相移底板掩模和光掩模的制作方法

本發(fā)明涉及一種相移底板掩模(blankmask)和光掩模，確切地說，涉及一種可以降低相移膜圖案的反射率并提高印刷圖案的精度的相移底板掩模和光掩模。

背景技術(shù)：

在用于制造包括薄膜晶體管液晶顯示器(tft-lcd)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)、等離子顯示板(pdp)等的平面顯示(fpd)裝置或用于制造半導(dǎo)體集成電路裝置的光刻工藝中，由底板掩模形成的光掩模通常用于轉(zhuǎn)移圖案。

通過在由合成石英玻璃等組成的透明襯底的主表面上形成包括金屬的薄膜，并且隨后在薄膜上形成抗蝕膜來準(zhǔn)備底板掩模。通過將底板掩模的薄膜圖案化來準(zhǔn)備光掩模。此處，薄膜可根據(jù)光學(xué)特性分類為光屏蔽膜、抗反射膜、相移膜、半透明膜、反射膜、硬膜等，并且可由這些薄膜中的兩個或更多薄膜的組合實現(xiàn)。

隨著市場最近需要fpd裝置具有更高質(zhì)量和更高功能，擴(kuò)展fpd裝置的應(yīng)用領(lǐng)域并且需要高級制造技術(shù)。換言之，fpd裝置的集成密度變得更高，類似于半導(dǎo)體裝置，并且因此fpd裝置被設(shè)計成具有精細(xì)圖案。為了形成此類精細(xì)圖案，需要高圖案分辨率和高精度技術(shù)。

因此，為了提高用于制造fpd裝置的光掩模的精度，已經(jīng)開發(fā)出用于fpd裝置的相移底板掩模和光掩模，包括相位相對于曝光光移動約180°的相移膜，所述曝光甚至在1:1放大曝光裝置中具有i-線(365nm)、h-線(405nm)和g-線(436nm)的多個光譜線(波長)。相移膜是具有含硅化鉬(mosi)化合物或鉻(cr)化合物的單層的薄膜。形成在大面積襯底上的薄膜通過濕法蝕刻進(jìn)行圖案化。

圖1是示出傳統(tǒng)相移膜圖案的照片。

參考圖1，含有硅化鉬(mosi)化合物或鉻(cr)化合物的單層的相移膜在經(jīng)歷適于大面積襯底的濕法蝕刻時被各向同性地蝕刻，并且因此，相移膜圖案的邊緣處的蝕刻截面具有平緩坡度。

因此，圖案的邊緣處的坡度導(dǎo)致圖案邊緣與其他部分的邊緣之間的透射率和相移度出現(xiàn)差異，從而對相移膜圖案上的線寬的均勻性產(chǎn)生影響。此外，圖案的邊緣處的相移膜的坡度導(dǎo)致相移膜的邊界不清晰，并且因此使得難以形成精細(xì)圖案。

順便說一下，如果在相移膜印刷時從頂層反射的曝光的比例較高，那么由反射造成的干涉波使得難以通過曝光形成精細(xì)圖案。因此，對于曝光光而言，需要低反射率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明用來解決上述問題，并且本發(fā)明的一個目標(biāo)是一種相移底板掩模和光掩模，其中相移膜在厚度上減少并且在邊緣截面處具有陡峭坡度，以具有相移膜圖案的清晰邊界。

本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種相移底板掩模和光掩模，其中相移膜圖案具有改進(jìn)的截面，以增加相移膜圖案的透射率和相移度的均勻性，并且改進(jìn)相移膜圖案和印刷圖案的線寬的精度和均勻性。

本發(fā)明的又一目標(biāo)是提供一種相移底板掩模和光掩模，其中相移膜的表面的反射率降低，以防止由入射反射光造成的干涉波，從而提高精細(xì)印刷圖案的精度。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種相移底板掩模，其包括在透明襯底上形成的相移膜，所述相移膜包括至少兩個或更多層的多層膜，并且包括由氧(o)、氮(n)和碳(c)中的至少一個組成的金屬硅化物化合物。

