TWI813556B - 空白光罩之製造方法、空白光罩、光罩之製造方法、光罩及鉻金屬靶 - Google Patents
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Abstract
解決手段為藉由使用銀的含有率為1質量ppm以下的鉻金屬靶之濺鍍來形成空白光罩之含鉻膜，其中該空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜或與透明基板相接之含鉻膜；含矽膜係由含矽材料所構成，該含矽材料係選自：矽單質、由矽與選自氧、氮及碳的1種以上之輕元素所構成的矽化合物、及由選自鈦、釩、鈷、鎳、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭及鎢的1種以上之過渡金屬、矽與選自氧、氮及碳的1種以上之輕元素所構成的過渡金屬矽化合物，含鉻膜則由含鉻材料所構成。 其效果為，在採ArF準分子雷射光等的圖型曝光重複使用光罩時，仍可減少含有矽的膜之缺陷的產生。
Description
本發明係有關於一種作為用於半導體積體電路等的微細加工之光罩的素材之空白光罩之製造方法、空白光罩、及用於其製造之鉻金屬靶、以及光罩之製造方法及光罩。
於半導體技術領域，為了將圖型愈做愈小，而進行其之研究開發。尤其是近年來隨著大規模積體電路的高積體化，電路圖型愈做愈小、配線圖型愈做愈細、用於構成單元之層間配線的接觸孔圖型愈做愈小等，對微細加工技術的要求便愈來愈高。隨之，在微細加工時之光微影步驟所使用的光罩之製造技術領域，也要求開發出可形成更微細且更正確的電路圖型(遮罩圖型)之技術。
藉由光微影技術在半導體基板上形成圖型時，一般會進行縮小投影。因此，形成於光罩之圖型的尺寸，通常為形成於半導體基板上之圖型的尺寸的4倍左右。於目前的光微影技術領域中，待描繪之電路圖型的尺寸係遠小於曝光所使用的光的波長。因此，僅將電路圖型的尺寸放大4倍來形成光罩圖型時，會因曝光時所產生之光的干涉等的影響，結果無法將原本的形狀轉印於半導體基板上的阻劑膜。
因此，藉由將形成於光罩之圖型作成較實際的電路圖型更複雜之形狀，有時可減少上述之光的干涉等的影響。作為此種圖型形狀，例如有對實際的電路圖型實施光學鄰近效應修正(OPC：Optical Proximity Correction)而成的形狀。又，為了因應圖型的微細化與高精準度化，也有人應用變形照明、浸潤式技術、雙重曝光(雙重圖型化微影)等技術。
作為解析度增強技術(RET：Resolution Enhancement Technology)之一，係採用相位偏移法。相位偏移法係一種在光罩上形成相位偏移膜之圖型，利用光的干涉來提高對比的方法，其中該相位偏移膜係使通過未形成有相位偏移膜的透光部之曝光光線、與穿透形成有相位偏移膜的部分(相位偏移部)之曝光光線的相位差差約180°。作為應用此方法的光罩之一，有半色調相位偏移遮罩。半色調相位偏移遮罩係在石英等對曝光光線呈透明的基板上，使通過未形成有半色調相位偏移膜的透光部之曝光光線、與穿透形成有半色調相位偏移膜的部分(相位偏移部)之曝光光線的相位差差約180°，而形成具有無助於圖型形成之程度的穿透率的半色調相位偏移膜之光罩圖型。作為半色調相位偏移遮罩，有人提出具有由鉬矽氧化物(MoSiO)、鉬矽氧氮化物(MoSiON)所構成的半色調相位偏移膜者(日本特開平7-140635號公報(專利文獻1))、或具有由SiN、SiON所構成的半色調相位偏移膜者等。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平7-140635號公報
[發明所欲解決之課題]
近來，一般係在透明基板上，使用與由包含鉬及矽之材料所構成之半色調相位偏移膜相接地形成由含鉻材料所構成之遮光膜的空白半色調相位偏移遮罩，並由此種空白半色調相位偏移遮罩，製作具有經去除遮光膜之半色調相位偏移膜圖型的半色調相位偏移遮罩，而使用於對晶圓等的圖型曝光；若將此種半色調相位偏移遮罩重複使用於圖型曝光，則有在半色調相位偏移膜上產生缺陷的問題。又，今後，要求更高的圖型精準度時，除由包含鉬及矽之材料所構成之半色調相位偏移膜、與由含鉻材料所構成之遮光膜的組合以外，也可能因為同樣的原因導致缺陷產生而成問題。
本發明係為了解決上述課題而完成者，茲以提供一種製造空白光罩之方法、空白光罩、及用於其製造之鉻金屬靶、以及光罩之製造方法及光罩為目的，其中該空白光罩在由含矽膜，例如由包含鉬與矽之材料所構成的半色調相位偏移膜等、與含鉻膜彼此相接而形成之空白光罩所製作的光罩、或由包含透明基板與含鉻膜之空白光罩所製作的光罩，尤為透明基板與含鉻膜相接而形成之空白光罩所製作的光罩中，可減少與含鉻膜相接之含矽膜、或透明基板等所產生的缺陷。 [解決課題之手段]
