)時，該等層最好係鋪疊，使得輕元素成份相對於矽、第一種及第二種金屬成份及輕元素成份之和的原子比[L/(Si+M1+M2+L)]係自基材側面向著遠端側面遞增。

通常，用以檢驗半色調相移膜中之缺陷的系統係使用具有較微影術中所用之曝照光長之波長的光。該膜經常於檢驗波長下具有較高之透光度。尤其當曝照光具有如同F₂ 雷射(157奈米)之短波長時，所採用之半色調相移膜於檢驗波長(例如約257奈米之波長)下具有極高透光度，因而妨礙檢驗。當該半色調相移膜包括如前文提及般構成之多層時，位在遠端側面上之層所反射之光干擾由位在基材側面上之層所反射之光，降低檢驗半色調相移膜所使用之檢驗波長(例如約257奈米之波長)下的透光度。因此可輕易建立對石英之不同反差比，而幫助半色調相移膜之檢驗。半色調相移膜具有低透光度之波長可藉由適當地調整半色調相移膜之組成及厚度而加以選擇。

而且，因為半色調相移膜提供預定相差及透光度所需之厚度縮小，故改善乾式蝕刻之尺寸準確性。此因相差亦受干涉所影響。第二具體實施態樣可降低干涉之影響，因此使半色調相移膜可設計成較小厚度。此外，具有較高電導係數之層可鋪疊於基材側面上，使得介體破壞及用於線寬測量之SEM中電荷積聚的危險減至最低。具有包括在藉SEM測定線寬時有良好之反差比且易於修復圖案之優點。

當半色調相移膜包含多層時，由檢驗相容性之觀點而言，該等層最好係鋪疊，使得個別層之消光係數係自基材側面向著遠端側面遞減。

半色調相移膜之層厚不特別限制。尤其當半色調相移膜包括多層、遮光層及透明層時，該遮光層最好係具有1至30奈米之厚度，較佳係5至20奈米，而該透明層最好具有50至120奈米之厚度，較佳係40至70奈米。整體半色調相移膜係具有約70至150奈米之厚度，尤其是約70至90奈米。

該種半色調相移空白光罩之半色調相移膜可在當該膜包括單一層時，根據該單層之組成，當該膜包括多層時，根據各層之組成，藉著選擇任何金屬靶極、矽靶極及含金屬且含矽之靶極，將惰性氣體諸如氦、氖或氬氣送入艙內，且濺鍍該靶極而沈積。

其中多種金屬元素係為鉬及鋯之實例中，在純鉬靶極、純鋯靶極、純矽靶極、燒結之鉬與鋯靶極、燒結之鉬與矽靶極、燒結之鋯與矽靶極、及燒結之鉬、鋯與矽靶極中加以選擇。該靶極係結合使得自彼沈積之層可含有所需比例之Si、Mo及Zr。

其中多種金屬元素係為鉬及鉿之另一實例中，在純鉬靶極、純鉿靶極、純矽靶極、燒結之鉬與鉿靶極、燒結之鉬與矽靶極、燒結之鉿與矽靶極及燒結之鉬、鉿與矽靶極中加以選擇。該等靶極係結合使得自彼沈積之層可含有所需比例之Si、Mo及Hf。

其中多種金屬元素係為Mo、Zr及Hf之另一實例中，前述其中金屬係為Mo及Zr的實例及其中金屬係為Mo及Hf之其他實例靶極中加以選擇。該等靶極係結合使得自彼沈積之層可含有所需比例之Si、Mo、Zr及Hf。

該濺鍍可藉著自前述靶極選擇一或多種來進行。當使用一種以上之靶極時，該方法係為多種同時濺鍍，已知為共濺鍍。

當半色調相移膜層係由包含矽及多種金屬元素之化合物諸如氧化物、氮化物或氮氧化物形成時，其可藉反應性濺鍍使用惰性氣體與反應性氣體(諸如含氧之氣體或含氮之氣體，一般為氮、氧或氮氧化物氣體)之混合物沈積。

欲沈積MoZrSiON之實例中，反應性濺鍍係使用由鉬、鋯及矽組成之靶極或由鉬及矽組成之靶極及由鋯及矽組成之靶極，且視情況使用純矽靶極，且混合作為惰性氣體之氬氣與作為反應性氣體之氮氣及氧氣來進行。

濺鍍技術不特別限制，唯一般採用DC濺鍍。

半色調相移膜之組成，即當該半色調相移膜係由單一層構成時該單層之組成，而當該半色調相移膜係由多層構成時各層之組成，係含有來自靶極或靶極等之成份，即矽及多種金屬元素。個別成份之含量可藉著改變含有多種元素之靶極的組成，或控制施加於多個靶極(若使用)之電功率而加以調整。施加於各靶極之功率較佳約100至1,000瓦，更佳約200至900瓦，唯不限於此。

來自反應性氣體之成份，一般為輕元素成份諸如氧或氮，的含量可藉著適當地控制送入濺鍍艙之反應性氣體(例如含氧或含氮之氣體)的量且視情況控制惰性氣體進料量而加以調整。

通常，當位於表面上之半色調相移膜在空氣中氧化時，其隨時間改變其組成及厚度，因而改變其相差及透光度。若半色調相移膜預先氧化至不會在正常環境下進行進一步之氧化，則可避免在空氣中氧化對於相差及透光度之影響。詳言之，該半色調相移膜係於含氧氛圍(一般為空氣)中加熱，以於表面(最外層表面)上形成經熱氧化之薄膜。當使用爐加熱、燈退火及雷射加熱中任一種作為加熱方式時，皆得到相同結果。

相移光罩係藉著將先前製造之第二具體實施態樣位於半色調相移空白光罩上之半色調相移膜圖案化而製得。詳言之，藉著將圖13所示位於相移空白光罩上之半色調相移膜52(由依序鋪置於基材上之第一及第二層521及522構成)圖案化，製得圖14所示之相移光罩。該相移光罩包括經圖案化之半透明區52a及位於其間之透明區51a。

圖14所示之結構的相移光罩可藉圖15所示之方法製得。在半色調相移膜52(由依序鋪置之第一及第二層521及522構成)藉前述方法形成於透明基材51上之後，將光阻膜53塗覆於該膜52上(圖15A)。光阻膜53藉包括電子束曝光及顯影之微影術圖案化(圖15B)，之後將相移膜52乾式蝕刻(圖15C)，隨後剝除該光阻膜53(圖15D)。此方法中，光阻膜之施加、圖案化(曝光及顯影)、蝕刻及移除光阻膜可藉已知方法進行。

形成於第二具體實施態樣之半色調相移空白光罩上之半色調相移膜的乾式蝕刻可使用以氟為主之氣體諸如氟碳化物(例如C₂ F₆ 、CF₄ 、C₃ F₈ 或SF₆ )蝕刻或使用以氯為主之氣體(諸如Cl₂ )蝕刻。使用以氟為主之氣體蝕刻較佳，因為有較高之蝕刻速率。