相對于具有對應(yīng)于i-線(365nm)、h-線(405nm)和g-線(436nm)的多個波長的曝光光，所述相移膜可具有不高于35％的反射率。

所述相移膜的膜可由可以用一種蝕刻劑進(jìn)行蝕刻并且成分彼此不同的材料組成，而且成分不同的膜中的每個可堆疊一次或多次。

所述相移膜可形成多層膜，并且構(gòu)成所述相移膜的膜中的每個可形成單層或連續(xù)膜。

隨著從透明襯底進(jìn)一步向上，構(gòu)成所述相移膜的膜相對于一種蝕刻劑的蝕刻速度可降低。

構(gòu)成所述相移膜的膜中的頂層膜的氮(n)含量可低于布置在下方的膜。

隨著從頂部朝向透明襯底進(jìn)一步向下，構(gòu)成所述相移膜的膜的氮(n)含量可增加。

構(gòu)成所述相移膜的膜中的至少一個的蝕刻速度可高于或低于布置在上或下方的膜。

如果構(gòu)成相移膜的膜中的每個包括氮(n)，那么氮(n)含量可在0.1at％到70at％的范圍內(nèi)。

構(gòu)成所述相移膜的膜中的頂層膜的氧(o)含量可低于布置在下方的膜。

隨著從頂部朝向透明襯底進(jìn)一步向下，構(gòu)成所述相移膜的膜的氧(o)含量可增加。

構(gòu)成所述相移膜的膜中的頂層膜的碳(c)含量可高于布置在下方的膜。

隨著從頂部朝向透明襯底進(jìn)一步向下，構(gòu)成所述相移膜的膜的碳(c)含量可降低。

相對于具有對應(yīng)于i-線、h-線和g-線的多個波長的曝光光，所述相移膜可具有1％到40％的透射率。

相對于具有對應(yīng)于i-線、h-線和g-線的多個波長的曝光光，所述相移膜可具有不高于10％的透射率偏差。

相對于具有對應(yīng)于i-線、h-線和g-線的多個波長的曝光光，所述相移膜可具有160°到200°的相移度。

相對于具有對應(yīng)于i-線、h-線和g-線的多個波長的曝光光，所述相移膜可具有不高于40°的相移度偏差。

所述相移膜可在400nm到900nm范圍內(nèi)的波長中的一定波長處具有最低反射率。

所述相移膜可具有到的厚度，并且構(gòu)成所述相移膜的膜中的每個膜具有到的厚度。

金屬硅化物化合物膜可由硅(si)和從下列選擇的一個或多個金屬組成：鋁(al)、鈷(co)、鎢(w)、鉬(mo)、釩(v)、鈀(pd)、鈦(ti)、鉑(pt)、錳(mn)、鐵(fe)、鎳(ni)、鎘(cd)、鋯(zr)、鎂(mg)、鋰(li)、硒(se)、銅(cu)、釔(y)、硫(s)、銦(in)、錫(sn)、硼(b)、鈹(be)、鈉(na)、鉭(ta)、鉿(hf)和鈮(nb)，或者可包括由金屬硅化物和在氮(n)、氧(o)、碳(c)、硼(b)和氫(h)中選擇的一個或多個輕元素組成的化合物。

所述相移膜的金屬硅化物化合物膜可包括mosio、mosin、mosic、mosion、mosicn、mosico和mosicon中的一個。

金屬硅化物化合物膜可包括2at％到30at％的鉬(mo)、20at％到70at％的硅(si)、5at％到40at％的氮(n)、0到30at％的氧(o)和0到30at％的碳(c)。

相移底板掩?？蛇M(jìn)一步包括將布置在所述相移膜上的光屏蔽膜或者一層或多層金屬膜。

金屬膜可包括半透反射膜、蝕刻停止膜和蝕刻掩模膜中的一個。

光屏蔽膜和金屬膜可包括從下列選擇的一個或多個金屬：鉻(cr)、鋁(al)、鈷(co)、鎢(w)、鉬(mo)、釩(v)、鈀(pd)、鈦(ti)、鉑(pt)、錳(mn)、鐵(fe)、鎳(ni)、鎘(cd)、鋯(zr)、鎂(mg)、鋰(li)、硒(se)、銅(cu)、釔(y)、硫(s)、銦(in)、錫(sn)、硼(b)、鈹(be)、鈉(na)、鉭(ta)、鉿(hf)、鈮(nb)和硅(si)，或者除了選擇的金屬之外，可包括在氮(n)、氧(o)和碳(c)中選擇的一個或多個材料。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種使用上述相移底板掩模制造的相移光掩模，其包括：通過蝕刻相移膜形成并且包括至少兩個或更多層的多層膜的相移膜圖案，其中構(gòu)成相移膜圖案的膜中的每個包括由氧(o)、氮(n)和碳(c)中的至少一個構(gòu)成的金屬硅化物化合物，并且相對于具有對應(yīng)于i-線(365nm)、h-線(405nm)和g-線(436nm)的多個波長的曝光光，具有不高于35％的反射率。

所述相移膜圖案在上邊緣與下邊緣之間可具有不超過100nm的水平距離。

所述相移膜圖案在頂部表面與邊緣的截面之間可具有70°到110°的角(θ)。

所述相移光掩?？蛇M(jìn)一步包括將布置在所述相移膜上或下方的光屏蔽膜圖案或者一層或多層金屬膜圖案。

附圖說明

通過參考附圖詳細(xì)描述示例性實施例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白本發(fā)明的上述和其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點，在附圖中：

圖1是示出傳統(tǒng)相移膜圖案的照片。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的相移底板掩模的截面圖；

圖3是示出圖2的底板掩模中的相移膜的截面圖；

圖4a到圖4f是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的制造相移光掩模的方法并且用于說明相移光掩模的截面圖；

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的相移光掩模的截面圖；

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的相移底板掩模的截面圖；

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的相移膜的邊界的截面圖；

圖8和圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實例的相移膜的反射率的曲線圖；以及

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的相移膜圖案的照片。

具體實施方式

下文將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施例。然而，實施例僅用于說明性目的，并且不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的范圍。因此，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以對實施例進(jìn)行各種更改和等效物。此外，本發(fā)明的范圍應(yīng)在所附權(quán)利要求書中定義。