本案發明人等為解決上述課題而致力重複多次研究的結果發現：第一，將具有含矽膜之光罩重複使用於圖型曝光時，含矽膜上、或透明基板上所產生的缺陷係在空白光罩之階段，起因於與含矽膜、或透明基板相接之含鉻膜所含之特定金屬雜質，此已成具體問題；此種膜所含之特定金屬雜質的減少對缺陷的減少係屬有效；尤其是，此種金屬雜質主要係來自於在應用於含鉻膜之形成的濺鍍中所使用之鉻金屬靶中的雜質。
又，本案發明人等發現，若使用此特定金屬雜質經減少的鉻金屬靶，即使藉由濺鍍與含矽膜、或透明基板相接地形成含鉻膜，將由所得空白光罩所製作的光罩重複使用於對晶圓等的圖型曝光時，在光罩中亦可減少經去除含鉻膜之含矽膜、或透明基板所產生的缺陷。
而且，本案發明人等發現，此種缺陷的減少，不僅在含矽膜或透明基板與含鉻膜相接時，在與含鉻膜相接之含矽膜以外的膜的情況下，尤為在構成空白光罩的所有透明基板及膜中，對於與透明基板接觸而形成膜時或使膜彼此接觸而成膜時，皆可藉由減少特定金屬雜質來達成，終至完成本發明。
從而，本發明係提供以下之空白光罩之製造方法、空白光罩、光罩之製造方法、光罩及鉻金屬靶。 請求項1： 一種空白光罩之製造方法，其係製造空白光罩之方法，其中該空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜、或透明基板、以及與該透明基板相接之含鉻膜； 上述含矽膜係由含矽材料所構成，該含矽材料係選自：矽單質、由矽與選自氧、氮及碳的1種以上之輕元素所構成的矽化合物、及由選自鈦、釩、鈷、鎳、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭及鎢的1種以上之過渡金屬、矽與選自氧、氮及碳的1種以上之輕元素所構成的過渡金屬矽化合物， 上述含鉻膜則由含鉻材料所構成，其特徵為： 包含藉由使用銀的含有率為1質量ppm以下的鉻金屬靶之濺鍍來形成上述含鉻膜之步驟。 請求項2： 如請求項1之製造方法，其係包含選出根據組成分析而確認銀的含有率為1質量ppm以下之鉻金屬靶之步驟，且僅將該選出之鉻金屬靶使用於上述濺鍍。 請求項3： 如請求項1或2之製造方法，其中上述鉻金屬靶中之鉻的含有率為99.99質量%以上。 請求項4： 如請求項1至3中任一項之製造方法，其中上述鉻金屬靶中之鉛、銅、錫及金之各者的含有率為1質量ppm以下。 請求項5： 如請求項1至4中任一項之製造方法，其中， 上述空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜，並由上述透明基板側，依序形成上述含矽膜、上述含鉻膜，上述含矽膜為半色調相位偏移膜，上述含鉻膜為遮光膜，或者 包含透明基板、以及與該透明基板相接之含鉻膜，該含鉻膜為遮光膜。 請求項6： 如請求項1至4中任一項之製造方法，其中上述空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜，上述含矽膜為曝光光線的穿透率為5%以上且未達30%的半色調相位偏移膜，上述含鉻膜為對曝光光線的光學濃度為1以上且未達3的遮光膜。 請求項7： 如請求項1至4中任一項之製造方法，其中上述空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜，上述含矽膜為對曝光光線的光學濃度為2.5以上的遮光膜，上述含鉻膜的片電阻為15,000Ω/£以下。 請求項8： 如請求項1至7中任一項之製造方法，其係包含針對選自上述透明基板及上述彼此相接之含矽膜及含鉻膜的1種或2種以上之基板或膜、或選自上述透明基板及與上述透明基板相接之含鉻膜的1種或2種以上之基板或膜，設定對銀的含有率之判定基準值，並以基準值以下者為良品、超過基準值者為不良品，來篩選空白光罩之步驟。 請求項9： 如請求項1至7中任一項之製造方法，其中上述空白光罩係進一步包含阻劑膜。 請求項10： 如請求項9之製造方法，其係包含針對選自上述透明基板、上述彼此相接之含矽膜及含鉻膜、及上述阻劑膜的1種或2種以上之基板或膜、或選自上述透明基板、與上述透明基板相接之含鉻膜、及上述阻劑膜的1種或2種以上之基板或膜，設定對銀的含有率之判定基準值，並以基準值以下者為良品、超過基準值者為不良品，來篩選空白光罩之步驟。 請求項11： 如請求項8至10中任一項之製造方法，其係以感應耦合電漿質譜分析(ICP-MS)所測得之銀的含有率作為上述基準值，作為該基準值係應用1質量ppm。 請求項12： 一種空白光罩，其特徵為藉由如請求項1至11中任一項之製造方法所製作而成。 請求項13： 一種空白光罩，其特徵為包含透明基板與含鉻膜，該含鉻膜之銀的含有率為1質量ppm以下。 請求項14： 如請求項13之空白光罩，其中在構成空白光罩的所有透明基板及膜中，銀的含有率皆為1質量ppm以下。 請求項15： 一種光罩之製造方法，其特徵為使用藉由如請求項1至7中任一項之製造方法所得的空白光罩。 請求項16： 一種光罩之製造方法，其特徵為使用根據如請求項8至11中任一項之製造方法，篩選出屬良品的空白光罩。 請求項17： 一種光罩，其特徵為使用如請求項12至14中任一項之空白光罩所製作而成。 請求項18： 一種鉻金屬靶，其係用於如請求項1之空白光罩之上述含鉻膜的成膜之鉻金屬靶，其特徵為銀的含有率為1質量ppm以下。 請求項19： 一種鉻金屬靶，其係用於藉由濺鍍來形成構成空白光罩之含鉻膜的鉻金屬靶，其特徵為銀的含有率為1質量ppm以下。 [發明之效果]
