制备半色调相移光掩模坯的方法
【专利摘要】本发明为制备半色调相移光掩模坯的方法，其中，含Si和N和/或O的半色调相移膜通过反应性溅射使用含硅的靶和反应性气体沉积在透明基底上。横跨多个靶施加不同的功率，从而将与迟滞曲线相关的选自金属模式、过渡模式和反应模式中的两种不同的溅射模式应用于靶。该相移膜表现令人满意的光学性质的面内均匀性。
【专利说明】制备半色调相移光掩模坯的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本非临时申请根据35U.S.C.§119(a)要求2015年3月31日提交的专利申请号2015-073120的优先权，由此通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及制备半色调相移光掩模坯的方法，该半色调相移光掩模坯被加工成半色调相移光掩模以用于半导体集成电路等的微制造。
【背景技术】
[0004]在半导体技术领域中，研究和开发的努力在持续以进一步使图案特征小型化。近来，由于包括电路图案的小型化的发展，互连图案的薄化以及用于单元构成层之间的连接的接触孔图案的小型化在发展以符合较高的LSI的集成密度，因此存在对微图案化技术的不断增长的需求。因此，与用于制造光刻微制造工艺的曝光步骤中使用的光掩模的技术相关联，希望具有形成更精细和精确电路图案或掩模图案的技术。
[0005]通常，通过光刻法在半导体基底上形成图案时采用缩小投影。因此，在光掩模上形成的图案特征的尺寸约为在半导体基底上形成的图案特征的尺寸的4倍。在目前的光刻技术中，印刷的电路图案的尺寸显著地小于用于曝光的光的波长。因此，如果单纯地通过将电路图案的尺寸乘以4倍而形成光掩模图案，则由于曝光过程的光学干涉和其他效应，没有将所需的图案转印到半导体基底上的抗蚀剂膜。
[0006]有时，通过在光掩模上将图案形成为比实际电路图案更为复杂的形状来减轻曝光过程中的光学干涉和其他效应。可以例如通过将光学邻近校正(OPC)引入实际的电路图案来设计这样复杂的图案形状。而且，尝试应用分辨率提高技术(RET)例如改进的照度、浸渍光刻法或双重曝光(或双重图案化)光刻法以满足对小型化和较高图案精度的需求。
[0007]将相移法用作RET之一。相移法是通过在光掩模上形成能够使相位反转约180度的膜的图案，以致可以通过利用光学干涉来改善对比度。适于相移法的光掩模之一为半色调相移光掩模。典型地，该半色调相移光掩模包括对曝光光透明的石英或类似材料的基底和在该基底上形成的半色调相移膜的掩模图案，其能够提供约180度的相移并且具有对于图案形成不足的透射率。作为半色调相移光掩模，专利文献1(JP-A H07-140635)提出了具有硅化氧化钼(MoS1)或硅化氧氮化钼(MoS1N)的半色调相移膜的掩模。
[0008]为了通过光刻法形成较精细图像，将较短波长的光用作光源。在光刻工艺的目前最先进的阶段，已使曝光光源从KrF准分子激光(248nm)过渡到ArF准分子激光(193nm)。发现使用较大能量的ArF准分子激光的光刻法对掩模产生采用KrF准分子激光没有观察到的损伤。一个问题在于，连续使用光掩模时，在该光掩模上形成异物状生长缺陷。这些生长缺陷也称为“浑浊”。以往认为浑浊形成的源头在于掩模图案表面上硫酸铵晶体的生长。现在认为有机物质也参与浑浊形成。
[0009]已知一些克服浑浊问题的方法。关于ArF准分子激光的长期照射时在光掩模上形成的生长缺陷，例如，专利文献2(JP-A 2008-276002)记载了如果在预定的阶段对该光掩模进行清洁，则可以持续使用光掩模。
[0010]引用列表
[0011]专利文献1:JP-AH07-140635
[0012]专利文献2:JP-A2008-276002(USP 7941767)
[0013]专利文献3:JP-A2007-033469
[0014]专利文献4:JP-A2007-233179
[0015]专利文献5:JP-A2007-241065
[0016]发明概述
[0017]关于相移膜，较薄的膜有利于图案形成并且对于减轻3D效应有效。因此对于光刻法，需要较薄的膜以形成较精细尺寸的图案。
[0018]在光掩模生产工艺中使用光掩模坯时，如果外来沉积物在光掩模坯上，则它们导致图案的缺陷。为了去除外来沉积物，在光掩模生产工艺期间清洁掩模坯许多次。此外，当这样制造的半色调相移掩模用于光刻法工艺时，即使光掩模本身没有图案缺陷，也要反复清洁该光掩模，其原因在于，如果外来沉积物在光刻法工艺期间沉降在光掩模上，则使用该光掩模图案化的半导体基底最终也有图案-转印失效。
[0019]为了将外来沉积物从光掩模坯或光掩模除去，在大多数情况下使用SPM、臭氧水或AMP来应用化学清洁。SPM为硫酸/过氧化氢混合物，其为具有强氧化作用的清洁剂。臭氧水为具有溶解于其中的臭氧的水，并且用作SPM的替代物。AMP为氨水/过氧化氢混合物。当将在其表面上具有外来有机沉积物的光掩模坯或光掩模浸渍在AMP清洁液中时，在氨的溶解作用和过氧化氢的氧化作用下从所述表面释放并去除外来有机沉积物。
[0020]尽管用这样的化学液的化学清洁对于去除光掩模坯或光掩模上的外来沉积物例如颗粒和污染物是必需的，但化学清洁可能破坏光掩模坯或光掩模上的光学膜、典型地为半色调相移膜。例如，如果光学膜的表面被化学清洁改变，则该膜原始的光学性质可能改变。此外，光掩模坯或光掩模的化学清洁反复进行。因此，需要使每次清洁步骤期间光学膜的任何性质改变(例如相移改变)最小化。
[0021]符合上述要求的膜是含有硅和氮和/或氧的膜，例如，由硅和氮组成的不含过渡金属的膜，以及由硅、氮和氧组成的不含过渡金属的膜，它们具有改进的耐化学品性。
[0022]通常，光掩模坯上的形成图案的薄膜、典型地为半色调相移膜，通过溅射技术形成。例如，由硅和氮组成的膜(即SiN膜)通过如下在透明基底上形成:将硅靶置于沉积室中，将稀有气体(例如Ar)和氮气的气体混合物供入该室，和产生气体等离子体。之后用经赋予能量的稀有气体溅射Si靶，并使溅射的硅颗粒沉积在基底上，同时捕获中途的氮;在与氮在靶表面上反应后，硅靶用经赋予能量的稀有气体溅射，并使溅射的氮化硅颗粒沉积在基底上;或用经赋予能量的稀有气体溅射硅靶，并使溅射的硅颗粒沉积在基底上，同时与氮在基底表面上反应。氮化硅膜的氮含量可通过提高或降低气体混合物中氮气的混合比来控制。然后，可以在透明基底上沉积具有任何期望的氮含量的氮化硅膜。