在下文，根據(jù)本發(fā)明的實施例的相移底板掩模和光掩模是用于制造包括液晶顯示器(lcd)、等離子顯示面板(pdp)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)等的平面顯示(fpd)裝置或制造半導(dǎo)體裝置的相移底板掩模和光掩模。此外，曝光光具有i-線(365nm)、h-線(405nm)、g-線(436nm)或krf(248nm)、arf(193nm)的單個光譜線，或者具有i-線(365nm)、h-線(405nm)和g-線(436nm)的多個光譜線。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的相移底板掩模的截面圖，以及圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的相移膜的截面圖。

參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的相移底板掩模100具有相移膜104、光屏蔽膜110和抗蝕膜114按順序堆疊在透明襯底102上的結(jié)構(gòu)。

例如，透明襯底102可以是矩形透明襯底，其中一邊不短于300mm并且所述襯底由合成石英玻璃、鈉鈣玻璃、無堿玻璃、低熱膨脹玻璃等組成。

相移膜104具有薄膜104a、…、104n中的至少兩個或更多層堆疊成如圖3所示的結(jié)構(gòu)。相移膜104可優(yōu)選包括兩層到十層，或者更優(yōu)選地，兩層到八層。

相移膜104是連續(xù)膜或多層膜，并且薄膜104a、…、104n中的每個是單層或連續(xù)膜。此處，連續(xù)膜是指在等離子濺射工藝期間通過改變諸如反應(yīng)性氣體、功率、壓力等因素而形成的膜。

相移膜104的薄膜104a、…、104n由可以被一種蝕刻劑一起蝕刻并且成分不同的材料組成.成分不同的薄膜104a、…、104n堆疊至少一次或多次，并且彼此的蝕刻速度不同。

薄膜104a、…、104n包括從下列選擇的一個或多個金屬：鋁(al)、鈷(co)、鎢(w)、鉬(mo)、釩(v)、鈀(pd)、鈦(ti)、鉑(pt)、錳(mn)、鐵(fe)、鎳(ni)、鎘(cd)、鋯(zr)、鎂(mg)、鋰(li)、硒(se)、銅(cu)、釔(y)、硫(s)、銦(in)、錫(sn)、硼(b)、鈹(be)、鈉(na)、鉭(ta)、鉿(hf)和鈮(nb)，包括由一種或多種金屬和硅(si)組成的金屬硅化物，或者包括由金屬或金屬硅化物和從氮(n)、氧(o)、碳(c)、硼(b)和氫(h)中選擇的一個或多個輕元素組成的化合物。

薄膜104a、…、104n優(yōu)選包括在硅化鉬(mosi)以及mosio、mosin、mosic、mosion、mosicn、mosico和mosicon之中選擇的硅化鉬(mosi)化合物。

根據(jù)它們的成分、成分比、厚度和類似因素，薄膜104a、…、104n相對于一種蝕刻材料的蝕刻速度和反射率不同?？紤]到這些因素，薄膜104a、…、104n在相移膜圖案化時在圖案的邊緣處形成陡峭的截面坡度，并且適當(dāng)布置以調(diào)整反射率。

詳細(xì)地說，通過改變金屬、硅(si)、氮(n)、氧(o)和碳(c)的含量，可調(diào)整構(gòu)成相移膜104的薄膜104a、…、104n的蝕刻速度和反射率。

在控制相移膜104的蝕刻速度以使截面坡度陡峭的方法中，輕元素的含量可進(jìn)行調(diào)整，以用于控制薄膜104a、…、104n的蝕刻速度。例如，如果氮(n)或氧(o)的含量增加，則蝕刻速度可變得更高，而如果碳(c)的含量增加，則蝕刻速度可變得更低。

優(yōu)選地，從面向透明襯底102的底部薄膜104a朝向頂部薄膜104n，薄膜104a、…、104n的蝕刻速度逐漸降低，以使得圖案的邊緣處的截面可以具有陡峭坡度。為此，可通過改變氮(n)的含量來調(diào)整薄膜104a、…、104n的蝕刻速度。隨著氮(n)含量增加，相移膜104的薄膜104a、…、104n相對于蝕刻材料的蝕刻速度增加。通過從頂部到底部，即，朝向透明襯底102逐漸增加薄膜中包括的氮(n)含量，相移膜104的薄膜104a、…、104n朝向透明襯底102的蝕刻速度可增加。例如，頂部薄膜具有最低氮(n)含量。

此處，薄膜104a、…、104n中包括氮(n)的薄膜的氮(n)含量差異在0.1at％到70at％，并且優(yōu)選5％到40at％。

另外，隨著碳(c)含量變得更高，薄膜104a、…、104n相對于一種蝕刻材料的蝕刻速度降低。通過從頂部到底部，即，朝向透明襯底102逐漸降低碳(c)的含量，相移膜104的薄膜104a、…、104n朝向透明襯底102的蝕刻速度可增加。優(yōu)選地，頂部薄膜可具有最高碳(c)含量。