透過使用由本發明之空白光罩所製作的光罩，在採ArF準分子雷射光等的圖型曝光重複使用光罩時，仍可減少光罩上所產生之缺陷，尤為含矽膜、或透明基板之缺陷的產生。
[實施發明之形態]
以下，就本發明更詳細地加以說明。 本發明之空白光罩，作為形態A，係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜。亦即，本發明形態A之空白光罩係包含透明基板、1個以上之含矽膜、以及1個以上之含鉻膜，含矽膜與含鉻膜係存在1種以上之彼此相接之組合。含矽膜及含鉻膜之任一者可直接形成於透明基板上，亦可經由含矽膜及含鉻膜以外的膜而形成於其上。
又，本發明之空白光罩，作為形態B，係包含透明基板、以及與該透明基板相接之含鉻膜。就本發明形態B之空白光罩，亦可於含鉻膜上進一步形成膜。
透明基板宜為石英基板(二氧化矽(SiO2
))。又，透明基板的尺寸不特別限定，若為使用於對晶圓等的圖型曝光之光罩時，一般係使用6025基板(6吋(152mm)×6吋(152mm)×0.25吋(6.35mm))。
作為形態A之空白光罩，具體而言可舉出例如如圖1所示，在透明基板10上與透明基板10相接地形成含矽膜1，並進一步與含矽膜1相接地形成含鉻膜2的第1形態之空白光罩11。此時，透明基板上的膜係由2層所成之層合膜所構成。
又，作為形態A之空白光罩，就透明基板上的膜由3層所成之層合膜所構成的空白光罩，可舉出如圖2所示，與透明基板10相接地形成含矽膜1，與含矽膜1相接地形成含鉻膜2，並進一步與含鉻膜2相接地形成含矽膜1的第2形態之空白光罩12。
再者，作為形態A之空白光罩，就透明基板上的膜由4層所成之層合膜所構成的空白光罩，可舉出如圖3所示，與透明基板10相接地形成含矽膜1，與含矽膜1相接地形成含鉻膜2，與含鉻膜2相接地形成含矽膜1，並進一步與含矽膜1相接地形成含鉻膜2的第3形態之空白光罩13。
作為形態A之空白光罩，就透明基板上的膜由3層所成之層合膜所構成的空白光罩，尚可舉出如圖4所示，與透明基板10相接地形成含鉻膜2，與含鉻膜2相接地形成含矽膜1，並進一步與含矽膜1相接地形成含鉻膜2的第4形態之空白光罩14。
另一方面，作為形態B之空白光罩，具體而言可舉出例如如圖5所示，在透明基板10上與透明基板10相接地形成含鉻膜2的空白光罩15。
含矽膜係由含矽材料所構成。含矽材料係對氯系乾蝕刻具有耐受性，且可藉由氟系乾蝕刻去除的材料。作為氯系乾蝕刻，可舉出例如氧氣(O2
)與氯氣(Cl2
)之混合氣體、以進一步對此等視需求添加選自氬氣(Ar)、氦氣(He)等稀有氣體之氣體的混合氣體作為蝕刻氣體之含有氧的氯系乾蝕刻。又，作為氟系乾蝕刻，可舉出例如六氟化硫氣體(SF6
)或四氟化碳氣體(CF4
)、以對其添加選自氧氣(O2
)及氬氣(Ar)、氦氣(He)等稀有氣體之氣體的混合氣體作為蝕刻氣體之氟系乾蝕刻。
含矽材料較佳為選自：矽(Si)單質、由矽(Si)與選自氧(O)、氮(N)及碳(C)的1種以上之輕元素所構成的矽化合物、及由選自鈦(Ti)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鉿(Hf)、鉭(Ta)及鎢(W)的1種以上之過渡金屬(Me)、矽(Si)與選自氧(O)、氮(N)及碳(C)的1種以上之輕元素所構成的過渡金屬矽化合物，特佳為矽化合物或過渡金屬矽化合物。
作為矽化合物，具體而言可舉出矽氧化物(SiO)、矽氮化物(SiN)、矽碳化物(SiC)、矽氧氮化物(SiON)、矽氧碳化物(SiOC)、矽氮碳化物(SiNC)、矽氧氮碳化物(SiONC)等。採矽化合物時，較佳的是矽的含有率為30～80原子%，且其餘為輕元素。
又，作為過渡金屬矽化合物，可舉出過渡金屬矽氧化物(MeSiO)、過渡金屬矽氮化物(MeSiN)、過渡金屬矽碳化物(MeSiC)、過渡金屬矽氧氮化物(MeSiON)、過渡金屬矽氧碳化物(MeSiOC)、過渡金屬矽氮碳化物(MeSiNC)、過渡金屬矽氧氮碳化物(MeSiONC)等。採過渡金屬矽化合物時，較佳的是過渡金屬(Me)的含有率為0.1～20原子%、矽的含有率為25～80原子%，且其餘為輕元素。作為過渡金屬(Me)，特佳為鉬(Mo)。
另外，含鉻膜係由含鉻材料所構成。含鉻材料係對氟系乾蝕刻具有耐受性，且可藉由氯系乾蝕刻去除的材料。
作為含鉻材料，可舉出鉻(Cr)單質、包含鉻(Cr)與選自氧(O)、氮(N)及碳(C)的1種以上之輕元素的鉻化合物等。含鉻材料較佳不含矽(Si)。作為含鉻材料，宜為鉻化合物，特佳為由鉻(Cr)與選自氧(O)、氮(N)及碳(C)的1種以上之輕元素所構成的鉻化合物。作為鉻化合物，具體而言可舉出鉻氧化物(CrO)、鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)、鉻氧氮化物(CrON)、鉻氧碳化物(CrOC)、鉻氮碳化物(CrNC)、鉻氧氮碳化物(CrONC)等。採鉻化合物時，較佳的是鉻的含有率為30～90原子%，且其餘為輕元素。
