TWI525383B - 光罩空白基板及其製法，光罩，光圖形照射方法，及過渡金屬／矽基材料膜之設計方法 - Google Patents

光罩空白基板及其製法，光罩，光圖形照射方法，及過渡金屬／矽基材料膜之設計方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI525383B
TWI525383B TW100132457A TW100132457A TWI525383B TW I525383 B TWI525383 B TW I525383B TW 100132457 A TW100132457 A TW 100132457A TW 100132457 A TW100132457 A TW 100132457A TW I525383 B TWI525383 B TW I525383B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
transition metal
based material
ruthenium
content
film
Prior art date
Application number
TW100132457A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201227167A (en
Inventor
吉川博樹
稻月判臣
小板橋龍二
金子英雄
原口崇
小嶋洋介
廣瀨智一
Original Assignee
信越化學工業股份有限公司
凸版印刷股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 信越化學工業股份有限公司, 凸版印刷股份有限公司 filed Critical 信越化學工業股份有限公司
Publication of TW201227167A publication Critical patent/TW201227167A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI525383B publication Critical patent/TWI525383B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/48—Protective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72—Repair or correction of mask defects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0754—Non-macromolecular compounds containing silicon-to-silicon bonds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025—Production of exposure light, i.e. light sources by lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

光罩空白基板及其製法，光罩，光圖形照射方法，及過渡金屬/矽基材料膜之設計方法
本發明有關具有過渡金屬/矽基材料之膜的光罩空白基板、製備該光罩空白基板之方法，及從該光罩空白基板製備之光罩，該光罩係用於半導體積體電路之微製程。本發明亦有關使用該光罩之光圖形照射方法，及設計用於該光罩空白基板與光罩之過渡金屬/矽基材料膜的方法。
雖然半導體積體電路係用於廣泛應用，但為了諸如更高積體密度及節省能源損耗之目標，需要愈來愈細微之電路設計。與該需求相關聯的是，涉及經由光罩曝光的電路形成微影術使用較短波長之光源以形成更細微的影像。在目前商業基礎上使用之先進微影術程序中，用於曝光之光源已從KrF準分子雷射光(248nm)移至ArF準分子雷射光(193nm)。
已發現使用具有更大能量之ArF準分子雷射光的微影術導致在KrF準分子雷射光中未曾發現的遮罩受損。問題之一係在連續使用光罩時，外來物質(如生長瑕疵)在該光罩上形成。該等生長瑕疵亦習知為「霧狀」。以前認為霧狀形成的來源在於硫酸銨晶體在該遮罩圖形表面上生長。現在認為有機物質亦參與霧狀形成。
已知某些克服該霧狀問題的方法。例如，關於在長期照射ArF準分子雷射光時於光罩上形成瑕疵，JP-A 2008- 276002描述必須在預定階段清洗該光罩然後才能連續使用該光罩。又JP-A 2010-156880揭示藉由光罩空白基板表面的氧化處理可抑制霧狀形成。
然而，隨著圖形轉移用的ArF準分子雷射光之劑量增加，光罩會形成霧狀以外之損傷。已發現遮罩圖形的線條寬度依據累積照射能量劑量而改變。見Thomas Faure等人之「Characterization of binary mask and attenuated phase shift mask blanks for 32nm mask fabrication」，Proc.of SPIE，第7122卷，第712209-1至712209-12頁。該問題係隨著長期照射ArF準分子雷射光期間之累積照射能量劑量增加，被視為圖形材料之氧化物的物質層在該膜圖形外部生長，該圖形寬度因而改變。報告指出已受損之遮罩無法藉由以上述霧狀去除所使用之SC-1(氨水/過氧化氫水)清洗，或以硫酸/過氧化氫水清洗而復原。一般認為損傷源截然不同。
上述文章指出於經由半色調移相遮罩(其係可用於擴展焦點深度之遮罩技術)曝光電路圖形時，因照射ArF準分子雷射光使得過渡金屬/矽基材料膜(諸如MoSi基材料)改變而形成之圖形尺寸變化引發實質之劣化(該劣化稱為「圖形尺寸偏移之劣化」)。然後，為了長時間使用昂貴的光罩，必須解決因照射ArF準分子雷射光所致之圖形尺寸偏移的劣化。
引用列表
專利文件1：JP-A 2008-276002(USP 7941767)
專利文件2：JP-A 2010-156880(US 20100167185、DE 102009060677、KR 20100080413)
專利文件3：JP-A H07-140635
專利文件4：JP-A H10-171096
專利文件5：JP-A 2004-133029
專利文件6：JP-A H07-181664
專利文件7：JP-A 2007-033470
專利文件8：JP-A 2006-078807(USP 7691546、EP 1801647)
非專利文件1：見Thomas Faure等人之「Characterization of binary mask and attenuated phase shift mask blanks for 32nm mask fabrication」，Proc. of SPIE，第7122卷，第712209-1至712209-12頁
本發明目的係提出即使在累積照射能量劑量情況下，在逐圖形曝光於ArF準分子雷射光或比習用之光波長更短且能量更大之光時因照射光使得膜性質改變所導致的圖形尺寸偏移之劣化最小化的光罩；自光罩空白基板製得之光罩；製備該光罩空白基板之方法；使用該光罩之光圖形照射方法；及設計用於該光罩空白基板與光罩之過渡金屬/矽基材料膜的方法。