此外，隨著氧(o)含量變得更高，薄膜104a、…、104n相對于一種蝕刻材料的蝕刻速度增加。因此，有可能通過將氧(o)包括在薄膜104a、…、104n中來細(xì)微調(diào)整蝕刻速度。通過從頂部到底部，即，朝向透明襯底102逐漸增加薄膜中包括的氧(o)含量，相移膜104的薄膜104a、…、104n朝向透明襯底102的蝕刻速度可增加。例如，頂部薄膜可優(yōu)選具有最低氧(o)含量。

順便說一下，通過改變薄膜104a、…、104n中包括的氮(n)和氧(o)含量中的每個或兩個，可控制相移膜104的反射率。隨著氮(n)含量變得更高和氧(o)含量變得更高，反射率降低。

基于不但考慮圖案化相移膜104的蝕刻截面的氮(n)、碳(c)和氧(o)的蝕刻特性，而且考慮反射率等的光學(xué)特性，根據(jù)本發(fā)明的薄膜104a、…、104n可包括并安排氮(n)、碳(c)和氧(o)。換言之，通過考慮到根據(jù)各種氣體的含量的差異，即，被包括并用于形成薄膜104a、…、104n的氮(n)、碳(c)和氧(o)變化的蝕刻速度和反射率，可通過不同地堆疊薄膜104a、…、104n來優(yōu)化蝕刻截面和反射率。例如，布置在一定層處的薄膜的蝕刻速度或反射率可高于或低于布置在該一定層上或下方的薄膜。為了優(yōu)化薄膜104a、…、104n的蝕刻速度和反射率，在形成薄膜104a、…、104n的同時，針對使薄膜具有類似或不同蝕刻特性，可適當(dāng)調(diào)整注入含有氮(n)、碳(c)和氧(o)的膜形成氣體的量。

相對于具有對應(yīng)于i-線(365nm)、h-線(405nm)和g-線(436nm)的多個波長的曝光光，相移膜104具有不高于50％的反射率，優(yōu)選40％并且更優(yōu)選35％另外，相移膜104在400nm到900nm范圍內(nèi)且優(yōu)選500nm到800nm的波長處具有最低反射率。

為此，例如，薄膜104a、…、104n可在頂部薄膜104n處包括最高氧(o)含量，并且布置在下方的薄膜中逐漸降低氧(o)含量，但不限于此。或者，氧(o)含量可在頂部薄膜104n處最高，并且通過考慮到圖案等而自由應(yīng)用于布置在下方的其他薄膜。

如上文所述，氮(n)、碳(c)和氧(o)的含量對坡度和反射率產(chǎn)生影響，并且因此，薄膜中的氮(n)、碳(c)和氧(o)的含量必須適當(dāng)調(diào)整。例如，如上文所述，坡度根據(jù)n、o和c的含量而變化，并且反射率根據(jù)n和o的含量而變化。因此，向下的薄膜可增加n、o和c以改進(jìn)坡度，并且降低n和o以改進(jìn)反射率。就這點而言，向下的薄膜可被布置成不但降低n和o，而且增加c。此處，n的降低改進(jìn)反射率但降低坡度。然而，坡度的降低可以由c的增加抵消。

為了滿足所需的圖案的截面坡度、反射率、透射率和相移度，相移膜104的薄膜104a、…、104n可含有2at％到30at％的鉬(mo)、20at％到70at％的硅(si)、5at％到40at％的氮(n)、0到30at％的氧(o)和0到30at％的碳(c)。

根據(jù)本發(fā)明，相移膜104包括堆疊的多層薄膜104a、…、104n，以使得折射率等可以調(diào)整，并且因此比單層相移膜更薄。

相移膜104具有到的厚度，并且優(yōu)選到的厚度?？紤]到關(guān)于布置在上和下方的薄膜的粘合和蝕刻特性，相移膜104的薄膜104a、…、104n形成以具有到的厚度。

相移膜104相對于具有對應(yīng)于i-線(365nm)、h-線(405nm)和g-線(436nm)的多個波長的曝光光而具有160°到200°的相移度，并且具有不超過40°的相移度偏差而且優(yōu)選不超過30°的相移度偏差。相移膜104具有1％到40％的透射率，優(yōu)選5％到20％的透射率，并且相對于曝光光具有10％的透射率偏差。此處，相移度、透射率和反射率的偏差是指相對于具有i-線、h-線和g-線的曝光光，最大與最小相移度、透射率和反射率之間的差異。