於本發明中，含矽膜及含鉻膜為構成空白光罩及光罩之機能膜，含矽膜及含鉻膜均為形成作為相位偏移膜(例如半色調相位偏移膜)、遮光膜、抗反射膜等的光學機能膜、硬遮罩膜(蝕刻遮罩膜)、蝕刻阻擋膜、導電膜等的加工輔助膜等的膜。含矽膜及含鉻膜，其中各膜可為單層或多層(即由多個副層所構成者)。採多層膜時，例如可將遮光膜與遮光層及抗反射層組合而成。
尤其是，包含作為含矽膜之半色調相位偏移膜等相位偏移膜的空白光罩係作為空白半色調相位偏移遮罩等空白相位偏移遮罩，由此，可製造作為光罩之半色調相位偏移遮罩等相位偏移遮罩。
半色調相位偏移膜對曝光光線的相位差，亦即穿透半色調相位偏移膜之曝光光線、與穿透厚度和半色調相位偏移膜相同之空氣層之曝光光線的相位差，只要是在存在半色調相位偏移膜之部分(相位偏移部)、與不存在半色調相位偏移膜之部分的交界部，可藉由通過各者之曝光光線的相位差使曝光光線干涉，而使對比增大的相位差即可，相位差只要為150～200°即可。就一般的相位偏移膜，係將相位差設定為約180°；而基於上述增大對比之觀點，相位差非限定於約180°，可使相位差小於或大於180°。例如，若使相位差小於180°，則對薄膜化係屬有效。此外，由可獲得更高的對比而言，相位差理當愈接近180°愈有效，較佳為160～190°，特佳為175～185°，尤佳為約180°。另一方面，半色調相位偏移膜對曝光光線的穿透率較佳為3%以上，特佳為5%以上；又較佳為30%以下，特佳為未達30%，尤佳為20%以下。
作為構成含矽膜及含鉻膜之機能膜，具體而言，若為形態A之第1形態之空白光罩時，較佳的是含矽膜為半色調相位偏移膜或遮光膜，且含鉻膜為遮光膜或硬遮罩膜；具體而言，較佳為自透明基板側，依序層合屬半色調相位偏移膜之含矽膜、屬遮光膜之含鉻膜而成的層合膜，而且自透明基板側，依序層合屬遮光膜之含矽膜、屬硬遮罩膜之含鉻膜而成的層合膜。
若為形態A之第2形態之空白光罩時，較佳的是含矽膜為半色調相位偏移膜或硬遮罩膜，且含鉻膜為遮光膜；具體而言，較佳為自透明基板側，依序層合屬半色調相位偏移膜之含矽膜、屬遮光膜之含鉻膜、屬硬遮罩膜之含矽膜而成的層合膜。
若為形態A之第3形態之空白光罩時，較佳的是含矽膜為半色調相位偏移膜或遮光膜，且含鉻膜為遮光膜、蝕刻阻擋膜或硬遮罩膜；尤以自透明基板側，依序層合屬半色調相位偏移膜之含矽膜、屬蝕刻阻擋膜兼硬遮罩膜之含鉻膜、屬遮光膜之含矽膜、屬硬遮罩膜之含鉻膜而成的層合膜為佳。
若為形態A之第4形態之空白光罩時，較佳的是含鉻膜為蝕刻阻擋膜或硬遮罩膜，且含矽膜為遮光膜；尤以自透明基板側，依序層合屬蝕刻阻擋膜之含鉻膜、屬遮光膜之含矽膜、屬硬遮罩膜之含鉻膜而成的層合膜為佳。
若為形態B之空白光罩時，較佳的是含鉻膜為蝕刻阻擋膜或遮光膜。當含鉻膜為遮光膜時，此遮光膜對曝光光線的光學濃度較佳為2.5以上，更佳為3以下。
當含矽膜為半色調相位偏移膜等的相位偏移膜時，含鉻膜較佳為遮光膜，宜為其對曝光光線的光學濃度為1以上，尤為1.5以上且未達3，尤為2.5以下的遮光膜。又，此時，屬相位偏移膜之含矽膜、與屬遮光膜之含鉻膜組合而成的光學濃度較佳為2.5以上，特佳為3以上。另一方面，當含矽膜為遮光膜時，此遮光膜對曝光光線的光學濃度係以2.5以上、尤以3以上為佳，係以5以下、尤以4以下為更佳。再者，當含矽膜為半色調相位偏移膜等的相位偏移膜時及為遮光膜時，含鉻膜均較佳為導電膜，其片電阻係以15,000Ω/□以下、尤以10,000Ω/□以下為佳。
含矽膜及含鉻膜的膜厚係依據膜的機能適宜設定，不特別限定；若為半色調相位偏移膜等的相位偏移膜時，由於愈薄愈容易形成微細的圖型，因此較佳設為80nm以下，更佳為70nm以下，尤為65nm以下。另一方
面，就膜厚的下限，係針對曝光光線，例如ArF準分子雷射(193nm)等波長250nm以下，尤為波長200nm以下的光，在可獲得所需之光學特性的範圍設定，不特別限制，一般為40nm以上。又，若為遮光膜時，其膜厚較佳為15nm以上，特佳為30nm以上；較佳為100nm以下，較佳為50nm以下。另一方面，若為硬遮罩膜、蝕刻阻擋膜時，其膜厚較佳為1nm以上，特佳為2nm以上；較佳為20nm以下，特佳為15nm以下。
於本發明之空白光罩中，亦可於透明基板、與由含矽膜或含鉻膜等所構成的機能膜上進一步具有化學放大型光阻，尤為以電子束描繪之化學放大型光阻等有機系阻劑的膜。
用於本發明之空白光罩之膜的形成係藉由濺鍍來進行。濺鍍方法可為DC濺鍍、RF濺鍍任一種，可採用周知的任意方法。
要形成含鉻膜時，作為濺鍍靶係使用鉻金屬靶。就鉻金屬靶而言，較佳包含使用鉻金屬靶中之銀(Ag)的含有率為1質量ppm以下，特別為0.1質量ppm以下，尤為0.01質量ppm以下的鉻金屬靶之步驟。具體而言，較佳包含選出根據組成分析而確認銀的含有率為1質量ppm以下，特別為0.1質量ppm以下，尤佳為0.01質量ppm以下之鉻金屬靶之步驟，更佳為僅將如此選出之鉻金屬靶使用於濺鍍。
