空白掩模和光掩模的製作方法

2023-06-30 15:15:31 2

空白掩模和光掩模的製作方法
【專利摘要】本發明提供具有半節距為32納米或小於32納米(尤其半節距為22納米或小於22納米)的高解析度圖案的光掩模，其通過形成空白掩模來製造，在所述空白掩模中，在透明襯底上形成不透光膜和相對於所述不透光膜厚度較小並且蝕刻選擇性較高的硬膜。光掩模可以通過調節構成不透光膜的金屬、矽以及少量元素的組成比率而具有較高質量，以抑制在電子束修復工藝期間二氟化氙氣體對圖案的破壞。
【專利說明】空白掩模和光掩模
[0001] 相關申請案的交叉參考
[0002] 本申請案主張2013年10月2日申請的韓國專利申請案第2013-0117681號的優 先權和權益，所述專利申請案的披露內容以全文引用的方式併入在此。

【技術領域】
[0003] 本發明涉及空白掩模和光掩模，並且更確切地說，涉及包含可適用於32納米或小 於32納米半節距（half-pitch)和尤其22納米或小於22納米半節距的硬膜的空白掩模、 和光掩模。

【背景技術】
[0004] 當今，隨著半導體裝置的集成度變得較高，已經開發出在436納米g線、405納米h 線、365納米i線、248納米KrF雷射和193納米ArF雷射下使用的光刻技術以改良半導體 電路圖案的解析度（resolution)。另外，已經開發出空白掩模以改良其特徵，例如二元強度 空白掩模、相移空白掩模等。
[0005] 作為提高半導體電路圖案解析度的一部分嘗試，最近已經開發和使用了包含硬膜 的空白掩模。不同於在現有二兀強度空白掩模或相移空白掩模中，在包含硬膜的空白掩模 中，使用相對於不透光膜的蝕刻選擇性較高並且厚度較小的硬膜作為用於蝕刻不透光膜而 非抗蝕膜的掩模。與不透光膜相比較，硬膜的厚度小並且蝕刻時間短。因此，硬膜使得抗蝕 膜能夠以薄膜形式形成，並且在進行電子束曝光時減少電子散射，從而形成高精確度圖案。
[0006] 使用包含硬掩模的空白掩模製造的光掩模類似於一般二兀強度空白掩模和相移 光掩模使用光刻工藝來製造，所述光刻工藝包含寫入、顯影、蝕刻、檢查、修復和清洗工藝。
[0007] 在這些工藝當中，一種使用聚焦離子束的方法最先應用於修復工藝中。然而，在 使用聚焦離子束的修復工藝中，當在透明襯底上使用娃化鑰（molybdenumsilicide;MoSi) 化合物（尤其矽（silicon;Si)作為主要組分）來形成不透光膜時，透明襯底也使用包含矽 (Si)作為主要組分的SiO2來形成。因此，透明襯底在修復不透光膜時可能被破壞。
[0008] 因此，使用電子束的修複方法最近已用於減少由對不透光膜圖案的破壞而引起的 缺陷和減少在進行修復工藝之後對透明襯底的破壞。然而，儘管使用電子束的修複方法可 適用於32納米或小於32納米的半節距（尤其22納米或小於22納米的半節距）並且可以 解決使用聚焦離子束的修復工藝的問題，但可能出現以下問題。
[0009] 在電子束修復工藝中，使用XeF2作為修復工藝氣體。當不透光膜由矽化鑰（MoSi) 化合物形成時，通過XeF2氣體中所含有的氟（fluorine;F)組分蝕刻不透光膜。因此，在電 子束修復工藝中，當修復與不透光膜已被首先修復的區域鄰接的區域時，所述被首先修復 的區域被XeF2氣體連續破壞。最後，圖案臨界尺寸（criticaldimension;CD)的變化造成 圖案被破壞。


【發明內容】

[0010] 本發明是針對一種空白掩模和一種光掩模，在所述空白掩模中，在透明襯底上形 成不透光膜和硬膜以使得所述空白掩模可以應用於32納米或小於32納米的半節距（尤其 22納米或小於22納米的半節距）。