如非專利文件1中指出，在乾燥空氣氛圍中照射光時，鮮少發生照射ArF準分子雷射光所致的圖形尺寸偏移之劣化。在乾燥空氣氛圍中照射光使該曝光系統增加額外 單元並引起靜電及待管理之其他問題，此導致費用增加。 在此等情況下，本發明人試圖改善光罩之膜材料以使得能在常用潮濕氛圍下能長期曝光。
在使用ArF準分子雷射光作為光源之微影術中所使用的光罩包括半色調移相遮罩，該半色調移相遮罩使用含過渡金屬之矽基材料，通常為含鉬之矽基材料。該矽基材料主要由過渡金屬及矽組成，且另外包含氧及/或氮作為輕元素(例如JP-A H07-140635)，或另外含有少量碳及/或氫(例如JP-A H10-171096)。適用的所使用過渡金屬包括Mo、Zr、Ta、W及Ti。其中，最常使用Mo(例如JP-A H07-140635)，有時添加第二過渡金屬(例如JP-A 2004-133029)。又，就遮光膜而言，使用含過渡金屬之矽基材料，通常使用含鉬之矽基材料。
雖然先前技術之半色調移相膜使用上述材料獲致曝光之光的移相及必要之衰減量，但較佳係經計設以藉由結合特定量之氮來提供該膜高折射率及藉由添加必要量之氧來獲取最佳光學性質與化學性質(例如JP-A H07-181664)。 特別是，藉由結合比KrF準分子雷射光更大量之氮且隨意地添加相對少量之氧而提供適用於ArF準分子雷射光之膜材料的所需物理性質。然而，當使用此種材料之光罩受高劑量之高能量光照射時，該遮罩發生照射高能量光所致的圖形尺寸偏移之劣化。該光罩之使用期限因而比要求短。
因此本發明人試圖開發用作半色調移相膜等的含過渡金屬之矽基材料(下文稱為「過渡金屬/矽基材料」)，其於 使用光罩的微影術中常用的受控制潮濕氛圍中經ArF準分子雷射光照射時，發生最少量因過渡金屬/矽基材料膜改變導致的圖形尺寸偏移之劣化。關於光激發所致之過渡金屬/矽基材料不安定，本發明形成以下假設。當過渡金屬/矽基材料(例如鉬/矽基材料)在潮濕條件下連續受ArF準分子雷射光照射時，含氮之鉬/矽基材料因氮被釋出而發生化學變化，如氧化物轉化。在判斷此種化學變化之敏感性時，必須考慮個別元素的價。元素價乘以其含量代表該元素在材料中之相對鍵結數目。一般認為該化學改變敏感性與元素之乘積(乘積=價乘以含量)相關。只要有關過渡金屬/矽基材料，該相關不只適用於半色調移相膜，亦適用於遮光膜及其他類型之膜。
至於具有含氮與氧之過渡金屬/矽基材料膜的遮罩，本發明人已發現因累積照射ArF準分子雷射光所致之遮罩圖形的尺寸變化劣化與過渡金屬及矽的含量、過渡金屬、矽及氮的含量、或過渡金屬、矽、氮及氧的含量相關，且該相關符合上述假設。藉由調整該過渡金屬/矽基材料膜中所指示之元素的含量以符合預定關係式，實質上抑制因照射ArF準分子雷射光所致的圖形尺寸偏移之劣化。
在一實施態樣中，本發明提出一種光罩空白基板，其包含透明基板及配置在該基板上之包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料的過渡金屬/矽基材料膜。
在第一具體實例中，該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合下式(1)之過渡金屬/ 矽基材料之層，堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成： 4×CSi/100-6×CM/100>1 (1) 其中CSi係以原子%計之矽含量而CM係以原子%計之過渡金屬含量。
在第二具體實例中，該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合下式(2)之過渡金屬/矽基材料之層，堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成： 4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100>-0.1 (2) 其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量而CN係以原子%計之氮含量。
在第三具體實例中，該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合下式(3)之過渡金屬/矽基材料之層，堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成： 4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100+2×CO/100>0 (3) 其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量，CN係以原子%計之氮含量而CO係以原子%計之氧含量。
在該等具體實例之任一者中，過渡金屬通常為鉬。該表面氧化層較佳係藉由空氣氧化或該過渡金屬/矽基材料之表面下區域的強制氧化處理來形成。通常，該過渡金屬/矽基材料膜為半色調移相膜。
在其他實施態樣中，本發明提供一種上述定義之光罩空白基板所製備的光罩。
在另一實施態樣中，本發明提出包括將ArF準分子雷射光經過前文界定之光罩照射至一物體以使該物體曝光於光之圖形下的光圖形照射方法。
在較佳具體實例中，在光罩已經至少10kJ/cm2之累積劑量照射之後，經過該光罩照射ArF準分子雷射光以使物體曝光成光之圖形。
關於形成包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料的過渡金屬/矽基材料膜之圖形的光罩，本發明另外提出設計該過渡金屬/矽基材料膜以使得可抑制該膜圖形因照射ArF準分子雷射光而造成之圖形線寬變化劣化的方法。
在一具體實例中，該方法包括以下步驟：提供氧含量為至少3原子%之過渡金屬/矽基材料膜；藉由一層過渡金屬/矽基材料、堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或 遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合構成該過渡金屬/矽基材料膜；及選擇該過渡金屬/矽基材料之矽含量CSi及過渡金屬含量CM以符合下式(1)： 4×CSi/100-6×CM/100>1 (1) 其中CSi係以原子%計之矽含量而CM係以原子%計之過渡金屬含量。
在另一具體實例中，該方法包括以下步驟：提供氧含量為至少3原子%之過渡金屬/矽基材料膜；藉由一層過渡金屬/矽基材料、堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合構成該過渡金屬/矽基材料膜；及選擇該過渡金屬/矽基材料之矽含量CSi、過渡金屬含量CM及氮含量CN以符合下式(2)： 4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100>-0.1 (2) 其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量，而CN係以原子%計之氮含量。