當鉻金屬靶所含之銀微量混入於含鉻膜中，而與含矽膜或透明基板相接地成膜時，而且，與含矽膜或透明基板相接地成膜後再去除含鉻膜後，其仍會分散殘留於含矽膜或透明基板，透過使用在透明基板上具有光罩圖型的光罩、或具有含矽膜之光罩圖型的光罩來實施圖型曝光，而重複照射曝光光線，銀會發生遷移，而在含矽膜或透明基板中析出。因此，為防止屬金屬雜質之銀的析出，使鉻金屬靶中之銀的含有率為既定值以下係屬有效。再者，去除含鉻膜時未去除雜質之銀而形成缺陷，不僅在含鉻膜與含矽膜或透明基板相接時，含有一定量以上的銀之含鉻膜與含矽膜以外的膜相接地形成時，仍有可能同樣地產生。
就由銀所引起而產生於光罩上的缺陷，於光罩製造時，即使去除含鉻膜後隨即觀察含矽膜或透明基板，仍有時無法判定為缺陷；提升觀測缺陷時的靈敏度時，有時可檢測出來，但即使如此，其程度仍僅為以極小的粒子狀缺陷被檢測出來。此尺寸為以向來所要求之精準度會被忽視之程度的大小(數十nm至50nm左右)，為極小的尺寸。然而，縱為此種大小之缺陷，藉由對光罩累積照射曝光光線，仍會以大的缺陷被檢測出來。因此，藉由曝光光線的累積照射而變得更明顯的缺陷，推定會因銀的遷移使缺陷變大而被檢測出來；除了高能量線的照射以外，只要提供可引起遷移的環境，則亦有可能會形成缺陷。
銀的遷移所引起之缺陷的產生，只要在去除含鉻膜後進行強力洗淨，例如進行使用濃氨水的洗淨，則有可能能夠一定程度地加以抑制；惟，強力洗淨有可能使新的缺陷產生、或有可能對如相位偏移膜或遮光膜之機能膜造成損傷。因此，若為本發明之空白光罩，在可避免上述強力洗淨所引起之新缺陷的產生、對機能膜造成損傷方面較為有利。
另一方面，對於屬主成分元素的鉻(Cr)，鉻金屬靶中之鉻的含有率(純度)較佳為99.99質量%以上。於本發明中，產生於光罩上之缺陷的產生，研判金屬為主要原因，因此，鉻的含有率(純度)較佳應用經常使用之不含碳、氮、氧、氫、鹵素元素等的含有率(純度)；具體而言，通常為相對於金屬的總量之鉻的含有率(純度)。因此，金屬以外的成分有時含有1,000質量ppm以下。有又，若為鉻金屬靶時，由於其雜質大部分為過渡金屬，因此鉻金屬靶中之鉻的含有率實質上可視為相對於過渡金屬的總量之鉻的含有率。
於此，過渡金屬為存在於自然界的過渡金屬元素，具體而言能以周期表第3族至第11族元素當中，原子序21的鈧(Sc)至原子序29的銅(Cu)、原子序39的釔(Y)至原子序47的銀(Ag)、屬鑭系元素之原子序57的鑭(La)至原子序71的鎦(Lu)、原子序72的鉿(Hf)至原子序79的金(Au)、及錒系元素當中，原子序89的錒(Ac)至原子序92的鈾(U)為對象。此外，就鎝(Tc)、鉕(Pm)、錒(Ac)及鏷(Pa)而言，由於為存在於自然界的量極少之元素，因此，通常可視為實質上為零(即未達檢測極限)，可自對象中排除。
鉻金屬靶能以一般方法來製造。例如，藉由將鉻熔解，並將其熔液灌入鑄模中而製作鑄塊之熔融鑄造法、將鉻的粉體藉熱壓或HIP等以高溫高壓進行燒結之粉末燒結法、將鉻粉體填入容器並進行熱軋之熱軋法等，製作鉻塊體或板狀的鉻，再將其進行加工，可製作既定形狀的靶。特佳的是，分析靶的原料中之雜質的含有率，確認對象雜質的含有率為既定值以下後，使用雜質的含有率為既定值以下的原料來製造靶。
鉻金屬靶中之金屬雜質的含有率可藉由輝光放電質譜法等來分析；而就鈮(Nb)而言，若採輝光放電質譜法，有時會受到放電氣體成分與源自於屬基質元素的鉻之分子離子的干涉而無法加以分析，因此，此時只要由感應耦合電漿質譜分析法(ICP-MS)等來分析其含有率即可。
鉻金屬靶中之金屬雜質當中，鉛(Pb)、銅(Cu)、錫(Sn)及金(Au)之各者的含有率較佳為1質量ppm以下，特佳為0.1質量ppm以下，尤佳為0.01質量ppm以下。鉛(Pb)及錫(Sn)雖非為過渡金屬，但為可能含於鉻金屬靶之金屬雜質。此4種金屬係會引起上述遷移，而容易在含矽膜中析出的金屬。因此，為防止此等金屬雜質的析出，使鉻金屬靶中之此等金屬的含有率為既定值以下係更為有效。
又，鉻金屬靶中的鐵(Fe)由於為大量含於金屬鉻之原料中的金屬，因此鉻金屬靶中以相應的含有率含有鐵。鐵雖非為會顯著引起如上述之遷移的金屬雜質，但仍以少至不會對形成於透明基板上之含鉻膜的光學特性或物性造成影響的程度為佳，鉻金屬靶中之鐵的含有率較佳為30質量ppm以下，特佳為20質量ppm以下。
另一方面，要形成含矽膜時，作為濺鍍靶，可使用矽靶、氮化矽靶、包含矽與氮化矽此兩者的靶、包含矽與過渡金屬的靶、矽與過渡金屬的複合靶等；亦可視需求與含有矽的靶一同使用過渡金屬靶。
施加於濺鍍靶的功率只要依據濺鍍靶的大小、冷卻效率、成膜的控制難易度等來適宜設定即可；通常，就濺鍍靶的濺鍍面之每單位面積的功率，只要設為0.1～10W/cm2
即可。