[0011] 本發明還針對一種空白掩模和一種光掩模，所述空白掩模包含能夠在電子束修復 工藝期間防止圖案被XeF2氣體破壞並且光學特性較高的不透光膜。
[0012] 根據本發明的一方面，提供一種空白掩模，所述空白掩模包含在透明襯底上形成 的不透光膜和硬膜，其中在形成圖案之後的修復工藝中，所述不透光膜被所注入氣體破壞 的程度以0到0. 5的各向異性比率形式數位化，其中所述各向異性比率是所述圖案的橫向 破壞與蝕刻深度的比率。
[0013] 修復工藝可以是電子束修復工藝，並且注入氣體可以是XeF2。
[0014] 不透光膜可以由從由以下各者所構成的族群中選出的矽化鑰（MoSi)化合物形 成：MoSi、MoSiO、MoSiN、MoSiC、MoSiON、MoSiCN、MoSiOC、MoSiCON、MoSiB、MoSiBO、MoSiBN、 MoSiBC、MoSiBON、MoSiBCN、MoSiBOC以及MoSiBCON。
[0015] 不透光膜的組成比率可以是其中：鑰（molybdenum;Mo)含量是I原子％到15原 子％，矽（Si)含量是40原子％到80原子％，氮（nitrogen;N)含量是15原子％到35原 子％，硼（boron;B)含量是0原子％到5原子％，碳（carbon;C)含量是0原子％到5原 子％，以及氧（oxygen;0)含量是0原子％到5原子％。
[0016] 由矽化鑰（MoSi)化合物形成的不透光膜可以使用矽化鑰（MoSi)靶或矽硼化鑰 (molybdenumsilicideboron;MoSiB)祀來形成。娃化鑰（MoSi)祀的組成比率可以是其 中Mo:Si= 2原子％到20原子％ : 98原子％到80原子％。矽硼化鑰（MoSiB)靶的組 成比率可以是其中Mo:Si:B= 2原子％到20原子％ : 97原子％到70原子％ : 1原 子％到10原子％。
[0017] 不透光膜可以具有從由以下各者所構成的族群中選出的結構：單層膜、連續單層 膜、多層膜以及連續多層膜。
[0018] 當不透光膜具有包含光屏蔽膜以及抗反射膜的雙層結構時，就鑰（Mo)、矽（Si)以 及氮（N)當中至少一種的含量而言，所述光屏蔽膜和抗反射膜可以不同，其中鑰（Mo)含量 是0原子％到10原子％，矽（Si)含量是0原子％到40原子％，以及氮（N)含量是0原子％ 到10原子％。
[0019] 當不透光膜具有包含光屏蔽膜以及抗反射膜的雙層結構時，所述光屏蔽膜的厚度 可以是35納米到50納米，以及所述抗反射膜的厚度可以是3納米到20納米。
[0020] 不透光膜在193納米曝光波長下的光學密度可以是2. 5到3. 5。
[0021] 不透光膜在193納米曝光波長下的表面反射率可以是40%或小於40%。
[0022] 硬膜可以由至少一種從由以下各者所構成的族群中選出的金屬材料形成： 鑰（Mo)、組（tantalum;Ta)、f凡（vanadium;V)、鈷（cobalt;Co)、鎮（nickel;Ni)、鉳 (zirconium;Zr)、銀（niobium;Nb)、IE(palladium;Pd)、鋒（zinc;Zn)、絡(chromium； Cr)、錯（aluminum;A1)、猛（manganese;Mn)、鎘（cadmium;Cd)、緩（magnesium;Mg)、鋰 (lithium;Li)、硒（selenium;Se)、銅（copper;Cu)、給（hafnium;Hf)、鶴（tungsten;W)以 及矽（Si)，或可以由所述選定的至少一種金屬材料和至少一種從由以下各者所構成的族群 中選出的材料形成：氧（〇)、氮（N)、碳（C)以及硼（B)。
