TWI584054B - 空白罩幕及利用其製備的光罩 - Google Patents

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Description

空白罩幕及利用其製備的光罩
本發明涉及一種空白罩幕及利用其製備的光罩，更具體地，涉及可實現32nm級以下，優選地，14nm級以下，更優選地，10nm級以下的微細圖案的空白罩幕及利用此空白罩幕製備的光罩。
如今，隨著大規模積體電路的高積體度所伴隨的對微細電路圖案的需要，高級半導體微細加工技術已作為一個重要問題出現。為此，光微影技術已發展至利用光屏蔽膜製備二元強度空白罩幕（binary intensity blankmask）、利用相移（phase-shift）膜和光屏蔽膜製備相移空白罩幕、具有硬膜和光屏蔽膜的硬罩幕二元空白罩幕（hardmask binary blankmask）等，以便提高半導體電路圖案的解析度。
順便提一下，為了獲得高解析度和質量改善，最近不斷要求更薄的抗蝕膜（resist film）。這是由於，當執行用於形成圖案的電子束寫入製程時，越薄的抗蝕膜產生越少的電子束散射。然而，由於抗蝕膜用作蝕刻罩幕來形成下層薄膜，例如，像光屏蔽膜、硬膜等這樣的相鄰薄膜的圖案，且當包含有機物的主要成分時，關於對下層薄膜的蝕刻條件有相對低的選擇性，所以在使抗蝕膜更薄上存在限制。
相應地，為了使抗蝕膜更薄，需要改進待蝕刻的下層膜（lower film）的特性。為此，提出了增加對待蝕刻的下層膜的蝕刻速度的方法或減小待蝕刻的下層膜厚度的方法。
例如，如果抗蝕膜圖案用於蝕刻包含作為主要元素的鉻（Cr）的光屏蔽膜，則通過在光屏蔽膜中大量包含氧（O）和氮（N）至少其中之一可增加蝕刻速度。然而，氧（O）和氮（N）其中之一的含量的增加導致難以符合光屏蔽膜需要的光學密度（optical density）、薄片電阻（sheet resistance）和厚度等基本特性。也就是說，如果氧（O）和氮（N）至少其中之一的含量增加，則光屏蔽膜的薄片電阻增加且光學密度減小，從而產生曝光製程中的電子電荷上升現象（electron-charge up phenomenon）和圖像對比度惡化的問題。這種問題可通過增加薄膜的厚度來解決。然而，當形成圖案時，光屏蔽膜的增加的厚度增加了圖案的縱橫比，且導致圖案崩塌等問題。
相應地，需要開發用於光屏蔽膜的新材料，其比現有的包含鉻（Cr）的化合物的光屏蔽膜具有更高的光屏蔽效率和更高的蝕刻速度。
本發明涉及空白罩幕和採用所述空白罩幕製備的光罩，所述空白罩幕包括光屏蔽膜，其可保證光屏蔽效率，增加蝕刻速度，具有薄的厚度和最小的薄片電阻。
進一步地，本發明提供一種空白罩幕和採用所述空白罩幕製備的光罩，所述空白罩幕可使光屏蔽膜和相移膜圖案的臨界尺寸的變化最小化。
此外，本發明提供一種空白罩幕和採用所述空白罩幕製備的光罩，所述空白罩幕可實現32nm級以下，優選地，14nm級以下，更優選地，10nm級以下的微細圖案。
根據本發明的一方面，提供一種空白罩幕，所述空白罩幕具有位於透明基板上的光屏蔽膜，所述光屏蔽膜包括順次堆疊的第一光屏蔽層和第二光屏蔽層；所述第一光屏蔽層和第二光屏蔽層包括鉻（Cr）和鉬（Mo）。
所述第一光屏蔽層和第二光屏蔽層可包括化合物，所述化合物除鉻（Cr）和鉬（Mo）之外，還包含氮（N）、氧（O）、碳（C）、硼（B）、氟（F）和氫（H）中的一種或多種物質。
所述第一光屏蔽層和第二光屏蔽層可具有成分比： 1at%～20at%的鉬（Mo）、10at%～80at%的鉻（Cr）、0at%～50at%的氮（N）、0at%～50at%的氧（O）和0at%～30at%的碳（C）。
根據本發明的一方面，提供一種空白罩幕，所述空白罩幕具有位於透明基板上的光屏蔽膜，所述光屏蔽膜包括順次堆疊的第一光屏蔽層和第二光屏蔽層；所述第一光屏蔽層和第二光屏蔽層的其中之一包括含有鉻（Cr）和鉬（Mo）的光屏蔽層，另一光屏蔽層包括含有鉻（Cr）的光屏蔽層。
根據本發明的一方面，提供一種空白罩幕，所述空白罩幕具有位於透明基板上的光屏蔽膜，所述光屏蔽膜包括鉻（Cr）和鉬（Mo）。
所述光屏蔽膜可包括以下其中之一：成分均一的單層膜、成分或成分比變化的連續單層膜和成分不同的膜以兩層或多層形式不止一次地堆疊的多層膜。
所述光屏蔽膜可具有1.5Å/sec～3.5Å/sec的蝕刻速度。
所述空白罩幕還可包括以下的一個或多個：在所述光屏蔽膜上提供的硬膜、在所述光屏蔽膜下方提供的相移膜和插在所述硬膜及光屏蔽膜之間的蝕刻阻止膜。
所述空白罩幕還可包括抗反射層，所述抗反射層至少在所述光屏蔽膜上或光屏蔽膜下方其中之一提供，且除鉻（Cr）或鉻鉬（MoCr）之外，還包含氮（N）、氧（O）、碳（C）、硼（B）、氟（F）和氫（H）中的一種或多種物質。
根據本發明的一方面，提供一種空白罩幕，所述空白罩幕具有位於透明基板上的一層或多層金屬膜，所述金屬膜通過採用鉬鉻（MoCr）靶的濺射製程形成。 根據本發明的一方面，提供一種光罩，其是採用所述空白罩幕製備。 根據本發明的一方面，提供一種採用空白罩幕製備的光罩，所述空白罩幕包括光屏蔽膜，所述光屏蔽膜包括至少一個光屏蔽層，所述光屏蔽層位於透明基板上並包含鉻（Cr）和鉬（Mo），還包括在所述光屏蔽膜上提供的抗反射層、硬膜、在所述光屏蔽膜下方提供的相移膜和插在所述硬膜及所述光屏蔽膜之間的蝕刻阻止膜中的一種或多種。
通過參考附圖的示範性實施例的詳細描述，本發明的上述及其他目的、特徵和優點對本領域的普通技術人員將更顯而易見。
下文中，將參考附圖更詳細地描述本發明的示範性實施例。然而，這些實施例僅用作解釋和說明目的，並不旨在限制申請專利範圍所公開的本發明的含義或範圍。本發明僅由後面給出的申請專利範圍的範圍限定。本領域的技術人員將會理解，對這些示範性實施例的各種修改和等效替換。因此，本發明的範圍僅由所附的申請專利範圍限定。
圖1是根據本發明第一實施例的空白罩幕的剖視圖，圖2是根據本發明第二實施例的空白罩幕的剖視圖。
如圖1所示，根據本發明的空白罩幕100包括光屏蔽膜104和抗蝕膜108，光屏蔽膜104具有兩層結構且堆疊在透明基板102上，或如圖2所示，還包括形成於光屏蔽膜104上的抗反射層106。
透明基板102包括石英玻璃、合成石英玻璃和摻氟石英玻璃等，其具有寬度×長度×厚度=6英吋×6英吋×0.25英吋的尺寸。
透明基板102的平整度影響將在其上形成的薄膜的其中之一的平整度，諸如相移膜、光屏蔽膜和硬膜等。如果生長膜的表面的平整度定義為指針總讀數（TIR，Total Indicator Reading），則在142mm2 的區域內，TIR必須被控制為不超過500nm，優選地不超過200nm，更優選地不超過100nm。
考慮到圖案蝕刻製程的圖案縱橫比和光學特性，光屏蔽膜104包括多層膜，該多層膜具有兩層或更多成分或成分比不同的層，優選地具有兩層結構，其包括第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112。
光屏蔽膜104包括一種物質，該物質具有高消光係數（extinction coefficient）k，以便提高光屏蔽效率；該物質具有關於乾式蝕刻中使用的蝕刻氣體的低沸點（B.P.），以便提高蝕刻速度。
為此，第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112包含鉻鉬（MoCr）或一種鉻鉬（MoCr）化合物，其包含氮（N）、氧（O）和碳（C）的其中之一，如MoCrN、MoCrO、MoCrC、MoCrNO、MoCrCN、MoCrCO和MoCrCON。第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112還可包括輕元素，如氫（H）和硼（B）等，以便減小應力。
第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112可包括如下成分比：1at%～20at%的鉬（Mo）--優選地3at%～10at%的鉬（Mo）、10at%～80at%的鉻（Cr）--優選地20at%～70at%的鉻（Cr）、0at%～50at%的氮（N）--優選地不超過40at%的氮（N）、0at%～50at%的氧（O）--優選地不超過40at%的氧（O）和0at%～30at%的碳（C）--優選地不超過20at%的碳（C）。
