具有双嵌附层的减光型相移光罩制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有双嵌附层的减光型相移光罩，其包括：一透明基底；一透光性嵌附层覆盖于透明基底上；以及一稳定性嵌附层覆盖于透光性嵌附层上，透光性嵌附层与稳定性嵌附层构成一双嵌附层，其中稳定性嵌附层的化学稳定性比透光性嵌附层佳，双嵌附层的整体透射率（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ；Ｔ％）大体为８－１５％。透光嵌附层与稳定性嵌附层可由铝硅氮化合物所构成，其化学通式分别为：ＡｌＳｉ＜ｓｕｂ＞ｘ１＜／ｓｕｂ＞Ｎ＜ｓｕｂ＞ｙ１＜／ｓｕｂ＞与ＡｌＳｉ＜ｓｕｂ＞ｘ２＜／ｓｕｂ＞Ｎ＜ｓｕｂ＞ｙ２＜／ｓｕｂ＞。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种双嵌附层材料(bi-layer embedded material)及其应用，且特别涉及一种具有双嵌附层的减光型相移光罩(AttenuatedPhase-Shifting Mask)。
技术介绍
减光型相移光罩(Attenuated Phase-Shifting Mask，以下简称AttPSM)由于具有结构简单、制造容易且适用于各式图案的优点，所以为最常被使用的相移光罩之一。而AttPSM是利用位于光罩上可产生相移效应(phase shift)的相移层(shifter)及减光用的吸收层(adsorptive layer)，以达到转移光罩上图案至晶片上的功能。传统的AttPSM，例如图1a中所示的旋涂玻璃式(Spin-On-Glass；SOG)AttPSM，是利用位于透光的石英基底10上的半透铬层(half-tone Crlayer)12与位于半透铬层12上的聚硅氧烷(Polysiloxanes)层14的旋涂玻璃类化合物所制备而成，其中半透铬层12是作为减光用的吸收层，而聚硅氧烷(Polysiloxanes)层14是作为产生相移效应(phase shift)的相移层(shifter)。而此减光型相移光罩由于作为相移层的旋涂玻璃类化合物其形成于光罩上的厚度均一性(uniformity)不佳，且易产生空洞缺陷(void)以及其光学性质易受长时间的光源照射(如紫外光)后而变质，故逐渐失去其实用性。此外，请参照图1b，蚀刻石英基材10内以在石英基底10内产生一相移区14’以作为产生相移效应(phase shift)的相移层(shifter)，再搭配形成于石英基材10上的半透铬层12以作为吸收层的另一式的AttPSM，一般称之为蚀刻石英式AttPSM。然而，此型AttPSM中的半透铬层12易产生针眼(pin hole)缺陷，且蚀刻石英基材易产生强烈的光散射而具有破坏解像度的缺点。近年来，另一型常用的AttPSM为所谓的嵌附式AttPSM，而应用于此型AttPSM上的嵌附层(embedded layer)结构，如图1c中所示的位于石英基材10上的兼具减光用的吸收层(absorptive layer)与相移效应的相移层(shifter layer)作用的单层结构的嵌附层16，所以嵌附层也可称之为吸收相移层(absorptive shifter)，其材质随所应用的微影光源波长的不同而有所区分，而应用于光源波长为365纳米(nm)与光源波长为248纳米(nm)的嵌附层材料例如有(1)氮化硅、氮碳化硅类(SiliconNitride-based，Si-N and SiC-N)；(2)氧化硅钼、氮氧化硅钼类(Molybdenum Silicide-based，MoSiO，MoSiON)；(3)氧化铬、氮氧化铬、氮氧化碳铬类(Chromium-based，CrO，CrON and CrCON)等材料。而当微影程序的光源波长进化到使用波长为193纳米(nm)的光源(如ArF光源)，上述的嵌附层材料普遍存在有透射率不足(T％＜15％)及受长时间光源照射所产生的光学性质变质的耐化学性不佳等问题，而无法直接应用于光源波长为193nm的微影程序中。目前为止，应用于光源波长为193nm的微影程序中的嵌附层材料的开发仍为业界所研究的重点之一。同时，位于光罩上的嵌附层也朝向如双嵌附层甚至三嵌附层等多层结构发展，以求增进整体嵌附层的透射率与改善其整体材料的耐化学性。