要形成包含氧、氮及碳之材料的膜時，濺鍍較佳為反應性濺鍍。作為濺鍍氣體，係使用惰性氣體與反應性氣體，具體而言，只要根據氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等惰性氣體(稀有氣體)、與選自含氧氣體、含氮氣體及含碳氣體之反應性氣體(例如氧氣(O2
氣體)、氮氧化物氣體(N2
O氣體、NO2
氣體)、氮氣(N2
氣體)、碳氧化物氣體(CO氣體、CO2
氣體)等)的組合來調整，俾可獲得目標組成即可。又，要由多層構成膜時，例如要獲得沿膜厚方向階段性或連續性地改變組成的膜時，作為形成此種膜之方法，可舉出例如一面階段性或連續性地改變濺鍍氣體的組成一面成膜的方法。
成膜時的壓力只要考量膜的應力、抗藥性、耐洗淨性等適宜設定即可，通常，藉由設為0.01Pa以上，特別為0.03Pa以上且為1Pa以下，特別為0.3Pa以下，可提升抗藥性。又，各氣體流量只要適宜設定以成為所要之組成即可，通常只要設為0.1～100sccm即可。與反應性氣體一同使用惰性氣體時，反應性氣體相對於惰性氣體的流量比更佳為5.0以下。
使用於含鉻膜的形成之鉻金屬靶之銀的含有率，與所得含鉻膜之銀的含有率實質上無差異。因此，在包含含鉻膜的空白光罩中，較佳使含鉻膜之銀的含有率為1質量ppm以下，特別為0.1質量ppm以下，尤為0.01質量ppm以下。為了製造可提供能抑制缺陷產生之光罩的空白光罩，例如，只要使含鉻膜所含之銀的含有率達既定基準值以下，並將此基準值作為判定基準來進行空白光罩的良窳判定即可；且只要基於其結果，來篩選可抑制銀的遷移所引起之缺陷產生的空白光罩即可。在空白光罩的製造中，進行空白光罩的良窳判定，而實施進行篩選之步驟時，對於空白光罩，只要取出同一批中的一部分，例如1片或多片空白光罩，並藉由測定其銀的含有率來判定整批的良窳即可。
又，不僅在含鉻膜，在透明基板或其他的膜(例如遮光膜、相位偏移膜等機能膜)中，亦較佳使銀的含有率成為基準值以下，例如1質量ppm以下，特別為0.1質量ppm以下，尤為0.01質量ppm以下；特佳的是，在構成空白光罩的所有透明基板及膜中，銀的含有率為1質量ppm以下。例如，對於選自透明基板及彼此相接之含矽膜及含鉻膜的1種或2種以上之基板或膜、或選自透明基板及與透明基板相接之含鉻膜的1種或2種以上之基板或膜，而且，當空白光罩包含阻劑膜時，對於選自透明基板、彼此相接之含矽膜及含鉻膜、及阻劑膜的1種或2種以上之基板或膜、或選自透明基板、與透明基板相接之含鉻膜、及阻劑膜的1種或2種以上之基板或膜，較佳使銀的含有率成為基準值以下，例如、1質量ppm以下，特別為0.1質量ppm以下，尤為0.01質量ppm以下。
為獲得此種空白光罩，例如，只要設定針對基板或膜之銀的含有率的判定基準值，並以基準值以下者為良品、超過基準值者為不良品來篩選空白光罩即可；又，只要包含此種良窳判定與篩選之步驟來製造空白光罩即可。此時的判定基準值可應用例如感應耦合電漿質譜分析(ICP-MS)所測得之銀的含有率，就此基準值較佳應用1質量ppm，特別為0.1質量ppm，尤為0.01質量ppm。篩選出屬良品之空白光罩，在光罩製造中，可適用於作為獲得良好之光罩的空白光罩。
空白光罩之基板或膜之金屬的含有率的分析，欲分析最表面部(距透明基板最遠之一側)時可直接分析；而欲分析與內部的膜及透明基板的膜接觸之部分時，只要視需求去除膜後再進行分析即可。銀的含有率為基準值以下時，可判定為在長時間曝光下，亦不易發生問題之缺陷的產生的空白光罩。
可由本發明之空白光罩來製造光罩。由空白光罩製造光罩之方法可應用周知之手法，例如可透過使用化學放大型光阻，尤為以電子束描繪之化學放大型光阻等有機系阻劑的膜，由阻劑膜形成阻劑圖型，且依據被蝕刻膜的蝕刻特性，選擇氯系乾蝕刻或氟系乾蝕刻，並在阻劑圖型、或光罩的製造過程中以由空白光罩所包含的膜所形成之遮罩圖型作為蝕刻遮罩，將透明基板上的膜依序圖型化來製造。
本發明之空白光罩及光罩，在用來在加工基板形成半間距50nm以下，較佳為30nm以下，更佳為20nm以下，再更佳為10nm以下之圖型的光微影中，在以ArF準分子雷射光(波長193nm)、F2
雷射光(波長157nm)等波長250nm以下，尤為波長200nm以下的曝光光線將圖型轉印於形成於被加工基板上之光阻膜上的曝光中係特別有效。根據本發明，由於可抑制尺寸微小的缺陷，尤其是在進行位置精準度更為重要的雙重圖型化或三重圖型化等的多重曝光程序時效果較顯著。
在使用本發明之光罩的圖型曝光方法中，係使用由空白光罩製造的光罩，並對光罩圖型照射曝光光線，將光罩圖型轉印於形成於被加工基板上之作為光罩圖型之曝光對象的光阻膜。曝光光線的照射可為採乾式條件的曝光，亦可為浸潤式曝光；使用本發明之光罩的圖型曝光方法，藉由在實際生產中於較短時間內即可提升累積照射能量的浸潤式曝光，尤為以300mm以上之晶圓作為被加工基板的浸潤式曝光，在將光罩圖型進行曝光時係特別有效。 [實施例]
以下，示出實施例及比較例對本發明更具體地加以說明，惟本發明不限於下述實施例。
