CN115616853A - 空白掩模、光掩模以及半导体器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本实施方式涉及空白掩模等，上述空白掩模包括透光基板及位于上述透光基板上的遮光膜。遮光膜包括过渡金属、氧及氮中的至少一种。遮光膜表面包括将上述遮光膜表面横纵三等分切割而形成的九个区域。遮光膜表面具有在上述九个区域中分别测量的Rsk值，上述Rsk值的平均值为‑0.64以上且0以下，遮光膜表面具有在上述九个区域中分别测量的Rku值，上述Rku值的平均值为3以下。上述空白掩模等通过在遮光膜的表面适用有效地抑制疑似缺陷形成的遮光膜来在高灵敏度缺陷检查时能够容易地进行缺陷判定。

Description

空白掩模、光掩模以及半导体器件的制造方法

技术领域

本实施方式涉及空白掩模、光掩模以及半导体器件的制造方法。

背景技术

由于半导体装置等的高集成化，需要半导体装置的电路图案的微细化。由此，进一步强调作为使用光掩模在晶圆表面上显影电路图案的技术的光刻技术的重要性。

为了显影微细化的电路图案，需要在曝光工艺中使用的曝光光源的短波长化。最近使用的曝光光源包括ArF准分子激光器(波长193nm)等。

另一方面，光掩模包括二元掩模(Binary mask)、相移掩模(Phase shift mask)等。

二元掩模具有在透光基板上形成遮光层图案的结构。二元掩模，在形成有图案的一面，通过不包括遮光层的透射部使曝光光线透射，并通过包括遮光层的遮光部阻挡曝光光线，从而在晶圆表面的抗蚀剂膜上对图案进行曝光。然而，在二元掩模中，随着图案越微细化，由于在曝光工序中在透射部的边缘处产生的光的衍射，微细图案显影可能会出现问题。

相移掩模包括利文森型(Levenson type)掩模、支腿型(Outrigger type)掩模及半色调型(Half-tone type)掩模。其中，半色调型相移掩模具有在透光基板10上形成有由半透射膜形成的图案的结构。半色调型相移掩模，在形成有图案的一面，通过不包括半透射层的透射部使曝光光线透射，并通过包括半透射层的半透射部使衰减的曝光光线透射。上述衰减的曝光光线与通过透射部的曝光光线相比具有相位差。由此，在透射部的边缘处产生的衍射光因透射半透射部的曝光光线而抵消，相移掩模能够在晶圆表面形成更精细的精细图案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1韩国公开专利第10-2012-0057488号

专利文献2韩国公开专利第10-2014-0130420号

发明内容

技术问题

本实施方式的目的在于，提供空白掩模等，遮光膜的面内方向的厚度均匀性优异，且在高灵敏度缺陷检查时容易判定缺陷。

解决问题的方案

根据本说明书的一实施例的空白掩模，包括：透光基板；以及遮光膜，位于上述透光基板上。

上述遮光膜含有氧和氮中的至少一种以及过渡金属。

上述遮光膜表面包括将上述遮光膜表面横纵三等分切割而形成的九个区域。

上述遮光膜表面具有在上述九个区域中分别测量的Rsk值，上述Rsk值的平均值为-0.64以上且0以下。

上述遮光膜表面具有在上述九个区域中分别测量的Rku值，上述Rku值的平均值为3以下。

上述Rsk值的标准偏差值可以为0.6以下。

上述Rku值的标准偏差值可以为0.9以下。

上述Rku值的最大值与最小值的差值可以为2.2以下。

上述Rku值的最大值可以为4.6以下。

上述Rsk值的最大值与最小值的差值可以为1.7以下。

当从截面观察上述遮光膜时，上述遮光膜的截面可以包括作为一末端的第一边缘和作为另一末端的第二边缘。

当从截面观察上述遮光膜时，在上述遮光膜截面的中央部测量的上述遮光膜厚度为Hc，在上述第一边缘测量的上述遮光膜厚度为H1，在上述第二边缘测量的上述遮光膜厚度为H2。

上述遮光膜的|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的更大的值可以小于

上述|Hc-H1|值是从Hc值减去H1值的绝对值，上述|Hc-H2|值是从Hc值减去H2值的绝对值。

上述遮光膜包括：第一遮光层；以及第二遮光层，设置在上述第一遮光层上。

上述第二遮光层的过渡金属的含量可以大于上述第一遮光层的过渡金属的含量。

上述过渡金属可以包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一种。

根据本说明书的另一实施例的光掩模包括：透光基板，以及，遮光图案膜，位于上述透光基板上。

上述遮光图案膜含有氧和氮中的至少一种以及过渡金属。

上述光掩模上表面包括将上述光掩模上表面横纵三等分切割而形成的九个区域。

上述光掩模上表面具有在位于上述九个区域的上述遮光图案膜上表面分别测量的Rsk值，上述Rsk值的平均值可以为-0.64以上且0以下。

上述光掩模上表面具有在位于上述九个区域的上述遮光图案膜上表面分别测量的Rku值，上述Rku值的平均值可以为3以下。

根据本说明书的又一实施例的半导体元件的制造方法包括：准备步骤，设置光源、光掩模及涂有抗蚀剂膜的半导体晶圆；曝光步骤，通过上述光掩模，将从上述光源入射的光选择性地透射至上述半导体晶圆上；以及显影步骤，在上述半导体晶圆上显影图案。