技术实现思路
本技术的主要目的之一在于提供一种具有高透射率且适用于光源波长为193纳米(nm)的双嵌附层材料以及利用此材料所制备的具有双嵌附层的减光型相移光罩。本技术的主要目的之二在于提供一种新的具有双嵌附层的减光型相移光罩，可有效防止光罩在使用过程中与外界产生化学反应，增加光罩的使用寿命。本技术的主要特征是提出一种新的减光型相移光罩的嵌附层，是由双层所构成，第一层提供主要光学性质(透光嵌附层)，第二层具有良好化学稳定性(稳定性嵌附层)，这样一来，可避免光罩在使用过程(微影程序)中被破坏。为达上述目的，本技术的具有双嵌附层的减光型相移光罩其结构包括一透明基底；一透光性嵌附层，覆盖于该透明基底上；以及一稳定性嵌附层，覆盖于该透光性嵌附层上。该透光性嵌附层与该稳定性嵌附层构成一双嵌附层。其中，所述稳定性嵌附层的化学稳定性比透光性嵌附层佳，该双嵌附层的整体透射率(transmittance；T％)大体为8-15％。本技术另一方面还公开了一种，其步骤包括首先，提供一透明基底。接着，形成一透光性嵌附层覆盖于该透明基底上。最后，形成一稳定性嵌附层覆盖于该透光性嵌附层上，该透光性嵌附层与该稳定性嵌附层构成一双嵌附层，其中所述稳定性嵌附层的化学稳定性比透光性嵌附层佳，该双嵌附层的整体透射率(transmittance；T％)大体为8-15％。根据本技术的具体实施方案，本技术的一种，可更包括以下步骤定义所述透光性嵌附层及稳定性嵌附层直到露出其下的透明基底，以形成至少一透光区。根据本技术的具体实施方案，所述的透光性嵌附层与稳定性嵌附层的铝硅氮化合物材料是利用溅镀法(sputtering)所形成，在一反应室内部以铝靶材、硅靶材、氮气来源以及氩气来源相互作用而形成。而藉由控制上述溅镀过程中供应至铝靶材处的一直流电功率(DC power)以及所通入的一氮气气体流量即可改变所形成的嵌附层的铝硅氮化合物的折射率n及消光系数k。根据本技术的具体实施方案，可藉由改变所述双嵌附层中的各层材料的消光系数k、折射率n及厚度以达到与透明基底产生180°相移效应(phase shift)的功效。附图说明图1a至图1c概要显示传统的减光型相移光罩。图2显示根据本技术的具有双嵌附层的减光型相移光罩的一优选实施例的结构剖面示意图。图3显示根据本技术的具有双嵌附层的减光型相移光罩的另一优选实施例的结构剖面示意图。图4显示根据本技术的形成双镶嵌层材料的溅镀系统的一优选实施例的示意图。图5a与图5b显示根据本技术的AlSixNy材质经过化学溶液清洗前后的成分分析结果。图中符号说明10-石英基底； 12-半透铬层；14-聚硅氧烷层； 14’-相移区；16-嵌附层；20-透明基底；22-透光性嵌附层；24-稳定性嵌附层； 25-透光区； 26-反应室； 28-硅靶材；30-铝靶材；32-基座；36-氧气源； 38-氩气源；40-直流电源； 42-真空泵； 44-射频电源。具体实施方式为让本技术的目的、特征和优点能更明显易懂，现配合附图，并列举出优选实施例，作详细说明如下以下请配合参照图2和图3的光罩剖面图、图4的溅镀装置示意图以及图5、图6的光学特性关系图，以说明根据本技术的一优选实施例。如图2所示，根据本技术的具有双嵌附层的减光型相移光罩包括一透明基底20、一透光性嵌附层22以及稳定性嵌附层24。透光性嵌附层22覆盖于透明基底20表面，稳定性嵌附层24覆盖于透光性嵌附层22表面。稳定性嵌附层24与透光性嵌附层22构成一双嵌附层。透明基底20的材质可例如为石英玻璃(quartz)。透光性嵌附层22的材质优选为一铝硅氮化合物，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双嵌附层的减光型相移光罩，其特征在于，其结构包括：　　　　一透明基底；　　　　一透光性嵌附层，覆盖于该透明基底上；以及　　　　一稳定性嵌附层，覆盖于该透光性嵌附层上，该透光性嵌附层与该稳定性嵌附层构成一双嵌附层，其中所述稳定性嵌附层的化学稳定性比透光性嵌附层佳，所述双嵌附层的整体透射率为８－１５％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林政旻，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]