[0023]然而，当使用单一硅靶溅射沉积氮化硅膜时，在气体混合物中的氮气流速的一定范围内，稳定的膜沉积变得困难。在该范围内沉积的膜难以控制其包括相移和透射率的光学性质。尤其是，难以形成具有在预定透射率下的光学性质的面内均匀性的膜。
[0024]本发明的目的是提供制备半色调相移光掩模坯的方法，该半色调相移光掩模坯包括含硅和氮和/或氧的半色调相移膜并具有令人满意的光学性质的面内均匀性。
[0025]由于所述半色调相移膜具有耐化学品性，注意到含有硅、以及氮和/或氧的半色调相移膜。进行了研究以开发半色调相移膜，其在光学性质的面内均匀性方面得以改进，同时保持了预定相移。本发明涉及通过反应性溅射在透明基底上沉积用作半色调相移膜的含硅的膜。现已发现，随着加至硅的氧或氮的量从零逐渐提高，其中面内均匀性良好的区域之后跟随着其中面内均匀性变差的区域，并且随着添加量进一步提高，其中面内均匀性良好的区域再次出现。
[0026]注意到这样的现象后，发明人继续进一步研究。半色调相移膜通过使用含硅的靶用含氮和/或氧的反应性气体的反应性溅射沉积。提供的迟滞曲线是通过如下绘制:横跨靶施加恒定功率，将反应性气体供入室中，提高并接着降低反应性气体的流速从而扫描反应性气体的流速，在反应性气体的流速的扫描时测量靶电压或电流值，以及以靶电压或电流值对反应性气体的流速作图。对应于等于或低于所述迟滞曲线上的反应性气体流速下限的反应性气体流速的溅射模式，对应于从高于所述迟滞曲线上的反应性气体流速下限到低于所述迟滞曲线上的反应性气体流速上限的反应性气体流速的溅射模式，和对应于等于或高于所述迟滞曲线上的反应性气体流速上限的反应性气体流速的溅射模式被分别称为“金属模式”，“过渡模式”和“反应模式”。半色调相移膜通过如下沉积:将多个靶置于所述室中，以及横跨所述多个靶施加至少两种不同值的功率，使得选自金属模式、过渡模式和反应模式的至少两种溅射模式应用于所述多个靶。然后沉积所述半色调相移膜，同时避免了其中面内均匀性或沉积稳定性低的溅射区域。获得了具有半色调相移膜的光掩模坯，其与使用单一靶沉积的膜相比，具有良好耐化学品性并且改进了光学性质的面内均匀性，同时保持了预定相移。具有令人满意的面内均匀性的半色调相移膜可以以可重现的方式形成。
[0027]因此，本发明提供了制备半色调相移光掩模坯的方法，包括通过使用含硅的靶用含氮和/或氧的反应性气体进行反应性溅射在透明基底上沉积含硅和氮和/或氧的半色调相移膜的步骤。提供的迟滞曲线是通过如下绘制:横跨靶施加恒定功率，将反应性气体供入室中，提高并接着降低反应性气体的流速从而扫描反应性气体的流速，在反应性气体的流速的扫描时测量靶电压或电流值，以及用靶电压或电流值对反应性气体的流速作图，对应于等于或低于所述迟滞曲线上的反应性气体流速下限的反应性气体流速的溅射模式，对应于从高于所述迟滞曲线上的反应性气体流速下限到低于所述迟滞曲线上的反应性气体流速上限的反应性气体流速的溅射模式，和对应于等于或高于所述迟滞曲线上的反应性气体流速上限的反应性气体流速的溅射模式被分别称为金属模式、过渡模式和反应模式。所述半色调相移膜是通过如下沉积:将多个靶置于所述室中，以及横跨所述多个靶施加至少两种不同值的功率，使得选自金属模式、过渡模式和反应模式的至少两种溅射模式应用于所述多个靶。
[0028]在优选实施方案中，过渡模式选自过渡模式的反应模式邻近区域和金属模式邻近区域。
[0029]在优选实施方案中，至少两种溅射模式包括金属模式或过渡模式的金属模式邻近区域，以及过渡模式的反应模式邻近区域或反应模式。
[0030]在优选实施方案中，至少两种溅射模式为以下两种模式:金属模式和反应模式，或过渡模式的金属模式邻近区域和反应模式。
[0031]典型地，反应性气体含有氮气(N2)或氧气(O2)。
[0032]在一种实施方案中，含硅的靶为由硅组成的靶，并且半色调相移膜不含过渡金属。
[0033]在另一种实施方案中，含硅的靶含有过渡金属，并且半色调相移膜含有所述过渡金属。在进一步的实施方案中，进一步使用含过渡金属的靶，并且半色调相移膜含有所述过渡金属。
[0034]发明的有利效果
[0035]与具有含有硅以及氮和/或氧的半色调相移膜的半色调相移光掩模坯相关，本发明提供了半色调相移膜，其改进了耐化学品性和光学性质的面内均匀性，同时保持了预定相移。
[0036]附图简述
[0037]图1A和IB分别为一种示例的本发明半色调相移光掩模坯和半色调相移光掩模的截面图。
[0038]图2A、2B和2C为本发明半色调相移光掩模坯的进一步实施方案的截面图。
[0039]图3为实施例1中绘制的显示第一迟滞曲线的图。
[0040]图4为实施例1中绘制的显示第二迟滞曲线的图。
[0041]图5为实施例2中绘制的显示第一迟滞曲线的图。
[0042]图6为实施例2中绘制的显示第二迟滞曲线的图。
[0043]图7为比较例I中绘制的显示迟滞曲线的图。
【具体实施方式】
[0044]本发明涉及半色调相移(光)掩模坯，其包括透明基底和形成于其上的半色调相移膜。透明基底典型地为石英基底。优选如SEMI标准中所述的6英寸方形和25密耳厚、称为6025基底的透明基底，或当以SI单位表示时152mm方形和6.35mm厚的透明基底。所述半色调相移膜可为单层结构或多层结构(即两层或更多层)。半色调相移(光)掩模具有半色调相移膜的(光)掩模图案。
[0045]图1A为在本发明一种实施方案中的半色调相移光掩模坯的截面图。半色调相移光掩模坯100包括透明基底10和在其上形成的半色调相移膜I。图1B为由其获得的半色调相移光掩模的截面图。半色调相移光掩模101包括透明基底10和其上的半色调相移膜图案11。