[0023] 硬膜可以由從由以下各者所構成的族群中選出的鉻（Cr)化合物形成：Cr、CrO、 CrN、CrC、CrON、CrOC、CrCN、CrCON、CrB、CrBO、CrBN、CrBC、CrBON、CrBOC、CrBCN以及CrBCON。
[0024] 硬膜的厚度可以是2納米到5納米。
[0025] 硬膜的蝕刻速度可以是0. 4埃/秒到2. 0埃/秒。
[0026] 在硬膜與不透光膜之間的蝕刻選擇性可以是1:20或大於20。
[0027] 在硬膜上形成的抗蝕膜的厚度可以達到600埃到1200埃。
[0028] 根據本發明的另一方面，提供一種光掩模，所述光掩模使用上述空白掩模之一來 製造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 通過參考附圖詳細描述本發明示例性實施例，本發明的以上和其他目標、特徵和 優勢對於本領域技術人員將變得更顯而易見，在所述附圖中：
[0030] 圖1是根據本發明一個實施例的包含硬膜的空白掩模的橫截面圖。
[0031] 圖2是為了定義各向異性比率而繪示的圖。

【具體實施方式】
[0032] 在此所闡述的本發明示例性實施例並不打算限制在權利要求書中所界定的本發 明精神和範圍，而僅用於較好地理解本發明。因此，對本領域具通常知識者而言將顯而易 見，以上示例性實施例應涵蓋處於本發明的範圍內的所有修改、等效物和替代方案。因此， 應理解可以在不脫離以上權利要求書的精神和範圍的情況下對其中的形式和細節進行各 種變化。
[0033] 圖1是根據本發明一個實施例的包含硬膜的空白掩模100的橫截面圖。
[0034] 參考圖1，根據本發明一個實施例的空白掩模100包含透明襯底102、和依次堆疊 在所述透明襯底102上的不透光膜106和硬膜108。不透光膜106可以是包含兩種或大於 兩種膜（例如光屏蔽膜104和抗反射膜105)的多層膜，但也可以是單層膜。
[0035] 相對於透明襯底102在193納米曝光波長下的厚度，其雙折射率可以是2納米或 小於2納米，並且平坦度可以是0.3微米。當進行最終晶圓印刷時，根據本發明一個實施例 的所需圖案臨界尺寸（CD)是半節距32納米或小於32納米，並且尤其半節距22納米或小 於22納米。然而，這種高度精細圖案的尺寸造成當晶圓曝光時焦點界限（focusmargin) 較小，從而使其難以形成工藝窗口（processwindow)。因此，透明襯底102的平坦度可以是 0,以用物理方式確保工藝窗口界限，但無法實質上加工到平坦度為0。因此，為了確保工藝 窗口界限在最小範圍內，透明襯底102的平坦度可以是0. 3微米或小於0. 3微米，並且尤其 平坦度是〇. 2微米或小於0. 2微米。
[0036] 不透光膜106可以由矽化鑰（MoSi)化合物形成。然而，當不透光膜106由矽化鑰 (MoSi)化合物形成時，在形成圖案之後所進行的使用XeF2氣體的電子束修復工藝中，構成 所述不透光膜106的矽（Si)和構成修復氣體的氟（F)與彼此反應而極大地破壞圖案。因 此，為了防止所述修復破壞發生，不透光膜106由至少一種從由以下各者所構成的族群中 選出的材料形成：氧（〇)、氮（N)、碳（C)以及硼（B)。詳細地說，不透光膜106可以由從由 以下各者所構成的族群中選出的矽化鑰（MoSi)化合物形成：MoSi、MoSiO、MoSiN、MoSiC、 MoSiON、MoSiCN、MoSiOC、MoSiCON、MoSiB、MoSiBO、MoSiBN、MoSiBC、MoSiBON、MoSiBCN、MoSiBOC以及MoSiBCON。
