二元光掩模坯料、其制备、和二元光掩模的制备_2

文档序号:9546282阅读:来源:国知局
br>[0035] [2]二元光掩模坯料,其包括透明衬底和在所述透明衬底上的遮光膜,所述遮光膜 主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N组成,由一个或多个层组成,并且具 有3.0以上的光密度,其中
[0036] 所述遮光膜包括满足式(2)的过渡金属-硅-氮组成的层,并具有43nm以下的厚 度:
[0037] B 彡 1. 19 ΧΑ-0. 19 (2)
[0038] 其中A为M比Si的原子比和B为N比Si的原子比。
[0039] [3]二元光掩模坯料,其包括透明衬底和在所述透明衬底上的遮光膜,所述遮光膜 主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N组成,由一个或多个层组成,并且具 有3.0以上的光密度,其中
[0040] 所述遮光膜包括满足式(3)的过渡金属-硅-氮组成的层,并具有41nm以下的厚 度:
[0041] B ^ 2. 12 ΧΑ-0. 70 (3)
[0042] 其中A为M比Si的原子比和B为N比Si的原子比。
[0043] [4] [1]至[3]中任一项所述的二元光掩模坯料,其中所述过渡金属是钼。
[0044] [5] [1]至[3]中任一项所述的二元光掩模坯料,还包括在所述遮光膜上的硬掩模 膜,所述硬掩模膜由当刻蚀所述遮光膜时具有耐刻蚀性的材料形成。
[0045] [6] [5]所述的二元光掩模坯料,其中所述过渡金属是钼,并且所述硬掩模膜包含 铬。
[0046] [7]用于制备二元光掩模的方法,包括以下步骤:在[1]至[4]中任一项所述的二 元光掩模坯料的遮光膜上形成具有150nm以下厚度的抗蚀剂膜,加工所述抗蚀剂膜以形成 其刻蚀掩模图案,使用抗蚀剂膜的刻蚀掩模图案加工所述遮光膜以形成其光掩模图案,和 除去抗蚀剂膜的刻蚀掩模图案。
[0047] [8]用于制备二元光掩模的方法,包括以下步骤:在[5]或[6]所述的二元光掩模 坯料的硬掩模膜上形成具有150nm以下厚度的抗蚀剂膜,加工所述抗蚀剂膜以形成其刻蚀 掩模图案,使用抗蚀剂膜的刻蚀掩模图案加工所述硬掩模膜以形成其刻蚀掩模图案,使用 硬掩模膜的刻蚀掩模图案加工所述遮光膜以形成其光掩模图案,和除去抗蚀剂膜的刻蚀掩 模图案和硬掩模膜的刻蚀掩模图案。
[0048] [9]用于制备二元光掩模坯料的方法,所述二元光掩模坯料包括透明衬底和在所 述透明衬底上的遮光膜,所述遮光膜主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N 组成,由一个或多个层组成,并且具有3. 0以上的光密度,
[0049] 所述方法包括形成所述遮光膜的步骤,从而使得其可以包括满足式(1)的过渡金 属-硅-氮组成的层,并且其可以具有47nm以下的厚度:
[0050] B^O. 68XA+0. 23 (1)
[0051] 其中A为M比Si的原子比和B为N比Si的原子比。
[0052] [10]用于制备二元光掩模坯料的方法,所述二元光掩模坯料包括透明衬底和在所 述透明衬底上的遮光膜,所述遮光膜主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N 组成,由一个或多个层组成,并且具有3. 0以上的光密度,
[0053] 所述方法包括形成所述遮光膜的步骤,从而使得其可以包括满足式(2)的过渡金 属-硅-氮组成的层,并且其可以具有43nm以下的厚度:
[0054] B 彡 1. 19 ΧΑ-0. 19 (2)
[0055] 其中A为M比Si的原子比和B为N比Si的原子比。
[0056] [ 11 ]用于制备二元光掩模坯料的方法,所述二元光掩模坯料包括透明衬底和在所 述透明衬底上的遮光膜,所述遮光膜主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N 组成,由一个或多个层组成,并且具有3. 0以上的光密度,其中
[0057] 所述方法包括形成所述遮光膜的步骤,从而使得其可以包括满足式(3)的过渡金 属-硅-氮组成的层,并且其可以具有41nm以下的厚度:
[0058] B ^ 2. 12 ΧΑ-0. 70 (3)
[0059] 其中A为M比Si的原子比和B为N比Si的原子比。
[0060] [12] [9]至[11]中任一项所述的方法,其中所述过渡金属是钼。
[0061] 发明的有益效果
[0062] 本发明的二元光掩模坯料具有能够完全遮蔽曝光的光的较薄的遮光膜。当将所述 二元光掩模坯料加工成二元光掩模时,所产生的光掩模具有高精确度,因为可以使用厚度 降低的抗蚀剂膜。当将具有铬系材料的硬掩模膜的所述二元光掩模坯料加工成二元光掩模 时,所得到的光掩模具有较高的精确度。