在光屏蔽膜104中，更多地包含比鉻（Cr）具有更高消光係數k的鉬（Mo），從而增加每單位厚度的光學密度（OD）。這樣，可使光屏蔽膜更薄。由於光屏蔽膜104包含鉬（Mo），當包含鉻鉬（MoCr）化合物的光屏蔽膜104被乾式蝕刻時，相較於包含現有的鉻（Cr）化合物的光屏蔽膜，也可顯著地增加關於氯（Cl）氣的蝕刻速度。然而，在光屏蔽膜104中，越高的鉬（Mo）的含量削弱了對製造光罩時使用的清潔化學品的抵抗力。因此，光屏蔽膜104可優選地包括不超過20at%的含量的鉬（Mo）。
為改善光屏蔽膜104的物理、化學和光學特性，第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112中的一個或多個光屏蔽層可額外包含鉭（Ta）、釩（V）、鈷（Co）、鎳（Ni）、鋯（Zr）、鈮（Nb）、鈀（Pd）、鋅（Zn）、鋁（Al）、錳（Mn）、鎘（Cd）、鎂（Mg）、鋰（Li）、硒（Se）、銅（Cu）、鉿（Hf）和鎢（W）中的一種或多種金屬物質，和硼（B）、氟（F）和氫（H）中的一種或多種輕元素。
光屏蔽膜104可通過各種採用物理或化學沉積的方法形成。優選地，直流（DC）磁控濺射裝置可用於形成光屏蔽膜104。如果這種濺射方法用於形成包含鉻鉬（MoCr）或它的化合物的光屏蔽膜104，則光屏蔽膜104可由鉬鉻（MoCr）單靶二元系統形成。這時，鉬鉻（MoCr）單靶具有成分比：鉬（Mo）：鉻（Cr）= 1at%～30at%：70at%～99at%，優選地，1at%～20at%：80at%～99at%。進一步地，光屏蔽膜104可由共濺射法形成，其中同時使用鉬（Mo）、鉻（Cr）和鉬鉻（MoCr）靶中的兩種或更多種靶。這時，鉬鉻（MoCr）靶具有成分比：鉬（Mo）：鉻（Cr）= 1at%～50at%：50at%～99at%。
第一光屏蔽層110用於控制光屏蔽膜104的總光學密度（OD）和蝕刻速度，第二光屏蔽層112用於補償光學密度和降低薄片電阻。即，當形成光屏蔽膜圖案時，第一光屏蔽層110可包括氧（O）和氮（N）中的一種或多種，以便調節光屏蔽膜104的光學密度並提高蝕刻速度。進一步地，如果光學密度僅由第一光屏蔽層110控制，則存在第一光屏蔽層110變得更厚，以便滿足要求的光屏蔽功能的問題。因此，增加第二光屏蔽層112來補償需要的光學密度。這樣，第二光屏蔽層112通過增加每單位厚度的光學密度來補償光屏蔽效率。為了降低第一光屏蔽層110相對高的薄片電阻，第二光屏蔽層112可不包含氧（O），可包含相較於第一光屏蔽層110相對低的氧（O）含量，或可包含相較於第一光屏蔽層110相對高的氮（N）含量。相應地，形成第二光屏蔽層112以具有在曝光波長下相較於第一光屏蔽層110更高的每單位厚度（Å）的光學密度。
由於第二光屏蔽層112用於控制薄片電阻，所以第二光屏蔽層112被設計成具有相較於第一光屏蔽層110更低的薄片電阻。為此，第二光屏蔽層112可額外包含碳（C）。這時，碳（C）可具有1at%～30at%的含量。如果碳（C）的含量超過30at%，光學密度下降，且因此厚度增加。
例如，第二光屏蔽層112可取代鉻鉬（MoCr）或它的化合物而包含鉻（Cr）或包含氧（O）、氮（N）和碳（C）中的至少一種的鉻（Cr）化合物。然而，只要能一次全部與第一光屏蔽層110一起被蝕刻，則第二光屏蔽層112可包含任何物質。
作為前述結構的替代，光屏蔽膜104可具有一種結構，即第一光屏蔽層110包含鉻（Cr）化合物，第二光屏蔽層112包含鉻鉬（MoCr）或它的化合物。
包括第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112的光屏蔽膜104具有300Å～700Å的厚度，優選地450Å～600Å，更優選地450Å～550Å。第一光屏蔽層110的厚度占光屏蔽膜104總厚度的60%～99%，優選地為70%～98%。第二光屏蔽層112的厚度占光屏蔽膜104總厚度的1%～40%，優選地為2%～30%。
由於光屏蔽膜104包含鉻鉬（MoCr），其由鉬（Mo）或它的化合物構成，所以光屏蔽膜104的光屏蔽效率和蝕刻速度相較於常規的包含鉻(Cr)化合物的光屏蔽膜顯著提高。即，光屏蔽膜104具有關於蝕刻物質為1.5Å/sec~3.5Å/sec，優選地1.8Å/sec~2.5Å/sec的蝕刻速度。
進一步地，光屏蔽膜104可由控制光屏蔽膜104的總光學密度的第一光屏蔽層110和降低反射率即用於抗反射的第二光屏蔽層112來實現。這時，第一光屏蔽層110可具有含量比第二光屏蔽層112更低的氧(O)和氮(N)中的一種或多種，以便第一光屏蔽層110可具有比第二光屏蔽層112更高的每單位厚度的光學密度。在這樣的情況下，第二光屏蔽層112的蝕刻速度高於第一光屏蔽層110的蝕刻速度。第一光屏蔽層110的厚度占光屏蔽膜104總厚度的5%~91%，優選地為20%~75%。第二光屏蔽層112的厚度占光屏蔽膜104總厚度的9%~95%，優選地為25%~80%。
參考圖2，抗反射層106包含一種具有與光屏蔽膜104的物質相同的蝕刻特性的物質，優選地，包含一種鉻鉬(MoCr)化合物，如鉻鉬(MoCr)、MoCrN、MoCrO、MoCrC、MoCrNO、MoCrCN、MoCrCO和MoCrCON。除了鉻鉬(MoCr)或它的化合物，抗反射層106可具有與光屏蔽膜104相同的蝕刻特性。抗反射層106可用作光屏蔽膜104的蝕刻罩幕。在這樣的情況下，抗反射層106可包含一種具有與光屏蔽膜104的蝕刻特性不同的蝕刻特性的物質。
光屏蔽膜104或光屏蔽膜104的堆疊結構和抗反射層106具有關於193nm或248nm的曝光波長的光學密度為2.5~3.5，優選地為2.7～3.2，及表面反射率為10%～50%，優選地為20%～40%。
光屏蔽膜104或光屏蔽膜104的堆疊結構和抗反射層106選擇性地在溫度100℃～500℃下進行熱處理，從而具有對化學物質的抵抗力和經控制的薄膜應力。為此，可進行加熱板加熱、真空快速熱退火和表面電漿處理。
圖3A和圖3B是根據本發明第三實施例的空白罩幕的剖視圖。
如圖3A所示，根據本發明實施例的空白罩幕200可包括具有單層結構並堆疊於透明基板102上的光屏蔽膜104和抗蝕膜108，如圖3B所示，或還可包括形成於光屏蔽膜104上的抗反射層106。
光屏蔽膜104和抗反射層106中的一個或多個可由成分均一的單層膜、成分或成分比變化的連續單層膜和成分不同的膜以兩層或多層形式不止一次地堆疊的多層膜其中之一來實現。
光屏蔽膜104和抗反射層106具有相同的光學、化學和物理特性，包含與本發明的前述第一和第二實施例相同的物質並由相同的方法製造。
圖4是根據本發明第四實施例的空白罩幕的剖視圖。
參考圖4，根據本發明實施例的空白罩幕300是相移空白罩幕，包括相移膜114、光屏蔽膜104和抗蝕膜108，其順次堆疊於透明基板102上。這裡，光屏蔽膜104具有與本發明第一實施例相同的光學、化學和物理特性，包含相同的物質並由相同的方法製造。
相移膜114可包括一種物質，當採用蝕刻罩幕蝕刻光屏蔽膜圖案時，該物質相對於光屏蔽膜104具有高於10的蝕刻選擇性。相移膜114包括一種物質，當保持光學特性時，為使其厚度更薄並提高其耐化學性，該物質具有高折射率和高消光係數。為此，相移膜114可包含鉬（Mo）、鉭（Ta）、釩（V）、鈷（Co）、鎳（Ni）、鋯（Zr）、鈮（Nb）、鈀（Pd）、鋅（Zn）、鉻（Cr）、鋁（Al）、錳（Mn）、鎘（Cd）、鎂（Mg）、鋰（Li）、硒（Se）、銅（Cu）、鉿（Hf）和鎢（W）中的一種或多種金屬物質，或除了前述的金屬物質之外，還包含氮（N）、氧（O）、碳（C）、硼（B）和氫（H）中的一種或多種物質。
優選地，相移膜114包括金屬矽化物的混合物，該金屬矽化物的混合物包含過渡金屬，如矽（Si）或鉬（Mo），或除了金屬矽化物的混合物之外，還包含氮（N）、氧（O）和碳（C）中的一種或多種輕元素的化合物。例如，相移膜114可包括Si、SiN、SiC、SiO、SiCN、SiCO、SiNO、SiCON、MoSi、MoSiN、MoSiC、MoSiO、MoSiCN、MoSiCO、MoSiNO和MoSiCON其中之一。考慮到光學、化學及物理特性和製造製程，相移膜114還可包括硼（B）、氟（F）和氫（H）中的一種或多種輕元素。
相移膜114可由成分均一的單層膜、成分或成分比變化的連續單層膜和成分不同的膜以兩層或多層形式不止一次地堆疊的多層膜其中之一來實現。