[實施例1] 以DC濺鍍裝置，使用鉬矽靶作為靶，使用氬氣、氧氣及氮氣作為濺鍍氣體，在6025石英基板上藉由濺鍍形成MoSiON膜(Mo：Si：O：N=9：37：10：44(原子比))，其為在ArF準分子雷射光下的相位差為177°、穿透率為6%、膜厚75nm的半色調相位偏移膜。其次，以DC濺鍍裝置，使用鉻金屬靶作為靶，使用氬氣、氧氣及氮氣作為濺鍍氣體，在MoSiON膜上形成膜厚44nm的CrON膜(Cr：O：N=40：50：10(原子比))，其為針對ArF準分子雷射光的遮光膜，而得到空白半色調相位偏移遮罩。
藉由輝光放電質譜儀ELEMENT GD PLUS GD-MS(ThermoFisher Scientific公司製)分析所用鉻金屬靶中之金屬雜質的含有率。將金屬雜質的含有率示於表1。此外，就Nb，若採輝光放電質譜法，由於受到放電氣體成分與源自於屬基質元素的Cr之分子離子的干涉，與其他元素相比檢測極限較高。又，就Tc、Pm、Ac及Pa，其為存在於自然界的量極少的元素，由於推定為未達檢測極限(1質量ppb)，而未實施其之分析。另一方面，此等以外之金屬雜質的含有率係如表1所示，確認相對於過渡金屬的總量之鉻含有率為99.995質量%以上。又，以感應耦合電漿質譜儀ICP-MS 7500cs(Agilent公司製)分析所得空白半色調相位偏移遮罩之CrON膜中之Ag的含有率的結果，為＜1質量ppm。
其次，由以同樣方法製作的另5片空白半色調相位偏移遮罩，藉由使用包含氯與氧之蝕刻氣體的氯系乾蝕刻去除CrON膜，對露出之MoSiON膜表面藉由缺陷檢查裝置M8350(LASERTEC公司製)，以PSL(聚苯乙烯乳膠)粒子作為標準粒子進行檢查的結果，基於PSL粒子尺寸基準為0.05μm以上的缺陷最多，檢測出80個。針對此等缺陷，以SEM-EDX(掃描型電子顯微鏡-能量分散型X光分光)分析Ag的含有率的結果，雖檢測出Cr、O及N，但未檢測出Ag，確認為由CrON膜之殘渣所造成的缺陷。
進而，由以同樣方法製作的另1片空白半色調相位偏移遮罩，藉由使用包含氯與氧之蝕刻氣體的氯系乾蝕刻去除CrON膜，其次，對露出之MoSiON膜重複照射ArF準分子雷射光至累積達40kJ/cm2
。對照射前後的MoSiON膜，藉由缺陷檢查裝置M8350(LASERTEC公司製)，以PSL粒子作為標準粒子進行檢查的結果，在MoSiON膜上作為檢查對象之5mm×5mm=25mm2
的面積範圍，照射後的MoSiON膜中未檢測出基於PSL粒子尺寸基準為0.05μm以上之新的缺陷。
[比較例1] 以DC濺鍍裝置，使用鉬矽靶作為靶，使用氬氣、氧氣及氮氣作為濺鍍氣體，在6025石英基板上藉由濺鍍形成MoSiON膜(Mo：Si：O：N=9：37：10：44(原子比))，其為在ArF準分子雷射光下的相位差為177°、穿透率為6%、膜厚75nm的半色調相位偏移膜。其次，以DC濺鍍裝置，使用鉻金屬靶作為靶，使用氬氣、氧氣及氮氣作為濺鍍氣體，在MoSiON膜上形成膜厚44nm的CrON膜(Cr：O：N=40：50：10(原子比))，其為針對ArF準分子雷射光的遮光膜，而得到空白半色調相位偏移遮罩。
藉由輝光放電質譜儀ELEMENT GD PLUS GD-MS(ThermoFisher Scientific公司製)分析所用鉻金屬靶中之金屬雜質的含有率。將金屬雜質的含有率示於表1。此外，就Nb，若採輝光放電質譜法，由於受到放電氣體成分與源自於屬基質元素的Cr之分子離子的干涉，與其他元素相比檢測極限較高。又，就Tc、Pm、Ac及Pa，其為存在於自然界的量極少的元素，由於推定為未達檢測極限(1質量ppb)，而未實施其之分析。另一方面，此等以外之金屬雜質的含有率係如表1所示，確認相對於過渡金屬的總量之鉻含有率為99.995質量%以上。又，以感應耦合電漿質譜儀ICP-MS 7500cs(Agilent公司製)分析所得空白半色調相位偏移遮罩之CrON膜中之Ag的含有率的結果，為6質量ppm。
其次，由以同樣方法製作的另5片空白半色調相位偏移遮罩，藉由使用包含氯與氧之蝕刻氣體的氯系乾蝕刻去除CrON膜，對露出之MoSiON膜表面藉由缺陷檢查裝置M8350(LASERTEC公司製)，以PSL粒子作為標準粒子進行檢查的結果，基於PSL粒子尺寸基準為0.05μm以上的缺陷數，與實施例同等程度者為2片，檢測出超過100,000個，檢查系統呈溢位狀態者為3片。針對此等缺陷，以SEM-EDX(掃描型電子顯微鏡-能量分散型X光分光)分析Ag的含有率的結果，就全部5片，除了檢測出亦存在於實施例1的Cr、O及N，但未檢測出Ag的缺陷以外，還確認含有多數尺寸為50nm左右，且檢測出Ag之缺陷。
進而，由以同樣方法製作的另1片空白半色調相位偏移遮罩，藉由使用包含氯與氧之蝕刻氣體的氯系乾蝕刻去除CrON膜，其次，對露出之MoSiON膜重複照射ArF準分子雷射光至累積達40kJ/cm2
。對照射前後的MoSiON膜，藉由缺陷檢查裝置M8350(LASERTEC公司製)，以PSL粒子作為標準粒子進行檢查的結果，在MoSiON膜上作為檢查對象之5mm×5mm=25mm2