[0046]所述半色调相移膜可由单层或多层组成，只要符合作为所述半色调相移膜所必需的相移和透射率。在多层结构的情况下，该膜优选由包括减反射功能层的多层组成，使得总体膜可符合预定表面反射率以及必需的相移和透射率。
[0047]在单层和多层结构的任一种中，每个层可为均匀层或组成变化梯度的层(即组成在厚度方向上连续变化的层)。在多层结构的情况中，所述半色调相移膜可为选自由不同的成分组成的层和由不同的组成比的相同成分组成的层的两个或更多个层的组合。当膜由三个或更多个层组成时，可包括相同的层，只要它们不彼此邻接。
[0048]由于半色调相移光掩模被用于使用波长至多200nm的曝光光、典型地为ArF准分子激光辐射(波长193nm)或内激光辐射(波长157nm)的光刻法，因此所述半色调相移膜应以预定厚度提供相对于曝光光预定相移和预定透射率。
[0049]所述半色调相移膜的(总体)厚度应优选为至多70nm，更优选为至多62nm，因为更薄的膜有助于形成更细致图案。膜厚度的下限设定在其中相对于波长至多200nm的光获得期望的光学性质的范围。具体地，膜厚度设定为至少40nm，更具体地至少50nm，因为特定厚度的光掩模图案对减少3D效果来说有效。
[0050]所述半色调相移膜相对于曝光光的相移使得由相移膜区域(相移区域)透射的曝光光和由去除了相移膜的邻近区域透射的曝光光之间的相移引起曝光光的干涉，由此提高对比度。具体地，相移为150-200度。尽管普通半色调相移膜设定为相移大约180°，但从对比度增强的角度来看，可以将相移调节为低于或超过180°。例如，设定相移小于180°对于形成更薄的膜有效。实际上，接近180°的相移更有效，因为可获得更高的对比度。就此而言，相移优选为160-190°，更优选为175-185°，且最优选为大约180°。
[0051 ] 所述半色调相移膜具有优选为至少3 %，更优选为至少5 %，且至多30 %，更优选为至多15%，且最优选为至多10%的曝光光的透射率。
[0052]根据本发明，通过使用含硅的靶、采用含有氮和氧之一或两者的反应性气体的反应性溅射在透明基底、典型地石英基底上沉积含有氮和氧之一或两者以及硅的半色调相移膜，制备半色调相移光掩模坯。
[0053]在实验中，反应性溅射在真空或减压的室中使用靶和反应性气体进行。当将横跨靶施加的功率保持恒定时，反应性气体的流速从零气体进料状态逐渐提高。随着反应性气体的流速提高，横跨靶测量的电压(即靶电压)逐渐下降。电压行为使得电压在开始时缓慢下降(以缓和的斜率)，中途时快速下降(以陡峭的斜率)，并最终再次缓慢下降(以缓和的斜率)。在反应性气体的流速在电压再次缓慢下降的范围内提高后，相反地反应性气体的流速降低。随着反应性气体的流速降低，横跨靶测量的电压(即靶电压)逐渐提高。在此阶段，电压行为使得电压在开始时缓慢提高(以缓和的斜率)，中途时快速提高(以陡峭的斜率)，并最终再次缓慢提高(以缓和的斜率)。当将反应性气体流速上升期间记录的靶电压与反应性气体流速下降期间记录的靶电压进行比较时，反应性气体流速下降期间记录的靶电压在快速下降或上升(以陡峭的斜率)的区域中较低。
[0054]在另一实验中，反应性溅射在真空或减压的室中使用靶和反应性气体进行。当将横跨靶施加的功率保持恒定时，反应性气体的流速从零气体供料状态逐渐提高。随着反应性气体的流速提高，横跨靶测量的电流(即靶电流)逐渐提高。电流行为使得电流在开始时缓慢提尚(以缓和的斜率)，中途时快速提尚(以陆峭的斜率)，并最终再次缓慢提尚(以缓和的斜率)O在反应性气体的流速在其中电流再次缓慢提尚的范围内提尚后，相反地反应性气体的流速降低。随着反应性气体的流速降低，横跨靶测量的电流(即靶电流)逐渐下降。在此阶段，电流行为使得电流在开始时缓慢下降(以缓和的斜率)，中途时快速下降(以陡峭的斜率)，并最终再次缓慢下降(以缓和的斜率)。当将反应性气体流速上升期间记录的靶电流与反应性气体流速下降期间记录的靶电流进行比较时，反应性气体流速下降期间记录的靶电流在快速提高或下降(以陡峭的斜率)的区域中较高。
[0055]如从以上反应性溅射实验所知，例如，类似于公知的磁力迟滞曲线(B-H曲线)并且如图3-7中所示的迟滞曲线通过如下绘制:横跨靶施加恒定功率，将反应性气体供入室中，提高并接着降低反应性气体的流速由此扫描反应性气体的流速，在反应性气体的流速的扫描时测量靶电压或电流值，以靶电压或电流值对反应性气体的流速作图。
[0056]迟滞曲线通过在反应性气体流速上升期间记录的靶电压或电流和在反应性气体流速下降期间记录的靶电压或电流而描绘。迟滞区域由曲线段限定。在迟滞区域中，反应性气体流速的下限和上限对应于当反应性气体流速的上升期间记录的靶电压或电流值和反应性气体流速的下降期间记录的靶电压或电流值变得基本上相等时的点。具体地，假设百分比改变由式(1-1)确定:
[0057](Va-Vd)/{(Va+Vd)/2} XlOO (1-1)
[0058]其中Va为反应性气体流速的上升期间记录的靶电压值，Vd为反应性气体流速的下降期间记录的靶电压值，或者百分比改变由式(1-2)确定:
[0059](Id-1a)/{(Ia+Id)/2} XlOO (1-2)
[0060]其中Ia为反应性气体流速的上升期间记录的靶电流值，Id为反应性气体流速的下降期间记录的靶电流值，当式(1-1)或(1-2)的百分比改变逐渐从迟滞区域中心向下限或上限侧下降，并达到2%或更低、特别是基本上为零时的点是迟滞区域中反应性气体流速的下限和上限。
[0061]据信，在以等于或低于迟滞区域的下限的反应性气体流速溅射期间，一旦反应性气体吸附到靶表面，它就作为溅射的颗粒从靶表面释放，从而使靶表面的侵蚀部分保持在金属状态(硅在本文中包括在金属内)，这也被称为“金属模式”。另外，在以等于或高于迟滞区域的上限的反应性气体流速溅射期间，靶表面与反应性气体反应，并呈现靶表面被金属化合物完全覆盖的状态，这也被称为“反应模式”。另一方面，在以高于迟滞区域下限且低于迟滞区域上限的反应性气体流速溅射期间，靶表面的侵蚀部分被金属化合物部分地覆盖，这也被称为“过渡模式”。