上述光掩模包括：透光基板；以及遮光图案膜，设置在上述透光基板上。

上述遮光图案膜含有氧和氮中的至少一种以及过渡金属。

上述光掩模上表面包括将上述光掩模上表面横纵三等分切割而形成的九个区域。

上述光掩模上表面具有在位于上述九个区域的遮光图案膜上表面分别测量的Rsk值，上述Rsk值的平均值为-0.64以上且0以下，

上述光掩模上表面具有在位于上述九个区域的遮光图案膜上表面分别测量的Rku值，上述Rku值的平均值为3以下。

发明的效果

在根据本实施方式的空白掩模等中，遮光膜的面内方向的厚度均匀性优异，且易于在高灵敏度缺陷检查时判定缺陷。

附图说明

图1为以截面说明根据本说明书的一实施例的空白掩模的示意图。

图2为说明在遮光膜的截面中测量遮光膜的厚度分布的方法的示意图。

图3为以截面说明根据本说明书的另一实施例的空白掩模的示意图。

图4为以截面说明根据本说明书的又一实施例的空白掩模的示意图。

图5为以截面说明根据本说明书的又一实施例的空白掩模的示意图。

图6为在本实施方式中将成膜步骤完成之后位于溅射室内的遮光膜的表面和溅射靶相关联来说明的示意图。

附图标记说明

100：空白掩模

10：透光基板

20：遮光膜

21：第一遮光层

22：第二遮光层

25：遮光图案膜

30：相移膜

50：溅射靶

200：光掩模

Le1：第一边缘

Le2：第二边缘

c：中心点

Lb：形成在遮光膜与透光基板之间的界面

H1：在第一边缘测量的遮光膜厚度

H2：在第二边缘测量的遮光膜厚度

Hc：在遮光膜的中心点测量的遮光膜厚度

L1：第一边

L2：第二边

L3：第三边

L4：第四边

A：溅射靶的旋转轴

a1：第一区域

a2：第二区域

a3：第三区域

Dn：北向

De：东向

Dw：西向

Ds：南向

具体实施方式

在下文中，将对实施例进行详细描述，以便本实施方式所属领域的普通技术人员能够容易地实施实施例。本实施方式可通过多种不同的方式实现，并不限定于在此说明的实施例。

当在所提及的含义中出现固有的制造及物质允许误差时，在本说明书中使用的程度的术语“约”或“实质上”等用于表达其数值或接近其数值的意思，并旨在防止用于理解本实施方式所公开的准确的或绝对的数值被任何不合情理的第三方不正当或非法地使用。

在本说明书全文中，马库什型描述中包括的术语“……的组合”是指从马库什型描述的组成要素组成的组中选择的一个或多个组成要素的混合或组合，从而意味着本发明包括选自由上述组成要素组成的组中的一个或多个组成要素。

在本说明书全文中，“A和/或B”形式的记载意指“A、B或A和B”。

在本说明书全文中，除非有特别说明，如“第一”、“第二”或“A”、“B”等的术语为了互相区别相同术语而使用。

在本说明书中，B位于A上的含义是指B位于A上或其中间存在其他层的情况下B位于A上或可位于A上，不应限定于B以接触的方式位于A表面的含义来解释。

除非有特别说明，在本说明书中单数的表述解释为包括上下文所解释的单数或复数的含义。

在本说明书中，室温是指20℃以上且25℃以下的温度。

在本说明书中，疑似缺陷是指，位于遮光膜表面，因不会导致空白掩模的分辨率下降而不属于实际缺陷，但在用高灵敏度缺陷检测设备检测时判定为缺陷的缺陷。

Rsk值是根据ISO_4287评估的值。Rsk值表示测量对象表面轮廓(surfaceprofile)的高度对称性(偏度，skewness)。

Rku值是基于ISO_4287评估的值。Rku值表示测量对象表面轮廓的锐度(峰度，kurtosis)。

峰(peak)是指遮光膜表面轮廓中位于基准线(意味着表面轮廓中的高度平均线)上方的轮廓部分。

谷(valley)是指遮光膜表面轮廓中位于基准线下方的轮廓部分。

在本说明书中，标准偏差是指样本标准偏差。

随着半导体的高集成化，需要在半导体晶圆上形成更精细的电路图案。随着在半导体晶圆上显影的图案的线宽进一步减小，用于显影上述图案的光掩模的分辨率相关问题也趋于增加。由此，空白掩模和光掩模需要更严格地防止由于微小缺陷引起的分辨率劣化，因此以更高的灵敏度执行对于上述空白掩模等的缺陷检查。当在高灵敏度条件下检查遮光膜表面时，不仅可以检测到实际缺陷，还可以检测到许多疑似缺陷。此外，为了从检查结果数据区分出实际缺陷而需要额外的检查过程，因此空白掩模生产过程可能变得更加复杂。

另一方面，遮光膜的厚度根据遮光膜中的位置可能会有微妙的变化。这些遮光膜的厚度变化可能导致遮光膜的面内方向上的光学特性变化。另外，当对上述遮光膜进行图案化时，在遮光膜中厚度较薄的部分中，在遮光膜的面内方向上可能会发生过度蚀刻，而厚度较厚的部分中，在遮光膜的深度方向上可能会发生不够充分的蚀刻。随着在半导体晶圆上显影的图案的线宽进一步减小，由于在遮光膜的面内方向上发生的微小厚度变化，可能容易发生上述问题。因此，需要更精确地控制遮光膜的厚度变化。

本实施方式的发明人通过实验确认，可以提供适用了如下所述的遮光膜的空白掩模，上述遮光膜通过控制遮光膜的面内方向上的粗糙度分布等，即使在高灵敏度缺陷检查时也容易检测实际缺陷。

在下文中，将详细描述本实施方式。

图1为说明根据本说明书的一实施例的空白掩模的示意图。将参照图1具体说明本实施方式。

空白掩模100包括：透光基板10，以及遮光膜20，设置在上述透光基板10上。

作为透光基板10的材质，只要是对曝光光线具有透光性且可适用于空白掩模100的材质，就不受限制。具体而言，透光基板10对于波长为193nm的曝光光线的透射率可以为85％以上。上述透射率可以为87％以上。上述透射率可以为99.99％以下。例如，可以将合成石英基板适用于透光基板10。在这种情况下，透光基板10可以抑制透射上述透光基板10的光的衰减(attenuated)。

通过调节透光基板10的平坦度、粗糙度等表面特性，能够抑制光学畸变的发生。

遮光膜20可以位于透光基板10的上表面(top side)。

遮光膜20可以具有将从透光基板10的下表面(bottom side)侧入射的曝光光线的至少一定部分阻挡的特性。此外，当相移膜30等位于透光基板10和遮光膜20之间时(参照图4)，在将上述相移膜30等蚀刻成图案形状的过程中，遮光膜20可以用作蚀刻掩模。