布置在相移膜104上的光屏蔽膜110在光掩模制造時被圖案化，并且用作將相移膜104圖案化的蝕刻掩模。

由于蝕刻材料滲透在光屏蔽膜110與抗蝕膜114之間，因此，光屏蔽膜110可由能夠粘合到抗蝕膜114的材料組成，以便防止抗蝕膜114與之分開。

為此，光屏蔽膜110可由任何材料組成，只要它與相移膜104具有蝕刻選擇性比率并且能夠粘合到抗蝕膜114即可。光屏蔽膜110可包括從下列選擇的一個或多個材料：鋁(al)、鈷(co)、鎢(w)、鉬(mo)、釩(v)、鈀(pd)、鈦(ti)、鉑(pt)、錳(mn)、鐵(fe)、鎳(ni)、鎘(cd)、鋯(zr)、鎂(mg)、鋰(li)、硒(se)、銅(cu)、釔(y)、硫(s)、銦(in)、錫(sn)、硼(b)、鈹(be)、鈉(na)、鉭(ta)、鉿(hf)、鈮(nb)或硅(si)，或者除了上述材料之外，可包括從氮(n)、氧(o)、碳(c)中選擇的一個或多個材料。

光屏蔽膜110可包括由鉻鉬(mocr)、鉻(cr)或者從氧(o)、氮(n)和碳(c)中選擇的一個或多個組成的化合物，例如，mocro、mocrn、mocrc、mocrcn、mocrco、mocrcon、cro、crn、crc、crcn、crco和crcon。

光屏蔽膜110由包括遮光膜106和抗反射膜108的兩個或更多層的多層膜形成，或者由連續(xù)膜形成。如果遮光膜106具有抗反射功能，則可不形成抗反射膜108。

光屏蔽膜110可由具有兩個或更多層的多層膜形成，其中薄膜由將被一種蝕刻劑一起蝕刻的材料組成，以使得光屏蔽膜圖案的邊緣處的截面具有陡峭坡度，薄膜的成分彼此不同，以及成分不同的薄膜堆疊至少一次或多次或可由連續(xù)膜形成。此時，根據(jù)成分、成分比、厚度和類似因素，構(gòu)成光屏蔽膜110的薄膜相對于一種蝕刻材料的蝕刻速度不同，并且因此通過考慮到這些因素而被適當(dāng)布置。

用于光屏蔽膜110的光屏蔽膜圖案可在將相移膜104圖案化之后被移除，或者可留在界定襯底的邊緣處的盲區(qū)所需的相移膜圖案的一部分上。

在具有相移膜104的堆疊圖案結(jié)構(gòu)中或在獨(dú)立圖案結(jié)構(gòu)中，光屏蔽膜110相對于曝光光具有2到6的光密度。為此，光屏蔽膜110具有到的厚度。光屏蔽膜110相對于曝光光具有不超過30％的反射率，優(yōu)選20％且更優(yōu)選15％。

這樣，根據(jù)本發(fā)明，由于多層膜的蝕刻速度彼此不同，因此，硅化鉬(mosi)或由硅化鉬(mosi)組成的化合物用來形成相移膜，從而改進(jìn)相移膜圖案的截面坡度。因此，相移膜的臨界尺寸(cd)精度和均勻性得到改進(jìn)，并且有可能實現(xiàn)不大于2μm，優(yōu)選1.8μm且更優(yōu)選1.5μm的相移膜的精細(xì)圖案。

圖4a到圖4f是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的制造相移光掩模的方法并且用于說明相移光掩模的截面圖。

參考圖4a，在根據(jù)本發(fā)明的相移光掩模中，相移膜104、光屏蔽膜110和抗蝕膜114按順序堆疊在透明襯底102上，從而形成相移底板掩模100。

相移膜104和光屏蔽膜110可由化學(xué)氣相沉積、基于濺射方法的物理氣相沉積、電子束沉積、激光沉積、原子層沉積等形成。具體而言，根據(jù)本發(fā)明，相移膜104和光屏蔽膜110可由濺射方法形成，其中將電壓施加到填充有諸如氬氣(ar)等惰性氣體和反應(yīng)性氣體的腔內(nèi)部的包括金屬在內(nèi)的靶。

此時，相移膜104和光屏蔽膜110可使用諸如no、n2o、no2、n2、o2、co2、co和ch4的反應(yīng)性氣體中的至少一個和除了反應(yīng)性氣體之外能夠提供氧(o)、氮(n)和碳(c)的氣體形成。

如果相移膜104的薄膜由硅化鉬(mosi)或由硅化鉬(mosi)組成的化合物中的一個組成，那么可使用硅化鉬(mosi)的單靶或分別由鉬(mo)和硅(si)構(gòu)成的多個靶通過濺射工藝來形成相移膜104。此時，硅化鉬(mosi)的單靶具有成分比mo:si＝2at％到30at％:70at％到98at％，例如，可具有各種成分比mo:si＝10at％:90at％、mo:si＝15at％:85at％、mo:si＝20at％:80at％、mo:si＝30at％:70at％等。根據(jù)相移膜104的所需條件，這種靶的成分比可自由調(diào)整。

為了控制相移膜104的薄膜的蝕刻速度，可以改變針對濺射方法注入的氣體的比例。例如，反應(yīng)性氣體與惰性氣體的比例可細(xì)微調(diào)整0.5:9.5到4:6，并且優(yōu)選1:9到3:7。