在另一具體實例中，該方法包括以下步驟：提供氧含量為至少3原子%之過渡金屬/矽基材料膜；藉由一層過渡金屬/矽基材料、堆疊具有至少兩層此等層之多層結構， 或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合構成該過渡金屬/矽基材料膜；及選擇該過渡金屬/矽基材料之矽含量CSi、過渡金屬含量CM、氮含量CN及氧含量CO以符合下式(3)： 4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100+2×CO/100>0 (3) 其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量，CN係以原子%計之氮含量，CO係以原子%計之氧含量。
在該等具體實例中，過渡金屬通常為鉬。該表面氧化層較佳係藉由空氣氧化或該過渡金屬/矽基材料層之表面下區域的強制氧化處理來形成。該過渡金屬/矽基材料膜通常為半色調移相膜。
在另一實施態樣中，本發明提出光罩空白基板之製備方法，其包括藉由該設計方法所設計之過渡金屬/矽基材料膜在透明基板上之步驟。
在由過渡金屬/矽基材料(通常為MoSi基材料)形成的半色調移相膜或遮光膜中，實質上抑制因累積照射高能量光(通常為ArF準分子雷射光)造成過渡金屬/矽基材料膜改變導致的圖形尺寸偏移之劣化。即使當高能量光之累積劑量大於先前技術時，仍可在不需重設曝光系統的圖形曝光 條件之情況下藉由光蝕刻法進行光圖形照射。
根據本發明，光罩空白基板係界定為包含透明基板(諸如石英基板)與配置在該基板上的過渡金屬/矽基材料膜，該膜係由包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料形成。該過渡金屬/矽基材料膜係形成為半色調移相膜、遮光膜等。在過渡金屬/矽基材料膜為半色調移相膜的具體實例中，該膜應提供預定之移相(最常見為約180°)及相對於曝光之光(通常為ArF準分子雷射光)的預定透射率(最常見為1至40%)。在過渡金屬/矽基材料膜為遮光膜的其他具體實例中，若不存在其他吸光膜，該單獨使用之膜應具有至少2.5之光學密度。若存在其他吸光膜(例如半色調移相膜或抗蝕膜)，該膜係與該其他吸光膜結合以提供具有至少2.5之光學密度的整體膜。
第一具體實例
因照射高能量光(通常為ArF準分子雷射光)所致之過渡金屬/矽基材料膜的圖形尺寸偏移造成之劣化係取決於過渡金屬及矽的含量。在第一具體實例中，該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合下式(1)之過渡金屬/矽基材料之層，堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成，因而抑制圖形 尺寸偏移造成之劣化： 4×CSi/100-6×CM/100>1 (1) 其中CSi係以原子%計之矽含量而CM係以原子%計之過渡金屬含量。
在過渡金屬/矽基材料中，該過渡金屬(諸如鉬)形成比矽弱之鍵結。若過渡金屬之鍵結數大於矽之鍵結數，則該材料在照射高能量光(諸如ArF準分子雷射光)時更容易氧化。因此一般認為圖形尺寸偏移之劣化與矽鍵之數目及過渡金屬鍵之數目相關。藉由施加上述指定之材料組成物及膜構造來設計過渡金屬/矽基材料膜可抑制圖形尺寸偏移之劣化。
該過渡金屬形成比矽弱之鍵結。然後式(1)(即，4×CSi/100-6×CM/100(=A1))左側部分之值愈大愈佳。A1對應於從矽鍵之數目扣除過渡金屬鍵之數目所得之值。將A1之值設得大於1，則更能抑制圖形尺寸偏移之劣化。A1之值較佳係小於或等於3.85以使得該材料實際上更有效。
第二具體實例
因照射高能量光(通常為ArF準分子雷射光)所致之過渡金屬/矽基材料膜的圖形尺寸偏移造成之劣化係取決於過渡金屬、矽及氮的含量。在第二具體實例中，該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合 下式(2)之過渡金屬/矽基材料之層，堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成，因而抑制圖形尺寸偏移造成之劣化： 4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100>-0.1 (2) 其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量而CN係以原子%計之氮含量。
在過渡金屬/矽基材料中，該過渡金屬(諸如鉬)形成比矽弱之鍵結。若過渡金屬之鍵結數大於矽之鍵結數，則該材料在照射高能量光(諸如ArF準分子雷射光)時更容易氧化。至於氮鍵，氮化物可為劣化反應之起始物質。因此一般認為圖形尺寸偏移之劣化與矽鍵之數目、過渡金屬鍵之數目及氮鍵之數目相關。藉由施加上述指定之材料組成物及膜構造來設計過渡金屬/矽基材料膜可抑制圖形尺寸偏移之劣化。
該過渡金屬形成比矽弱之鍵結。由於氮化物係劣化反應的起始物質，故氮鍵之數目愈小愈佳。因此，式(2)(即，4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100(=A2))左側部分之值愈大愈佳。A2對應於從矽鍵之數目扣除過渡金屬鍵及氮鍵之數目所得之值。將A2之值設得大於-0.1，則更能抑制圖形尺寸偏移之劣化。A2之值較佳係小於或等於3.85以使得該材料實際上更有效。
第三具體實例
因照射高能量光(通常為ArF準分子雷射光)所致之過渡金屬/矽基材料膜的圖形尺寸偏移造成之劣化係取決於過渡金屬、矽、氮及氧的含量。在第三具體實例中，該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合下式(3)之過渡金屬/矽基材料之層，堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成，因而抑制圖形尺寸偏移造成之劣化： 4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100+2×CO/100>0 (3) 其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量、CN係以原子%計之氮含量，而CO係以原子%計之氧含量。
在過渡金屬/矽基材料中，該過渡金屬(諸如鉬)形成比矽弱之鍵結。若過渡金屬之鍵結數大於矽之鍵結數，則該材料在照射高能量光(諸如ArF準分子雷射光)時更容易氧化。至於氮鍵，氮化物可為劣化反應之起始物質。由於氧化物係劣化反應的最終物質，故氧係劣化反應的抑制因子。因此一般認為圖形尺寸偏移之劣化與矽鍵之數目、過渡金屬鍵之數目及氮鍵之數目與氧鍵之數目相關。藉由施加上述指定之材料組成物及膜構造來設計過渡金屬/矽基 材料膜可抑制圖形尺寸偏移之劣化。
該過渡金屬形成比矽弱之鍵結。由於氮化物係劣化反應的起始物質，故氮鍵之數目愈小愈佳。由於氧係劣化反應的抑制因子，故氧鍵之數目愈大愈佳。因此，式(3)(即，4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100+2×CO/100(=A3))左側部分之值愈大愈佳。A3對應於從矽鍵及氧鍵之數目扣除過渡金屬鍵及氮鍵之數目所得之值。將A3之值設得大於0，則更能抑制圖形尺寸偏移之劣化。A3之值較佳係小於或等於3.9以使得該材料實際上更有效。