第三具體實施態樣

第三具體實施態樣之半色調相移空白光罩包括對曝照光透明之基材，及形成於其上層而具有預定相差及透光度之半色調相移膜。該半色調相移膜具有多層結構，包括交替形成之至少一層主要用以調整透光度之遮光層及至少一層主要用以調整相差之透明層，最外層表層係為透明層。該遮光層，較佳為遮光層及透明層兩者，係包含矽、第一金屬成份鉬及第二金屬成份鋯或鉿或兩者，作為成份元素。

尤其，第三具體實施態樣之半色調相移空白光罩包括對曝照光，尤其是短波長曝照光，諸如F₂ 雷射(157奈米)，係為透明之石英(合成石英)基材。包括至少一層主要用以調整透光度之遮光層及至少一層主要用以調整相差之透明層的具有多層結構之半色調相移膜係形成於該基材上。該等層係交替排列，使得最外層表層係為透明層。

第三具體實施態樣之半色調相移空白光罩的典型實例，包括半色調相移膜之半色調相移空白光罩，該相移膜係包括兩層，一遮光層及一透明層，係出示於圖16。在透明基材61上，依序鋪置遮光層621及透明層622，以形成半色調相移膜62。

當半色調相移膜係包括第三具體實施態樣遮光及透明層，較佳係各層各兼具有調整相差之功能及調整透光度之功能。個別層之相差及透光度係經調整，使得整體半色調相移膜(水合物相移膜之所有層)可具有所需之相差及透光度值。該遮光層及透明層之透光度不同。一般，該透明層係具有高於遮光層之透光度。

第三具體實施態樣中，遮光層，較佳為遮光層及透明層兩者，係包含矽、第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯或鉿或兩者，為成份元素。在包含矽及第一種與第二種金屬成份之層中，矽含量以矽及第一種與第二種金屬成份之總量計，至少為90原子%，較佳至少95原子%。矽含量之上限最好最高達99原子%。

矽含量低於90原子%時，半色調相移膜可具有較低蝕刻速率，尤其是對以氟為主之氣體有較低蝕刻速率，且變成較無法加工。相反地，矽含量高於對應於金屬成份之最低含量的99原子%時，包含矽及第一種與第二種金屬成份之層且因此包括該層之整體水合物相移膜可能具有較低之電導係數或較高之薄片電阻，引致介體破壞或導致用於線寬測量之SEM的電荷積聚。

第三具體實施態樣中，構成半色調相移膜之層較佳係具有最高達1x10¹² 歐姆/平方之薄片電阻。

由蝕刻速率之觀點言之，半色調相移膜之層係鋪置使得個別層對於以氟為主之氣體的速率速率可自基材側面向著遠端側面遞增，而個別層對以氯為主之氣體的蝕刻速率係自基材側面向著遠端側面遞減。

自導電性之觀點言之，亦佳者係半色調相移膜之層係鋪置使得個別層之電導係數係自基材側面向著遠端側面遞減。

第三具體實施態樣中，遮光層及較佳遮光層與透明層兩層皆包含矽、第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯或鉿或兩者。例如，包含矽及第一種與第二種金屬成份之較佳層係涵蓋含兩種元素之層：Mo及Zr；含兩種元素之層：Mo及Hf；及含三種元素之層：Mo、Zr及Hf為金屬成份。

包含矽及第一種與第二種金屬成份之層中，其中矽含量以矽及第一種與第二種金屬成份(M1及M2)之總量計至少為90原子%，第一種金屬成份相對於第二種金屬成份之原子比[M1/M2]較佳最高達5。若第一種金屬成份相對於第二種金屬成份之原子比大於5，則該層可能變成較不耐化學液體，尤其是鹼清洗液，諸如APM。

在包含矽及第一種與第二種金屬成份(M1及M2)之層中，當矽含量以矽及第一種與第二種金屬元素總量[Si+M1+M2]計至少90原子%時，矽及第一種與第二種金屬成份之較佳含量係在以矽及第一種與第二種金屬成份總量[Si+M1+M2]計時，使得矽含量為90至99原子%，第一種金屬成份含量最高達8.3原子%，而第二種金屬成份之含量至少為0.15原子%。矽及第一種與第二種金屬成份之總量係為100原子%。

此外，在包含矽及第一種與第二種金屬成份(M1及M2)之層中，當矽含量以矽及第一種與第二種金屬元素總量[Si+M1+M2]計至少95原子%時，第一種金屬成份對第二種金屬成份之原子比[M1/M2]最好最高達6。若第一種金屬成份對第二種金屬成份之原子比大於6，則該層可能變成較不耐化學液體，尤其是鹼清洗液，諸如APM。

當矽含量以矽及第一種與第二種金屬元素總量[Si+M1+M2]計至少95原子%時，矽及第一種與第二種金屬成份之較佳含量係在以矽及第一種與第二種金屬成份總量[Si+M1+M2]計時，使得矽含量為95至99原子%，第一種金屬成份含量最高達4.3原子%，而第二種金屬成份之含量至少為0.15原子%。矽及第一種與第二種金屬成份之總量係為100原子%。

包含矽及第一種及第二種金屬成份之層最好可進一步包含至少一種選自氫、氧、氮、碳及鹵素之輕元素為成份元素，更佳為氧或氮或兩者。實例為含有矽及第一種及第二種種金屬成份之化合物，例如氧化物，諸如MoZrSiO(若金屬元素係為Mo及Zr)或MoHfSiO(若金屬元素係為Mo或Hf)；氮化物，諸如MoZrSiN(若金屬元素係為Mo及Zr)或MoHfSiN(若金屬元素係為Mo及Hf)；及氮氧化物，諸如MoZrSiON(若金屬元素係為Mo及Zr)或MoHfSiON(若金屬元素係為Mo及Hf)。

第三具體實施態樣中，當半色調相移膜係包含多層且各層係包含矽及第一種與第二種金屬成份(M1及M2)時，該等層最好鋪疊，使得第一種及第二種金屬成份之和相對於矽之原子比[(M1+M2)/Si]係自基材側面向著遠端側面遞減。當各層進一步包含氧或氮或兩種輕元素成份(L)時，該等層最好係鋪疊，使得輕元素成份相對於矽、第一種及第二種金屬成份及輕元素成份之和的原子比[L/(Si+M1+M2+L)]係自基材側面向著遠端側面遞增。

而且，因為半色調相移膜提供預定相差及透光度所需之厚度縮小，故改善乾式蝕刻之尺寸準確性。此因相差亦受干涉所影響。第三具體實施態樣可降低干涉之影響，因此使半色調相移膜可設計成較小厚度。此外，具有較高電導係數之層可鋪疊於基材側面上，使得介體破壞及用於線寬測量之SEM中電荷積聚的危險減至最低。具有包括在藉SEM測定線寬時有良好之反差比且易於修復圖案之優點。

而且，由檢驗相容性之觀點而言，半色調相移膜之該等層最好係鋪疊，使得個別層之消光係數係自基材側面向著遠端側面遞減。

半色調相移膜之層厚不特別限制。該遮光層最好係具有1至30奈米之厚度，較佳係5至20奈米，而該透明層最好具有50至120奈米之厚度，較佳係40至70奈米。整體半色調相移膜係具有約70至150奈米之厚度，尤其是約70至90奈米。