光屏蔽膜110可通過堆疊遮光膜106和抗反射膜108來形成。然而，這只不過是實例。或者，光屏蔽膜110可由連續(xù)膜或者鑒于濕法蝕刻的兩個或更多層的多層膜形成。

光屏蔽膜110由對相移膜104具有蝕刻選擇性的材料組成。例如，光屏蔽膜110可由cr或在cro、crn、crc、crco、cron、crcn和crcon中選擇的鉻(cr)化合物組成。

參考圖4b，通過將曝光、顯影等應(yīng)用到抗蝕膜來形成抗蝕膜圖案114a，并且將抗蝕膜圖案114a用作蝕刻掩模來蝕刻布置在抗蝕膜圖案114a下方的光屏蔽膜，從而形成光屏蔽膜圖案110a。

參考圖4c，抗蝕膜圖案和光屏蔽膜圖案110a用作蝕刻掩模，以用于蝕刻布置在光屏蔽膜圖案110a下方的相移膜，從而形成多層膜的相移膜圖案104a。

此時，光屏蔽膜圖案110a和相移膜圖案104a可由濕法蝕刻或干法蝕刻中的一個形成。優(yōu)選地，可使用濕法蝕刻。此處，用于濕法蝕刻的材料和方法是公知的。另外，可在移除抗蝕膜圖案之后對相移膜進(jìn)行蝕刻。

參考圖4d，抗蝕膜圖案(未示出)形成在光屏蔽膜圖案上，并且光屏蔽膜圖案隨后進(jìn)行蝕刻，以使得光屏蔽膜圖案110a可以留在相移膜圖案104a上，從而防止因相移造成的旁瓣現(xiàn)象。因此，完成具有用于形成接觸或線條圖案的輪圈型結(jié)構(gòu)的相移光掩模200。

參考圖4e，相移光掩模200的完成方式可使得光屏蔽膜圖案110a留在相移膜圖案104a的邊緣處，以界定盲區(qū)。

參考圖4f，相移光掩模200的完成方式可使得相移膜圖案104a上的光屏蔽膜圖案在圖4b的上述階段之后完全移除，并且只有相移膜圖案104a留在透明襯底102上。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的相移光掩模的截面圖。

參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的相移光掩模300包括透明襯底102的主區(qū)域中的具有兩個或更多層的多層膜的相移膜圖案104a，以及至少光屏蔽膜圖案110b，以具有輔助圖案，諸如盲區(qū)中的對準(zhǔn)鍵。

在相移光掩模300中，光屏蔽膜和抗蝕膜在透明襯底102上形成，并且隨后將抗蝕膜用作蝕刻掩模將光屏蔽膜蝕刻，從而形成光屏蔽膜圖案110b。

隨后，多層相移膜在透明襯底102上形成，包括光屏蔽膜圖案110b，并且抗蝕膜圖案在相移膜上形成。之后，將相移膜蝕刻，以形成相移膜圖案104a。

盡管未示出，但光屏蔽膜圖案110b可部分平坦地布置在所需主區(qū)域的相移膜圖案的下方。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的相移膜底板掩?？删哂性诙鄬酉嘁颇ど闲纬捎米飨嘁颇さ奈g刻掩模的薄金屬膜的結(jié)構(gòu)。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的相移底板掩模的截面圖。

參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的相移底板掩模400具有透明襯底202以及按順序堆疊在透明襯底202上的相移膜204、金屬膜206和抗蝕膜214。

此處，相移膜204具有與上述實施例的那些相移膜在結(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)和光學(xué)上相同的元件和特性。也就是說，相移膜204包括兩個或更多層的多層膜或連續(xù)膜，并且每個薄膜可包括硅化鉬(mosi)或者由在氧(o)、氮(n)、碳(c)、硼(b)和氫(h)中選擇的一個或多個輕元素構(gòu)成的硅化鉬(mosi)化合物。

金屬膜212被圖案化以用作相移膜204的蝕刻掩模，并且因此，金屬膜212可優(yōu)選由對用于相移膜204的蝕刻材料具有不低于10的蝕刻選擇性的材料組成。

金屬膜212可包括從下列選擇的一個或多個金屬：鉻(cr)、鋁(al)、鈷(co)、鎢(w)、鉬(mo)、釩(v)、鈀(pd)、鈦(ti)、鉑(pt)、錳(mn)、鐵(fe)、鎳(ni)、鎘(cd)、鋯(zr)、鎂(mg)、鋰(li)、硒(se)、銅(cu)、釔(y)、硫(s)、銦(in)、錫(sn)、鈹(be)、鈉(na)、鉭(ta)、鉿(hf)和鈮(nb)，或者除了上述金屬之外，可包括在氧(o)、氮(n)和碳(c)中選擇的一個或多個輕元素。

如果相移膜204包括硅化鉬(mosi)化合物，那么例如，金屬膜212可只由鉻(cr)或者由鉻(cr)和在氧(o)、氮(n)和碳(c)中選擇的一個或多個輕元素構(gòu)成的鉻(cr)化合物組成。此時，金屬膜212可具有30at％到70at％鉻(cr)、20at％到50at％氮(n)、0到30at％氧(o)和0到30at％碳(c)的成分比。