相移膜114在其頂層或最上層可包括氧（O）。具體地，如果相移膜114包含矽化鉬（MoSi）化合物，則相移膜114易遭受諸如臭氧（O3 ）、Hot-DI、氨（NH4 OH）和硫酸（H2 SO4 ）等化學清洗液的損害。如果相移膜114在清洗製程中等被前述物質或類似物損害，由於變得更薄，透射率增加且相移變化，則相移膜114不符合光學特性要求。相應地，根據本發明的相移膜114的頂層或最上層膜可例如由包含氧（O）的MoSiON製備，由此防止相移膜114劣化，如由於化學清洗液導致的溶解或腐蝕。這時，相移膜114的頂層或最上層膜包含0.1at%～20at%的氧（O）。配置於頂層或最上層膜下方的相移膜114的一部分可通過成分和成分比不同於頂層或最上層膜的膜來不同地實現。
相移膜114具有300Å～900Å的厚度，優選地為500Å～700Å。如果相移膜114形成，以在它的頂層或最上層膜包含氧（O），則頂層或最上層膜包含氧（O）的部分可具有10Å～100Å的厚度，並占相移膜114總厚度的1%～40%，優選地占1%～10%。
相移膜114關於193nm或248nm波長的曝光具有5%～40%的透射率，並被移相170°～190°。如果相移膜114具有低於5%的透射率，則當用於晶圓的抗蝕膜曝光時，由於破壞性干涉的曝光強度降低而有衰減的相移效果。如果相移膜114具有高於40%的透射率，則由於用於晶圓的抗蝕膜在曝光製程中損壞而使抗蝕膜有損耗。
光屏蔽膜104和相移膜114順次堆疊的結構具有關於193nm或248nm波長的曝光的光學密度為2.5～3.5，優選地為2.7～3.2，及反射率為10%～45%，優選地為25%～35%。
相移膜114可選擇性地在溫度100℃～500℃下進行熱處理，從而具有對化學物質的抵抗力和經控制的平整度，其中熱處理可在與光屏蔽膜104的熱處理溫度相同或比其更高的溫度下進行。
進一步地，形成相移膜114圖案的蝕刻製程可在保持抗蝕膜圖案的狀態下，通過連續蝕刻光屏蔽膜104和相移膜114來執行。這是為了彌補臨界尺寸（CD）偏差，其是在光屏蔽膜104和相移膜114的圖案形成時進行。這樣，可通過使用蝕刻相移膜114而形成圖案時產生的抗蝕圖案的副產物來彌補光屏蔽膜圖案和相移膜圖案之間的差異。
圖5是根據本發明第五實施例的空白罩幕的剖視圖。
參考圖5，根據本發明的空白罩幕400包括光屏蔽膜104、硬膜116和抗蝕膜108，其順次堆疊於透明基板102上。這裡，光屏蔽膜104具有與本發明的第一實施例相同的光學、化學和物理特性，包含相同的物質並由相同的方法製造。
硬膜116充當光屏蔽膜104的蝕刻罩幕，因此包含一種物質，該物質相對於光屏蔽膜104具有高於10的蝕刻選擇性。硬膜116可包含鉬（Mo）、鉭（Ta）、釩（V）、鈷（Co）、鎳（Ni）、鋯（Zr）、鈮（Nb）、鈀（Pd）、鋅（Zn）、鉻（Cr）、鋁（Al）、錳（Mn）、鎘（Cd）、鎂（Mg）、鋰（Li）、硒（Se）、銅（Cu）、鉿（Hf）、鎢（W）、錫（Sn）和矽（Si）中的一種或多種物質，或除了前述的物質之外，還包含氮（N）、氧（O）、碳（C）、硼（B）和氫（H）中的一種或多種物質。例如，硬膜116可包含氮氧化鉭（TaON）等。
硬膜116具有10Å～100Å的厚度，優選地為20Å～60Å。
硬膜116可由包含矽（Si）的化合物製備。在這樣的情況下，硬膜116與抗蝕膜108之間的黏合可能是不牢固的。為使黏合更強，硬膜116的上表面可進行表面重整和表面處理中的一種或多種。
對硬膜116的表面重整由採用氧（O）、氮（N）、氫（H）、碳（C）和氟（F）中的一種或多種氣體的熱處理或電漿製程來執行。熱處理或電漿製程可包括使用真空快速熱處理的方法和使用大氣壓電漿的方法，但不限於此。通過表面重整，硬膜116的表面可具有15°～50°的接觸角，優選為20°～45°。
進一步地，表面處理可通過採用包含矽的高分子化合物來執行。包含矽的高分子化合物可為六甲基二矽烷（Hexamethyldisilane）、三甲基矽烷基二乙胺（Trimethylsilyldiethyl-amine）、O-三甲基矽烷基乙酸酯（O-trimethylsilylacetate）、O-三甲基矽烷基丙酸酯（O-trimethylsilyl-proprionate）、O-三甲基矽烷基丁酸酯（O-trimethylsilylbutyrate）、三甲基矽烷基三氟乙酸酯（Trimethylsilyl-trifluoroacetate）、三甲基甲氧基矽烷（Trimethylmethoxysilane）、N-甲基-N-三甲基矽烷基三氟乙酸酯（N-methyl-Ntrimethylsilyltrifluoroacetate）、O-三甲基矽烷基乙醯丙酮（Otrimethylsilyacetylacetone）、異丙氧基-三甲基矽烷（Isopropenoxy-trimethylsilane）、三甲基矽烷基三氟乙醯胺（Trimethylsilyltrifluoroacetamide）、甲基三甲基-矽烷基二甲基酮醋酸酯（Methyltrimethyl-Silyldimethylketoneacetate）和三甲基-乙氧基矽烷（Trimethyl–ethoxysilane）中的一種或多種。
如果硬膜116包含一種相對於更低的光屏蔽膜104具有低蝕刻選擇性的物質，則蝕刻阻止膜（未示出）可被插入硬膜116和光屏蔽膜104之間。蝕刻阻止膜由相對於光屏蔽膜104和硬膜116具有高於10的蝕刻選擇性的物質製備。
蝕刻阻止膜可包含矽（Si）、鉬（Mo）、鉭（Ta）、釩（V）、鈷（Co）、鎳（Ni）、鋯（Zr）、鈮（Nb）、鈀（Pd）、鋅（Zn）、鉻（Cr）、鋁（Al）、錳（Mn）、鎘（Cd）、鎂（Mg）、鋰（Li）、硒（Se）、銅（Cu）、鉿（Hf）、鎢（W）和錫（Sn）中的一種或多種物質，或前述物質附加氮（N）、氧（O）、碳（C）、硼（B）和氫（H）中的一種或多種物質。蝕刻阻止膜具有10Å～150Å的厚度，優選地為20Å～100Å。
圖6是根據本發明第六實施例的空白罩幕的剖視圖。
參考圖6，根據本發明實施例的空白罩幕500是包含前述實施例的元素的空白罩幕，其包括相移膜114、光屏蔽膜104、硬膜116和抗蝕膜108，其順次堆疊於透明基板102上。這裡，光屏蔽膜104、相移膜114、硬膜116和蝕刻阻止膜具有與本發明的第一至第六實施例相同的光學、化學和物理特性，包含相同的物質並由相同的方法製造。
視需要，抗反射層（未示出）可在根據本發明的第四至第六實施例的光屏蔽膜104上或其下方提供，以防止曝光再次反射。抗反射層具有與本發明的第二和第三實施例相同的光學、化學和物理特性，包含相同的物質並由相同的方法製造。進一步地，在光屏蔽膜104上或其下方提供的相移膜、硬膜和蝕刻阻止膜等各種薄膜被同樣地應用於本發明的前述第三實施例。
此外，鉬鉻（MoCr）單靶二元系統和在共濺射法中使用以形成根據本發明的光屏蔽膜的鉬（Mo）、鉻（Cr）及鉬鉻（MoCr）靶中的兩個或更多個靶也可用於形成金屬膜，金屬膜包括空白罩幕的光屏蔽膜，其不僅用於製造半導體元件，而且用於製造平板顯示元件，如薄膜電晶體液晶顯示元件（TFT-LCD）、有機發光二極體（OLED）和電漿顯示面板（PDP）等。
進一步地，靶可不被限制為光屏蔽膜，而用作任何包括用於半導體及平板顯示器（FPD）的金屬膜的薄膜，例如光屏蔽膜、抗反射層、相移膜、硬膜、蝕刻阻止膜和半穿透半反射（transflective）膜。
下面，將根據本發明的實施例詳細描述空白罩幕。
（實施例）
實施例1-1：二元空白罩幕及光罩的製造與測試I
參考圖1，在實施例1-1中製造和測試二元空白罩幕和光罩，其包括光屏蔽膜104，光屏蔽膜104包含MoCr化合物，並具有由第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112堆疊的兩層結構。
為製造二元空白罩幕100，在具有154nm平整度和2nm/6.35mm雙折射率的透明基板102上，通過裝載有鉬鉻（MoCr）靶（Mo：Cr = 10at%：90at%）的直流（DC）磁控反應濺射裝置注入Ar：N2 ：CO2 = 3sccm：8sccm：5sccm的製程氣體，應用0.75KW的製程功率，從而形成具有550Å的厚度的MoCrCON膜的第一光屏蔽層110。接著，注入Ar：N2 = 5sccm：5sccm的製程氣體，應用1.0KW的製程功率，從而形成具有50Å的厚度的MoCrN膜的第二光屏蔽層112。最終，形成具有兩層結構的光屏蔽膜104。
在溫度350˚下對光屏蔽膜104應用真空快速熱處理（RTP）30分鐘之後，測試光屏蔽膜104的特性。
作為通過UV-VIS（紫外可見吸收光譜）光譜儀測試光屏蔽膜104的透射率和反射率的結果，在193nm波長的透射率為0.09%，反射率為30.3%。相應地，可以理解光屏蔽膜的光學特性優良。