[0037] 當不透光膜106由氧（0)形成時，所述不透光膜106在修復工藝中所受的破壞可 以得到抑制但難以以薄膜形式形成，並且所述不透光膜106的光學密度增加。因此，在根據 本發明一個實施例的不透光膜106中，矽化鑰（MoSi)化合物中的氧（0)含量被減到最少。
[0038] 當不透光膜106含有硼（B)時，硼（B)增加所述不透光膜106的導電性，以在形成 薄膜時降低錯誤率並且降低施加於薄膜上的應力。然而，不透光膜106在其含有大量硼（B) 時難以以薄膜形式形成。
[0039]因此，不透光膜106的組成比率可以是其中：鑰（Mo)含量是1原子％到15原子％， 矽（Si)含量是40原子％到80原子％，氮（N)含量是15原子％到35原子％，硼⑶含量 是0原子％到5原子％，碳（C)含量是0原子％到5原子％，以及氧（0)含量是0原子％到 5原子％。如上文所述，當不透光膜106中硼（B)和氧（0)含量各自都超過5原子％時，難 以以薄膜形式形成不透光膜106並且難以滿足不透光膜106的所需光學密度。
[0040] 不透光膜106不僅可以由矽化鑰（MoSi)形成，並且還可以由至少一種從由以下 各者所構成的族群中選出的金屬材料形成：鑰（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)以及矽（Si)。另外，不透光膜106可以由所述選定的至少一 種金屬材料和至少一種從由以下各者所構成的族群中選出的材料形成：氧（〇)、氮（N)、碳 (C)以及硼（B)。
[0041] 不透光膜106使用矽化鑰（MoSi)靶或矽硼化鑰（MoSiB)靶來形成。在此情況下， 矽化鑰（MoSi)靶的組成比率是其中Mo:Si= 2原子％到20原子％ : 98原子％到80原 子％，以及矽硼化鑰（MoSiB)靶的組成比率是其中Mo:Si:B= 2原子％到20原子％ : 97 原子％到70原子％: 1原子％到10原子％。
[0042] 當不透光膜106含有硼時，所述不透光膜106可以使用矽硼化鑰（MoSiB)靶來形 成，或在使用娃化鑰（MoSi)祀時可以通過注入作為工藝氣體的BH3來形成。
[0043] 可以根據使用XeF2氣體的電子束修複方法來在光掩模上進行修復工藝，所述光掩 模使用空白掩模來形成。在此情況下，用於形成不透光膜106的矽化鑰（MoSi)靶中鑰（Mo) 含量越高，即所述不透光膜106中鑰（Mo)含量越高，那麼在進行修復工藝時所述不透光膜 106中被破壞的圖案可能越少。這一現象在XeF2氣體中的氟（F)組分與用於形成不透光膜 106的矽化鑰（MoSi)化合物或矽硼化鑰（MoSiB)化合物中的矽（Si)反應時發生，造成所述 不透光膜106的圖案被破壞。
[0044] 當由矽化鑰（MoSi)形成的單一靶中的鑰（Mo)含量大於20原子％時，不透光膜 106容易受到在光掩模工藝中所包含清洗工藝中使用的化學品（例如臭氧水（O3)、SC-1、硫 酸等）的損害，從而降低所述不透光膜106的厚度和光學密度。當由矽化鑰（MoSi)形成的 單一靶中的鑰（Mo)含量小於2原子％時，在濺鍍期間發生不穩定放電，從而造成較大程度 的缺陷發生。因此，用於形成根據本發明一個實施例的空白掩模100的不透光膜106的矽 化鑰（MoSi)靶的含量可以在Mo:Si= 2原子％到20原子％ : 98原子％到80原子％範 圍內，並且尤其在Mo:Si= 5原子％到10原子％: 95原子％到90原子％範圍內。