金屬膜212具有到的厚度，并且優(yōu)選到金屬膜212能夠粘合到布置于其上的抗蝕膜214，并且用作金屬膜212的蝕刻掩模的抗蝕膜214形成得較薄，以具有的厚度并且優(yōu)選因為金屬膜212非常薄。

此外，金屬膜和抗蝕膜可形成以具有適于通常根據(jù)產(chǎn)品水平和需要使用的二元底板掩模的厚度。

根據(jù)本發(fā)明的此實施例，相移底板掩模400可通過與上述實施例的那些相同的工藝制造成相移光掩模。此處，類似于圖4d、圖4e、圖4f和圖5，相移光掩模也可不同地形成，從而使得相移膜圖案在透明襯底上形成、金屬膜圖案留在相移膜圖案的所需部分上、只有相移膜圖案留在主區(qū)域中等。

這樣，根據(jù)本發(fā)明，薄金屬膜用作相移膜的蝕刻掩模，并且因此，與傳統(tǒng)厚度相比，有可能使抗蝕膜的厚度非常薄，從而顯著降低負(fù)載效應(yīng)。因此，金屬膜圖案由非常高的精度形成，并且待將薄金屬膜用作蝕刻掩模進(jìn)行蝕刻的相移膜圖案也形成為具有高精度臨界尺寸(cd)。

另外，金屬膜能夠粘合到抗蝕膜，并且由于在相移膜被圖案化時蝕刻材料滲透到接口中，防止相移膜的截面具有坡度。

盡管未示出，但相移光掩?？蛇M(jìn)一步包括布置在相移膜圖案上或下方的光屏蔽膜圖案，以執(zhí)行光屏蔽功能等。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的相移膜的厚度因為由兩個或更多層的多層膜形成而減少，并且因為它的截面坡度更陡而實現(xiàn)更精細(xì)的圖案，以使得在相移膜被圖案化時相移膜圖案可以具有更清晰的邊界。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的相移膜的邊界的截面圖；

參考圖7，鑒于厚度、蝕刻速度和類似因素，通過將具有更高蝕刻速度的膜放在下方或者通過使用部分減緩蝕刻速度的薄膜，根據(jù)本發(fā)明的此實施例的多層相移膜圖案104a經(jīng)形成以在圖案的邊緣具有陡峭坡度。

此時，相移膜圖案104a的上邊緣與下邊緣之間的水平距離(即，尾部大小：d)不大于100nm，并且優(yōu)選60nm。另外，相移膜圖案104a的頂部表面與邊緣處的截面之間的角(θ)在70°到110°的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選在80°到100°的范圍內(nèi)。

另外，根據(jù)本發(fā)明的相移底板掩模和光掩?？蛇M(jìn)一步包括設(shè)在相移膜或光屏蔽膜的上部部分與下部部分之間的至少一個中的薄膜，諸如，蝕刻停止膜、半透反射膜、硬膜等。

(實例)

相移底板掩模和相移膜圖案的形成

為了測試根據(jù)本發(fā)明的此實例的多層相移膜，相移底板掩模和使用它形成的光掩模通過與參考圖4a到圖4d公開的相同方法形成并且隨后進(jìn)行檢查。

通過采用濺射工藝在透明襯底上按順序形成多層相移膜104、光屏蔽膜110和抗蝕膜114，形成根據(jù)本發(fā)明的此實例的相移底板掩模100。

根據(jù)本發(fā)明的第一到第四實例，相移膜104分多層以分別具有兩層、四層、六層和八層，并且采用氬(ar)和被選擇作為n2與co2之間的反應(yīng)性氣體的一種或多種氣體，通過濺射工藝，使用硅化鉬(mosi)靶，相移膜104的膜包括mosin和mosicon中的一個。這些膜具有相同或不同的成分和成分比，并且在相同的成分下，包括相同或不同成分比的氧(o)、碳(c)和氮(n)。

此外，相移膜104可包括使用在no、n2o、no2、n2、o2、co2、co和ch4中選擇的至少一種反應(yīng)性氣體的在mosio、mosin、mosic、mosico、mosion、mosicn和mosicon中選擇的硅化鉬(mosi)化合物。

通過將遮光膜106和抗反射膜108堆疊起來而形成光屏蔽膜110，所述光屏蔽膜包括通過使用鉻(cr)靶的濺射工藝的對相移膜104具有蝕刻選擇性的鉻(cr)化合物。為了改進(jìn)截面形狀，光屏蔽膜110可通過兩個或更多層的多層膜或連續(xù)膜類似于相移膜實現(xiàn)。如果光屏蔽膜具有抗反射功能，則可不形成抗反射膜。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在將用于fpd的相移底板掩模100的光屏蔽膜110和相移膜104圖案化之后，測試多層相移膜。