進一步地，通過超平儀（ultra-flat apparatus）測試光屏蔽膜104的薄膜應力。結果，光屏蔽膜104的指針總讀數（TIR）為198nm，與具有154nm的指針總讀數（TIR）的透明基板102的指針總讀數（TIR）相差44nm。相應地，可以理解形成圖案之後的圖案對準沒有問題。
此外，採用四點探針測試光屏蔽膜104的薄片電阻。結果，光屏蔽膜104的薄片電阻為324 Ω/□。相應地，可以確定在採用電子束的曝光製程中不存在充電現象（charge up phenomenon）。
此外，採用歐傑分析裝置分析第一光屏蔽層110的成分比。結果，第一光屏蔽層110具有Mo：Cr：輕元素（O、C和N中的一種或多種） = 5at%：40at%：55at%的成分比，第二光屏蔽層112具有Mo：Cr：輕元素 （O、C和N中的一種或多種） = 8at%：60at%：32at%的成分比。
此外，測試第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112每單位厚度的光學密度。結果，第一光屏蔽層110的光學密度為0.0054/Å，第二光屏蔽層112的光學密度為0.01/Å。因此，可以理解第二光屏蔽層112具有相對更高的每單位厚度的光學密度。
接著，在光屏蔽膜104上形成厚度為1000Å的正型化學增幅抗蝕膜108，從而完成二元空白罩幕的製造。
如下所述，光罩採用二元空白罩幕來製造並測試。
首先，通過曝光裝置對抗蝕膜108進行曝光，經過在溫度110℃下10分鐘的曝光後烘乾（PEB），從而顯影形成抗蝕膜圖案。接著，抗蝕膜圖案被用作蝕刻罩幕，通過包含氯（Cl）氣的蝕刻氣體乾式蝕刻更下層的包含鉻鉬（MoCr）化合物的光屏蔽膜104，從而形成光屏蔽膜圖案，並移除抗蝕膜圖案，從而完成光罩的製造。
通過終點檢測（end point detection，EPD）來測試光屏蔽膜104的蝕刻速度。結果，光屏蔽膜104的蝕刻速度高達2.03Å/sec。通過原子力顯微鏡（AFP）裝置測試剩餘抗蝕膜圖案的厚度。結果，剩餘抗蝕膜圖案的厚度為520Å。進一步地，荷載測試的結果是約3.5nm，優於根據後面描述的比較例的鉻（Cr）化合物光屏蔽膜。這裡，荷載測試呈現了在荷載0%～100%之間的圖案臨界尺寸（CD）偏差。
實施例1-2：二元空白罩幕及光罩的製造與測試II
參考圖1，在實施例1-2中製造和測試二元空白罩幕和光罩，其包括光屏蔽膜104，光屏蔽膜104包含MoCr化合物，並具有由第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112堆疊的兩層結構。這裡，第一光屏蔽層110比第二光屏蔽層112具有更高的每單位厚度的光學密度，且第二光屏蔽層112用於抗反射，從而降低光屏蔽膜104的反射率。
為製造二元空白罩幕100，在透明基板102上通過裝載有鉬鉻（MoCr）靶（Mo：Cr = 10at%：90at%）的直流（DC）磁控反應濺射裝置注入Ar：N2 = 5sccm：7sccm的製程氣體，應用1.0KW的製程功率，從而形成厚度為450Å的MoCrN膜的第一光屏蔽層110。接著，注入Ar：N2 ：NO = 3sccm：8sccm：3sccm的製程氣體，應用0.7KW的製程功率，從而形成厚度為150Å的MoCrON膜的第二光屏蔽層112。
在溫度350˚下，對由第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112堆疊形成的光屏蔽膜104應用真空快速熱處理（RTP）30分鐘之後，測試光屏蔽膜104的特性。
關於193nm的波長，光屏蔽膜104的透射率為0.08%，反射率為18.2%。因此，可以理解光屏蔽膜104作為光屏蔽膜的光學特性優良，且相較於前述的實施例1-1，降低了反射率。
作為測試光屏蔽膜104的薄膜應力的結果，光屏蔽膜104的指針總讀數（TIR）與透明基板102的指針總讀數（TIR）相差52nm。相應地，可以理解形成圖案之後的圖案對準沒有問題。
此外，作為測試光屏蔽膜104的薄片電阻的結果，光屏蔽膜104的薄片電阻為485 Ω/□。相應地，可以確定在採用電子束的曝光製程中不存在充電現象。
此外，作為分析第一光屏蔽層110的成分比的結果，第一光屏蔽層110具有Mo：Cr：輕元素 （O、C和N中的一種或多種） = 9at%：62at%：29at%的成分比，第二光屏蔽層112具有Mo：Cr：輕元素 （O、C和N中的一種或多種） = 6at%：46at%：48at%的成分比。
此外，測試第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112每單位厚度的光學密度。結果，第一光屏蔽層110的光學密度為0.006/Å，第二光屏蔽層112的光學密度為0.002/Å。因此，可以理解第二光屏蔽層112具有相對更低的每單位厚度的光學密度。
接著，在光屏蔽膜104上形成厚度為1000Å的正型化學增幅抗蝕膜108，從而完成二元空白罩幕的製造。
如下所述，光罩採用二元空白罩幕來製造並測試。
光屏蔽膜104的蝕刻速度為1.6Å/sec，剩餘抗蝕膜圖案的厚度為420Å。進一步地，荷載測試的結果是約3.9nm，優於根據後面描述的比較例的鉻（Cr）化合物光屏蔽膜。
實施例1-3：二元空白罩幕及光罩的製造與測試II
參考圖1，在實施例1-3中製造和測試二元空白罩幕100和光罩，其包括光屏蔽膜104，光屏蔽膜104具有兩層結構，該兩層結構中堆疊有包含MoCr化合物的第一光屏蔽層110和包含鉻（Cr）化合物的第二光屏蔽層112。
為製造二元空白罩幕100，形成與前述實施例101的二元空白罩幕相同的具有兩層結構的光屏蔽膜104於透明基板102上。
為製造二元空白罩幕100，在透明基板102上，通過裝載有鉬鉻（MoCr）靶（Mo：Cr = 10at%：90at%）的直流（DC）磁控反應濺射裝置注入Ar：N2 ：CO2 = 3sccm：8sccm：5sccm的製程氣體，應用0.75KW的製程功率，從而形成厚度為550Å的MoCrCON膜的第一光屏蔽層110。接著，用鉻（Cr）靶注入Ar：N2 = 5sccm：5sccm的製程氣體，應用1.0KW的製程功率，從而形成厚度為50Å的CrN膜的第二光屏蔽層112。最終，形成具有兩層結構的光屏蔽膜104。
關於193nm的波長，光屏蔽膜104的透射率為0.11%，反射率為33.5%，這樣，相較於前述的實施例1-1，在相同厚度下具有相對低的光屏蔽效率。然而，光屏蔽膜104的光學密度為2.96，呈現足夠的光屏蔽效率。因此，光屏蔽膜104作為光屏蔽膜沒有問題。
當製造光罩時，光屏蔽膜104的蝕刻速度為1.83Å/sec，荷載測試的結果是4.2nm，優於根據後面描述的比較例的鉻（Cr）化合物光屏蔽膜。
實施例1-4：二元空白罩幕及光罩的製造與測試IV
參考圖1，在實施例1-4中製造和測試二元空白罩幕和光罩，其包括光屏蔽膜104，光屏蔽膜104具有兩層結構，該兩層結構中堆疊有包含鉻（Cr）化合物的第一光屏蔽層110和包含MoCr化合物的第二光屏蔽層112。
為製造二元空白罩幕100，光屏蔽膜104形成於透明基板102上，光屏蔽膜104具有相反的結構，其中相對於實施例1-3中描述的二元空白罩幕，第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112以相反的位置排列。
為製造二元空白罩幕100，在透明基板102上，用鉻（Cr）靶注入Ar：N2 = 5sccm：5sccm的製程氣體，應用1.0KW的製程功率，從而形成厚度為50Å的CrN膜的第一光屏蔽層110。接著，通過裝載有鉬鉻（MoCr）靶（Mo：Cr = 10at%：90at%）的直流（DC）磁控反應濺射裝置注入Ar：N2 ：CO2 = 3sccm：8sccm：5sccm的製程氣體，應用0.75KW的製程功率，從而形成厚度為550Å的MoCrCON膜的第二光屏蔽層112。最終，形成光屏蔽膜104。
關於193nm的波長，光屏蔽膜104的透射率為0.11%，反射率為23.5%，該結果顯示，相較於實施例1-3，在193nm波長下的透射率相同，而反射率更低。
進一步地，作為測試光屏蔽膜104的蝕刻速度的結果，光屏蔽膜104的蝕刻速度為1.81Å/sec。荷載測試的結果是4.2nm，與前述的實施例1-3相同。因此，光屏蔽膜104優於根據後面描述的比較例的鉻（Cr）化合物光屏蔽膜。