[0045] 另外，不透光膜106可以使用含有矽化鑰（MoSi)和硼（B)的靶來製造。硼（B)在 DC濺鍍期間增加靶的導電性以防止電弧在形成薄膜時出現，從而減少缺陷。另外，當不透光 膜106含有硼（B)時，原子撞擊效應（AtomicPeeningEffect)在濺鍍期間可降低，以減少 施加於薄膜上的應力。當硼（B)含量較高時，不透光膜106的特徵通過濺鍍變化，例如所述 不透光膜106的光學密度降低。因此，硼（B)含量受限。因此，硼（B)可以選擇性地含於用 於形成不透光膜106的矽化鑰（MoSi)靶中。在此情況下，硼（B)含量可以在0原子％到5 原子％範圍內，並且尤其在0原子％到3原子％範圍內。
[0046] 根據本發明一個實施例的空白掩模100的不透光膜106可以根據所述空白掩模 100的特徵而被設計成單層膜、連續單層膜、多層膜或連續多層膜。
[0047] 詳細地說，在電子束修復工藝期間，破壞實質上由構成不透光膜106的光屏蔽膜 104與抗反射膜105的材料特徵之間的差異造成。也就是說，光屏蔽膜104和抗反射膜105 由於其矽化鑰（MoSi)化合物的組成比率不同而與氟（F)不同地反應，從而造成光屏蔽膜 104和抗反射膜105以不同程度被破壞。為了解決此問題，可以建議不透光膜106最佳以 單層結構形式形成。然而，當不透光膜106以單層結構形式形成時，所述不透光膜106在曝 光波長下的反射率增加，造成當晶圓曝光時發生閃耀（flare)現象。因此，應降低不透光膜 106的反射率。因此，作為一種解決由於不透光膜106反射率而出現的問題同時將電子束修 復破壞減到最少的方法，可以考慮光學密度，並且氮（N)含量可以相對增加，以抑制所述不 透光膜106在單層膜的情況下在曝光波長下的反射率。另外，當不透光膜106以連續單層 膜形式形成時，其組成比率變化，可以考慮光學密度，並且氮（N)含量可以是從縱深方向向 表面方向增加，從而抑制所述不透光膜106的反射率。當不透光膜106以包含由相同組分 形成的光屏蔽膜104和抗反射膜105的多層膜形式形成時，在光屏蔽膜104與抗反射膜105 中所含有的氮（N)含量之間的差異可以減到最少，以使對光屏蔽膜104與抗反射膜105的 破壞之間的差異減到最少並且抑制所述不透光膜106的反射率。此外，當不透光膜106以 連續多層膜形式形成時，光屏蔽膜104或抗反射膜105中的氮（N)含量可以連續增加，以抑 制所述不透光膜106的反射率。在這些方法當中，不透光膜106最優選地以多層膜形式形 成，以使所述不透光膜106的光屏蔽膜104與抗反射膜105中氮（N)含量之間的差異減到 最少，從而使對所述光屏蔽膜104與所述抗反射膜105的破壞之間的差異減到最少。
[0048] 在電子束修復工藝中，不透光膜106被XeF2氣體注入破壞的程度可以各向異性比 率形式數位化。
[0049] 圖2是為了定義各向異性比率而繪示的圖。
[0050] 參考圖2,由修復工藝中的XeF2氣體造成的破壞可以分類為橫向破壞和蝕刻深度 破壞。各向異性比率可以表達為圖案橫向破壞與蝕刻深度的比率（即△橫向/蝕刻深度）。 詳細地說，通過從襯底蝕刻寬度b減去靶圖案直徑a而獲得的值是橫向破壞A橫向，而抗 反射膜l〇5a與光屏蔽膜104a的厚度與襯底被破壞深度（包含可能在修復工藝中發生的襯 底破壞）的總和是圖案的蝕刻深度c。當各向異性比率是0.5或大於0.5時，圖案縱深方向 的橫向破壞A橫向較高，造成圖案⑶與靶圖案⑶不同。因此，各向異性比率可以在0到 0. 5範圍內，並且優選地在0到0. 4範圍內。