[0063] 附图简沐
[0064] 图1是本发明的第一实施方式中的二元光掩模坯料的横截面视图。
[0065] 图2是本发明的第二实施方式中的二元光掩模坯料的横截面视图。
[0066] 图3是本发明的第三实施方式中的二元光掩模坯料的横截面视图。
[0067] 图4是本发明的第四实施方式中的二元光掩模坯料的横截面视图。
[0068] 图5是显示试验1中的A值(M/Si)、B值(N/Si)和膜厚度的图。
[0069] 实施方式的描沐
[0070] 本发明的二元光掩模坯料是由其制造包括两个区域:透光区域和遮光区域的二元 光掩模的坯料。其具有在透明衬底如石英衬底上的遮光膜,所述遮光膜在波长193nm处具 有3.0以上的光密度。其中将遮光膜除去且仅存在透明衬底的区域变成所述二元光掩模的 透光区域,而其中在透明衬底上存在或留下遮光膜的区域变成遮光区域。因为该遮光膜旨 在用于所述二元光掩模,所以其应当具有3.0以上且优选3. 5以下的光密度。下文将要描 述的特定组成的遮光膜即使在膜厚度不超过47nm,具体地不超过43nm,且更具体地不超过 41nm时也保证期望的遮光功能。应注意的是,所述遮光膜的(下限)厚度为IOnm以上。
[0071] 所述二元光掩模坯料具有在透明衬底上的遮光膜,而所述遮光膜由单层或多个 层、具体地两个、三个或更多个层组成。第一实施方式,具有单层遮光膜的二元光掩模坯料 在图1中示为包括在透明衬底1上的单层遮光膜2。第二实施方式,具有多层遮光膜、典型 地两层遮光膜的二元光掩模坯料在图2中示为包括在透明衬底1上的遮光膜2,所述遮光膜 2由邻近的层21和远离的层22组成。术语"邻近的"和"远离的"用于表示将层邻近或远 离衬底布置。
[0072] 所述遮光膜主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N组成。在其中 所述遮光膜为单层的实施方式中,所述层应当主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅 Si和氮N组成。在其中所述遮光膜由多个层组成的另一实施方式中,至少一个层应当为主 要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N组成的层(称为"第一层")。所述第 一层的厚度(如果包括多于一个第一层,则指总厚度)优选占所述遮光膜总厚度的50%以 上,更优选70%以上。另一方面,另一层(称为"第二层")包含过渡金属M和硅Si,以及任 选的选自氮N、氧0和碳C的至少一种元素。最优选的是所有层主要由过渡金属M、硅Si和 氮N组成。
[0073] 在其中主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N组成的所述遮光膜 为单层的实施方式中,所述层优选包含以过渡金属M、硅Si和氮N总和计80原子%以上, 且具体地10~35原子%的过渡金属M,50~80原子%的硅Si以及O原子%以上、特别是 1原子%以上和30原子%以下的氮N。在其中主要由过渡金属M和硅Si,或过渡金属M、硅 Si和氮N组成的所述遮光膜由多个层构成的实施方式中,主要由过渡金属M和硅Si,或过 渡金属M、硅Si和氮N组成的所述第一层优选包含以过渡金属M、硅Si和氮N总和计80原 子%以上,且具体地10~35原子%的过渡金属M,50~80原子%的硅Si和0原子%以上、 特别是1原子%以上和30原子%以下的氮N。所述第二层优选包含以过渡金属M和硅Si 总和计35原子%以上,且具体地3~35原子%的过渡金属M,30~80原子%的硅Si和0 原子%以上、特别是10原子%以上和55原子%以下的氮N。尽管所述遮光膜或其构造层还 可以包含氧O和/或碳C作为轻元素组分,但是优选的是所述遮光膜或其构造层由过渡金 属M和硅Si,或过渡金属M、硅Si和氮N组成。最优选的过渡金属是钼Mo。
[0074] 在主要由过渡金属M、特别是钼Mo和硅Si组成的遮光膜或主要由过渡金属M、特 别是钼Mo,硅Si和氮N组成的遮光膜中,单位膜厚度的光密度可以通过增加过渡金属M的 含量而增加,这暗示获得必要的光密度即3.0以上的光密度需要的所述膜厚度可以减小。 同样,单位膜厚度的光密度可以通过降低氮N含量而增加,这暗示获得必要的光密度即3. 0 以上的光密度需要的所述膜厚度可以减小。
[0075] 在所述二元光掩模坯料的一个实施方式中,其中所述遮光膜为单层,则构造所述 层使得过渡金属M、硅Si和氮N的组成满足式(1):
[0076] B^O. 68XA+0. 23 (1)
[0077] 其中
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