以下說明共通地適用於前述第一、第二及第三具體實例。
如本文所使用，「多層結構」一詞包括具梯度組成之膜，即，膜之組成在厚度方向上連續地變化。
過渡金屬/矽基材料之表面可經歷環境空氣之氧化作用。然後，過渡金屬/矽基材料膜之最外表面區可高度氧化。有時，過渡金屬/矽基材料膜之最外表面區係經強制氧化處理以使其於清潔時具有化學抗性或在空氣中具有抗氧化性。因此，過渡金屬/矽基材料膜可由符合式(1)至(3)任一者的過渡金屬/矽基材料的單層，或堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合構成。
形成該過渡金屬/矽基材料膜之除表面氧化層以外的該或該等層的過渡金屬/矽基材料應符合該式。只要形成該過渡金屬/矽基材料膜之除表面氧化層以外的該或該等 層的過渡金屬/矽基材料以此種方式調配，即使長時間照射高能量光(或短波長光)(諸如ArF準分子雷射光)，或以其他表示陳述，即使累積照射劑量增加時，亦抑制圖形尺寸偏移之劣化。
在未來待用於經由光罩光圖形照射的程序中，從浸漬微影術等之經濟觀點來看，只要累積照射能量劑量低於約10kJ/cm2，該需要光罩以符合遮罩圖形的尺寸變化低於可容許水準。就22nm圖形規則而言，可容許水準約為±5nm。若形成過渡金屬/矽基材料膜的過渡金屬/矽基材料符合指定之式，則所得之過渡金屬/矽基材料膜可適應該要求。
在過渡金屬/矽基材料膜係設計為提供約180。之移相的半色調移相膜之具體實例中，該半色調移相膜整體的適當厚度在50至150nm，更佳為60至90nm之範圍中。 當結合高吸光層與低吸光層以構成包括均勻組成層的結構時，較佳係高吸光層的厚度為1至30nm，尤其是5至20nm，而低吸光層的厚度為30至120nm，尤其是40至70nm。在此種多層結構之情況下，較佳係改善配置得更接近該透明基板之高吸光層的化學抗性，及改善配置在該基板上之低吸光層的黏著性。為改善對於檢查波長的偵測敏感度，該具體實例亦採用低吸光層係夾在兩層高吸光層之間的三層結構，或高吸光層與低吸光層係依序交替堆疊在該透明基板上的四或多層結構。
在過渡金屬/矽基材料膜係設計為遮光膜的其他具體 實例中，該遮光膜的厚度使得在透明基板上形成以構成光罩之膜的總厚度可具有至少2.5之光學密度，更明確地說，適當厚度在10至200nm，更佳係10至70nm之範圍中。通常，遮光膜較佳係建構為在表面側及/或基板側另外包含抗反射層。由於抗反射層在與遮光膜之相同條件下可被蝕刻，故該抗反射層較佳係由類似本文所界定之過渡金屬/矽基材料的材料製成，例如過渡金屬/氧化矽、過渡金屬/氮化矽、過渡金屬/氮氧化矽等。更佳係該抗反射層係由符合式(1)至(3)中任一者之組成的材料製成。亦可接受在遮光膜上沉積硬遮罩膜，其係作為形成遮光膜之圖形時的遮罩。
形成過渡金屬/矽基材料膜之含有過渡金屬、矽、氮及氧的材料之較佳實例包括過渡金屬/氮氧化矽及過渡金屬/氧化氮化碳化矽(silicon oxide nitride carbide)。其使該過渡金屬/矽基材料膜整體含有過渡金屬、矽、氧及氮。
另一方面，過渡金屬/矽基材料膜各層的過渡金屬/矽基材料之較佳實例包括過渡金屬/氮氧化矽、過渡金屬/氧化氮化碳化矽等。在多層結構之情況下，某些層可由諸如過渡金屬/氧化矽、過渡金屬/氮化矽、過渡金屬/碳化矽、過渡金屬/碳氧化矽、過渡金屬/氮化碳化矽等之材料製成。此外，當需要強吸光功能時，可使用過渡金屬矽化物。
該過渡金屬較佳係至少一種選自鈦、釩、鈷、鎳、 鋯、鈮、鉬、鉿、鉭及鎢的元素。其中，從乾式蝕刻觀點來看，以鉬為最佳。首先探討過渡金屬之含量。若過渡金屬含量高，其他元素的含量相對低，則使得難以調整個別元素的組成比以符合所希望之光學性質，包括折射率及透射率。接著，在除表面氧化層以外之過渡金屬/矽基材料膜中，該過渡金屬含量較佳為多於0原子%至30原子%，更佳為1原子%至20原子%，且甚至更佳為1原子%至15原子%。又，在除表面氧化層以外之過渡金屬/矽基材料膜中，該矽含量較佳為30原子%至85原子%，更佳為35原子%至70原子%。
在除表面氧化層以外之過渡金屬/矽基材料膜中，該氧含量較佳為至少3原子%，更佳為至少5原子%。氧含量的上限通常至高達60原子%。考慮過渡金屬/矽基材料膜為半色調移相膜且該不包括表面氧化層之過渡金屬/矽基材料膜為單層或結合一或多層高吸光層與一或多層低吸光層之多層結構的具體實例。在先前技術中，該單層或該高吸光層係由含有高含量氮且所添加之氧含量低的材料形成。反之，根據本發明則藉由保持低氮含量並提高氧含量獲得所希望之透射率。接著，單層或高吸光層的氧含量較佳為至少5原子%，更佳為至少8原子%，且甚至更佳為至少10原子%。相較於氮，藉由提高氧含量而達成突出之透射率改善。
在特定狀況下，在過渡金屬/矽基材料膜上形成鉻基材料之遮光膜或加工輔助膜。該過渡金屬/矽基材料膜較 佳係具有對於鉻基材料膜之蝕刻中所使用的氯乾式蝕刻條件之抗性。為此，該不包括表面氧化層之過渡金屬/矽基材料膜的氮含量較佳應為至少5原子%，更佳為至少10原子%。氮含量的上限通常至高達57原子%。
該過渡金屬/矽基材料膜的過渡金屬/矽基材料可另外含有低含量之碳及氮。此種元素的含量較佳至高達5原子%，且更佳不應超過雜質含量。
該過渡金屬/矽基材料膜可藉由為人熟知之技術沉積。其中，由於濺鍍技術容易沉積具有均勻性的膜，故以濺鍍技術為佳。該濺鍍技術可為DC濺鍍或RF濺鍍。
靶材及濺鍍氣體的選擇取決於層構造及組成。該靶材可為矽對過渡金屬之比經適當調整的單一靶材，或選自矽靶材、過渡金屬靶材及矽/過渡金屬靶材之靶材的組合。 當使用複數個靶材時，可藉由調整個別靶材的濺鍍區域或藉由調整施加於個別靶材之功率來控制矽對過渡金屬之比。特別是當結合高吸光層與低吸光層構成多層結構時，可藉由上述方法獨立地改變該高吸光層及低吸光層中之過渡金屬的含量。若低吸光層具有低過渡金屬含量，則可容易設定其餘元素之含量以符合所希望的光學性質。
氧與氮含量之比可藉由使用含氧氣體及含氮氣體作為反應性濺鍍氣體來進行反應性濺鍍同時調整該等氣體的流率予以調整。當添加其他輕元素(諸如碳及氫)時尤其如此。此處所使用之反應性氣體的實例包括氧氣、氮氣、氮氧化物氣體、碳氧化物氣體、烴氣、氫氣等。此外，可使 用惰性氣體，諸如氦氣、氖氣或氬氣。
用於形成表面氧化層之方法包括空氣氧化或大氣氧化及強制氧化處理。過渡金屬/矽基材料膜之強制氧化處理可例如藉由臭氧氣或臭氧水處理、或藉由在約300℃之溫度下加熱，諸如在含氧氛圍中之烘箱加熱、燈回火及雷射加熱進行。該表面氧化層的厚度至高達10nm，且至少1nm之厚度即足以作為氧化層。具有此等級之厚度的表面氧化層對於因照射ArF準分子雷射光所致之圖形尺寸偏移的劣化無實質影響。雖然該表面氧化層可藉由在濺鍍程序期間提高氧流率而形成，但因藉由上述空氣氧化或強制氧化處理形成的層含有較少瑕疵，故較佳係藉由上述空氣氧化或強制氧化處理形成。