遮光膜20含有氧及氮中的至少一种以及过渡金属。

遮光膜的表面粗糙度(surface roughness)特性

遮光膜20表面包括将上述遮光膜20表面横纵三等分切割而形成的九个区域。

遮光膜20表面具有在上述九个区域中分别测量的Rsk值，上述Rsk值的平均值为-0.64以上且0以下。

遮光膜20表面有在上述九个区域中分别测量的Rku值，上述Rku值的平均值为3以下。

由于遮光膜20是通过溅射工序形成的，因此在遮光膜20的表面上可能会形成峰和谷。一些峰和谷可能具有可被认为疑似缺陷的高度、形状等。若不控制峰和谷分布，在高灵敏度缺陷检测时检测为疑似缺陷的频率可能会更高。

为了提高高灵敏度缺陷检查的精度，可以考虑使用蚀刻气体等来降低以Ra值等为代表的遮光膜20的表面粗糙度的方法。然而，由于检测设备的高检测灵敏度，即使在具有低粗糙度特性的遮光膜表面上，仍然也可以检测到许多疑似缺陷。

另一方面，本实施方式的发明人通过实验确认，遮光膜表面的偏度和峰度特性是影响疑似缺陷判定的因素之一。具体而言，缺陷检查的执行方式为：通过将检查光照射到检查对象表面并检测和分析形成在检查对象表面上的反射光以检测缺陷。检查光从遮光膜的表面反射，反射光的角度和强度等会根据表面粗糙度特性而改变。这可能成为降低高灵敏度缺陷检测精度的因素。

在本实施方式中，通过调节在遮光膜20表面的各区域所测得的Rsk值和Rku值的平均值等，并将在本实施方式中公开的遮光膜的层结构、各层的组成等适用于遮光膜，从而可有效减少在遮光膜表面上检测到的疑似缺陷的数量。尤其，通过控制遮光膜20表面上的每个区域的Rsk值和Rku值的平均值和偏差等，可以有效地防止缺陷检查精度降低。

可以通过在溅射工序中控制基板与靶之间的距离、基板的旋转速度等溅射工序条件来调节遮光膜20表面的各区域的Rsk值和Rku值的平均值、偏差等。单独地或同时地，在成膜之后的对遮光膜20表面的热控制、冷却处理等也可能会影响表面特性。此外，随着遮光膜的表面粗糙度变得更细，可能影响到表面能的因素，即遮光膜中包含的组成等也可能影响遮光膜的表面特性。关于上述控制手段的详细说明与以下内容重复，因此将省略。

在遮光膜20表面的各个区域中测量Rsk值和Rku值的方法如下。

将待测对象遮光膜20的表面横纵三等分切割，总共分成九个区域。遮光膜20表面上的各个区域的Rsk值和Rku值是在各个区域的中心区域测量的。各个区域的中心区域是指位于各个区域的中心部(中央部)的宽度为1μm且长度为1μm的区域。

使用二维粗糙度仪，在非接触模式(Non-contact mode)下将扫描速度设定为0.5Hz来在上述中心区域测量Rsk值和Rku值。例如，可以通过适用韩国帕克(Park Systems)股份有限公司的XE-150模型来测量Rsk值和Rku值，上述XE-150模型中适用作为韩国帕克股份有限公司的悬臂(Cantilever)模型的PPP-NCHR作为探针。

从在各个区域测得的Rsk值和Rku值计算Rsk值和Rku值的平均值、标准偏差等。

遮光膜20表面具有在上述九个区域中分别测量的Rsk值，上述Rsk值的平均值可以为-0.64以上且0以下。上述Rsk值的平均值可以为-0.635以上且-0.1以下。上述Rsk值的平均值可以为-0.63以上且-0.4以下。

遮光膜20表面具有在上述九个区域中分别测量的Rku值，上述Rku值的平均值可以为3以下。上述Rku值的平均值可以为2.95以下。上述Rku值的平均值可以为2.9以下。上述Rku值的平均值可以为2.75以上。

在这种情况下，遮光膜20的整个表面可以具有均匀的表面粗糙度特性，并且可以有效地抑制因表面粗糙度特性形成疑似缺陷。

可以控制在遮光膜表面上的各个区域中测量的Rsk值和Rku值的偏差。在遮光膜表面的各区域测得的Rsk值和Rku值的平均值控制在预设范围内，当上述Rsk值和Rku值的偏差得到控制时，在遮光膜表面整体上可以减少疑似缺陷。因此，当以高灵敏度检查遮光膜的缺陷时，可以获得更准确的结果。

遮光膜20表面具有在上述九个区域中分别测量的Rsk值，上述Rsk值的标准偏差值可以为0.6以下。上述Rsk值的标准偏差值可以为0.5以下。上述Rsk值的标准偏差值可以为0.4以下。上述Rsk值的标准偏差值可以为0.1以上。在这种情况下，通过控制各个区域的偏度特性来可以部分地抑制根据峰和谷分布产生的疑似缺陷。

遮光膜20表面具有在上述九个区域中分别测量的Rku值，上述Rku值的标准偏差值可以为0.9以下。上述Rku值的标准偏差值可以为0.85以下。上述Rku值的标准偏差值可以为0.8以下。上述Rku值的标准偏差值可以为0.6以下。上述Rku值的标准偏差值可以为0.1以上。上述Rku值的标准偏差值可以为0.5以上。在这种情况下，可以控制在遮光膜表面上产生的反射光的路径，且能够更容易地检测缺陷。

遮光膜20表面具有在上述九个区域中分别测量的Rku值，上述Rku值的最大值与最小值之差值可以为2.2以下。上述差值可以为2.12以下。上述差值可以为2以下。上述差值可以为0.1以上。在这种情况下，在高灵敏度缺陷检查时，可以有效地抑制由峰引起的检查光的散射现象导致的缺陷检查精度降低。

上述Rku值的最大值可以为4.6以下。上述最大值可以为4.3以下。上述最大值可以为4.2以下。上述最大值可以为4.1以下。上述最大值可以为2以上。在这种情况下，可以有效地抑制反射光的散射现象，上述反射光的散射现象由具有相对高峰度的一些峰发生。

遮光膜20的表面具有在上述九个区域中分别测量的Rsk值，上述Rsk值的最大值与最小值之差值可以为1.7以下。上述差值可以为1.6以下。上述差值可以为1.3以下。上述差值可以为0.1以上。在这种情况下，能够调节遮光膜20表面的整个区域的峰和谷分布的偏度特性，因此便于缺陷检测。