[0062]对于光掩模坯，膜的面内均匀性是重要的。作为半色调相移膜，通常使用含有硅的膜。必须将氧、氮等添加至该膜以为该膜提供特定的透射率。为了形成具有预定相移和预定透射率的含硅的膜，该膜必须以过渡模式沉积。然而，膜的过渡模式沉积往往面内均匀性劣化。
[0063]这样的情况下，本发明意图通过使用多个靶并溅射它们，同时组合选自金属模式、过渡模式和反应模式的两个或更多个溅射模式来沉积半色调相移膜。本文中适用的溅射模式的组合为金属模式与反应模式的组合，金属模式与过渡模式的组合，过渡模式与反应模式的组合，或金属模式、过渡模式和反应模式的组合。
[0064]值得注意的是，过渡模式包括邻接金属模式的区域和邻接反应模式的区域，它们分别被称为“金属模式邻近区域”和“反应模式邻近区域”。具体地，过渡模式的金属模式邻近区域和反应模式邻近区域限定为这样的过渡模式的区域，它们对应于确保以下情况的反应性气体流速:在反应性气体流速的上升期间记录的靶电压值Va和在反应性气体流速的下降期间记录的靶电压值Vd之差为在迟滞区域中反应性气体流速下限处的靶电压值Vl和迟滞区域中反应性气体流速上限处的靶电压值Vh之差的±15% (S卩-15%到+15%)以内，更优选在±10%(S卩-10%到+10%)以内；或在反应性气体流速的上升期间记录的革巴电流值Ia和在反应性气体流速的下降期间记录的靶电流值Id之差为在迟滞区域中反应性气体流速下限处的靶电流值Il和迟滞区域中反应性气体流速上限处的靶电流值Ih之差的±15%(S卩-15%到+15%)以内，更优选在±10%(SP-10%到+10%)以内。
[0065]当应用过渡模式时，条件优选地设定为应用所述过渡模式的金属模式邻近区域或反应模式邻近区域。
[0066]本文适用的优选溅射模式的组合为金属模式或过渡模式的金属模式邻近区域与过渡模式的反应模式邻近区域或反应模式的组合。更优选两种溅射模式的组合:金属模式和反应模式，以及两种溅射模式的组合:过渡模式的金属模式邻近区域和反应模式。金属模式和反应模式的组合尤其对于获得具有最高的面内均匀性的半色调相移膜有效。
[0067]当多个靶置于共同的室中时，反应性气体流速对于所述多个靶来说是一样的。因此，根据本发明，半色调相移膜通过如下沉积:将多个靶置于室中，以及横跨所述多个靶施加至少两种不同值的功率，使得选自金属模式、过渡模式和反应模式的至少两种溅射模式应用于所述多个靶。
[0068]靶数可为两个、三个或更多个。例如，当使用两个靶时，横跨所述靶施加不同值的功率，使得不同的溅射模式应用于所述靶。当使用三个或更多个靶时，可将两种或三种溅射模式应用于所述靶。在此情况下，横跨那些经受相同溅射模式的靶，可施加相同值的功率或不同值的功率。
[0069]虽然半色调相移膜通过溅射沉积，但也可采用DC溅射或RF溅射。可根据膜的层构造和组成来合适地选择靶和溅射气体。合适的含硅的靶包括硅靶(仅由硅组成的靶)，氮化硅靶，和含有硅和氮化硅的靶。由这些靶，不含过渡金属的膜，例如硅基材料例如氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的膜可作为半色调相移膜形成。
[0070]或者，含硅的靶可含有过渡金属，例如钼、钨、钽或锆。而且，含硅的靶和含过渡金属的靶可组合使用。在这些情况中，含过渡金属的膜，例如过渡金属/硅基材料例如过渡金属/氧化硅，过渡金属/氮化硅和过渡金属/氮氧化硅的膜可作为半色调相移膜形成。
[0071 ]在半色调相移膜的沉积期间，使用与靶材料反应并变成该膜的一部分的反应性气体，例如，氮气(N2气体)，氧气体(O2气体)，氮氧化物气体(N2O气体、NO气体、NO2气体)ο在溅射气体中，可使用稀有气体，例如氦气、氖气或氩气。半色调相移膜中氮和氧的含量可通过使用作为反应性气体的含氮气体和/或含氧气体，以及调节所述气体在反应性溅射期间的流速来调节。溅射压力典型地为0.0l-1Pa，优选为0.03-0.2Pa。
[0072]半色调相移膜可包括表面氧化层作为表面侧层(或最外层)，从而抑制膜品质的任何改变。表面氧化层可具有至少20at % (原子％ )的氧含量，甚至可接受至少50at %的氧含量。表面氧化层可通过大气氧化或空气氧化或强制氧化性处理来形成。强制氧化性处理的实例包括用臭氧气体或臭氧水的硅基材料膜的处理，和在含氧气氛中、典型地在氧气气氛中通过烘箱加热，灯热退火(lamp annealing)或激光加热在约至少300°C加热膜。表面氧化层具有优选至多10nm、更优选至多5nm、甚至更优选至多3nm的厚度。氧化层只要其厚度为至少Inm就能发挥其效果。尽管表面氧化层也可通过提高在溅射步骤期间的溅射气体中氧的量形成，但优选上述大气氧化或氧化性处理以形成缺陷较少的层。
[0073]在本发明的半色调相移光掩模坯中，单层或多层结构的第二膜可形成在所述半色调相移膜上。最经常地，将第二膜设置为相邻于所述半色调相移膜。第二膜的实例包括遮光膜，遮光膜和减反射膜的组合，以及其在随后的半色调相移膜图案形成期间作为硬掩模发挥作用的辅助膜。当形成稍后将描述的第三膜时，第二膜可用作辅助膜(蚀刻阻止膜)，其在随后第三膜图案形成期间作为蚀刻阻止膜发挥作用。第二膜优选由含铬材料组成。
[0074]一个示例的实施方案为图2A中所示的半色调相移光掩模坯。图2A中标示为100的半色调相移光掩模坯包括透明基底10，形成在基底上的半色调相移膜I，和形成在膜I上的第二膜2。
[0075]半色调相移光掩模坯可包括在半色调相移膜上的作为第二膜的遮光膜。遮光膜和减反射膜的组合也可用作第二膜。提供包括遮光膜的第二膜确保了半色调相移光掩模包括能够完全遮蔽曝光光的区域。遮光膜和减反射膜也可在蚀刻期间用作辅助膜。遮光膜和减反射膜的构造和材料从许多专利文献是已知的，例如专利文献3(JP-A 2007-033469)和专利文献4(JP_A 2007-233179)。一种优选的遮光膜和减反射膜的膜构造为具有含Cr材料的遮光膜和用于减少遮光膜的反射的含Cr材料的减反射膜的结构。遮光膜和减反射膜各自可为单层或多层。制造遮光膜和减反射膜的合适的含Cr材料包括铬本身，氧化铬(CrO)，氮化铬(CrN)，碳化铬(CrC)，氧氮化铬(CrON)，氧碳化铬(CrOC)，氮碳化铬(CrNC)，氧氮碳化铬(CrONC)和其它铬化合物。