其中第一種及第二種金屬係為鉬及鋯之實例中，在純鉬靶極、純鋯靶極、純矽靶極、燒結之鉬與鋯靶極、燒結之鉬與矽靶極、燒結之鋯與矽靶極、及燒結之鉬、鋯與矽靶極中加以選擇。該靶極係結合使得自彼沈積之層可含有所需比例之Si、Mo及Zr。

其中第一種及第二種金屬係為鉬及鉿之另一實例中，在純鉬靶極、純鉿靶極、純矽靶極、燒結之鉬與鉿靶極、燒結之鉬與矽靶極、燒結之鉿與矽靶極及燒結之鉬、鉿與矽靶極中加以選擇。該等靶極係結合使得自彼沈積之層可含有所需比例之Si、Mo及Hf。

其中第一種及第二種金屬元素係為Mo、Zr及Hf之另一實例中，前述其中金屬係為Mo及Zr的實例及其中金屬係為Mo及Hf之其他實例靶極中加以選擇。該等靶極係結合使得自彼沈積之層可含有所需比例之Si、Mo、Zr及Hf。

當半色調相移膜層係由包含矽及第一種及第二種金屬成份之化合物諸如氧化物、氮化物或氮氧化物形成時，其可藉反應性濺鍍使用惰性氣體與反應性氣體(諸如含氧之氣體或含氮之氣體，一般為氮、氧或氮氧化物氣體)之混合物沈積。

濺鍍技術不特別限制，唯一般採用DC濺鍍。

半色調相移膜之組成，即該遮光或透明層之組成，係含有來自靶極或靶極等之成份，即矽及第一種及第二種金屬成份。個別成份之含量可藉著改變含有多種元素之靶極的組成，或控制施加於多個靶極(若使用)之電功率而加以調整。施加於各靶極之功率較佳約100至1,000瓦，更佳約200至900瓦，唯不限於此。

相移光罩係藉著將先前製造之第三具體實施態樣位於半色調相移空白光罩上之半色調相移膜圖案化而製得。詳言之，藉著將圖16所示位於相移空白光罩上之半色調相移膜62(由依序鋪置於基材上之遮光層621及透明層622構成)圖案化，製得圖17所示之相移光罩。該相移光罩包括經圖案化之半透明區62a及位於其間之透明區61a。

圖17所示之結構的相移光罩可藉圖18所示之方法製得。在半色調相移膜62(由依序鋪置之遮光層621及透明層622構成)藉前述方法形成於透明基材61上之後，將光阻膜63塗覆於該膜62上(圖18A)。光阻膜63藉包括電子束曝光及顯影之微影術圖案化(圖18B)，之後將相移膜62乾式蝕刻(圖18C)，隨後剝除該光阻膜63(圖18D)。此方法中，光阻膜之施加、圖案化(曝光及顯影)、蝕刻及移除光阻膜可藉已知方法進行。

形成於第三具體實施態樣之半色調相移空白光罩上之半色調相移膜的乾式蝕刻可使用以氟為主之氣體諸如氟碳化物(例如C₂ F₆ 、CF₄ 、C₃ F₈ 或SF₆ )蝕刻或使用以氯為主之氣體(諸如Cl₂ )蝕刻。使用以氟為主之氣體蝕刻較佳，因為有較高之蝕刻速率。

第二及第三具體實施態樣之半色調相移光罩有利於使用於製造半導體積體電路時所涉及之光阻成像曝光。可操作第二及第三具體實施態樣之半色調相移空白光罩及半色調相移光罩的曝光波長不特別限制。任何曝光波長皆可應用，諸如KrF準分子雷射(248奈米)、ArF準分子雷射(193奈米)及F₂ 雷射(157奈米)。尤其當使用F₂ 雷射(157奈米)作為曝光波長時，第二及第三具體實施態樣之半色調相移空白光罩及半色調相移光罩(半色調相移膜)完全符合所需之特性。

實施例

以下出示實施例及對照例以說明本發明，唯本發明不限於此。

應注意氣體流速(厘米³ /分鐘)係於0℃及1013 hPa(一大氣壓)標準化。

實施例1至3及對照例1至2係有關本發明第一具體實施態樣。

實施例1

製備具有圖5所示之結構的多層相移膜。沈積多層相移膜時，使用在艙內包括兩靶極之DC濺鍍系統。

首先，將吸光膜8a沈積於石英基材上。所使用之靶極係為鉬及鋯靶極。氬於30厘米³ /分鐘流速下送入艙內作為濺鍍氣體。在氣體進料期間，於濺鍍艙內設定0.15 Pa之氣體壓力。藉著於鉬靶極兩端施加1,000瓦之放電功率且於鋯靶極兩端施加50瓦功率以共濺鍍且於30 rpm下轉動基材，在基材上沈積金屬膜Mo₂₀ Zr達15埃厚度。

之後，沈積吸光膜8b。氬係於30厘米³ /分鐘流速下送入，使得濺鍍艙內之氣體壓力設定為0.15 Pa。藉著於鉬靶極兩端施加50瓦之放電功率且於鋯靶極兩端施加1,000瓦功率以共濺鍍且於30 rpm下轉動基材，在基材上沈積金屬膜MoZr₂₀ 達15埃厚度。

接著沈積相移膜9。含有Mosi2靶極及si靶極之另一濺鍍艙中，放置具有如前沈積之吸光膜的基材。送入5厘米³ /分鐘之Ar、50厘米³ /分鐘之N₂ 及1厘米³ /分鐘之O₂ 的氣體混合物作為濺鍍氣體。濺鍍艙內設定0.1 Pa之氣體壓力。於MoSi₂ 靶極兩端施加200瓦之濺鍍功率，且於Si靶極兩端施加1,000瓦之功率。在此等條件下，含有鉬及矽之材料，即飽和金屬化合物MoSiON係沈積至約800埃之厚度。其餘沈積條件係如同吸光膜8a所用。相移膜9之厚度精密地調整，使得該多層相移膜在193奈米(ArF)產生180°相差。

檢測該多層相移膜。

二階蝕刻

i-線光阻塗覆於相移空白光罩，成像曝光，並顯影，形成光阻圖案。經由該圖案化之光阻，相移膜9使用CF₄ 作為處理氣體進行乾式蝕刻。在偵測被蝕刻之相移膜9變化中之反射性下，自變化中之反射性的性質預見相移膜9之蝕刻終點。其次，吸光膜8b及8a之蝕刻係使用Cl₂ 為處理氣體藉乾式蝕刻進行。蝕刻終點係為吸光膜8a消耗至暴露底層石英基材時。吸光膜8a之蝕刻終點係藉著如前偵測變化中之反射性而決定。乾式蝕刻後，移除殘留之光阻。測定形成之相移光罩具有181.0±0.62度之相差平面內分布。結果證明整體表面上均勻圖案化。