遮光膜的厚度分布

图2为说明在遮光膜的截面中测量遮光膜的厚度分布的方法的示意图。将参照图2说明本实施方式。

当从截面观察遮光膜20时，遮光膜20的截面可以包括作为一末端的第一边缘Le1和作为另一末端的第二边缘Le2。

当从截面观察遮光膜20时，在遮光膜截面的中心部测量的遮光膜厚度为Hc，在第一边缘测量的遮光膜厚度为H1，在第二边缘测量的遮光膜厚度为H2。

遮光膜的|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的较大的值可以小于

上述|Hc-H1|值是从Hc值减去H1值的绝对值。

上述|Hc-H2|值是从Hc值减去H2值的绝对值。

在进行溅射之前，将溅射靶在溅射室中设置成相对于透光基板10的表面的垂直方向倾斜。这是为了防止在成膜过程中在溅射靶表面产生的粒子污染成膜对象表面。

为了提高遮光膜表面的缺陷检查精度，在形成遮光膜时，可以在靠近成膜对象表面的位置设置溅射靶。在溅射靶表面产生的溅射粒子沉积在成膜对象表面上。溅射靶与成膜对象表面之间的距离越近，溅射粒子以越强的能量与成膜对象表面碰撞并沉积，所形成的遮光膜可能具有相对较高的致密度。此外，遮光膜的致密度越高，可以诱导更均匀的表面形成。上述表面可以表现出相对低的偏度和/或峰度值。通过实验确认，当以高灵敏度检查上述遮光膜表面的缺陷时，可能会出现相对高的检查精度。

然而，在形成遮光膜时，在将溅射靶倾斜设置而不是在成膜对象表面的垂直方向上设置的情况下，根据在成膜对象表面中的位置，成膜对象表面与溅射靶之间的距离会不同。溅射靶与基板表面之间的距离越近，可以发生越多溅射粒子的沉积。在成膜对象表面中，在位于相对更靠近溅射靶的位置的外围部，可形成比中央部更厚的遮光膜。

在进行溅射过程中，成膜对象表面的外围部中的一个地点与溅射靶之间的距离比中央部变化更大。在这种情况下，在成膜对象表面的外围部上可以沉积与中央部相比具有相对宽范围的能量分布的溅射粒子。这可能成为遮光膜外围部的致密度降低的原因。在具有低致密度的遮光膜上可能形成相对粗糙的表面。

在需要形成精密遮光图案膜的空白掩模的遮光膜形成方面，这种致密度偏差可能会影响制成品的质量。并且，判断为上述偏差还与缺陷检查时的疑似缺陷有关。

本实施方式可以控制遮光膜20表面的各个区域的Rsk值和Rku值的平均值等，同时控制遮光膜20的面内方向上的厚度分布。由此，能够减少高灵敏度缺陷检查时的遮光膜20表面的疑似缺陷数量，同时有效地抑制遮光膜20的光学特性在面内方向上变化。

在遮光膜截面上观察到的遮光膜的厚度分布可以通过在形成遮光膜时控制靶与基板的距离、基板的旋转速度等溅射工序条件、遮光膜表面内各区域的热处理和冷却处理工序条件、遮光膜层结构等的方法来调节。由于与下面将描述的遮光膜的制备方法的说明重复，因此将省略其详细说明。

当从截面观察遮光膜20时，通过如下方法测量在上述遮光膜20的中心测量的膜厚与在上述遮光膜20的各个边缘测量的膜厚之间的差值。

使用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy，TEM)测量装置测量作为测量对象的遮光膜20的截面图像。

在遮光膜20的截面图像中，指定第一边缘Le1和第二边缘Le2，且测量第一边缘Le1处的遮光膜厚度H1和第二边缘Le2处的遮光膜厚度H2。

在遮光膜20的截面图像中，测量遮光膜厚度Hc，上述厚度Hc为在遮光膜截面的中心处测量的厚度。Hc是在中心点c测量的遮光膜的厚度。中心点c是在上述遮光膜20的截面图像中位于界面Lb的中心的点，上述界面Lb形成在遮光膜20与透光性基板10之间。当在遮光膜与透光基板之间存在另一薄膜时，在遮光膜的截面图像中，中心点是位于界面的中心的点，上述界面为形成在遮光膜与上述另一薄膜之间的界面。

从测量的H1值、H2值及Hc值计算|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的大的值。

为了便于对测量对象遮光膜表面进行聚焦离子束(Focused Ion Beam，FIB)处理，可以通过将一个空白掩模的中心部和外周部切割成一定的面积来制备多个测量对象样品。具体而言，对位于测量对象空白掩模的中央部(中心部)的宽度为5cm且长度为5cm的区域进行切割，以制备第一样品。对位于上述中央部的左侧且包括遮光膜的一边的宽度为5cm且长度为5cm的区域进行切割，以制备第二样品。对位于上述中央部的右侧且包括与遮光膜的上述一边相对的另一边的宽度为5cm且长度为5cm的区域进行切割，以制备第三样品。

之后，用聚焦离子束(Focused Ion Beam，FIB)处理上述第一样品、第二样品及第三样品的上表面(即，遮光膜表面)。

在聚焦离子束处理后，通过TEM测量装置获得第一样品的截面图像，并从上述截面图像测量Hc值。另外，通过TEM测量装置获得第二样品和第三样品的截面图像，从上述截面图像测量H1值和H2值，并计算|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的大的值。

例如，可以使用由JEOL LTD公司制备的JEM-2100F HR模型来测量试片的TEM图像。

上述|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的大的值可以小于

在这种情况下，可以实质上抑制遮光膜的光学特性在面内方向上变化。

遮光膜的组成及层结构

图3为说明根据本说明书的另一实施例的空白掩模100的示意图。将参照上述图3说明本实施方式。

遮光膜20可以包括：第一遮光层21；以及第二遮光层22，设置在上述第一遮光层21上。

第二遮光层22可以含有氧和氮中的至少一种以及过渡金属。第二遮光层22可以包含50原子％以上且80原子％以下的过渡金属。第二遮光层22可以包含55原子％以上且75原子％以下的过渡金属。第二遮光层22可以包含60原子％以上且70原子％以下的过渡金属。