[0076]当第二膜为遮光膜或遮光膜和减反射膜的组合时，遮光膜由铬基材料制成，该材料具有至少40at%，特别是至少60at%且低于100at%，优选至多99at%，更优选至多90at %的铬含量。铬基材料具有至少Oat %，且至多60at %，优选至多40at %的氧含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少lat%的氧含量是优选的。铬基材料具有至少0at%，且至多50at%，优选为至多4(^1:%的氮含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少Iat%的氮含量是优选的。铬基材料具有至少Oat %，且至多20at %，优选为至多1at %的碳含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少lat%的碳含量是优选的。铬、氧、氮和碳的总含量优选为至少95at%，更优选为至少99at%，且特别是100at%。
[0077]当第二膜为遮光膜和减反射膜的组合时，减反射膜优选为由含铬材料制成，该材料具有优选至少30at%，更优选至少35at %，且优选至多70at %，更优选至多50at%的铬含量。含铬材料具有优选至多60at%，且至少lat%，更优选为至少20&丨％的氧含量。含铬材料具有优选至多50at%，更优选至多30at%，且至少lat%，更优选至少3&丨％的氮含量。含铬材料具有优选至少0at%，且至多20at%，更优选至多5&丨％的碳含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少lat%的碳含量是优选的。铬、氧、氮和碳的总含量优选为至少95at%，更优选为至少99at%，且特别是100at%。
[0078]当第二膜为遮光膜或遮光膜和减反射膜的组合时，第二膜具有典型地为20-100]11]1，优为40-70111]1的厚度。此外，与第二膜组合的半色调相移膜相对于波长至多200111]1的曝光光应优选具有至少2.0，更优选至少2.5，甚至更优选至少3.0的总光学密度。
[0079]在本发明的半色调相移光掩模坯中，单层或多层结构的第三膜可形成在第二膜上。最经常地，将第三膜设置为相邻于第二膜。第三膜的实例包括遮光膜，遮光膜和减反射膜的组合，和在随后的第二膜的图案形成期间作为硬掩模发挥作用的辅助膜。第三膜优选由含硅的材料、特别是不含铬的含硅的材料组成。
[0080]一个示例的实施方案为图2B中所示的半色调相移光掩模坯。图2B中标示为100的半色调相移光掩模坯包括透明基底10，形成在基底上的半色调相移膜I，形成在膜I上的第二膜2，和形成在第二膜2上的第三膜3。
[0081]当第二膜为遮光膜或遮光膜和减反射膜的组合时，第三膜可为辅助膜(蚀刻掩模膜)，其在随后的第二膜的图案形成期间作为硬掩模发挥作用。当形成稍后描述的第四膜时，第三膜可用作辅助膜(蚀刻阻止膜)，其在随后的第四膜的图案形成期间作为蚀刻阻止膜发挥作用。该辅助膜优选由具有与第二膜不同的蚀刻性质的材料组成，例如，具有对应用于含铬材料蚀刻的氯干蚀刻的耐受性的材料，具体地可以用氟化物气体例如SF6或CF4蚀刻的含娃的材料。合适的含娃的材料包括娃本身，含有氮和氧之一或两者和娃的材料，含有娃和过渡金属的材料，以及含有氮和氧之一或两者、硅和过渡金属的材料。示例的过渡金属为钼、钽和锆。
[0082]当第三膜为辅助膜时，它优选由具有优选至少20at%，更优选至少33at%，且至多95at%，更优选至多80at%硅含量的含硅的材料组成。含硅的材料具有至少0at%，且至多50at%，优选至多3(^1:%的氮含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少Iat%的氮含量是优选的。含娃的材料具有至少0at%，优选至少20at%，且至多70at%，优选至多66at%的氧含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少Iat %的氧含量是优选的。含娃的材料具有至少Oat %，且至多35at%，优选至多20&丨％的过渡金属含量，其中如果存在，则至少lat%的过渡金属含量是优选的。娃、氧、氮和过渡金属的总含量优选为至少95at%，更优选为至少99at%，且特别是I OOat %。
[0083]当第二膜为遮光膜或遮光膜和减反射膜的组合时和所述第三膜为辅助膜时，第二膜具有典型地为20-100nm，优选为40-70nm的厚度，第三膜具有典型地为l-30nm，优选为2-15nm的厚度。此外，与第二膜组合的半色调相移膜应优选具有相对于波长至多200nm曝光光的总光学密度为至少2.0，更优选为至少2.5，甚至更优选为至少3.0。
[0084]当第二膜为辅助膜时，遮光膜可作为第三膜形成。此外，遮光膜和减反射膜的组合可作为第三膜形成。本文中，第二膜可用作在半色调相移膜图案形成期间起硬掩模作用的辅助膜(蚀刻掩模膜)，或在第三膜图案形成期间作为蚀刻阻止膜发挥作用的辅助膜(蚀刻阻止膜)。辅助膜的实例为含铬材料的膜，如专利文献5(JP-A 2007-241065)中所述。该辅助膜可为单层或多层。制造辅助膜的合适的含铬材料包括铬本身，氧化铬(CrO)，氮化铬(CrN),碳化铬(CrC)，氧氮化铬(CrON)，氧碳化铬(CrOC)，氮碳化铬(CrNC)，氧氮碳化铬(CrONC)和其它铬化合物。