在圖案化中，首先通過曝光和顯影來處理抗蝕膜以形成抗蝕膜圖案，并且隨后在將抗蝕膜圖案用作蝕刻掩模的同時對光屏蔽膜進(jìn)行濕法蝕刻，以形成光屏蔽膜圖案110a。隨后，移除抗蝕膜圖案，并且在將光屏蔽膜圖案110a用作蝕刻掩模的同時對相移膜進(jìn)行濕法蝕刻，以形成相移膜圖案104a，從而移除光屏蔽膜圖案的一部分。

在比較實例中，具有單層mosin的相移膜經(jīng)形成以形成相移底板掩模，并且采用與本發(fā)明的實例的那些相同的方法進(jìn)行圖案化。隨后，相對于相移膜的特性，比較發(fā)明實例和比較實例。

在下列表1和表2中，相對于用于制造相移膜104、每個元件的成分、光學(xué)特性和圖案的截面的工藝氣體比，將第一到第七發(fā)明實例和比較實例制成表格。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

參考表1到表4，根據(jù)本發(fā)明的第一到第七實例，通過考慮到厚度和蝕刻速度來形成和布置相移膜的薄膜，以使得相移膜圖案可以具有陡峭的截面。也就是說，根據(jù)第一到第七實例，相移膜的薄膜的成分不同并且因此被形成以隨著薄膜朝向透明襯底進(jìn)一步向下增加相對于一種蝕刻劑的蝕刻速度。在第四實例中，中間薄膜的蝕刻速度低于布置在上方和下方的薄膜的那些。

此時，根據(jù)第一到第七實例和比較實例的相移膜滿足條件，諸如，透射率、相移度等。

參考示出根據(jù)本發(fā)明的實例的反射率的圖8和圖9的曲線圖，相對于具有對應(yīng)于i-線(365nm)、h-線(405nm)和g-線(436nm)的多個波長的曝光光，相移膜104具有不高于40％的反射率。

然而，發(fā)明實例和比較實例在圖案化相移膜的截面形狀上不同。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層相移膜圖案的截面的照片。

參考圖10，在根據(jù)本發(fā)明的第七實例的相移膜的情況下，即，如果隨著薄膜朝向透明襯底進(jìn)一步向下，相對于一種蝕刻劑的蝕刻速度增加，并且針對蝕刻速度來調(diào)整相移膜的薄膜的厚度，那么通過增加兩層或三層相移膜圖案中的相移膜的上層薄膜的蝕刻速度，相移膜圖案被形成以在邊緣處具有陡峭截面坡度。此時，相移膜圖案的上邊緣與下邊緣之間的水平距離(即，尾部大小)是約51nm，并且相移膜圖案的頂部表面與邊緣處的截面之間的角(θ)不小于80°。因此，應(yīng)了解，相移膜圖案的邊緣處的坡度被改進(jìn)。

另外，類似于第一實例，如果隨著薄膜朝向透明襯底進(jìn)一步向下，相對于一種蝕刻劑的蝕刻速度增加，并且針對蝕刻速度來調(diào)整相移膜的薄膜的厚度，那么應(yīng)了解，四層相移膜圖案在邊緣處的界面坡度上得到改進(jìn)，并且此時，相移膜圖案的上邊緣與下邊緣之間的水平距離是約49nm。

另外，在根據(jù)第三實例的相移膜的情況下，即，如果隨著薄膜進(jìn)一步向上，蝕刻速度增加，并且針對蝕刻速度來調(diào)整相移膜的薄膜的厚度，那么應(yīng)了解，四層相移膜圖案在邊緣處的截面坡度上得到改進(jìn)。此時，相移膜圖案的上邊緣與下邊緣之間的水平距離是約52nm。

同樣，應(yīng)了解，根據(jù)第四到第七實例的相移膜圖案的上邊緣與下邊緣之間的水平距離分別是48nm、50nm、53nm和51nm。

另一方面，如果相移膜具有單層，類似于比較實例，那么相移膜圖案具有邊緣處的平緩截面坡度，如圖1所示，并且因此相移膜圖案的邊界不清晰。此時，應(yīng)了解，相移膜圖案的上邊緣與下邊緣之間的水平距離是約152nm。

根據(jù)本發(fā)明，提供相移底板掩模和光掩模，其包括連續(xù)膜或兩個或更多層的多層膜形式的相移膜，其中膜的成分不同、堆疊一次或多次，并且相對于一種蝕刻劑進(jìn)行蝕刻。

因此，有可能通過曝光光的干涉來減少相移膜的厚度，這在構(gòu)成相移膜的膜的邊界中發(fā)生。

另外，相移膜圖案具有邊緣處的陡峭截面坡度，并且因此在相移膜被圖案化時具有清晰邊界，從而保證相移膜圖案的透射率和相移度的均勻性。因此，改進(jìn)相移膜圖案和印刷圖案的圖案線寬的精度和均勻性。

此外，相移膜的表面上的反射率減低，從而防止由入射反射光造成的干涉波。因此，在精細(xì)圖案的精度上改善相移膜圖案和印刷圖案。

盡管上文已描述本發(fā)明的一些示例性實施例，但本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述示例性實施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可在這些示例性實施例中進(jìn)行改變和更改，本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求書和它們的等效物中定義。