第二遮光层22的对应于氧或氮的元素的含量可以是10原子％以上且35原子％以下。第二遮光层22的对应于氧或氮的元素的含量可以是15原子％以上且25原子％以下。

第二遮光层22可以包含5原子％以上且20原子％以下的氮。第二遮光层22可以包含7原子％以上且13原子％以下的氮。

在这种情况下，遮光膜20可以通过与相移膜30(参照图4)一起形成层叠体来有助于实质上阻挡曝光光线。

第一遮光层21可以包括过渡金属、氧及氮。第一遮光层21可以包含30原子％以上且60原子％以下的过渡金属。第一遮光层21可以包含35原子％以上且55原子％以下的过渡金属。第一遮光层21可以包含40原子％以上且50原子％以下的过渡金属。

第一遮光层21的氧含量和氮含量的总和可以是40原子％以上且70原子％以下。第一遮光层21的氧含量和氮含量的总和可以是45原子％以上且65原子％以下。第一遮光层21的氧含量和氮含量的总和可以是50原子％以上且60原子％以下。

第一遮光层21可以包含20原子％以上且40原子％以下的氧。第一遮光层21可以包含23原子％以上且33原子％以下的氧。第一遮光层21可以包含25原子％以上且30原子％以下的氧。

第一遮光层21可以包含5原子％以上且20原子％以下的氮。第一遮光层21可以包含7原子％以上且17原子％以下的氮。第一遮光层21可以包含10原子％以上且15原子％以下的氮。

在这种情况下，第一遮光层21可以有助于使遮光膜20具有优异的消光特性。

上述过渡金属可以包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一种。上述过渡金属可以是Cr。

第一遮光层21的膜厚可以是

以上且

以下。第一遮光层21的膜厚可以是

以上且

以下。第一遮光层21的膜厚可以是

以上且

以下。在这种情况下，第一遮光层21可以有助于使遮光膜20有效地阻挡曝光光线。

第二遮光层22的膜厚可以是

以上且

以下。第二遮光层22的膜厚可以是

以上且

以下。第二遮光层22的膜厚可以是

以上且

以下。在这种情况下，第二遮光层22可以有助于提高遮光膜20的消光特性，并有助于进一步精确地控制遮光图案膜25的侧面轮廓，上述遮光图案膜25为在对遮光膜20进行图案化时形成。

第二遮光层22的膜厚相对于第一遮光层21的膜厚的比率可以为0.05以上且0.3以下。上述膜厚比率可以为0.07以上且0.25以下。上述膜厚比率可以为0.1以上且0.2以下。在这种情况下，遮光膜20具有足够的消光特性，并有助于进一步精确地控制遮光图案膜25的侧面轮廓，上述遮光图案膜25为在对遮光膜20进行图案化时形成。

第二遮光层22的过渡金属的含量可以大于第一遮光层21的过渡金属的含量。

为了更精确地控制遮光图案膜25的侧面表面轮廓，并保证在缺陷检查中遮光膜表面对检查光的反射率具有适合检查的值，在第二遮光层22的过渡金属的含量需要大于第一遮光层21的过渡金属的含量，上述遮光图案膜25通过对遮光膜20进行图案化而形成。然而，在这种情况下，在对所形成的遮光膜20进行热处理的过程中，在第二遮光层22中所含的过渡金属可能发生恢复、再结晶和晶粒生长。当在过渡金属含量高的第二遮光层22中发生晶粒生长时，由于过度生长的过渡金属粒子，遮光膜20的表面的粗糙度特性可能会过度变化。这可能成为在遮光膜表面形成大量疑似缺陷的原因。

在本实施方式中，在使第二遮光层22的过渡金属含量大于第一遮光层21的过渡金属含量的同时，可以将遮光膜20的各区域的Rsk值的平均值等控制在本实施方式中预设的范围内。由此，遮光膜20具有期望的光学特性和蚀刻特性，同时，能够有效地减少上述遮光膜20表面的疑似缺陷的数量。

遮光膜的光学特性

对于波长为193nm的光，遮光膜20可以具有1％以上的透射率。对于波长为193nm的光，遮光膜20可以具有1.3％以上的透射率。对于波长为193nm的光，遮光膜20可以具有1.4％以上的透射率。对于波长为193nm的光，遮光膜20可以具有2％以下的透射率。

对于波长为193nm的光，遮光膜20可以具有1.8以上的光学密度。对于波长为193nm的光，遮光膜20可以具有1.9以上的光学密度。对于波长为193nm的光，遮光膜20可以具有3以下的光学密度。

在这种情况下，包括遮光膜20的薄膜可以有效地阻挡曝光光线的透射。

其他薄膜

图4为说明根据本说明书的另一实施例的空白掩模100的示意图。将参照图4说明本实施方式的空白掩模100。

相移膜30可以位于透光基板10和遮光膜20之间。相移膜30是一种如下所述的薄膜，能够衰减穿透上述相移膜30的曝光光线的强度，并调节相位差，以实质上抑制在图案边缘处产生的衍射光。

对于波长为193nm的光，相移膜30可以具有170°以上且190°以下的相位差。对于波长为193nm的光，相移膜30可以具有175°以上且185°以下的相位差。对于波长为193nm的光，相移膜30可以具有3％以上且10％以下的透射率。对于波长为193nm的光，相移膜30可以具有4％以上且8％以下的透射率。在这种情况下，可以提高包括上述相移膜30的光掩模200的分辨率。

相移膜30可以包括过渡金属和硅。相移膜30可以包括过渡金属、硅、氧及氮。上述过渡金属可以是钼。

遮光膜20上可设有硬掩模(图中未示出)。当蚀刻遮光膜20图案时，硬掩模可以用作蚀刻掩模膜。硬掩模可以包括硅、氮及氧。

光掩模

图5为说明根据本说明书的另一实施例的光掩模200的示意图。将参照图5说明本实施方式的光掩模200。

根据本说明书的另一实施例的光掩模200包括：透光基板10；以及遮光图案膜25，位于上述透光基板10上。

上述遮光图案膜25含有氧和氮中的至少一种以及过渡金属。

上述光掩模200上面包括将上述光掩模200上面横纵三等分切割而形成的九个区域。

在位于上述光掩模200的上面的各个区域的遮光图案模25的表面上测量的Rsk值的平均值为-0.64以上且0以下。

在位于上述光掩模200的上面的各个区域的遮光图案模25的表面上测量的Rku值的平均值为3。

可以通过对在上面说明的空白掩模100的遮光膜20进行图案化来形成遮光图案膜25。

用于测量在遮光图案膜25的表面测得的Rsk值的平均值和Rku值的平均值的方法，与测量在遮光膜20表面的各个区域测得的Rsk值的平均值和Rku值的平均值的方法相同，但不同之处在于测量对象是遮光图案膜25的上表面，而不是遮光膜20表面，上述遮光图案膜25位于光掩模200上面的各个区域，上述遮光膜20位于空白掩模100。