實施例2

製備具有圖6所示之結構的多層相移膜。沈積多層相移膜時，使用在艙內包括兩靶極之DC濺鍍系統。

首先，將吸光膜8a沈積於石英基材上。所使用之靶極係為鉬及鋯靶極。氬於30厘米³ /分鐘流速下送入艙內作為濺鍍氣體。在氣體進料期間，於濺鍍艙內設定0.15 Pa之氣體壓力。藉著於鉬靶極兩端施加1,000瓦之放電功率且於鋯靶極兩端施加50瓦功率以共濺鍍且於30 rpm下轉動基材，在基材上沈積金屬膜Mo₂₀ Zr達10埃厚度。之後，沈積吸光膜8b。氬係於30厘米³ /分鐘流速下送入，使得濺鍍艙內之氣體壓力設定為0.15 Pa。藉著於鉬靶極兩端施加50瓦之功率且於鋯靶極兩端施加1,000瓦功率以共濺鍍且於30 rpm下轉動基材，沈積金屬膜MoZr₂₀ 達10埃厚度。

接著沈積相移膜9。含有MoSi2靶極及Si靶極之另一濺鍍艙中，放置具有如前沈積之吸光膜的基材。送入5厘米³ /分鐘之Ar、50厘米³ /分鐘之N₂ 及1厘米³ /分鐘之O₂ 的氣體混合物作為濺鍍氣體。濺鍍艙內設定0.1 Pa之氣體壓力。於MoSi₂ 靶極兩端施加200瓦之濺鍍功率，且於Si靶極兩端施加1,000瓦之功率。含有鉬及矽之材料，即飽和金屬化合物MoSiON係沈積至約400埃之厚度。其餘沈積條件係如同吸光膜8a所用。

接著沈積具有吸光功能之中間金屬層(第二吸光膜)10。在如同相移膜9所用之沈積艙中，氬氣係以30厘米³ /分鐘之流速下進料，使得艙內設定0.15 Pa之氣體壓力。藉著於MoSi₂ 靶極兩端施加200瓦之功率，且於Si靶極兩端施加1,000瓦之功率，矽化鉬膜沈積至20埃之厚度。其餘沈積條件係如同吸光膜8a所用。

接著再沈積相移膜9。在如同前述之濺鍍艙中，送入5厘米³ /分鐘之Ar、50厘米³ /分鐘之N₂ 及1厘米³ /分鐘之O₂ 的氣體混合物，使得艙內氣體壓力設定於0.1 Pa。於MoSi₂ 靶極兩端施加200瓦之濺鍍功率，且於Si靶極兩端施加1,000瓦之功率。含有鉬及矽之材料，即飽和金屬化合物MoSiON係沈積至約400埃之厚度。其餘沈積條件係如同吸光膜8a所用。相移膜9之厚度係精密調整，使得多層相移膜於193奈米(ArF)產生180°之相差。

檢測該多層相移膜。

二階蝕刻

i-線光阻塗覆於相移空白光罩，成像曝光，並顯影，形成光阻圖案。經由該圖案化之光阻，相移膜9使用CF₄ 作為處理氣體進行乾式蝕刻。在偵測被蝕刻之相移膜9變化中之反射性下，自變化中之反射性的性質預見相移膜9之蝕刻終點。其次，吸光膜8b及8a之蝕刻係使用Cl₂ 為處理氣體藉乾式蝕刻進行。蝕刻終點係為吸光膜8a消耗至暴露底層石英基材時。吸光膜8a之蝕刻終點係藉著如前偵測變化中之反射性而決定。乾式蝕刻後，移除殘留之光阻。測定形成之相移光罩具有180.7±0.48度之相差平面內分布。結果證明整體表面上均勻圖案化。

實施例3

製備具有圖7所示之結構的多層相移膜。沈積多層相移膜時，使用在艙內包括兩靶極之DC濺鍍系統。

首先，將吸光膜8a沈積於石英基材上。所使用之靶極係為MoSi₉ 及ZrSi₉ 靶極。Ar及N₂ 氣體個別係於30厘米³ /分鐘及5厘米³ /分鐘流速下送入艙內作為濺鍍氣體。在氣體進料期間，於濺鍍艙內設定0.15 Pa之氣體壓力。藉著於MoSi₉ 靶極兩端施加1,000瓦之放電功率且於ZrSi₉ 靶極兩端施加50瓦功率以共濺鍍且於30 rpm下轉動基材，在基材上沈積不飽和金屬化合物膜MoZrSiN達30埃厚度。之後，沈積吸光膜8b。Ar及N₂ 係個別於30厘米³ /分鐘及5厘米³ /分鐘流速下送入艙內作為濺鍍氣體，使得濺鍍艙內之氣體壓力設定為0.15 Pa。藉著於MoSi₉ 靶極兩端施加50瓦之功率且於ZrSi₉ 靶極兩端施加1,000瓦功率以共濺鍍且於30 rpm下轉動基材，沈積不飽和金屬化合物膜MoZrSiN達30埃厚度。

接著沈積相移膜9。在相同濺鍍艙中，送入5厘米³ /分鐘之Ar、50厘米³ /分鐘之N₂ 及1厘米³ /分鐘之O₂ 的氣體混合物作為濺鍍氣體，使得濺鍍艙內設定0.1 Pa之氣體壓力。於MoSi₉ 靶極兩端施加1,000瓦之濺鍍功率，且於ZrSi₉ 靶極兩端施加200瓦之功率。含有鉬、鋯及矽之材料，即飽和金屬化合物MoZrSiON係沈積至約300埃之厚度。其餘沈積條件係如同吸光膜8a所用。

接著沈積具有吸光功能之中間金屬層(第二吸光膜)10。Ar及N₂ 氣體個別以30厘米³ /分鐘及5厘米³ /分鐘之流速下送入艙內以作為濺鍍氣體，使得艙內設定0.15 Pa之氣體壓力。藉著於MoSi₉ 靶極兩端施加1,000瓦之功率，且於ZrSi₉ 靶極兩端施加200瓦之功率以共濺鍍，並於30 rpm下轉動該基材，沈積不飽和金屬化合物膜MoZrSiN至30埃厚度。其餘沈積條件係如同吸光膜8a所用。

接著再沈積相移膜9。在如同前述之濺鍍艙中，送入5厘米³ /分鐘之Ar、50厘米³ /分鐘之N₂ 及1厘米³ /分鐘之O₂ 的混合物，使得艙內氣體壓力設定於0.1 Pa。於MoSi₉ 靶極兩端施加1,000瓦之濺鍍功率，且於ZrSi₉ 靶極兩端施加200瓦之功率。含有鉬、鋯及矽之材料，即飽和金屬化合物MoZrSiON係沈積至約300埃之厚度。其餘沈積條件係如同吸光膜8a所用。

最後，沈積抗化學層11。在如同前述之濺鍍艙中，送入5厘米³ /分鐘之Ar、50厘米³ /分鐘之N₂ 及1厘米³ /分鐘之O₂ 的氣體混合物，使得艙內氣體壓力設定於0.1 Pa。於MoSi₉ 靶極兩端施加200瓦之濺鍍功率，且於ZrSi₉ 靶極兩端施加1,000瓦之功率。含有鉬、鋯及矽之材料，即飽和金屬化合物MoZrSiON係沈積至約100埃之厚度。相移膜9之厚度係精密調整，使得多層相移膜於193奈米(ArF)產生180°之相差。