[0051] 如上文所述，當不透光膜106以多層膜形式形成時，即當所述不透光膜106具有包 含光屏蔽膜104和抗反射膜105的雙層結構時，光屏蔽膜104與抗反射膜105的組成比率 不同，並且因此XeF2中氟（F)組分與光屏蔽膜104中矽（Si)和抗反射膜105中矽（Si)反 應的程度不同。詳細地說，在由矽化鑰（MoSi)化合物形成的光屏蔽膜104中的氧（O)、氮 (N)、碳（C)、硼（B)等的含量低於在抗反射膜105中的那些含量，使所述光屏蔽膜104的光 屏蔽屬性提高。因此，在光屏蔽膜104中發生的修復破壞高於在抗反射膜105中的修復破 壞。因此,應減少在抗反射膜105與光屏蔽膜104對氟（F)的反應速率之間的差異。因此， 可以將在光屏蔽膜104與抗反射膜105的組分的組成比率之間的差異減到最少，以使修復 破壞減到最少。具體來說，各向異性比率設定成在〇到0.5的靶範圍內。詳細地說，當不 透光膜106以包含光屏蔽膜104和抗反射膜105的雙層結構形式形成時，在所述光屏蔽膜 104與所述抗反射膜105中氮（N)組成比率之間的差異可以設定成10原子％或小於10原 子％。另外，在光屏蔽膜104與抗反射膜105中鑰（Mo)組成比率之間的差異可以設定成10 原子％或小於10原子％，並且在所述光屏蔽膜104與所述抗反射膜105中矽（Si)組成比 率之間的差異可以設定成40原子％或小於40原子％。
[0052] 不透光膜106的光學密度是2. 5到3. 5,並且在193納米曝光波長下的表面反射率 是40%或小於40%。
[0053] 當不透光膜106以包含光屏蔽膜104和抗反射膜105的雙層結構形式形成時，所 述光屏蔽膜104的厚度可以是35納米到50納米，並且所述抗反射膜105的厚度可以是3 納米到20納米。
[0054] 硬膜108可以由至少一種從由以下各者所構成的族群中選出的金屬材料形成：鑰 (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)、鶴（W)以及矽（Si)。另外，硬 膜108可以由所述選定的至少一種金屬材料和至少一種從由以下各者所構成的族群中選 出的材料形成：氧（〇)、氮（N)、碳（C)以及硼（B)。
[0055] 硬膜108可以由鉻（Cr)化合物形成，並且可以包含Cr、CrO、CrN、CrC、CrON、CrOC、 CrCN、CrCON、CrB、CrBO、CrBN、CrBC、CrBON、CrBOC、CrBCN以及CrBCON之一。
[0056] 硬膜108可以具有較小厚度和較高蝕刻速度而以薄膜形式形成抗蝕膜110。為此， 硬膜108的厚度可以是2納米到5納米。如果硬膜108的厚度大於5納米，那麼當所述硬 膜108使用抗蝕膜110作為蝕刻掩模來進行蝕刻時，CD偏差可能由於負載效應而增加。當 硬膜108的厚度小於2納米時，所述硬膜108相對於不透光膜106的蝕刻選擇性較低，並且 所述硬膜108因此難以用作蝕刻掩模。
[0057] 當硬膜108具有較低蝕刻速度時，所述硬膜108相對於抗蝕膜110的蝕刻選擇性 較低，因此使其難以以薄膜形式形成抗蝕膜110。因此，硬膜108的蝕刻速度可以在0. 4埃 /秒到2.0埃/秒的範圍內。在硬膜108與不透光膜106之間的蝕刻選擇性可以是1 : 20 或大於20。
[0058] 抗蝕膜110的厚度可以是600埃到1，200埃，並且可以是化學增幅型抗蝕劑 (chemicallyamplifiedresist;CAR)。
[0059] 不透光膜106和硬膜108可以被選擇性熱處理。熱處理工藝可以使用至少一種 從由以下各者所構成的族群中選出的工藝來進行：快速熱工藝（rapidthermalprocess; RTP)、真空熱板烘烤、等離子體和鍋爐。
[0060] 光掩模可以通過在空白掩模100上進行光刻工藝來製造，所述光刻工藝包含寫 入、顯影、蝕刻、檢查、修復和清洗工藝。
[0061] 在根據本發明一個實施例的空白掩模中，調整構成不透光膜的金屬、矽（Si)以及 少量元素的組成比率以抑制在電子束修復工藝期間XeF2氣體對圖案的破壞。