的面積範圍，照射後的MoSiON膜中檢測出6個基於PSL粒子尺寸基準為0.05μm以上之新的缺陷。又，以SEM-EDX(掃描型電子顯微鏡-能量分散型X光分光)分析Ag的含有率的結果，在新檢測出來缺陷部檢測出Ag。
10‧‧‧透明基板1‧‧‧含矽膜2‧‧‧含鉻膜11、12、13、14、15‧‧‧空白光罩
圖1為表示本發明之空白光罩的一例(形態A之第1形態)的剖面圖。 圖2為表示本發明之空白光罩的一例(形態A之第2形態)的剖面圖。 圖3為表示本發明之空白光罩的一例(形態A之第3形態)的剖面圖。 圖4為表示本發明之空白光罩的一例(形態A之第4形態)的剖面圖。 圖5為表示本發明之空白光罩的一例(形態B)的剖面圖。
1‧‧‧含矽膜
2‧‧‧含鉻膜
10‧‧‧透明基板
11‧‧‧空白光罩
Claims (17)
- 一種空白光罩之製造方法，其係製造空白光罩之方法，其中該空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜、或透明基板、以及與該透明基板相接之含鉻膜；上述含矽膜係由i)由矽所構成的含矽材料、ii)包含矽與選自由氧、氮及碳所構成之群組中之至少1種以上之元素的矽化合物，或iii)包含矽、選自由鈦、釩、鈷、鎳、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭及鎢所構成之群組中之至少1種以上之過渡金屬、與選自由氧、氮及碳所構成之群組中之至少1種以上之元素的過渡金屬-矽化合物所構成，上述含鉻膜則由含鉻材料所構成，其特徵為：包含選出根據組成分析而確認銀的含有率為1質量ppm以下，錫的含有率為1質量ppm以下之鉻金屬靶，以及濺鍍由該選出之鉻金屬靶所構成之靶，以將含鉻膜形成在透明基板上之步驟，主成分元素的鉻(Cr)係上述鉻金屬靶中之鉻的含有率(純度)為99.99質量%以上。
- 如請求項1之製造方法，其中上述鉻金屬靶中之鉛、銅及金之各者的含有率為1質量ppm以下。
- 如請求項1之製造方法，其中上述鉻金屬靶中之鉛、銅及金之各者的含有率為1質量ppm以下。
- 如請求項1至3中任一項之製造方法，其中，上述空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜，並由上述透明基板側，依序形成上述含矽膜、上述含鉻膜，上述含矽膜為半色調相位偏移膜，上述含鉻膜為遮光膜，或者包含透明基板、以及與該透明基板相接之含鉻膜，該含鉻膜為遮光膜。
- 如請求項1至3中任一項之製造方法，其中上述空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜，上述含矽膜為曝光光線的穿透率為5%以上且未達30%的半色調相位偏移膜，上述含鉻膜為對曝光光線的光學濃度為1以上且未達3的遮光膜。
- 如請求項1至3中任一項之製造方法，其中上述空白光罩係包含透明基板、以及彼此相接之含矽膜及含鉻膜，上述含矽膜為對曝光光線的光學濃度為2.5以上的遮光膜，上述含鉻膜的片電阻為15,000Ω/□以下。
- 如請求項1至3中任一項之製造方法，其係包含針對選自上述透明基板及上述彼此相接之含矽膜及含鉻膜的1種或2種以上之基板或膜、或選自上述透明基板及與上述透明基板相接之含鉻膜的1種或2種以上之基板或膜，設定對 銀的含有率之判定基準值，並以基準值以下者為良品、超過基準值者為不良品，來篩選空白光罩之步驟。
- 如請求項7之製造方法，其係以感應耦合電漿質譜分析(ICP-MS)所測得之銀的含有率作為上述基準值，作為該基準值係應用1質量ppm。
- 一種光罩之製造方法，其特徵為使用藉由如請求項7之製造方法所得的空白光罩。
- 一種光罩之製造方法，其特徵為使用藉由如請求項8之製造方法所得的空白光罩。
- 如請求項1至3中任一項之製造方法，其中上述空白光罩係進一步包含阻劑膜。
- 如請求項11之製造方法，其係包含針對選自上述透明基板、上述彼此相接之含矽膜及含鉻膜、及上述阻劑膜的1種或2種以上之基板或膜、或選自上述透明基板、與上述透明基板相接之含鉻膜、及上述阻劑膜的1種或2種以上之基板或膜，設定對銀的含有率之基準值，並以基準值以下者為良品、超過基準值者為不良品，來篩選空白光罩之步驟。
- 一種空白光罩，其特徵為藉由如請求項1至12中任一項之製造方法所製作而成。
- 如請求項13之空白光罩，其中該含鉻膜之銀的含有率為1質量ppm以下，錫的含有率為1質量ppm以下。
- 如請求項14之空白光罩，其中在構成空白光罩的所有透明基板及膜中，銀的含有率皆為1質量ppm以下，錫的含有率為1質量ppm以下。
- 一種光罩，其特徵為使用如請求項13之空白光罩所製作而成。
- 一種光罩之製造方法，其特徵為使用藉由如請求項1至12中任一項之製造方法所得的空白光罩。
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