[0085]当第二膜为辅助膜时，该膜优选地具有优选至少40at%，更优选至少50at%，且至多100at%，更优选至多99at%，甚至更优选至多90at%的铬含量。该膜具有至少0at%，且至多60at%，优选至多55&丨％的氧含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少lat%的氧含量是优选的。该膜具有至少0at%，且至多50at%，优选至多40&丨％的氮含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少lat%的氮含量是优选的。该膜具有至少0at%，且至多20at%，优选至多1at %的碳含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少Iat %的碳含量是优选的。铬、氧、氮和碳的总含量优选为至少95at%，更优选为至少99at%，且特别是100at%。
[0086]另一方面，作为第三膜的遮光膜和减反射膜优选由具有与第二膜不同的蚀刻性质的材料组成，例如，对应用于含铬材料蚀刻的氯干蚀刻具有耐受性的材料，具体地可以用氟化物气体例如SF6或CF4蚀刻的含娃的材料。合适的含娃的材料包括娃本身，含有氮和氧之一或两者以及硅的材料，含有硅和过渡金属的材料，以及含有氮和氧之一或两者、硅和过渡金属的材料。示例的过渡金属为钼、钽和锆。
[0087]当第三膜为遮光膜或遮光膜和减反射膜的组合时，遮光膜和减反射膜优选由具有优选至少10at%，更优选至少30at%且低于100at%，更优选至多95at%娃含量的含娃的材料组成。该含娃的材料具有至少0at%，且至多50at%，优选至多40at%，特别是至多20at%的氮含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少lat%的氮含量是优选的。该含硅的材料具有至少Oat%，且至多60at%，优选至多3(^1:%的氧含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少lat%的氧含量是优选的。该含硅的材料具有至少Oat%，且至多35at%，优选至多20at%的过渡金属含量，其中如果存在的话至少lat%的过渡金属含量是优选的。硅、氧、氮和过渡金属的总含量优选为至少95at%，更优选为至少99at%，且特别是100at%。
[0088]当第二膜为辅助膜时和第三膜为遮光膜或遮光膜和减反射膜的组合时，第二膜具有典型地为l_20nm，优选2-10nm的厚度，第三膜具有典型地为20-100nm，优选为30-70nm的厚度。此外，与第二膜和第三膜组合的半色调相移膜相对于波长至多200nm的曝光光应优选具有至少2.0，更优选至少2.5，甚至更优选至少3.0的总光学密度。
[0089]在本发明的半色调相移光掩模坯中，单层或多层结构的第四膜可形成在第三膜上。最经常地，将第四膜设置为相邻于第三膜。示例的第四膜为在随后的第三膜的图案形成期间起硬掩模作用的辅助膜。第四膜优选由含铬材料组成。
[0090]一个示例的实施方案为图2C中所示的半色调相移光掩模坯。图2C中以100标示的半色调相移光掩模坯包括透明基底10，形成在基底上的半色调相移膜I，形成在膜I上的第二膜2，形成在第二膜2上的第三膜3，和形成在第三膜3上的第四膜4。
[0091]当第三膜为遮光膜或遮光膜和减反射膜的组合时，第四膜可为在随后的第三膜的图案形成期间起硬掩模作用的辅助膜(蚀刻掩模膜)。该辅助膜优选由具有与第三膜不同的蚀刻性质的材料组成，例如，具有应用于含硅的材料蚀刻的氟干蚀刻的耐受性的材料，具体地可以用含氧的氯化物气体蚀刻的含铬材料。合适的含铬材料包括铬本身，氧化铬(CrO)，氮化铬(CrN)，碳化铬(CrC)，氧氮化铬(CrON)，氧碳化铬(CrOC)，氮碳化铬(CrNC)，氧氮碳化铬(CrONC)和其它铬化合物。
[0092]当第四膜为辅助膜时，该膜具有至少40at%，优选至少50at%，且至多100at%，优选至多99at %，更优选至多90at %的铬含量。该膜具有至少Oat %，且至多60at %，优选至多40at%的氧含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少Iat %的氧含量是优选的。该膜具有至少Oat%，且至多50at%，优选至多40at%的氮含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少Iat%的氮含量是优选的。该膜具有至少0at%，且至多20at%，优选至多10&丨％的碳含量，其中当必须调节蚀刻速率时至少Iat %的碳含量是优选的。铬、氧、氮和碳的总含量优选为至少95at%，更优选为至少99at%，且特别是10at %。
[0093]当第二膜为辅助膜，第三膜为遮光膜或遮光膜和减反射膜的组合，且第四膜为辅助膜时，第二膜具有典型地为l-20nm，优选为2-10nm的厚度，第三膜具有典型地为20-lOOnm，优选30-70nm的厚度，第四膜具有典型地为l-30nm，优选2-20nm的厚度。此外，与第二膜和第三膜组合的半色调相移膜相对于波长至多200nm的曝光光应优选具有至少2.0，更优选至少2.5，甚至更优选至少3.0的总光学密度。
[0094]含铬材料的第二膜和第四膜可通过以下反应性溅射沉积:使用铬靶或其中加入了氧、氮和碳中一种或多种的铬靶，和基于稀有气体例如Ar、He或Ne的溅射气体，根据待沉积的膜的期望组成向该溅射气体加入选自含氧气体、含氮气体和含碳气体的气体。
[0095]含硅的材料的第三膜可通过以下反应性溅射沉积:使用硅靶，氮化硅靶，含有硅和氮化硅的靶，过渡金属靶，或复合硅/过渡金属靶，以及基于稀有气体例如Ar，He或Ne的溅射气体，根据待沉积的膜的期望组成向该溅射气体加入选自含氧气体、含氮气体和含碳气体的气体。
[0096]光掩模坯可通过标准技术加工成光掩模。例如，包括半色调相移膜和在其上沉积的含铬材料的第二膜的半色调相移光掩模坯可按如下加工。首先，将适用于电子束(EB)光刻的抗蚀剂膜形成在半色调相移光掩模坯的第二膜上，曝光于EB图案，并以常规方式显影，形成抗蚀剂图案。在由此获得的抗蚀剂图案用作蚀刻掩模时，进行含氧的氯系干蚀刻以将抗蚀剂图案转印到第二膜，获得第二膜的图案。接着，在第二膜图案用作蚀刻掩模时，进行氟系干蚀刻以将图案转印到半色调相移膜，获得半色调相移膜的图案。如果要留下第二膜的任何区域，则将用于保护该区域的抗蚀剂图案形成在第二膜上。之后，通过含氧的氯系干蚀刻将第二膜的不受抗蚀剂图案保护的部分去除。抗蚀剂图案以常规方式去除，得到半色调相移光掩模。