遮光图案膜25的物理性能、组成及结构等的说明与空白掩模100的遮光膜20的说明重复，因此将省略说明。

遮光膜的制备方法

根据本说明书的一实施例的空白掩模的制备方法可以包括准备步骤，在上述准备步骤中，将透光基板和溅射靶设置在溅射室中，使得透光基板和溅射靶之间的距离为260mm以上且300mm以下。

根据本说明书的一实施例的空白掩模的制备方法可以包括成膜步骤，在上述成膜步骤中，将气氛气体注入到溅射室内，对溅射靶施加电力，以25rpm以上的速度旋转透光基板，从而形成遮光膜。

成膜步骤可以包括：第一遮光层成膜过程，在透光基板上形成第一遮光层；以及第二遮光层成膜过程，在上述第一遮光层上形成第二遮光层。

根据本说明书的一实施例的空白掩模的制备方法可以包括热处理步骤，在上述热处理步骤中，将遮光膜表面横纵五等分切割而分成25个区域，在分别单独控制的温度下对上述25个区域进行热处理。

上述热处理步骤，可以在200℃以上且400℃以下的温度下进行热处理。

上述热处理步骤可以进行5分钟以上且30分钟以下。

根据本说明书的一实施例的空白掩模的制备方法可以包括冷却步骤，在上述冷却步骤中，对经过上述热处理步骤的遮光膜进行冷却。

在准备步骤中，可以考虑遮光膜的组成来选择溅射靶。作为溅射靶，可以适用一种含有过渡金属的靶。溅射靶可以为包括两个以上的靶，且其中一个为含有过渡金属的靶。含有过渡金属的靶可以含有90原子％以上的过渡金属。含有过渡金属的靶可以含有95原子％以上的过渡金属。含有过渡金属的靶可以含有99原子％的过渡金属。

过渡金属可以包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一种。过渡金属可以包括Cr。

关于设置在溅射室中的透光基板的内容与上述内容重复，因此将省略说明。

在准备步骤中，透光性基板与溅射靶之间的距离是指，溅射靶的中心点与包括透光基板的上表面在内的表面之间的垂直距离(T/S距离)。

在准备步骤中，可以在溅射室内设置透光基板和溅射靶，使得透光基板和溅射靶之间的距离为260mm以上且300mm以下。可以设置透光基板和溅射靶，使得上述透光基板和溅射靶之间的距离为270mm以上且290mm以下。在这种情况下，可以有效地减少遮光膜的面内方向上的厚度变化幅度。此外，由于形成的遮光膜的致密度提高，因此通过热处理步骤和冷却步骤可以容易地控制遮光膜表面的粗糙度特性。

在准备步骤中，可以将磁体设置在溅射室中。磁体可以设置在与溅射靶中发生溅射的一面相对的表面上。

在成膜步骤中，在形成遮光膜所包含的各层时，可以采用不同的成膜工序条件。尤其，考虑到遮光膜的消光特性及蚀刻特性等，可以对各层采用不同的条件，例如，气氛气体组成、施加到溅射靶的电力、成膜时间等。

在成膜步骤中，基板的旋转速度可以为25rpm以上。上述旋转速度可以为30rpm以上。上述旋转速度可以为100rpm以下。在这些情况下，可以有效地减少所形成的遮光膜的面内方向上的厚度变化幅度。此外，可以将遮光膜表面中各个区域的表面粗糙度特性调节在本实施方式中预设的范围内。

气氛气体可以包括非活性气体、反应气体和溅射气体。非活性气体是不包含用于构成成膜薄膜的元素的气体。反应气体是包含用于构成成膜薄膜的元素的气体。溅射气体是在等离子体气氛中离子化并与靶碰撞的气体。

非活性气体可以包括氦。

反应气体可以包括含有氮元素的气体。例如，上述含有氮元素的气体可以为N₂、NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅等。反应气体可以包括含有氧元素的气体。例如，上述含有氧元素的气体可以为O₂、CO₂等。反应气体可以包括含有氮元素的气体和含有氧元素的气体。上述反应气体可以包括同时含有氮元素和氧元素的气体。例如，上述同时含有氮元素和氧元素的气体可以为NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅等。

溅射气体可以为Ar气体。

作为向溅射靶施加电力的电源，可以使用DC电源，或可以使用RF电源。

在第一遮光层21成膜过程中，施加到溅射靶的电力可以为1.5kW以上且2.5kW以下。在第一遮光层21成膜过程中，施加到溅射靶的电力可以为1.6kW以上且2kW以下。

在第一遮光层21成膜过程中，在气氛气体中，相对于反应气体的流量的非活性气体的流量比率可以为1.5以上且3以下。上述流量比率可以为1.8以上且2.7以下。上述流量比率可以为2以上且2.5以下。

反应气体中，相对于氧含量的氮含量比率可以为1.5以上且4以下。反应气体中，相对于氧含量的氮含量的比率可以为2以上且3以下。反应气体中，相对于氧含量的的氮含量的比率可以为2.2以上且2.7以下。

在这种情况下，第一遮光层21可以有助于使遮光膜20具有优异的消光特性。此外，可以通过提高第一遮光层21的蚀刻速度来助于使遮光图案膜25的侧面表面轮廓具有接近垂直于透光基板10的形状，上述遮光图案膜25通过对遮光膜20进行图案化而形成。

第一遮光层21的成膜时间可以为200秒以上且300秒以下。第一遮光层21的成膜时间可以为210秒以上且240秒以下。在这种情况下，第一遮光层21可以有助于使遮光膜20具有充分的消光特性。