檢測該多層相移膜。

單階蝕刻

i-線光阻塗覆於相移空白光罩，成像曝光，並顯影，形成光阻圖案。經由該圖案化之光阻，多層相移膜2使用CF₄ 作為處理氣體進行乾式蝕刻。在偵測被蝕刻之相移膜2變化中之反射性下，自變化中之反射性的性質預見相移膜2之蝕刻終點。乾式蝕刻後，移除殘留之光阻。測定形成之相移光罩具有181.2±0.72度之相差平面內分布。結果證明整體表面上均勻圖案化。

對照例1

製備具有圖12所示之結構的多層相移膜。沈積多層相移膜時，使用在艙內包括兩靶極之DC濺鍍系統。

首先，將吸光膜8沈積於石英基材上。所使用之靶極係為鉬及鋯靶極。氬於30厘米³ /分鐘流速下送入艙內作為濺鍍氣體。在氣體進料期間，於濺鍍艙內設定0.15 Pa之氣體壓力。藉著於鉬靶極兩端施加50瓦之放電功率且於鋯靶極兩端施加1,000瓦功率以共濺鍍且於30 rpm下轉動基材，在基材上沈積金屬膜MoZr₂₀ 達30埃厚度。

之後，接著沈積相移膜9。含有MoSi₂ 靶極及Si靶極之另一濺鍍艙中，放置具有如前沈積之吸光膜的基材。送入5厘米³ /分鐘之Ar、50厘米³ /分鐘之N₂ 及1厘米³ /分鐘之O₂ 的氣體混合物作為濺鍍氣體。濺鍍艙內設定0.1 Pa之氣體壓力。於MoSi₂ 靶極兩端施加200瓦之濺鍍功率，且於Si靶極兩端施加1,000瓦之功率。在此等條件下，含有鉬及矽之材料，即飽和金屬化合物MoSiON係沈積至約800埃之厚度。其餘沈積條件係如同吸光膜8所用。相移膜9之厚度精密地調整，使得該多層相移膜在193奈米(ArF)產生180°相差。

檢測該多層相移膜。

二階蝕刻

i-線光阻塗覆於相移空白光罩，成像曝光，並顯影，形成光阻圖案。經由該圖案化之光阻，相移膜9使用CF₄ 作為處理氣體進行乾式蝕刻。在偵測被蝕刻之相移膜9變化中之反射性下，自變化中之反射性的性質預見相移膜9之蝕刻終點。其次，吸光膜8之蝕刻係使用Cl₂ 為處理氣體藉乾式蝕刻進行。蝕刻終點係為吸光膜8消耗至暴露底層石英基材時。吸光膜8之蝕刻終點係藉著如前偵測變化中之反射性而決定。乾式蝕刻後，移除殘留之光阻。測定形成之相移光罩具有182.3±1.79度之相差平面內分布。相差分布因為吸光膜8具有太低之乾式蝕刻速率無法提供相對於基材之選擇性比例，因而擴大。

對照例2

首先，將吸光膜8沈積於石英基材上。所使用之靶極係為鉬及鋯靶極。氬於30厘米³ /分鐘流速下送入艙內作為濺鍍氣體。在氣體進料期間，於濺鍍艙內設定0.15 Pa之氣體壓力。藉著於鉬靶極兩端施加1,000瓦之放電功率且於鋯靶極兩端施加50瓦功率以共濺鍍且於30 rpm下轉動基材，在基材上沈積金屬膜Mo₂₀ Zr達30埃厚度。

檢測該多層相移膜。

單階蝕刻

i-線光阻塗覆於相移空白光罩，成像曝光，並顯影，形成光阻圖案。經由該圖案化之光阻，多層相移膜2使用CF₄ 作為處理氣體進行乾式蝕刻。在偵測被蝕刻之相移膜2變化中之反射性下，自變化中之反射性的性質預見相移膜2之蝕刻終點。乾式蝕刻後，移除殘留之光阻。測定形成之相移光罩具有182.6±2.72度之相差平面內分布。相差分布因為吸光膜8具有太高之乾式蝕刻速率無法作為蝕刻終止層，因而擴大。

實施例4至17及實驗1至2係有關本發明第二及第三具體實施態樣。

實施例4

半色調相移空白光罩係藉著在對於F₂ 雷射光(波長157奈米)完全透明之6英吋平方合成石英基材上，沈積兩層半色調相移膜而製得。

沈積半色調相移膜時，使用DC濺鍍系統。藉著沈積含有莫耳比Mo：Zr：Si為5：1：20之鉬、鋯及矽的混合靶極(Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 靶極)及矽(Si)靶極並引發二元共濺鍍，沈積得半色調相移膜。

詳言之，連續沈積兩層半色調相移膜，使得遮光層(第一層)及透明層(第二層)依序鋪置於基材上，同時在Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 及Si靶極兩側施加下列功率。

遮光(第一)層

Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 靶極：200瓦

Si靶極：800瓦

透明(第二)層

Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 靶極：100瓦

Si靶極：900瓦

而且，反應性氣體與惰性氣體一起送入艙中，以進行反應性濺鍍，沈積半色調相移膜。

遮光(第一)層

Ar=20.0 SCCM

N₂ =10.0 SCCM

O₂ =4.0 SCCM

透明(第二)層

Ar=5.0 SCCM

N₂ =50.0 SCCM

O₂ =4.0 SCCM

決定遮光(第一)層及透明(第二)層之厚度，使得整體半色調相移膜於F₂ 雷射波長(157奈米)下具有6%之透光度及180°之相差，並考慮待形成於透明(第二)層上之經熱氧化薄膜的影響。詳言之，遮光(第一)層之厚度為86埃，透明(第二)層之厚度為649埃，而整體半色調相移膜之厚度為735埃。

所製得之半色調相移膜進行分析。其光譜透光度數據係出示於圖19及表1。藉ESCA進行組成分析之結果係出示於圖20(遮光或第一層)，圖21(透明或第二層)及表2。如圖19所示，接近250奈米之透光度因為來自遮光(第一)層及透明(第二)層之反射光之間的干涉而被抑低。

半色調相移膜之遮光(第一)層及透明(第二)層中的Si、Mo及Zr的組成比係自組成分析的結果計算。

遮光(第一)層

Si=94.6原子%，Mo=4.5原子%，Zr=0.9原子%

(Mo+Zr)/Si=3.5/61.4=0.057

Mo/Zr=2.9/0.6=4.8

透明(第二)層

Si=98.7原子%，Mo=1.0原子%，Zr=0.3原子%

(Mo+Zr)/Si=0.5/37.8=0.013

Mo/Zr=0.4/0.1=4.0

計算遮光(第一)層及透明(第二)層中O及N相對於總成份元素之組成比。

遮光(第一)層

(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.351

透明(第二)層

(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.617

遮光(第一)層及透明(第二)層係個別沈積為單一層。測量各層之薄片電阻。而且各層之蝕刻速率係於下述條件下，使用以氟為主之氣體或以氯為主之氣體進行乾式蝕刻來測量。結果係出示於表3。各層於157奈米之消光係數亦出示於表3。

以氟為主之氣體的乾式蝕刻

光阻：FEP171(Fujifilm Arch Co.,Ltd.)