[0097]在另一实例中，包括半色调相移膜，作为第二膜在其上沉积的含铬材料的遮光膜或遮光膜/减反射膜，以及作为第三膜在其上沉积的含硅的材料的辅助膜的半色调相移光掩模坯可按如下加工。首先，适用于EB光刻的抗蚀剂膜形成在半色调相移光掩模坯的第三膜上，曝光于EB图案，并以常规方式显影，形成抗蚀剂图案。在由此获得的抗蚀剂图案用作蚀刻掩模时，进行氟系干蚀刻以将抗蚀剂图案转印到第三膜，获得第三膜的图案。在由此获得的第三膜图案用作蚀刻掩模时，进行含氧的氯系干蚀刻以将第三膜图案转印到第二膜，获得第二膜的图案。此时去除抗蚀剂图案。此外，在第二膜图案用作蚀刻掩模时，进行氟系干蚀刻以将第二膜图案转印到半色调相移膜，从而限定半色调相移膜的图案，同时，去除第三膜图案。如果要留下任何第二膜的区域，则将用于保护该区域的抗蚀剂图案形成在第二膜上。之后，通过含氧的氯系干蚀刻将第二膜的不受抗蚀剂图案保护的部分去除。抗蚀剂图案以常规方式去除，得到半色调相移光掩模。
[0098]在进一步的实例中，包括半色调相移膜，在其上沉积的作为第二膜的含铬材料的辅助膜，和沉积在第二膜上作为第三膜的含硅的材料的遮光膜或遮光膜/减反射膜的半色调相移光掩模坯可按如下加工。首先，适用于EB光刻的抗蚀剂膜形成在半色调相移光掩模坯的第三膜上，曝光于EB图案，并以常规方式显影，形成抗蚀剂图案。在由此获得的抗蚀剂图案用作蚀刻掩模时，进行氟系干蚀刻以将抗蚀剂图案转印到第三膜，获得第三膜的图案。在由此获得的第三膜图案用作蚀刻掩模时，进行含氧的氯系干蚀刻以将第三膜图案转印到第二膜，由此获得了第二膜的图案，也即，将第二膜的半色调相移膜待去除的部分去除。此时去除抗蚀剂图案。用于保护第三膜的要留下的部分的抗蚀剂图案形成在第三膜上。此外，在第二膜图案用作蚀刻掩模时，进行氟系干蚀刻以将第二膜图案转印到半色调相移膜，从而限定所述半色调相移膜的图案，同时，去除第三膜的不受抗蚀剂图案保护的部分。抗蚀剂图案以常规方式去除。最后，进行含氧的氯系干蚀刻以去除第二膜的已去除第三膜的部分，得到半色调相移光掩模。
[0099]在再进一步的实例中，包括半色调相移膜，在其上沉积的作为第二膜的含铬材料的辅助膜，沉积在第二膜上的作为第三膜的含硅的材料的遮光膜或遮光膜/减反射膜，和沉积在第三膜上的作为第四膜的含铬材料的辅助膜的半色调相移光掩模坯可按如下加工。首先，将适用于EB光刻的抗蚀剂膜形成在半色调相移光掩模坯的第四膜上，曝光于EB图案，并以常规方式显影，形成抗蚀剂图案。在由此获得的抗蚀剂图案用作蚀刻掩模时，进行含氧的氯系干蚀刻以将抗蚀剂图案转印到第四膜，获得第四膜的图案。在由此获得的第四膜图案用作蚀刻掩模时，进行氟系干蚀刻以将第四膜图案转印到第三膜，获得第三膜的图案。此时去除抗蚀剂图案。用于保护第三膜的要留下的部分的抗蚀剂图案形成在第四膜上。此外，在第三膜图案用作蚀刻掩模时，进行含氧的氯系干蚀刻以将第三膜图案转印到第二膜，获得第二膜的图案，同时，去除第四膜的不受抗蚀剂图案保护的部分。接着，在第二膜图案用作蚀刻掩模时，进行氟系干蚀刻以将第二膜图案转印到半色调相移膜，从而限定了半色调相移膜的图案，同时，去除第三膜的不受抗蚀剂图案保护的部分。抗蚀剂图案以常规方式去除。最后，进行含氧的氯系干蚀刻以去除第二膜的已去除第三膜的部分和第四膜的抗蚀剂图案已去除的部分，得到半色调相移光掩模。
[0100]在可加工的基底中形成其中半节距为至多50nm，典型地至多30nm，更典型地为至多20nm的图案的光刻方法中，其包括以下步骤:在可加工的基底上形成光致抗蚀剂膜，通过图案化的掩模将该光致抗蚀剂膜曝光于波长至多200nm的光、典型地为ArF准分子激光(193nm)或F2激光(157nm)，以将图案转印到光致抗蚀剂膜，本发明的半色调相移光掩模最适合用于曝光步骤。
[0101]由光掩模坯获得的半色调相移光掩模有利地适用于包括以下的图案形成工艺:将光投射到包括半色调相移膜图案的光掩模图案以将光掩模图案转印到可加工的基底上的物体(光致抗蚀剂膜)上。曝光光的照射可为干燥曝光或浸渍曝光。尤其是通过浸渍光刻将作为可加工的基底的至少300mm的晶片曝光于光的光掩模图案时，并且在商业规模微制造的相对短时间内累计照射能量提高的趋势下，本发明的半色调相移光掩模有效。
[0102]实施例
[0103]给出以下实施例以进一步说明本发明，但本发明不限于此。
[0104]实施例1
[0105]在派射系统的室中，放置152mm方形和6.35mm厚的石英基底。娃革E用作派射勒I，氩气和氮气用作溅射气体。将横跨靶施加的功率和氩气流速保持恒定。测量横跨靶的电压，同时改变氮气流速，获得迟滞曲线。具体地，横跨靶施加0.5kW的功率，以20SCCm供应氩气，氮气以5sccm供应到室中。在该状态下，开始派射。氮气流速从5sccm以每秒0.1sccm的增量提高，最后达到50sccm，将最终流速保持30秒。之后，相反地氮气流速从50sccm以每秒0.1sccm的减量降低，最后达到5sCCm。将靶电压相对于流速作图以绘制图3中所示的第一迟滞曲线。通过类似地扫描氮气流速，不同在于横跨靶施加1.5kW的功率，获得了如图4中所示的第二迟滞曲线。在图3和4中，实线曲线表示氮气流速上升期间记录的靶电压，虚线曲线表示氮气流速下降期间记录的靶电压。
[0106]在图3和4的第一迟滞曲线和第二迟滞曲线的基础上，在152mm方形和6.35mm厚的石英基底上，使用两种硅靶作为溅射靶，氩气和氮气作为溅射气体进行溅射。在一个靶上在反应模式条件下(氩气流速20sccm，氮气流速32.080011，勒1施加的功率0.51^0并在另一个革巴上在金属模式条件下(氩气流速20sccm，氮气流速32.0sccm，革E施加功率1.5kff)进行反应性溅射。沉积了以原子比计具有S1:N = 48:52的组成的SiN单层作为半色调相移膜。该半色调相移膜具有177度的相移、6.0 %的透射率和62nm的厚度。相移的面内分布为_0.8 %且透射率的面内分布为-5.4%，表明令人满意的面内均匀性。