在第二遮光层22成膜过程中，施加到溅射靶的电力可以为1kW以上且2kW以下。在第二遮光层22成膜过程中，施加到溅射靶的电力可以为1.2kW以上且1.7kW以下。

在第二遮光层22成膜过程中，在气氛气体中，反应气体的流量相对于非活性气体的流量比率可以为0.3以上且0.8以下。上述流量比率可以为0.4以上且0.6以下。

在第二遮光层22的成膜过程中，在反应气体中，氧含量相对于氮含量比率可以为0.3以下。在反应气体中，氧含量相对于氮含量的比率可以为0.1以下。在反应气体中，氧含量相对于氮含量的比率可以为0.001以上。

在这种情况下，可以有助于使遮光膜20具有稳定的消光特性。

第二遮光层22的成膜时间可以为10秒以上且30秒以下。第二遮光层22的成膜时间可以为15秒以上且25秒以下。在这种情况下，第二遮光层22可以被包括于遮光膜20中而有助于抑制曝光光线的透射。

图6为说明在成膜步骤完成之后位于溅射室内的遮光膜表面的示意图。在下文中，将参照图6说明本实施方式。

在成膜步骤完成后，位于腔室内的遮光膜20表面，包括作为按顺时针方向依次设置的边缘，即第一边L1、第二边L2、第三边L3及第四边L4。第一边L1是上述四个边缘中与溅射靶最近的边缘。

将从遮光膜20表面的中心朝向第一边L1的方向称为东侧方向De。将从遮光膜20表面的中心朝向第三边L3的方向称为西向Dw。将从遮光膜20的表面的中心朝向第四边L4的方向称为北向Dn。将从遮光膜20表面的中心朝向第二边L2的方向称为南向Ds。遮光膜20表面包括将上述遮光膜20表面横纵五等分切割而形成的25个区域。

在上述25个区域中，第一区域a1包括：位于遮光膜20表面中央的区域；从位于上述中央的区域朝向北向Dn的两个区域；以及，从位于上述中央的区域朝向南向Ds的两个区域。第二区域a2由位于与第一区域a1相接的区域中不与第二边L2或第四边L4相接的区域构成。第三区域a3由除第一区域a1和第二区域a2之外的区域构成。

在对刚完成成膜步骤后的遮光膜20的表面进行高灵敏度缺陷检查时，相比于遮光膜20的中央部，遮光膜20表面的外围部存在检测出相对较多疑似缺陷的倾斜。这被认为是，由于遮光膜20的外围部与中央部相比具有相对低的致密度而导致。

另一方面，在完成成膜步骤后的遮光膜20的表面的第一区域a1内，可以具有相对均匀的粗糙度特性分布。这被认为是，在成膜步骤完成之后，仍会在遮光膜20的表面上进行暂时性的溅射粒子沉积。即使中断对溅射靶50的供电且终止透光基板10的旋转，也会由于残留在腔室中的溅射粒子，而在遮光膜20的表面上发生暂时性的溅射。此时，第一区域a1中包含的各地点形成与溅射靶50的表面差不多的距离，使得位于第一区域a1的遮光膜20表面上沉积具有相对窄范围的能量分布的溅射粒子。由此，在第一区域a1中可以表现出相对较均匀的粗糙度特性分布。

在本实施方式中，可以对完成成膜步骤后的遮光膜20的各区域，采用不同的条件来进行热处理和冷却处理。在这种情况下，可以提供如下所述的遮光膜，具有相对均匀厚度，且在遮光膜20表面的整个区域进行高灵敏度缺陷检查时，有效地减少疑似缺陷检测数量，且能够抑制取决于检查位置的缺陷检查精度变化。

在热处理步骤中，可以对遮光膜20表面的25个区域以分别独立控制的温度进行热处理。具体而言，可以在遮光膜表面的各区域设置加热器。各区域的加热器可以设置在透光基板侧。

各区域的加热器的温度可以在200℃以上且400℃以下范围内被分别独立控制。

在热处理步骤中，热处理温度是指各区域的加热器温度。

在第一区域a1中，可以在150℃以上且350℃以下的温度下进行热处理。在第一区域a1中，可以在200℃以上且300℃以下的温度下进行热处理。

在第三区域a3中，可以在200℃以上且400℃以下的温度下进行热处理。在第三区域a3中，可以在250℃以上且350℃以下的温度下进行热处理。第三区域a3的热处理温度减去第一区域a1的热处理温度的值可以为20℃以上且70℃以下。

第二区域a2与第三区域a3相接，上述第三区域a3在比第一区域a1相对更高的温度下进行热处理。对第三区域a3进行热处理时产生的热量可能会影响到第二区域a2。考虑到这一点，第二区域a2的热处理温度可以为第一区域a1的热处理温度和第三区域a3的热处理温度之间的值。第二区域a2的热处理温度可以与第一区域a1的热处理温度相同。

热处理步骤可以进行5分钟以上且30分钟以下。热处理步骤可以进行10分钟以上且20分钟以下。在这种情况下，可以在遮光膜20表面的整个区域提高缺陷检查的精度。另外，可以有效地减轻遮光膜的内部应力。

空白掩模100可以在完成热处理步骤后的2分钟内进行冷却步骤。在这种情况下，可以有效地防止由遮光膜20中的余热导致的过渡金属粒子的晶粒生长。

在冷却步骤中，通过在冷却板的每个角处设置具有预设长度的翅片(pin)，并将空白掩模100设置在上述翅片上，使得基板朝向冷却板，从而可以控制空白掩模100的冷却速度。

在冷却步骤中，在冷却板采用的冷却温度可以为10℃以上且30℃以下。上述冷却温度可以为15℃以上且25℃以下。

在冷却步骤中，空白掩模100和冷却板之间的隔开距离可以为0.01mm以上且30mm以下。上述隔开距离可以为0.05mm以上且5mm以下。上述隔开距离可以为0.1mm以上且2mm以下。

在空白掩模100中，通过在透光基板侧设置冷却板来进行冷却时，遮光膜20的冷却速度可能比透光基板的冷却速度稍低。因此，在通过冷却板进行冷却处理的同时，采用在遮光膜的表面上喷射冷却气体的方法，可以更有效地去除形成在遮光膜20上的余热。