光阻厚度：2500埃

蝕刻氣體：C₂ F₆ /O₂ /He=5/5/40 SCCM

壓力：3毫托耳(0.4 Pa)

施加功率：RIE=50瓦，ICP=100瓦

以氯為主之氣體的乾式蝕刻

光阻：FEP171(Fujifilm Arch Co.,Ltd.)

光阻厚度：2500埃

蝕刻氣體：Cl₂ /He=40/65 SCCM

壓力：5毫托耳(0.67 Pa)

施加功率：RIE=40瓦，ICP=500瓦

應注意依前述方法沈積遮光(第一)層及透明(第二)層所得之半色調相移空白光罩係於300℃爐中熱處理。

其次，光阻材料塗覆於半色調相移空白光罩，暴露於電子束下，以顯影劑顯影，形成光阻圖案。藉著經由作為保護膜之光阻圖案進行乾式蝕刻，將半色調相移空白光罩之半色調相移膜圖案化。該乾式蝕刻係於以氟為主之氣體條件下進行。產生具有令人滿意之半色調相移膜圖案的半色調相移光罩。

實施例5

遮光(第一)層

Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 靶極：200瓦

Si靶極：800瓦

透明(第二)層

Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 靶極：200瓦

Si靶極：800瓦

遮光(第一)層

Ar=20.0 SCCM

N₂ =15.0 SCCM

透明(第二)層

Ar=5.0 SCCM

N₂ =50.0 SCCM

O₂ =4.0 SCCM

決定遮光(第一)層及透明(第二)層之厚度，使得整體半色調相移膜於F₂ 雷射波長(157奈米)下具有6%之透光度及180°之相差，並考慮待形成於透明(第二)層上之經熱氧化薄膜的影響。詳言之，遮光(第一)層之厚度為64埃，透明(第二)層之厚度為698埃，而整體半色調相移膜之厚度為762埃。

所製得之半色調相移膜進行分析。其光譜透光度數據係出示於圖22及表4。藉ESCA進行組成分析之結果係出示於表5。如圖22所示，接近250奈米之透光度因為來自遮光(第一)層及透明(第二)層之反射光之間的干涉而被抑低。

遮光(第一)層

Si=94.3原子%，Mo=4.7原子%，Zr=1.0原子%

(Mo+Zr)/Si=4.7/78.4=0.060

Mo/Zr=3.9/0.8=4.9

透明(第二)層

Si=95.7原子%，Mo=3.5原子%，Zr=0.8原子%

(Mo+Zr)/Si=1.6/35.5=0.045

Mo/Zr=1.3/0.3=4.3

遮光(第一)層

(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.169

透明(第二)層

(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.629

遮光(第一)層及透明(第二)層於157奈米之消光係數係出示於表6。

依前述方法沈積遮光(第一)層及透明(第二)層所得之半色調相移空白光罩係如實施例4般地熱處理。

其次，如同實施例4，光阻圖案係形成於半色調相移空白光罩上，該半色調相移膜隨之於以氟為主之氣體條件下藉乾式蝕刻加以圖案化。產生具有令人滿意之半色調相移膜圖案之半色調相移光罩。

實驗1

含有矽及金屬為成份元素之半色調相移膜的乾式蝕刻中，檢測當Si相對於Si與金屬之和的比例改變時，乾式蝕刻速率如何變化。該比例係稱為矽比例，且計算為

[Si/(Si+金屬)]x100%。

具有含一比例(出示於表7)之矽及金屬的半色調相移膜的半色調相移空白光罩係於以下條件下乾式蝕刻。蝕刻速率係基於具有67原子%矽比例之膜的蝕刻速率為1而加以測定並計算。

乾式蝕刻

蝕刻氣體：C₂ F₆ =50 SCCM

壓力：5毫托耳(0.67 Pa)

施加功率：RIE=150瓦，ICP=300瓦

數據顯示矽比例愈高，乾式蝕刻速率愈高。矽比例愈高愈有利於加工。

實驗2

針對含有矽、鉬及鋯為成份元素之半色調相移膜，檢測當Si相對於Si、Mo及Zr之和的比例改變時，薄片電阻如何變化。該比例係稱為矽比例，且計算為

[Si/(Si+Mo+Zr)]x100%。

半色調相移膜係沈積於對F₂ 雷射光(波長157奈米)完全透明之6英吋平方合成石英基材上。使用DC濺鍍系統。兩靶極與含有莫耳比Mo：Si為1：9之鉬及矽的混合靶極(Mo₁ Si₉ 靶極)及另一個含有莫耳比Zr：Si為1：9之鋯及矽混合靶極(Zr₁ Si₉ 靶極)結合使用，或結合含有莫耳比Mo：Zr：Si為5：1：20之鉬、鋯及矽混合靶極(Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 靶極)及矽(Si)靶極。二元共濺鍍係在靶極兩端施加適當控制之功率下進行。在沈積期間，反應性氣體(氧氣或氮與氧氣之混合物)於表8及9所示之流速下送入艙內。經由反應性濺鍍，沈積半色調相移膜。如此，沈積具有不同組成之半色調相程膜，產生一系列半色調相移空白光罩。

空白光罩之薄片電阻亦出示於表8及9。

數據顯示矽比例愈高，薄片電阻變得愈高。雖然由實驗1之數據可發現，較高之矽比例有利於加工，但較佳係將矽比例壓低數個百分比，以提供充分之電導係數，來防止介體破壞或用於線寬測量之SEM中的電荷積聚。

實驗1及2之綜合結果顯示，矽比例90至99原子%較佳。

實施例6至14

藉著於對F₂ 雷射光(波長157奈米)完全透明之6英吋平方合成石英基材上沈積兩層半色調相移膜而製得半色調相移空白光罩。

沈積半色調相移膜時，使用DC濺鍍系統。實施例6至10中，二元共濺鍍係使用兩靶極進行：含有莫耳比Mo：Si為1：9之鉬及矽的混合靶極(Mo₁ Si₉ 靶極)，及含有莫耳比Zr：Si為1：9之鋯及矽的另一個混合靶極(Zr₁ Si₉ 靶極)。實施例11至14中，二元共濺鍍係使用三靶極進行：含有莫耳比Mo：Si為1：9之鉬及矽的混合靶極(Mo₁ Si₉ 靶極)，含有莫耳比Zr：Si為1：9之鋯及矽的另一個混合靶極(Zr₁ Si₉ 靶極)及矽靶極。

詳言之，兩層半色調相移膜係連續沈積，使得遮光層(第一層)及透明層(第二層)係依序鋪置於該基材上，同時於該Mo₁ Si₉ 、Zr₁ Si₉ 及Si靶極兩端施加表10所示之功率。