實施例2：二元空白罩幕及光罩的製造與測試V
參考圖2，在實施例2中製造和測試二元空白罩幕100和光罩，其包括包含MoCr化合物並具有兩層結構的光屏蔽膜104和光屏蔽膜104上的抗反射層106，光屏蔽膜104的兩層結構中堆疊有第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112。
為製造二元空白罩幕100，形成具有與前述實施例1-1的二元空白罩幕相同的兩層結構的光屏蔽膜104於透明基板102上。
像光屏蔽膜104一樣，通過採用鉬鉻（MoCr）靶（Mo：Cr=10at%： 90at%），注入Ar：N2 ：NO = 5sccm：5sccm：5sccm的製程氣體，應用0.7KW的製程功率，形成厚度為100Å的MoCrON膜抗反射層106。
在193nm的波長下，光屏蔽膜104和抗反射層106的堆疊結構的光學密度為3.12、反射率為26.3%。這顯示，相較於實施例1-1，反射率降低。
實施例3：二元空白罩幕及光罩的製造與測試VI
參考圖3A，在實施例3中製造和測試二元空白罩幕200和光罩，其包括包含MoCr化合物並具有兩層結構的光屏蔽膜104。
為製造二元空白罩幕200，在透明基板102上通過裝載有鉬鉻（MoCr）靶（Mo：Cr = 10at%：90at%）的直流（DC）磁控反應濺射裝置注入Ar：N2 ：CO2 = 3sccm：5sccm：4sccm的製程氣體，應用0.75KW的製程功率，從而形成厚度為650Å的MoCrCON膜的第一光屏蔽層110。
在溫度350˚下對光屏蔽膜104應用真空快速熱處理（RTP）30分鐘之後，測試光屏蔽膜104的特性。
關於193nm的波長，光屏蔽膜104的透射率為0.09%，反射率為26.5%。相應地，可以理解光屏蔽膜104作為光屏蔽膜的光學特性優良。
進一步地，測試光屏蔽膜104的薄膜應力。結果，光屏蔽膜104的指針總讀數（TIR）與透明基板102的指針總讀數（TIR）相差45nm。相應地，可以理解形成圖案之後的圖案對準沒有問題。
此外，光屏蔽膜104的薄片電阻為852 Ω/□。相應地，可以確定在採用電子束的曝光製程中不存在充電現象。
此外，如圖3B所示，在抗反射層106形成於光屏蔽膜104上的情況下，前述實施例的抗反射層可用於抗反射層106。
實施例4：相移空白罩幕及光罩的製造與測試
參考圖4，在實施例4中製造和測試相移空白罩幕300和光罩，其包括包含MoCr化合物並具有兩層結構的光屏蔽膜104和形成於光屏蔽膜104下方的相移膜114，光屏蔽膜104的兩層結構中堆疊有第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112。
為製造相移空白罩幕300，在透明基板102上，通過裝載有鉬鉻（MoCr）靶（Mo：Cr = 10at%：90at%）的直流（DC）磁控反應濺射裝置，形成包含矽化鉬（MoSi）化合物的相移膜114，具有6%的透射率、180˚的相移和650 Å的厚度。
在溫度350˚下，對相移膜114應用真空快速熱處理（RTP）30分鐘之後，測試應力。結果，相移膜114的指針總讀數（TIR）為212nm，其與透明基板102相差58nm。相應地，可以理解形成圖案之後的圖案對準沒有問題。
接著，在相移膜114上，當使用鉬鉻（MoCr）靶（Mo：Cr = 10at%：90at%）時，注入Ar：N2 ：CO2 = 3sccm：9sccm：10sccm的製程氣體，應用0.75KW的製程功率，從而形成厚度為500Å的MoCrCON膜的第一光屏蔽層110。接著，注入Ar：N2 = 5sccm：5sccm的製程氣體，應用1.0KW的製程功率，從而形成厚度為50Å的MoCrN膜的第二光屏蔽層112。
在溫度350˚下對光屏蔽膜104應用真空快速熱處理（RTP）30分鐘之後，測試光屏蔽膜104的特性。
作為測試光屏蔽膜104的薄膜應力的結果，光屏蔽膜104的指針總讀數（TIR）與相移膜114的指針總讀數（TIR）相差35nm。相應地，可以理解形成圖案之後的圖案對準沒有問題。
作為分析光屏蔽膜104的成分比的結果，第一光屏蔽層110具有Mo：Cr：輕元素（O、C和N中的一種或多種） = 4at%：32at%：64at%的成分比，第二光屏蔽層112具有Mo：Cr：輕元素（O、C和N中的一種或多種） = 8at%：60at%：32at%的成分比。
此外，關於193nm的波長，相移膜114和光屏蔽膜104的堆疊結構的透射率為0.09%，光學密度為3.04，反射率為32.5%，相應地，可以理解在光學特性上，該堆疊結構作為光屏蔽膜沒有問題。
接著，在光屏蔽膜104上形成厚度為800Å的正型化學增幅抗蝕膜108，從而完成相移空白罩幕300的製造。
使用相移空白罩幕300，蝕刻光屏蔽膜104以形成圖案，該圖案用作蝕刻罩幕來蝕刻相移膜114，並形成抗蝕膜圖案，從而在主要圖案區域選擇性地移除光屏蔽膜圖案，如此製造光罩。
光屏蔽膜104具有2.5Å/sec的蝕刻速度，快於實施例1-1的蝕刻速度，可以確定由於存在下層相移膜114，這是由為了提高相同光學密度下的蝕刻速度而增加的二氧化碳（CO2 ）流量引起的。
實施例5：採用硬膜的二元空白罩幕的製造
參考圖5，在實施例5中製造二元空白罩幕400，其包括包含MoCr化合物並具有兩層結構的光屏蔽膜104和形成於光屏蔽膜104上的硬膜116，光屏蔽膜104的兩層結構中堆疊有第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112。
為製造包括硬膜的二元空白罩幕400，形成具有與前述實施例1-1的二元空白罩幕相同的兩層結構的光屏蔽膜104於透明基板102上。接著，通過採用摻硼（B）的矽（Si）靶，注入Ar：NO：N2 = 5sccm：8sccm：3sccm的製程氣體，提供0.7KW的製程功率，形成厚度為40Å的硬膜116。
接著，對硬膜116的表面進行HDMS（六甲基二矽胺）處理，在硬膜116上形成厚度為800Å的正型化學增幅抗蝕膜108，從而完成二元空白罩幕400的製造。
實施例6：採用硬膜的相移空白罩幕的製造
參考圖6，在實施例6中製造相移空白罩幕500，其包括包含MoCr化合物並具有兩層結構的光屏蔽膜104和分別形成於光屏蔽膜104之上和下方的相移膜114及硬膜116，光屏蔽膜104的兩層結構中堆疊有第一光屏蔽層110和第二光屏蔽層112。
為製造包括硬膜的相移空白罩幕500，形成相移膜114和具有與前述實施例4的相移空白罩幕相同的兩層結構的光屏蔽膜104於透明基板102上，接著，與前述實施例5一樣，形成硬膜116。
接著，對硬膜116的表面進行HDMS（六甲基二矽胺）處理，在硬膜116上形成厚度為800Å的正型化學增幅抗蝕膜108，從而完成二元空白罩幕400的製造。
比較例：包含鉻（Cr）化合物的光屏蔽膜的測試
為了區別根據本發明的前述實施例的包含MoCr化合物的光屏蔽膜，形成和測試具有兩層結構並包含鉻（Cr）化合物的光屏蔽膜。
[表1]
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td>   </td><td>   </td><td> 比較例 1 </td><td> 比較例2 </td><td> 比較例3 </td><td> 比較例4 </td></tr><tr><td>   第一光屏蔽層 </td><td> 物質 </td><td> CrN </td><td> CrON </td><td> CrCON </td><td> CrCON </td></tr><tr><td> 第一光屏蔽層 </td><td> 膜生長條件 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>=5：3 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：NO=5：3：5 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：CO<sub>2</sub>=5：3：5 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：CO<sub>2</sub>=5：3：8 </td></tr><tr><td> 厚度 </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td></tr><tr><td>   