在光罩空白基板為半色調移相遮罩空白基板(如習用半色調移相遮罩空白基板)的具體實例中，可在該半色調移相膜上形成遮光膜以在其上提供完全遮光區。雖然該遮光膜可由任何所希望的材料製成，但以亦可用作蝕刻程序輔助膜的鉻基材料之膜為佳。已知許多報告係關於遮光膜之構造及組成。較佳地，該遮光膜係藉由形成Cr基遮光膜構成，並另外在其上沉積Cr基抗反射膜以減少該遮光膜之反射。該遮光膜及抗反射膜各可為單層或多層結構。 Cr基遮光膜及抗反射膜之材料包括單獨之鉻、氧化鉻(CrO)、氮化鉻(CrN)、碳化鉻(CrC)、氮氧化鉻(CrON)、碳氧化鉻(CrOC)、氮化碳化鉻(CrNC)及氧化氮化碳化鉻(CrONC)。
該Cr基遮光膜及抗反射膜可藉由反應性濺鍍來沉積。該反應性濺鍍程序使用單獨之鉻靶材或添加有氧、氮及碳其中一或多者之鉻靶材。該濺鍍氣體為惰性氣體，諸如Ar、He、Ne或Kr，該惰性氣體中根據所希望之沉積之膜的組成而添加選自含氧氣體、含氮氣體及含碳氣體的氣體。
該半色調移相遮罩空白基板可藉由標準技術加工成半色調移相遮罩。例如，包含半色調移相膜及沉積於其上的鉻基材料遮光膜或抗反射膜之半色調移相遮罩空白基板可如下加工。
首先，在半色調移相遮罩空白基板上形成適於電子束(EB)微影術之抗蝕膜、曝露於EB之圖形，以及使用傳統方式顯影，形成抗蝕劑圖形。雖然如此形成之抗蝕劑圖形係用作蝕刻遮罩，但進行含氧之氯基乾式蝕刻以將該抗蝕劑圖形轉移至該鉻基材料膜。雖然鉻基材料膜圖形係用作蝕刻遮罩，但進行氟基乾式蝕刻以將該圖形轉移至該半色調移相膜。若留下該鉻基材料膜之任何區作為遮光膜，則形成保護該區之抗蝕劑圖形。之後，再次藉由含氧氯基乾式蝕刻去除必不必之鉻基材料膜。以傳統方式去除該抗蝕劑材料，形成半色調移相遮罩。
當光罩空白基板形成有過渡金屬/矽基材料膜作為遮光膜時，可藉由傳統方法從空白基板形成光罩。
本發明之光圖形照射方法係界定為包括將ArF準分子雷射光經過光罩照射至一物體，以使該物體曝露在光之圖 形下。更明確地說，該光圖形照射係藉由使用光罩、將ArF準分子雷射光照射於其上之過渡金屬/矽基材料膜圖形(其中光係由不存在該過渡金屬/矽基材料膜圖形的區透射)，並使該物體曝露在透射光之圖形下來進行。本發明之方法可用於應用照射高能量光的曝光方法，該曝光方法使用ArF準分子雷射光作為光源。ArF準分子雷射光之照射可為乾式微影術或浸漬微影術。本發明於商業規模微製程中作為待加工之工作件的至少300mm之晶圓係藉由浸漬微影術曝光於光之圖形且具有累積照射能量劑量在相當短時間內增加之傾向時特別有用。
當過渡金屬/矽基材料膜之遮罩圖形經高能量光照射時，曝光之遮罩圖形發生線條寬度變化是很嚴重的問題。 圖形寬度之可容許底限因遮罩圖形而異，尤其是因所應用之圖形規則而異。若變化小，可藉由校正曝光系統之條件及重設照射條件而再使用該遮罩。然而，在形成遵循22nm之圖形規則的半導體電路之微影術中，遮罩圖形線條寬度之變化必須在約±5nm之內。當使用本發明之光罩時，只要累積照射能量劑量低於10kJ/cm2，實質上無照射光所致的圖形尺寸偏移之劣化。即使該累積照射能量劑量超過10kJ/cm2時，照射光所致的圖形尺寸偏移之劣化為最小，使得可在不重設轉移條件的情況下繼續光圖形照射。
實施例
提出以下實施例以進一步說明本發明，但本發明不侷限於此。
實施例1至7及對照實例1
DC濺鍍系統載有兩種靶材(MoSi2靶材及Si靶材)，並於其中進料Ar氣體、O2氣體及N2氣體作為濺鍍氣體。 當石英基板以30rpm旋轉時，將鉬、矽、氮及氧組成之單層沉積在該基板上，以形成約70nm厚之過渡金屬/矽基材料膜。藉由ESCA分析過渡金屬/矽基材料膜之組成，其結果示於表1。
其次，使用Cr靶材及濺鍍氣體在該過渡金屬/矽基材料膜上沉積鉻基材料之遮光膜。更明確地說，藉由以Ar：N2：O2=1：2：1之流率比進料Ar、N2及O2氣體來沉積20nm厚之CrON層，藉由只進料Ar氣體來沉積7 nm厚之Cr層，及藉由以Ar：N2：O2=1：2：1之流率比進料Ar、N2及O2氣體來沉積20nm厚之CrON層。以此種方式，形成總厚度為47nm之鉻基材料的遮光膜。
其次，在該遮光膜上形成用於EB微影術的正型抗蝕膜。該抗蝕膜係曝光於EB之圖形，形成線條寬度為0.1至2μm之等線條、等間距之線與間距模型圖形。
使用抗蝕劑圖形製成之蝕刻遮罩，以氯基蝕刻劑蝕刻該遮光膜。然後，以氟基蝕刻劑乾蝕刻該相過渡金屬/矽基材料膜。最後，藉由氯基蝕刻移除該遮光膜，形成具有過渡金屬/矽基材料膜圖形之光罩。
在23℃及40%濕度的環境中，以脈衝寬度為200Hz且脈衝能量為50至200mJ之ArF準分子雷射光照射如此獲得之光罩，直到累積照射能量劑量達到30kJ/cm2為止。使用曝光系統ArFES-3500PM(Litho Tech Japan Corp.)及光源LPX Pro220(Coherent GmbH)。
在掃描式電子顯微鏡LWM9045(Vistec)之下測量過渡金屬/矽基材料膜圖形之尺寸，以測定以ArF準分子雷射光照射該圖形時圖形尺寸偏移之程度。觀察出該線條寬度以類似方式增加，其與圖形之類型及尺寸無關。對於不同類型及線條寬度的圖形，平均線條寬度之改變(增加)。以相對值表示該平均值，但其條件係對照實例1之平均改變(19nm)為1。又，從所量得之改變計算對應於10kJ/cm2之累積照射劑量的改變。該等數據係示於表2。此處，測量30kJ/cm2之累積照射劑量之後的線條寬度改變，以提 高線條寬度改變的測量精確度。由於該線條寬度改變與照射劑量成比例，故10kJ/cm2之累積照射劑量之後的改變對應於30kJ/cm2之累積照射劑量的1/3。
又，計算下列方程式之A1、A2及A3之值，其數據示於表2。
A1=4×CSi/100-6×CM/100
A2=4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100
A3=4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100+2×CO/100
此處，CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量，CN係以原子%計之氮含量，CO係以原子%計之氧含量。
從表2明顯看出，符合式(1)、(2)或(3)的實施例之過渡金屬/矽基材料膜於曝光於ArF準分子雷射光時經歷最小圖形尺寸變化，且更明確地說，於曝光於10kJ/cm2之累積照射劑量時線條寬度改變小於5nm。反之，對照實例1之過渡金屬/矽基材料膜於曝光於ArF準分子雷射光時經歷圖形尺寸的實質改變。

Claims (16)

  1. 一種光罩空白基板，其包含透明基板及配置在該基板上之包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料的過渡金屬/矽基材料膜，其中該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合下式(1)之過渡金屬/矽基材料之層，堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成：4×CSi/100-6×CM/100>1 (1)其中CSi係以原子%計之矽含量而CM係以原子%計之過渡金屬含量。