而且，反應性氣體係與惰性氣體一起送入艙中，以進行反應性濺鍍，沈積半色調相移膜。

第一層

Ar=30.0 SCCM

N₂ =5.0 SCCM

O₂ =0.3-0.5 SCCM

第二層

Ar=20.0 SCCM

N₂ =20.0 SCCM

O₂ =2.0-2.5 SCCM

決定遮光(第一)層及透明(第二)層之厚度，使得整體半色調相移膜在F₂ 雷射波長(157奈米)具有180°之相差。整體半色調相移膜之厚度係出示於表10。

抗化學性試驗係於以下所示之條件A及B下，於半色調相移膜上進行。測定試驗前後之相差及透光度變化。表11出示在條件A下之結果，而表12出示在條件B下之結果。

抗化學性試驗

條件A：SPM

浸入80℃硫酸/過氧化氫1：4(體積比)混合物中一小時

條件B：APM

浸入35℃氫氧化銨/過氧化氫/去離子水1：3：15(體積比)混合物中一小時

就含有矽、鉬及鋯為成份元素之半色調相移空白光罩的半色調相移膜而言，其抗鹼清洗液(諸如APM)之性質極為重要。

如前述結果所示，當Si對Si、Mo及Zr之和的比例(稱為矽比例)為90原子%或更高時，原子比Mo/Zr≦5確定在鹼清洗液試驗中之相差變化小於3.0度，而透光度變化小於0.5%。滿足原子比Mo/Zr≦5之Mo及Zr含量，在矽比例為90原子%時，係為Mo≦8.3原子%且Zr≧1.7原子%；在矽比例為99原子%時，為Mo≦0.83原子%，且Zr≧0.17原子%。

當Si對Si、Mo及Zr之和的比例(稱為矽比例)為95原子%或更高時，原子比Mo/Zr≦6確定在鹼清洗液試驗中之相差變化小於3.0度，而透光度變化小於0.5%。滿足原子比Mo/Zr≦6之Mo及Zr含量，在矽比例為95原子%時，係為Mo≦4.3原子%且Zr≧0.7原子%；在矽比例為99原子%時，為Mo≦0.85原子%，且Zr≧0.15原子%。

實施例15

沈積半色調相移膜時，使用DC濺鍍系統。遮光(第一)層中，二元共濺鍍係使用兩靶極進行：含有莫耳比Mo：Si為1：9之鉬及矽的混合靶極(Mo₁ Si₉ 靶極)，及含有莫耳比Zr：Si為1：9之鋯及矽的另一個混合靶極(Zr₁ Si₉ 靶極)。透明(第二)層中，濺鍍係使用矽靶極進行。

詳言之，兩層半色調相移膜係連續沈積，使得遮光層(第一層)及透明層(第二層)係依序鋪置於該基材上，同時於該Mo₁ Si₉ 、Zr₁ Si₉ 及Si靶極兩端施加以下功率。

遮光(第一)層

Mo₁ Si₉ 靶極：150瓦

Zr₁ Si₉ 靶極：150瓦

透明(第二)層

Si靶極：250瓦

遮光(第一)層

Ar=30.0 SCCM

N₂ =8.0 SCCM

透明(第二)層

Ar=5.0 SCCM

N₂ =50.0 SCCM

O₂ =0.5 SCCM

決定遮光(第一)層及透明(第二)層之厚度，使得整體半色調相移膜於F₂ 雷射波長(157奈米)下具有6%之透光度及180°之相差。詳言之，遮光(第一)層之厚度為75埃，透明(第二)層之厚度為648埃，而整體半色調相移膜之厚度為723埃。

所製得之半色調相移膜進行分析。其光譜透光度數據係出示於圖23及表13。如圖23所示，接近250奈米之透光度因為來自遮光(第一)層及透明(第二)層之反射光之間的干涉而被抑低。

根據靶極之組成及施加於靶極兩端之功率，如下約略估計半色調相移膜之遮光(第一)層中的Si、Mo及Zr的組成比。

遮光(第一)層

Si=90.0原子%，Mo=5.0原子%，Zr=5.0原子%

(Mo+Zr)/Si=10.0/90.0=0.1

Mo/Zr=5.0/5.0=1

根據前述方法沈積遮光(第一)層及透明(第二)層所得之半色調相移空白光罩係如實施例4般地熱處理。

其次，如實施例4，光阻圖案係形成於半色調相移空白光罩上，半色調相移膜隨之於以氟為主之氣體條件下藉乾式蝕刻圖案化。產生具有令人滿意之半色調相移膜圖案之半色調相移光罩。

實施例16

沈積半色調相移膜時，使用DC濺鍍系統。遮光(第一)層中，二元共濺鍍係使用兩靶極進行：含有莫耳比Mo：Zr：Si為5：1：20之鉬、鋯及矽的混合靶極(Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 靶極)，及矽靶極。透明(第二)層中，濺鍍係使用矽靶極進行。

詳言之，兩層半色調相移膜係連續沈積，使得遮光層(第一層)及透明層(第二層)係依序鋪置於該基材上，同時於該Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 及Si靶極兩端施加以下功率。

遮光(第一)層

Mo₅ Zr₁ Si₂₀ 靶極：200瓦

Si靶極：800瓦

透明(第二)層

Si靶極：1000瓦

遮光(第一)層

Ar=20.0 SCCM

N₂ =10.0 SCCM

O₂ =4.0 SCCM

透明(第二)層

Ar=5.0 SCCM

N₂ =20.0 SCCM

O₂ =0.5 SCCM

決定遮光(第一)層及透明(第二)層之厚度，使得整體半色調相移膜於F₂ 雷射波長(157奈米)下具有6%之透光度及180°之相差，同時考慮待形成於透明(第二)層上之經熱氧化薄膜的影響。詳言之，遮光(第一)層之厚度為98埃，透明(第二)層之厚度為651埃，而整體半色調相移膜之厚度為749埃。

該半色調相移膜之光譜透光度數據係出示於表14。藉ESCA進行組成分析的結果係出示於表15中。

自組成分析之結果計算半色調相移膜之遮光(第一)層中的Si、Mo及Zr的組成比。

遮光(第一)層

Si=93.7原子%，Mo=5.2原子%，Zr=1.1原子%

(Mo+Zr)/Si=3.4/50.3=0.068

Mo/Zr=2.8/0.6=4.7

遮光(第一)層

(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.463

透明(第二)層

(O+N)/(Si+O+N)=0.499

遮光(第一)層及透明(第二)層於157奈米之消光係數係出示於表16。

實施例17

沈積半色調相移膜時，使用DC濺鍍系統。二元共濺鍍係使用兩靶極進行：含有莫耳比Mo：Hf：Si為5：1：20之鉬、鉿及矽的混合靶極(Mo₅ Hf₁ Si₂₀ 靶極)，及矽靶極，沈積半色調相移膜。

詳言之，兩層半色調相移膜係連續沈積，使得遮光層(第一層)及透明層(第二層)係依序鋪置於該基材上，同時於該Mo₅ Hf₁ Si₂₀ 及Si靶極兩端施加以下功率。

遮光(第一)層

Mo₅ Hf₁ Si₂₀ 靶極：200瓦

Si靶極：800瓦

透明(第二)層

Mo₅ Hf₁ Si₂₀ 靶極：100瓦

Si靶極：900瓦

遮光(第一)層

Ar=20.0 SCCM

N₂ =15.0 SCCM

透明(第二)層

Ar=5.0 SCCM

N₂ =50.0 SCCM

O₂ =4.0 SCCM

決定遮光(第一)層及透明(第二)層之厚度，使得整體半色調相移膜於F₂ 雷射波長(157奈米)下具有6%之透光度及180°之相差。詳言之，遮光(第一)層之厚度為82埃，透明(第二)層之厚度為637埃，而整體半色調相移膜之厚度為719埃。