[0062] 此外，儘管未圖示，但考慮到蝕刻選擇性，根據本發明一個實施例的空白掩模可以 更包含插入在透明襯底與不透光膜之間的蝕刻停止膜。另外，相移膜可以插入到不透光膜 的頂層或底層中，以提高圖案的精確度。
[0063] 下文將詳細描述根據本發明一個實施例的空白掩模。
[0064](實例）
[0065] 評估經電子束修復的空白掩模
[0066] 在本發明的空白掩模上進行電子束修復工藝，並且評估不透光膜的特徵（包含對 圖案的破壞）。通過在尺寸為6英寸X6英寸X0. 25英寸的透明襯底上使用DC磁控濺鍍 裝置形成不透光膜和硬膜來製造空白掩模。
[0067] 確切地說，使用被控制成雙折射率為2納米或小於2納米、平坦度為0. 16iim並且 在193納米曝光波長下透射率為90. 3%的襯底作為透明襯底。
[0068] 不透光膜被設計成具有雙層結構，其中作為下層的光屏蔽膜使用矽化鑰（MoSi) 靶（組成比率為Mo:Si= 10原子％ : 90原子％ )、工藝氣體（Ar:N2 = 7標準立方釐 米/分鐘：3標準立方釐米/分鐘）以及0.6千瓦的工藝功率來形成。另外，作為上層的抗 反射膜使用矽化鑰（MoSi)靶（組成比率為Mo:Si= 10原子％ : 90原子％ )、工藝氣體 (Ar:N2 = 7. 5標準立方釐米/分鐘：9.0標準立方釐米/分鐘）以及0.7千瓦的工藝功率 來形成。用XRR裝置使用X射線源來測量不透光膜的厚度。作為測量結果，不透光膜的厚度 是475. 4埃。通過使用紫外-可見光譜儀（UV-VISspectrometer)卡裡-5000 (Cary-5000) 測量不透光膜在193納米曝光波長下的透射率來計算其光學密度。作為計算結果，不透光 膜在193納米曝光波長下的光學密度是2. 86,並且透射率是33. 8%。另外，使用AES設備分 析不透光膜的組成比率。作為分析結果，光屏蔽膜的組成比率是其中Mo:Si:N=IO. 1 原子％: 70. 5原子％: 19. 4原子％，而抗反射膜的組成比率是其中Mo:Si:N= 5原 子％ : 65. 2原子％ : 29. 8原子％。光屏蔽膜和抗反射膜的組成比率不同，其中鑰（Mo)含 量的差是5. 1原子％，娃（Si)含量的差是5. 3原子％，並且氮（N)含量的差是10. 4原子％。
[0069] 其後，在形成硬膜之前使用真空RTP在350°C下對不透光膜進行熱加工持續20分 鍾，並且隨後在所述不透光膜上形成所述硬膜。使用鉻（Cr)靶、8標準立方釐米/分鐘的氬 氣（Ar)氣體作為工藝氣體以及0. 7千瓦的工藝功率來形成厚度為4納米的硬膜。
[0070] 使用由優點公司（Merit)製造的電子束（E-beam)修復設備來評估對空白掩模的 修復破壞。在電子束修復工藝之後通過注入XeF2氣體持續120秒來進行評估。使用原子力 顯微鏡（atomicforcemicroscope;AFM)來測量光掩模圖案中的蝕刻深度，並且通過掃描 電子顯微鏡（scanningelectronicmicroscopy;Q)-SEM)來觀察橫向破壞A橫向。作為結 果，光掩模圖案中的蝕刻深度是50納米，橫向破壞A橫向是19納米（ = 9.5納米X2(兩 個表面）），並且各向異性比率是0. 38。因此，得出未發生修復破壞的結論。
[0071] 根據濺鍍靶組成比率評估修復破壞
[0072] 根據濺鍍靶的組成比率，基於與上述電子束修復工藝相關的的空白掩模特徵評估 來測量修復破壞。