第二光屏蔽層 </td><td> 物質 </td><td> CrON </td><td> CrON </td><td> CrCON </td><td> CrN </td></tr><tr><td> 第二光屏蔽層 </td><td> 膜生長條件 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：No=5：5：5 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：No=5：3：2 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：CO<sub>2</sub>=5：3：2 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>=5：5 </td></tr><tr><td> 厚度 </td><td> 110Å </td><td> 110Å </td><td> 110Å </td><td> 110Å </td></tr><tr><td> 光學密度 </td><td> 3.1 </td><td> 2.48 </td><td> 2.36 </td><td> 2.55 </td></tr><tr><td> 蝕刻速度 </td><td> 0.8Å/sec </td><td> 1.55Å/sec </td><td> 1.60Å/sec </td><td> 1.48Å/sec </td></tr><tr><td> 形成圖案後的荷載測試 </td><td> 8.2nm </td><td> 6.5nm </td><td> 5.8nm </td><td> 7.2nm </td></tr></TBODY></TABLE>
參考表1，比較例1~4顯示了包含鉻（Cr）化合物的兩層光屏蔽膜的光學特性、蝕刻速度和形成光屏蔽膜圖案之後抗蝕膜圖案與最終光屏蔽膜圖案之間臨界尺寸的差值。
在比較例1中，光屏蔽膜具有660Å的厚度和3.1的光學密度。然而，由於蝕刻速度是0.8Å/sec，形成不厚於1000Å的抗蝕膜是困難的。進一步地，荷載測試結果是8.2nm。相應地，根據比較例1的光屏蔽膜遜於本發明的前述實施例中的光屏蔽膜。
在比較例2~4中，為了提高光屏蔽膜的蝕刻速度，氧（O）或氮（N）的含量被增加。結果，蝕刻速度相對於增加的氧（O）含量成比例地增加。然而，相較於本發明前述實施例的光屏蔽膜，由於厚度增加，光學密度相對低，且蝕刻速度也低，從而增加了臨界尺寸的差異。
根據鉬鉻（MoCr）靶的成分比測試光屏蔽膜的耐化學性。
根據本發明的實施例，當改變用於包括MoCr化合物的光屏蔽膜的鉬鉻（MoCr）靶的成分比時形成光屏蔽膜，通過用硫酸清洗來測試光屏蔽膜的耐化學性。在實施例7~10中，用Ar、N2 、CO2 和NO等製程氣體形成兩層的多層結構，硫酸的清洗在溫度90℃下執行20分鐘。
[表2]
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td>   </td><td> 實施例7 </td><td> 實施例8 </td><td> 實施例9 </td><td> 實施例10 </td></tr><tr><td> 靶（成分比） </td><td> Mo：Cr = 10at%：90at% </td><td> Mo：Cr = 20at%：80at% </td><td> Mo：Cr = 30at%：70at% </td><td> Mo：Cr = 40at%：60at% </td></tr><tr><td>   第一光屏蔽層 </td><td> 物質 </td><td> MoCrCON </td><td> MoCrCON </td><td> MoCrCON </td><td> MoCrON </td></tr><tr><td>   </td><td> 厚度 </td><td> 500Å </td><td> 500Å </td><td> 500Å </td><td> 500Å </td></tr><tr><td>   第二光屏蔽層 </td><td> 物質 </td><td> MoCrN </td><td> MoCrN </td><td> MoCrCON </td><td> MoCrN </td></tr><tr><td>   </td><td> 厚度 </td><td> 50Å </td><td> 50Å </td><td> 50Å </td><td> 50Å </td></tr><tr><td> 總厚度 </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td></tr><tr><td> 光學密度（OD） </td><td> 3.04 </td><td> 3.02 </td><td> 3.02 </td><td> 3.02 </td></tr><tr><td> 蝕刻速度 </td><td> 2.5Å/sec </td><td> 2.65Å/sec </td><td> 2.95Å/sec </td><td> 3.25Å/sec </td></tr><tr><td> 用硫酸清洗 </td><td> 厚度變化 </td><td> 7Å </td><td> 12Å </td><td> 14Å </td><td> 25Å </td></tr><tr><td>   </td><td> OD變化 </td><td> 0.01 </td><td> 0.01 </td><td> 0.022 </td><td> 0.058 </td></tr><tr height="0"><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></TBODY></TABLE>
參考表2，當鉬鉻（MoCr）靶中的鉬（Mo）含量增加時，光屏蔽膜的蝕刻速度也從2.5Å/sec增加到3.25Å/sec。
然而，由於硫酸清洗導致的厚度和光學密度的變化如下。在採用鉬鉻（MoCr）靶（成分比：Mo：Cr = 40at%：60at%）的實施例10中，厚度改變25Å，光學密度改變0.058。因此，可以理解這些條件不適合形成根據本發明的光屏蔽膜。
根據物質和成分比測試光屏蔽膜。
為測試根據本發明實施例的包含MoCr化合物的光屏蔽膜，當改變製程氣體的種類和氣體注入量時形成光屏蔽膜。在實施例11～14中，採用相同的鉬鉻（MoCr）靶（成分比：Mo：Cr = 10at%：90at%）形成光屏蔽膜。
根據實施例11~14，表3顯示了基於物質和成分比的光學特性和蝕刻速度的測試結果。
[表3]
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td>   </td><td> 實施例11 </td><td> 實施例12 </td><td> 實施例13 </td><td> 實施例14 </td></tr><tr><td>   第一光屏蔽層 </td><td> 物質 </td><td> MoCrCON </td><td> MoCrCON </td><td> MoCrCON </td><td> MoCrON </td></tr><tr><td>   </td><td> 氣體 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：CO<sub>2</sub> = 3：9：10 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：CO<sub>2</sub> = 3：9：10 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：CO<sub>2</sub> = 3：9：10 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：NO = 3：9：11 </td></tr><tr><td> 厚度 </td><td> 500Å </td><td> 500Å </td><td> 500Å </td><td> 500Å </td></tr><tr><td>   第二光屏蔽層 </td><td> 物質 </td><td> MoCrN </td><td> MoCrN </td><td> MoCrCON </td><td> MoCrN </td></tr><tr><td>   </td><td> 氣體 </td><td> Ar：N<sub>2</sub> = 5：5 </td><td> Ar：N<sub>2</sub> = 5：15 </td><td> Ar：N<sub>2</sub>：CO<sub>2</sub> = 3：9：10 </td><td> Ar：N<sub>2</sub> = 5：5 </td></tr><tr><td> 厚度 </td><td> 50Å </td><td> 50Å </td><td> 50Å </td><td> 50Å </td></tr><tr><td> 總厚度 </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td><td> 550Å </td></tr><tr><td> 光學密度（OD） </td><td> 3.04 </td><td> 2.95 </td><td> 2.92 </td><td> 3.02 </td></tr><tr><td> 蝕刻速度 </td><td> 2.5Å/sec </td><td> 2.62Å/sec </td><td> 2.93Å/sec </td><td> 2.53Å/sec </td></tr><tr><td> Delta TIR 指針總讀數的變化 </td><td> 330Å </td><td> 520Å </td><td> 820Å </td><td> 560Å </td></tr></TBODY></TABLE>
參考表3，相較於實施例11，實施例12增加了第二光屏蔽層的氮（N）含量。這時，光學密度（OD）降至2.95，而蝕刻速度增至2.62Å/sec。
相較於實施例11，實施例13顯示由MoCrCON製備的第二光屏蔽層。同樣地，光學密度（OD）也降至2.92，而蝕刻速度增至2.92Å/sec。
相較於實施例11，實施例14顯示由MoCrON製備的第一光屏蔽層中光學密度（OD）類似地為3.02，而蝕刻速度降至2.53Å/sec。
實施例11~14顯示光學密度（OD）不低於2.9，且蝕刻速度不低於2.0Å/sec。這樣，可以理解可形成厚度1000Å的抗蝕膜。
根據物質測試硬膜。
為測試根據本發明的硬膜，在包含MoCr化合物的兩層的光屏蔽膜上形成硬膜，並測試其薄片電阻和蝕刻速度。在實施例15~17中，像實施例7和11一樣形成光屏蔽膜，而硬膜的物質不同。
在實施例15中，用鉭（Ta）靶形成TaON膜。在實施例16中，採用矽化鉬（MoSi）靶（成分比：Mo：Si = 2at%：98at%）形成MoSiON膜。在實施例17中，採用矽（Si）靶形成SiON膜。
表4顯示了根據硬膜的物質測試薄片電阻和蝕刻速度的結果。
[表4]
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td>   </td><td> 實施例15 </td><td> 實施例16 </td><td> 實施例17 </td></tr><tr><td> 靶（成分比） </td><td> Ta </td><td> Mo：Si = 2at%：98at% </td><td> Si </td></tr><tr><td> 硬膜 </td><td> 物質 </td><td> TaON </td><td> MoSiON </td><td> SiON </td></tr><tr><td>   </td><td> 厚度 </td><td> 40Å </td><td> 40Å </td><td> 40Å </td></tr><tr><td> 薄片電阻 </td><td> 1.23kΩ/□ </td><td> 1.92kΩ/□ </td><td> 2.85kΩ/□ </td></tr><tr><td> 蝕刻速度 </td><td> 2.6Å/sec </td><td> 2.2Å/sec </td><td> 1.8Å/sec </td></tr></TBODY></TABLE>
參考表4，實施例17顯示薄片電阻為2.85KΩ/□，其高於實施例15和16的薄片電阻，但由於不高於轉換裝置要求的30 KΩ/□，所以沒有問題。
如上所述，提供一種包含光屏蔽膜的空白罩幕和用該空白罩幕製備的光罩，其中控制金屬及輕元素的成分或成分比，從而保證光屏蔽效率，增加蝕刻速度並具有最小的薄片電阻。
進一步地，提供一種空白罩幕和用該空白罩幕製備的光罩，通過增加光屏蔽膜的蝕刻速度以形成高精度的光屏蔽膜圖案，空白罩幕可最小化相移膜圖案的臨界尺寸變化，並採用光屏蔽膜圖案作為蝕刻罩幕，以形成相移膜圖案。
相應地，提供一種空白罩幕和用該空白罩幕製備的光罩，空白罩幕可實現32nm級以下，優選地，14nm級以下，更優選地，10nm級以下的微細圖案。
雖然顯示和描述了一些示例性實施例，但本領域的普通技術人員可以理解在不背離本發明原則和本意的情況下，可對這些示例性實施例進行修改。因此，前述實施例必須僅被看作是說明性的。本發明的範圍由所附的申請專利範圍及其同等替換限定。相應地，所有的適當修改和同等替換均落入本發明的範圍內。
相關申請的交叉參考
本申請要求以下韓國專利申請的優先權和權益：1.申請號KR10-2015-0105326，申請日2015年7月24日；2. 申請號KR10-2015-0125869，申請日2015年9月4日，此處整體引入上述專利申請的公開文本用作參考。
100、200、300、400、500‧‧‧空白罩幕
102‧‧‧透明基板
104‧‧‧光屏蔽膜
106‧‧‧抗反射層
108‧‧‧抗蝕膜
110‧‧‧第一光屏蔽層
112‧‧‧第二光屏蔽層
114‧‧‧相移膜
116‧‧‧硬膜
圖1是根據本發明第一實施例的空白罩幕的剖視圖。 圖2是根據本發明第二實施例的空白罩幕的剖視圖。 圖3A和圖3B是根據本發明第三實施例的空白罩幕的剖視圖。 圖4是根據本發明第四實施例的空白罩幕的剖視圖。 圖5是根據本發明第五實施例的空白罩幕的剖視圖。 圖6是根據本發明第六實施例的空白罩幕的剖視圖。
100‧‧‧空白罩幕
102‧‧‧透明基板
104‧‧‧光屏蔽膜
108‧‧‧抗蝕膜
110‧‧‧第一光屏蔽層
112‧‧‧第二光屏蔽層

Claims (32)

  1. 一種具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，所述光屏蔽膜包括順次堆疊的第一光屏蔽層和第二光屏蔽層；且所述第一光屏蔽層和所述第二光屏蔽層包括鉻(Cr)和鉬(Mo)，其中所述第一光屏蔽層和所述第二光屏蔽層具有成分比：1at%~20at%的鉬(Mo)和10at%~80at%的鉻(Cr)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第一光屏蔽層和所述第二光屏蔽層包括化合物，所述化合物除鉻(Cr)和鉬(Mo)之外包含氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)、氟(F)和氫(H)中的一種或多種物質。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第一光屏蔽層和所述第二光屏蔽層具有成分比：0at%~50at%的氮(N)、0at%~50at%的氧(O)和0at%~30at%的碳(C)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第二光屏蔽層相較於所述第一光屏蔽層，在曝光波長具有更高的每單位厚度(Å)的光學密度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第一光屏蔽層比所述第二光屏蔽層包含更多的氧(O)。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第二光屏蔽層比所述第一光屏蔽層包含更多的氮(N)。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第一光屏蔽層的厚度占所述光屏蔽膜總厚度的60%~99%。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第二光屏蔽層相較於所述第一光屏蔽層，在曝光波長具有更低的每單位厚度(Å)的光學密度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第一光屏蔽層包括氧(O)和氮(N)中的一種或多種，並少於所述第二光屏蔽層所包括的氧(O)和氮(N)。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第一光屏蔽層的厚度占所述光屏蔽膜總厚度的5%~80%。