該半色調相移膜之光譜透光度數據係出示於表17。藉ESCA進行組成分析的結果係出示於表18中。

自組成分析之結果計算半色調相移膜之遮光(第一)層及透明(第二層)中的Si、Mo及Hf的組成比。

遮光(第一)層

Si=94.3原子%，Mo=4.7原子%，Hf=1.0原子%

(Mo+Hf)/Si=4.7/78.4=0.060

Mo/Hf=3.9/0.8=4.9

透明(第二)層

Si=98.6原子%，Mo=1.1原子%，Hf=0.3原子%

(Mo+Hf)/Si=0.5/35.3=0.014

Mo/Hf=0.4/0.1=4.0

遮光(第一)層

(O+N)/(Si+Mo+Hf+O+N)=0.169

透明(第二)層

(O+N)/(Si+Mo+Hf+O+N)=0.576

1．．．基材

1a．．．未覆蓋區

2．．．相移膜

2a．．．相移器

3．．．金屬薄膜

4．．．透明膜

5．．．半透射膜

6．．．金屬膜

7．．．具有相移功能之膜

8．．．具有吸光之主要功能的膜

8a．．．下方區域

8b．．．上方區域

9．．．相移膜

10．．．第二吸光膜

11．．．抗化學層

12．．．以鉻為主之遮光膜

13．．．第二以鉻為主之防反射膜

13’．．．第一以鉻為主之防反射膜

14．．．光阻膜

51．．．透明基材

52．．．半色調相移膜

521．．．第一層

522．．．第二層

53．．．光阻膜

62．．．半色調相移膜

621．．．遮光層

622．．．透明層

63．．．光阻膜

參照附圖閱讀以下描述，可更充分地明瞭本發明前述及其他特色及優點。

圖1A及1B說明半色調相移光罩之操作原理。圖1B係為圖1A中X區之放大圖。

圖2係為例示先前技術半色調相移光罩之剖面圖，該光罩包括金屬膜及透明膜。

圖3係為例示先前技術半色調相移光罩之剖面圖，該光罩包括單層膜。

圖4係為例示先前技術半色調相移光罩之剖面圖，該光罩包括具有吸光功能之金屬膜及相移功能膜。

圖5係為本發明第一具體實施態樣中最簡易結構的例示半色調相移空白光罩的剖面圖。

圖6係為本發明第一具體實施態樣之另一例示半色調相移空白光罩的剖面圖。

圖7係為本發明第一具體實施態樣之另一例示半色調相移空白光罩的剖面圖。

圖8係為本發明第一具體實施態樣之又另一例示半色調相移空白光罩的剖面圖。

圖9係為本發明第一具體實施態樣之例示半色調相移光罩的剖面圖。

圖10係以剖面圖說明製造本發明第一具體實施態樣半色調相移光罩的方法。

圖11係為本發明第一具體實施態樣另一例示相移光罩的剖面圖。

圖12係為例示先前技術半色調相移空白光罩的剖面圖，該光罩包括具有吸光功能之金屬膜及相移功能膜。

圖13係為本發明第二具體實施態樣中例示半色調相移空白光罩的剖面圖。

圖14係為本發明第二具體實施態樣中例示半色調半色調相移光罩的剖面圖。

圖15係以剖面圖說明製造本發明第二具體實施態樣半色調相移光罩的方法。圖15A出示上層已形成光阻膜之空白光罩，圖15B出示光阻膜已經圖案化之後的結構，圖15C出示乾式蝕刻後之結構，且圖15D出示光阻膜已移除後之結構。

圖16係為本發明第三具體實施態樣中例示半色調相移空白光罩的剖面圖。

圖17係為本發明第三具體實施態樣中例示半色調相移光罩的剖面圖。

圖18以剖面圖說明製造本發明第三具體實施態樣半色調相移光罩的方法。圖18A出示上層已形成光阻膜之空白光罩，圖18B出示該光阻膜已經圖案化之後的結構，圖18C出示乾式蝕刻後之結構，且圖18D出示光阻膜已移除後之結構。

圖19係為出示具體實施態樣1中半色調相移空白光罩的光譜透光度之圖。

圖20係為出示具體實施態樣1中半色調相移空白光罩上第一層藉ESCA分析的組成圖。

圖21係為出示具體實施態樣1中半色調相移空白光罩上第二層藉ESCA分析的組成圖。

圖22係為出示具體實施態樣2中半色調相移空白光罩之光譜透光度的圖。

圖23係為出示具體實施態樣12中半色調相移空白光罩之光譜透光度的圖。

Claims

一種半色調相移空白光罩，其包括對曝照光透明之基材及位於該基材上而具有預定相差及透光度之半色調相移膜，該半色調相移膜係由單一層或多層所構成，其中該半色調相移膜中至少一層係包含矽及多種金屬元素作為成份元素，矽含量以矽與金屬元素之總量計為至少90原子%，其中該多種金屬元素係包含第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯或鉿或兩者，且該第一種金屬成份對第二種金屬成份之原子比最高達5。
如申請專利範圍第1項之半色調相移空白光罩，其中該矽、第一種金屬成份、及第二種金屬成份之含量若以矽與第一及第二種金屬成份之總量為100原子%計，分別係為90至99原子%、最高達8.3原子%、及至少0.15原子%。
如申請專利範圍第1項之半色調相移空白光罩，其中該包含矽及多種金屬元素之至少一層係進一步包含至少一種選自由氫、氧、氮、碳及鹵素所組成群之元素以作為成份元素。
一種適用於KrF準分子雷射、ArF準分子雷射或F₂ 雷射曝光之半色調相移光罩，該光罩係藉著將申請專利範圍第1項之相移空白光罩中的半色調相移膜予以圖案化而製得。
一種圖案轉移方法，其包括經由申請專利範圍第4項之半色調相移光罩將光阻暴露於光圖案下。
一種半色調相移空白光罩，其包括對曝照光透明之基材及位於該基材上而具有預定相差及透光度之半色調相移膜，該半色調相移膜係由單一層或多層所構成，其中該半色調相移膜中至少一層包含矽及多種金屬元素以作為成份元素，矽含量以矽與金屬元素之總量計為至少95原子%，該多種金屬元素係包含第一種金屬成份鉬及第二種金屬成份鋯、鉿或兩者，且該第一種金屬成份對該第二種金屬成份之原子比最高達6。
如申請專利範圍第6項之半色調相移空白光罩，其中該矽、第一種金屬成份、及第二種金屬成份之含量若以矽與該第一及第二種金屬成份之總量為100原子%計，分別係為95至99原子%、最高達4.3原子%、及至少0.15原子%。
如申請專利範圍第6項之半色調相移空白光罩，其中該包含矽及多種金屬元素之至少一層係進一步包含至少一種選自由氫、氧、氮、碳及鹵素所組成群之元素以作為成份元素。
一種適用於KrF準分子雷射、ArF準分子雷射或F₂ 雷射曝光之半色調相移光罩，該光罩係藉著將申請專利範圍第6項之相移空白光罩中的半色調相移膜予以圖案化而製得。
一種圖案轉移方法，其包括經由申請專利範圍第9 項之半色調相移光罩將光阻暴露於光圖案下。