  2. 一種光罩空白基板，其包含透明基板及配置在該基板上之包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料的過渡金屬/矽基材料膜，其中該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合下式(2)之過渡金屬/矽基材料之層、堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成：4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100>-0.1 (2) 其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量而CN係以原子%計之氮含量。
  3. 一種光罩空白基板，其包含透明基板及配置在該基板上之包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料的過渡金屬/矽基材料膜，其中該過渡金屬/矽基材料膜具有之氧含量為至少3原子%，且係由符合下式(3)之過渡金屬/矽基材料之層、堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合所構成：4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100+2×CO/100>0 (3)其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量，CN係以原子%計之氮含量而CO係以原子%計之氧含量。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩空白基板，其中該過渡金屬為鉬。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩空白基板，其中該表面氧化層係藉由空氣氧化或該過渡金屬/矽基材料層之表面下區域的強制氧化處理來形成。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩空白基板，其中該過渡金屬/矽基材料膜為半色調移相膜(halftone phase shift film)或遮光膜。
  7. 一種光罩，其係從如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩空白基板製備。
  8. 一種光圖形照射方法，其包括將ArF準分子雷射光經過申請專利範圍第7項之光罩照射至一物體，以使該物體曝露在光之圖形下。
  9. 如申請專利範圍第8項之光圖形照射方法，其中在該光罩已在至少10kJ/cm2之累積劑量下照射之後，將ArF準分子雷射光照射通過該光罩以使該物體曝露在光之圖形下。
  10. 一種關於形成包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料的過渡金屬/矽基材料膜之圖形的光罩之設計該過渡金屬/矽基材料膜以使得可抑制該膜圖形因照射ArF準分子雷射光而造成之圖形線寬變化劣化的方法，該方法包括以下步驟：提供氧含量為至少3原子%之過渡金屬/矽基材料膜，藉由一層過渡金屬/矽基材料、堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合構成該過渡金屬/矽基材料膜，及選擇該過渡金屬/矽基材料之矽含量CSi及過渡金屬含量CM以符合下式(1)：4×CSi/100-6×CM/100>1 (1) 其中CSi係以原子%計之矽含量而CM係以原子%計之過渡金屬含量。
  11. 一種關於形成包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料的過渡金屬/矽基材料膜之圖形的光罩之設計該過渡金屬/矽基材料膜以使得可抑制該膜圖形因照射ArF準分子雷射光而造成之圖形線寬變化劣化的方法，該方法包括以下步驟：提供氧含量為至少3原子%之過渡金屬/矽基材料膜，藉由一層過渡金屬/矽基材料、堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合構成該過渡金屬/矽基材料膜，及選擇該過渡金屬/矽基材料之矽含量CSi、過渡金屬含量CM及氮含量CN以符合下式(2)：4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100>-0.1 (2)其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量，而CN係以原子%計之氮含量。
  12. 一種關於形成包含過渡金屬、矽、氧及氮之材料的過渡金屬/矽基材料膜之圖形的光罩之設計該過渡金屬/矽基材料膜以使得可抑制該膜圖形因照射ArF準分子雷射光而造成之圖形線寬變化劣化的方法，該方法包括以下步 驟：提供氧含量為至少3原子%之過渡金屬/矽基材料膜，藉由一層過渡金屬/矽基材料、堆疊具有至少兩層此等層之多層結構，或遠離該基板且厚度至高達10nm之表面氧化層與此種層或多層結構的組合構成該過渡金屬/矽基材料膜，及選擇該過渡金屬/矽基材料之矽含量CSi、過渡金屬含量CM、氮含量CN及氧含量CO以符合下式(3)：4×CSi/100-6×CM/100-3×CN/100+2×CO/100>0 (3)其中CSi係以原子%計之矽含量，CM係以原子%計之過渡金屬含量，CN係以原子%計之氮含量，CO係以原子%計之氧含量。
  13. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，其中該過渡金屬為鉬。
  14. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，其中該表面氧化層係藉由空氣氧化或該過渡金屬/矽基材料層之表面下區域的強制氧化處理來形成。
  15. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，其中該過渡金屬/矽基材料膜為半色調移相膜或遮光膜。
  16. 一種光罩空白基板之製備方法，其包括將藉由申請專利範圍第10至12項中任一項之方法所設計之過渡金屬/矽基材料膜沉積於透明基板上之步驟。
TW100132457A 2010-09-10 2011-09-08 光罩空白基板及其製法，光罩，光圖形照射方法，及過渡金屬／矽基材料膜之設計方法 TWI525383B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010203252A JP5644293B2 (ja) 2010-09-10 2010-09-10 遷移金属ケイ素系材料膜の設計方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201227167A TW201227167A (en) 2012-07-01
TWI525383B true TWI525383B (zh) 2016-03-11

Family