[0107]注意，相移或透射率的面内分布通过测量具有在其上沉积的半色调相移膜基底的表面上的正交线的交点和正交线上自交点95mm间距的任意点处的相移或透射率并根据以下等式(2-1)或(2-2)计算而测定。
[0108]相移的面内分布(％)=
[0109][PS(I)-PS(E)]/[(PS(I)+PS(E))/2]XlOO (2-1)
[0110]其中PS(I)为交点处的相移，PS(E)为任意点处的相移。
[0111]透射率的面内分布(％)=
[0112][T(I)-T(E)]/[(T(I)+T(E))/2]XlOO (2-2)
[0113]其中T(I)为交点处的透射率，T(E)为任意点处的透射率。
[0114]实施例2
[0115]在派射系统的室中，放置152mm方形和6.35mm厚的石英基底。娃革E用作派射勒I，氩气和氮气用作溅射气体。将横跨靶施加的功率和氩气流速保持恒定。测量横跨靶的电压，同时改变氮气流速，获得迟滞曲线。具体地，横跨靶施加0.75kW的功率，以20SCCm供应氩气，将氮气以5sccm供应到室中。在该状态下，开始派射。氮气流速从5sccm以每秒0.1sccm的增量提尚，最后达到50sccm，将最终流速保持30秒。之后，相反地氣气流速从50sccm以每秒
0.1sccm的减量降低，最后达到5sCCm。将靶电压相对于流速作图以绘制如图5中所示的第一迟滞曲线。通过类似地扫描氮气流速，不同在于横跨靶施加2.0kW的功率，获得如图6中所示的第二迟滞曲线。在图5和6，实现曲线表示氮气流速上升期间记录的靶电压，虚线曲线表示氮气流速下降期间记录的靶电压。
[0116]在图5和6的第一迟滞曲线和第二迟滞曲线的基础上，在152mm方形和6.35mm厚的石英基底上，使用两种硅靶作为溅射靶，氩气和氮气作为溅射气体进行溅射。在一个靶上在反应模式条件(氩气流速20sccm，氮气流速38.0sccm，革E施加功率0.75kW)下，并在另一个革巴上在过渡模式的金属模式邻近区域的条件(氩气流速20sccm，氮气流速38.0sccm，施加到革巴的功率2.0kW)下进行反应性溅射。沉积了以原子比计具有S1:N=48:52的组成的SiN单层作为半色调相移膜。所述半色调相移膜具有177度的相移、6.0%的透射率和62nm的厚度。相移的面内分布为-0.6%且透射率的面内分布为-7.0%，表明令人满意的面内均勾性。
[0117]比较例I
[0118]在派射系统的室中，放置152mm方形和6.3 5mm厚的石英基底。娃革E用作派射勒!，氩气和氮气用作溅射气体。横跨靶施加的功率和氩气流速保持恒定。测量横跨靶的电压，同时改变氮气流速，获得迟滞曲线。具体地，横跨靶施加IkW的功率，以17sccm供应氩气，氮气以5sccm供应到室中。在这样的状态下，开始派射。氮气流速从5sccm以每秒0.1sccm的增量提高，最后达到50sccm，将最终流速保持30秒。之后，相反地氮气流速从50sccm以每秒0.1sccm的减量降低，最后达到5sCCm。将电压相对于流速作图以绘制如图7中所示的迟滞曲线。在图7中，实现曲线表示氮气流速上升期间记录的靶电压，虚线曲线表示氮气流速下降期间记录的靶电压。
[0119]在图7的迟滞曲线的基础上，在152mm方形和6.35mm厚的石英基底上，使用单一硅靶作为溅射靶，氩气和氮气作为溅射气体进行溅射。在该靶上在过渡模式条件下(氩气流速17.080011，氮气流速19.1800]1，施加到勒1的功率11^0进行反应性派射。沉积了以原子比计具有S1:N=47:53的组成的SiN单层作为半色调相移膜。所述半色调相移膜具有177度的相移、6.0%的透射率和62nm的厚度。相移的面内分布为-1.0 %且透射率的面内分布为_10.8%,表明差的面内均匀性。
【主权项】
1.制备半色调相移光掩模坯的方法，包括通过使用含硅的靶和含氮和/或氧的反应性气体的反应性溅射将含硅和氮和/或氧的半色调相移膜沉积在透明基底上的步骤，其中 条件是，迟滞曲线通过如下绘制:横跨靶施加恒定功率，将反应性气体供入室中，提高并接着降低反应性气体的流速以由此扫描反应性气体的流速，在反应性气体的流速的扫描时测量靶电压或电流值，以及用靶电压或电流值对反应性气体的流速作图，以及条件是，对应于等于或低于所述迟滞曲线上的反应性气体流速下限的反应性气体流速的溅射模式，对应于从高于所述迟滞曲线上的反应性气体流速下限到低于所述迟滞曲线上的反应性气体流速上限的反应性气体流速的溅射模式，和对应于等于或高于所述迟滞曲线上的反应性气体流速上限的反应性气体流速的溅射模式被分别称为金属模式、过渡模式和反应模式， 所述半色调相移膜通过如下沉积:将多个靶置于所述室中，以及横跨所述多个靶施加至少两种不同值的功率，使得选自金属模式、过渡模式和反应模式的至少两种溅射模式应用于所述多个靶。2.权利要求1所述的方法，其中所述过渡模式选自所述过渡模式的金属模式邻近区域和反应模式邻近区域。3.权利要求2所述的方法，其中所述至少两种溅射模式包括所述金属模式或所述过渡模式的金属模式邻近区域，以及所述过渡模式的反应模式邻近区域或所述反应模式。4.权利要求3所述的方法，其中所述至少两种溅射模式包括所述金属模式和所述反应模式，或所述过渡模式的金属模式邻近区域和所述反应模式。5.权利要求1所述的方法，其中所述反应性气体含有氮气(N2)或氧气(O2)。6.权利要求1所述的方法，其中所述含硅的靶为由硅组成的靶。7.权利要求6所述的方法，其中所述半色调相移膜不含过渡金属。8.权利要求1所述的方法，其中所述含硅的靶含有过渡金属，并且所述半色调相移膜含有所述过渡金属。9.权利要求1所述的方法，其中进一步使用含过渡金属的靶，并且所述半色调相移膜含有所述过渡金属。
【文档编号】G03F1/32GK106019811SQ201610195884
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】高坂卓郎
【申请人】信越化学工业株式会社