[0073] 如上文所述，需要不透光膜的所有特徵（不僅例如電子束修復特徵而且還有成膜 穩定性、耐化學性等）均是極佳的。因此，在本發明的實例中，評估根據靶組成的成膜穩定 性、不透光膜與耐化學性（sc-i，o3)相關的厚度變化以及電子束修復破壞。
[0074][表 1]
[0075]

【權利要求】
1. 一種空白掩模，所述空白掩模包括在透明襯底上形成的不透光膜以及硬膜，其中在 形成圖案之後的修復工藝中，所述不透光膜被所注入氣體破壞的程度以0到0. 5的各向異 性比率形式數位化，其中所述各向異性比率是所述圖案的橫向破壞與蝕刻深度的比率。
2. 根據權利要求1所述的空白掩模，其中所述不透光膜由從由以下各者所構成的族群 中選出的矽化鑰化合物形成：MoSi、MoSiO、MoSiN、MoSiC、MoSiON、MoSiCN、MoSiOC、MoSiCON、 MoSiB、MoSiBO、MoSiBN、MoSiBC、MoSiBON、MoSiBCN、MoSiBOC以及MoSiBCON。
3. 根據權利要求2所述的空白掩模，其中所述不透光膜的組成比率是其中：鑰含量是 1原子％到15原子％，矽含量是40原子％到80原子％，氮含量是15原子％到35原子％， 硼含量是〇原子％到5原子％，碳含量是0原子％到5原子％，以及氧含量是0原子％到5 原子％。
4. 根據權利要求2所述的空白掩模，其中所述不透光膜使用矽化鑰靶或矽硼化鑰靶來 形成， 其中所述矽化鑰靶的組成比率是其中Mo:Si= 2原子％到20原子％ : 98原子％到 80原子％，以及 所述矽硼化鑰靶的組成比率是其中Mo:Si:B= 2原子％到20原子％ : 97原子％ 到70原子％ : 1原子％到10原子％。
5. 根據權利要求1所述的空白掩模，其中所述不透光膜具有從由以下各者所構成的族 群中選出的結構：單層膜、連續單層膜、多層膜以及連續多層膜。
6. 根據權利要求2所述的空白掩模，其中，當所述不透光膜具有包含光屏蔽膜以及抗 反射膜的雙層結構時，就鑰、矽以及氮當中至少一種的含量而言，所述光屏蔽膜與所述抗反 射膜不同，其中鑰含量是〇原子％到10原子％，矽含量是〇原子％到40原子％，以及氮含 量是〇原子％到10原子％。
7. 根據權利要求1所述的空白掩模，其中，當所述不透光膜具有包含光屏蔽膜以及抗 反射膜的雙層結構時，所述光屏蔽膜的厚度是35納米到50納米，以及所述抗反射膜的厚度 是3納米到20納米。
8. 根據權利要求1所述的空白掩模，其中所述不透光膜在193納米曝光波長下的光學 密度是2. 5到3. 5。
9. 根據權利要求1所述的空白掩模，其中所述硬膜由至少一種從由以下各者所構成的 族群中選出的金屬材料形成：鑰、鉭、釩、鈷、鎳、鋯、鈮、鈀、鋅、鉻、鋁、錳、鎘、鎂、鋰、硒、銅、 鉿、鎢以及矽，或由選定的至少一種所述金屬材料和至少一種從由以下各者所構成的族群 中選出的材料形成：氧、氮、碳以及硼。
10. 根據權利要求1所述的空白掩模，其中所述硬膜由從由以下各者所構成的族群中 選出的鉻化合物形成：Cr、CrO、CrN、CrC、CrON、CrOC、CrCN、CrCON、CrB、CrBO、CrBN、CrBC、 CrBON、CrBOC、CrBCN以及CrBCON。
11. 根據權利要求1所述的空白掩模，其中所述硬膜的厚度是2納米到5納米。
12. -種光掩模，使用根據權利要求1至11中任一項所述的空白掩模來製造。
【文檔編號】G03F1/50GK104516193SQ201410521130
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2013年10月2日
【發明者】南基守, 姜亙遠, 申澈, 李鍾華, 梁澈圭, 金昌俊, 鄭始俊, 張圭珍 申請人:株式會社S&S技術