  11. 一種具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，所述光屏蔽膜包括順次堆疊的第一光屏蔽層和第二光屏蔽層；所述第一光屏蔽層和所述第二光屏蔽層中之一包括包含鉻(Cr)和鉬(Mo)的光屏蔽層，另一個包括包含鉻(Cr)的光屏蔽層，其中所述包含鉻(Cr)和鉬(Mo)的光屏蔽層包括成分比：1at%~20at%的鉬(Mo)和10at%~80at%的鉻(Cr)。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述包含鉻(Cr)和鉬(Mo)的光屏蔽層除鉻(Cr)和鉬(Mo)之外，包括氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)、氟(F)和氫(H)中的一種或多種物質，且所述包含鉻(Cr)的光屏蔽層除鉻(Cr)之外，包括氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)、氟(F)和氫(H)中的一種或多種物質。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述包含鉻(Cr)和鉬(Mo)的光屏蔽層包括成分比：0at%~50at%的氮(N)、0at%~50at%的氧(O)和0at%~30at%的碳(C)。
  14. 如申請專利範圍第2項或第12項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述第一光屏蔽層和所述第二光屏蔽層中的一個或多個光屏蔽層還包括鉭(Ta)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鈀(Pd)、鋅(Zn)、鋁(Al)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鎂(Mg)、鋰(Li)、硒(Se)、銅(Cu)、鉿(Hf)和鎢(W)中的一種或多種金屬物質。
  15. 一種具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，所述光屏蔽膜包括鉻(Cr)和鉬(Mo)，其中所述光屏蔽膜具有成分比：1at%~20at%的鉬(Mo)和10at%~80at%的鉻(Cr)。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述光屏蔽膜包括化合物，所述化合 物除鉻(Cr)和鉬(Mo)之外包含氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)、氟(F)和氫(H)中的一種或多種物質。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述光屏蔽膜具有成分比：0at%~50at%的氮(N)、0at%~50at%的氧(O)和0at%~30at%的碳(C)。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述光屏蔽膜包括成分均一的單層膜、成分或成分比變化的連續單層膜和成分不同的膜以兩層或多層形式不止一次地堆疊的多層膜中的一種。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述光屏蔽膜包括鉭(Ta)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鈀(Pd)、鋅(Zn)、鋁(Al)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鎂(Mg)、鋰(Li)、硒(Se)、銅(Cu)、鉿(Hf)和鎢(W)中的一種或多種金屬物質。
  20. 如申請專利範圍第1項、第11項和第15項中任一項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述光屏蔽膜具有300Å~700Å的厚度。
  21. 如申請專利範圍第1項、第11項和第15項中任一項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述光屏蔽膜具有1.5Å/sec~3.5Å/sec的蝕刻速度。
  22. 如申請專利範圍第1項、第11項和第15項中任一項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述光屏蔽膜關於193nm或248nm的曝光波長具有2.5~3.5的光學密度。
  23. 如申請專利範圍第1項、第11項和第15項中任一項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述光屏蔽膜關於193nm或248nm的曝光波長具有10%~50%的表面反射率。
  24. 如申請專利範圍第1項、第11項和第15項中任一項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，還包括在所述光屏蔽膜上提供的硬膜、在所述光屏蔽膜下方提供的相移膜和插在所述硬膜及所述光屏蔽膜之間的蝕刻阻止膜中的一個或多個。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述相移膜關於193nm或248nm的曝光波長具有5%~40%的透射率。
  26. 如申請專利範圍第24項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述硬膜具有10Å~100Å的厚度。
  27. 如申請專利範圍第24項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，所述相移膜、所述硬膜和所述蝕刻阻止膜包括鉬(Mo)、鉭(Ta)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鈀(Pd)、鋅(Zn)、鉻(Cr)、鋁(Al)、錳(Mn)、鎘(Cd)、鎂(Mg)、鋰(Li)、硒(Se)、銅(Cu)、鉿(Hf)和鎢(W)中的一種或多種金屬物質，或除了所述的金屬物質之外包含矽(Si)、氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)和氫(H)中的一種或多種物質。
  28. 如申請專利範圍第1項、第11項和第15項中任一項所述的具有位於透明基板上的光屏蔽膜的空白罩幕，其中，還包括抗反射層，所述抗反射層至少在所述光屏蔽膜的上面或下方之一提供， 除鉻(Cr)或鉻鉬(MoCr)之外，所述抗反射層包括氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)、氟(F)和氫(H)中的一種或多種物質。
  29. 一種具有位於透明基板上的一層或多層金屬膜的空白罩幕，所述金屬膜是通過採用鉬鉻(MoCr)靶的濺射製程形成，其中，所述金屬膜包括鉬鉻(MoCr)單靶，所述鉬鉻(MoCr)單靶具有成分比：鉬(Mo)：鉻(Cr)=1at%~30at%：70at%~99at%。
  30. 一種具有位於透明基板上的一層或多層金屬膜的空白罩幕，所述金屬膜是通過採用鉬鉻(MoCr)靶的濺射製程形成，其中，所述金屬膜是通過採用鉬(Mo)、鉻(Cr)和鉬鉻(MoCr)中的兩種或多種靶的共濺射製程形成，其中所述鉬鉻(MoCr)靶具有成分比：鉬(Mo)：鉻(Cr)=1at%~40at%：60at%~99at%。
  31. 一種光罩，其是採用如申請專利範圍第1項至第13項、第15項至第19項、第29項和第30項中任一項所述的空白罩幕製備。
  32. 一種採用空白罩幕製備的光罩，所述空白罩幕包括光屏蔽膜，所述光屏蔽膜包括至少一個光屏蔽層，所述光屏蔽層位於透明基板上並包含鉻(Cr)和鉬(Mo)，還包括在所述光屏蔽膜上提供的抗反射層、硬膜、在所述光屏蔽膜下方提供的相移膜和插在所述硬膜及所述光屏蔽膜之間的蝕刻阻止膜中的一種或多種，其中所述光屏蔽膜具有成分比：1at%~20at%的鉬(Mo)和10at%~80at%的鉻(Cr)。
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