ID=44651208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100132457A TWI525383B (zh) 2010-09-10 2011-09-08 光罩空白基板及其製法，光罩，光圖形照射方法，及過渡金屬／矽基材料膜之設計方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8475978B2 (zh)
EP (2) EP3736631A1 (zh)
JP (1) JP5644293B2 (zh)
KR (4) KR101746236B1 (zh)
CN (2) CN104698737B (zh)
TW (1) TWI525383B (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2594994B1 (en) * 2011-11-21 2016-05-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Light pattern exposure method
JP5879951B2 (ja) * 2011-11-21 2016-03-08 信越化学工業株式会社 光パターン照射方法、ハーフトーン位相シフトマスク及びハーフトーン位相シフトマスクブランク
JP5690023B2 (ja) * 2012-07-13 2015-03-25 Hoya株式会社 マスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
CN110673435B (zh) 2013-01-15 2023-04-21 Hoya株式会社 掩膜板坯料、相移掩膜板及半导体器件的制造方法
JP6373607B2 (ja) * 2013-03-08 2018-08-15 Hoya株式会社 マスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法
KR102044402B1 (ko) * 2013-04-17 2019-11-13 알박 세이마쿠 가부시키가이샤 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크, 및 위상 시프트 마스크의 제조 장치
JP6534506B2 (ja) * 2013-07-05 2019-06-26 Hoya株式会社 基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、及び基板加工装置
TW201537281A (zh) 2014-03-18 2015-10-01 Hoya Corp 光罩基底、相偏移光罩及半導體裝置之製造方法
JP6430155B2 (ja) * 2014-06-19 2018-11-28 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
JP2016035559A (ja) * 2014-08-04 2016-03-17 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びその製造方法
JP6720139B2 (ja) * 2015-03-24 2020-07-08 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
JP6380204B2 (ja) * 2015-03-31 2018-08-29 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフトマスクブランク、ハーフトーン位相シフトマスク及びパターン露光方法
JP6341129B2 (ja) * 2015-03-31 2018-06-13 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフトマスクブランク及びハーフトーン位相シフトマスク
JP6621626B2 (ja) 2015-09-18 2019-12-18 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
CN106597803A (zh) * 2015-10-16 2017-04-26 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 衰减相移掩膜及其制造方法
WO2017077915A1 (ja) 2015-11-06 2017-05-11 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法
DE102016203442A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren zum Vermessen eines Projektionsobjektives
JP6295352B2 (ja) * 2017-03-01 2018-03-14 Hoya株式会社 マスクブランクの製造方法、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
JP7073246B2 (ja) * 2018-02-27 2022-05-23 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法
JP7204496B2 (ja) * 2018-03-28 2023-01-16 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法
JP7346527B2 (ja) * 2021-11-25 2023-09-19 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスク、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、及び表示装置の製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3064769B2 (ja) 1992-11-21 2000-07-12 アルバック成膜株式会社 位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位相シフトマスクを用いた露光方法
JP2719493B2 (ja) 1993-12-22 1998-02-25 ホーヤ株式会社 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク
JPH10171096A (ja) 1996-12-14 1998-06-26 Hoya Corp 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク
JP3608654B2 (ja) * 2000-09-12 2005-01-12 Ｈｏｙａ株式会社 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク
JP4711317B2 (ja) * 2000-09-12 2011-06-29 Ｈｏｙａ株式会社 位相シフトマスクブランクの製造方法、位相シフトマスクの製造方法、及びパターン転写方法
JP2002156742A (ja) * 2000-11-20 2002-05-31 Shin Etsu Chem Co Ltd 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法
JP4466805B2 (ja) * 2001-03-01 2010-05-26 信越化学工業株式会社 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク
JP2002341515A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Shin Etsu Chem Co Ltd 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
JP4707922B2 (ja) * 2002-04-26 2011-06-22 Ｈｏｙａ株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク
JP3988041B2 (ja) * 2002-10-08 2007-10-10 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフトマスクブランク及びその製造方法
JP4348536B2 (ja) * 2004-03-31 2009-10-21 信越化学工業株式会社 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びパターン転写方法
JP4407815B2 (ja) 2004-09-10 2010-02-03 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びフォトマスク
JP4933754B2 (ja) 2005-07-21 2012-05-16 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランクおよびフォトマスクならびにこれらの製造方法
DE602006021102D1 (de) 2005-07-21 2011-05-19 Shinetsu Chemical Co Photomaskenrohling, Photomaske und deren Herstellungsverfahren
JP4883278B2 (ja) * 2006-03-10 2012-02-22 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法
JP4737426B2 (ja) * 2006-04-21 2011-08-03 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク
JP4714180B2 (ja) 2007-05-01 2011-06-29 株式会社東芝 フォトマスク管理方法、フォトマスク洗浄可能回数生成方法、及びフォトマスク管理システム
JP5702920B2 (ja) * 2008-06-25 2015-04-15 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブランクの製造方法
JP5497288B2 (ja) 2008-12-29 2014-05-21 Ｈｏｙａ株式会社 フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法
JP5507860B2 (ja) * 2009-02-12 2014-05-28 Ｈｏｙａ株式会社 フォトマスクの製造方法
KR101681344B1 (ko) * 2009-02-13 2016-11-30 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크 및 그 제조 방법과 포토마스크 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190000349A (ko) 2019-01-02
KR101746236B1 (ko) 2017-06-12
JP5644293B2 (ja) 2014-12-24
KR20120057506A (ko) 2012-06-05
CN104698737B (zh) 2019-04-02
KR20170023901A (ko) 2017-03-06
EP2428841A3 (en) 2014-07-02
EP2428841B1 (en) 2020-06-17
TW201227167A (en) 2012-07-01
US8475978B2 (en) 2013-07-02
US20120064438A1 (en) 2012-03-15
CN104698737A (zh) 2015-06-10
EP2428841A2 (en) 2012-03-14
CN102402117A (zh) 2012-04-04
KR20190000348A (ko) 2019-01-02
KR102016269B1 (ko) 2019-10-21
EP3736631A1 (en) 2020-11-11
JP2012058593A (ja) 2012-03-22
CN102402117B (zh) 2015-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI525383B (zh) 光罩空白基板及其製法，光罩，光圖形照射方法，及過渡金屬／矽基材料膜之設計方法
US10545401B2 (en) Phase shift mask blank, phase shift mask, and blank preparing method
EP2871520B1 (en) Halftone phase shift photomask blank, halftone phase shift photomask and pattern exposure method
EP3079012B1 (en) Halftone phase shift mask blank and halftone phase shift mask
CN106019809B (zh) 半色调相移掩模坯，半色调相移掩模，和图案曝光方法
US8753786B2 (en) Light pattern exposure method, halftone phase shift mask, and halftone phase shift mask blank
JP5743008B2 (ja) フォトマスクブランク及びその製造方法、フォトマスク、光パターン照射方法、並びにハーフトーン位相シフト膜の設計方法
JP6323503B2 (ja) フォトマスクブランク、フォトマスク及び光パターン照射方法
JP2015156036A (ja) 光パターン照射方法