可向遮光膜20表面的第一边L1侧和第三边L3侧注入冷却气体，来控制各区域的冷却速度。

在热处理步骤中，相比于第一区域a1和第二区域a2，遮光膜20表面的第三区域a3可以在相对较高的热处理温度下进行热处理。在这种情况下，与其他区域相比，第三区域a3中由余热导致的过渡金属粒子的再结晶和晶粒生长的发生可能性可能相对高。若不控制过渡金属粒子的晶粒生长，则第三区域a3的表面轮廓可能会发生变形，从而导致粗糙度特性的变化，这可能会成为降低缺陷检查的精度的原因。

因此，将用于注入冷却气体的喷嘴设置在遮光膜20的第一边L1侧和第三边L3侧，从而提高位于第一边L1侧和第三边L3侧的第三区域a3的冷却速度，尤其，可以有效地阻断在第三区域a3可能发生的过渡金属的晶粒生长。

冷却气体可以是非活性气体。例如，冷却气体可以是氦。

在冷却步骤中，用于喷射冷却气体的喷嘴可以设置成与遮光膜表面所在的表面形成40°以上且80°以下的角度。

在冷却步骤中，通过喷嘴喷射的冷却气体的流量可以为10sccm以上且90sccm以下。上述流量可以为30sccm以上且70sccm以下。

在冷却步骤中，在第三区域a3中测量的冷却速度可以比第一区域a1和第二区域a2的冷却速度相对高。

第三区域a3的冷却速度可以为0.6℃/s以上且1.2℃/s以下。第三区域a3的冷却速度可以为0.8℃/s以上且1℃/s以下。

第一区域a1和第二区域a2的冷却速度可以为0.4℃/s以上且1℃/s以下。第一区域a1和第二区域a2的冷却速度可以为0.6℃/s以上且0.8℃/s以下。

从第三区域a3的冷却速度减去第一区域a1的冷却速度的值可以为0.05℃/s以上且0.3℃/s以下。

冷却步骤可以进行1分钟以上且10分钟以下。冷却步骤可以进行3分钟以上且7分钟以下。

在这种情况下，可以有效地抑制由于遮光膜中的余热引起的遮光膜表面的粗糙度特性变化。

半导体器件的制造方法

根据本说明书的又一实施例的半导体元件的制造方法包括：准备步骤，设置光源、光掩模200及涂有抗蚀剂膜的半导体晶圆；曝光步骤，通过上述光掩模200，将从上述光源入射的光选择性地透射至上述半导体晶圆上；以及显影步骤，在上述半导体晶圆上显影图案。

光掩模200包括：透光基板10；以及遮光图案膜25，设置在上述透光基板10上。

遮光图案膜25含有氧及氮中的至少一种以及过渡金属。

光掩模200上表面包括将上述光掩模200上表面横纵三等分切割而形成的九个区域。

光掩模200上面具有在位于上述九个区域的遮光图案膜上面分别测量的Rsk值，上述Rsk值的平均值为-0.64以上且0以下。

光掩模200上面具有在位于上述九个区域的遮光图案膜上面分别测量的Rku值，上述Rku值的平均值为3以下。

在准备步骤中，光源是能够产生短波长曝光光线的装置。曝光光线可以是具有200nm以下的波长的光。曝光光线可以是具有193nm的波长的ArF光。

在光掩模200和半导体晶圆之间还可以设置透镜。透镜具有缩小光掩模200上的电路图案形状并将其转印到半导体晶圆上的功能。作为透镜，只要通常适用于ArF半导体晶圆曝光工艺中，就不受限制。例如，上述透镜可以是由氟化钙(CaF₂)构成的透镜。

在曝光步骤中，可以通过光掩模200将曝光光线选择性地透射到半导体晶圆上。在这种情况下，在抗蚀剂膜中曝光光线入射的部分可能发生化学变性。

在显影步骤中，可以对已经完成曝光步骤的半导体晶圆进行显影溶液处理，以在半导体晶圆上显影图案。当所涂布的抗蚀剂膜是正性抗蚀剂(positive resist)时，在抗蚀剂膜中，曝光光线入射的部分可能被显影溶液溶解。当所涂布的抗蚀剂膜是负性抗蚀剂(negative resist)时，在抗蚀剂膜中，曝光光线未入射的部分可能被显影溶液溶解。通过显影溶液处理，抗蚀剂膜形成为抗蚀剂图案。可以通过使用上述抗蚀剂图案作为掩模，在半导体晶圆上形成图案。

关于光掩模200的说明与前面的内容重复，因此将省略说明。

以下，将对具体实施例进行更详细的说明。

制备例：遮光膜的成膜

实施例1：在DC溅射设备的腔室内，设置宽度为6英寸、长度为6英寸、厚度为0.25英寸的透光石英基板。将铬靶设置在腔室中，使得T/S距离为280mm，且基板与靶之间形成25度角度。

之后，将混合有21体积比％的Ar、11体积比％的N₂、32体积比％的CO₂及36体积比％的He而成的气氛气体引入到腔室中，对溅射靶施加1.85kW的电力，以30rpm的基板旋转速度进行溅射工序250秒，以形成第一遮光层。

在形成第一遮光层之后，将混合有57体积比％的Ar和43体积比％的N₂而成的气氛气体引入到腔室中，对溅射靶施加1.5kW的电力，以30rpm的基板旋转速度进行溅射工序25秒，从而制备形成有第二遮光层的空白掩模样品。

将完成第二遮光层成膜后的样品设置在热处理室内，在样品的靠近基板的一侧的各个区域设置单独的加热器。之后，将第一区域和第二区域的加热器的温度设为250℃，将第三区域的加热器的温度设为300℃，进行15分钟的热处理。

在经过热处理的样品的靠近基板的一侧设置冷却温度为23℃的冷却板。在遮光膜表面的第一边和第三边侧，分别设置三个喷嘴，使得喷嘴与基板表面所在的表面形成的角度为70°。之后，通过喷嘴以50sccm的流量注入冷却气体，进行冷却处理5分钟。作为冷却气体，采用氦。

在遮光膜表面的第三区域内的一点测得的冷却速度为0.91℃/s，在遮光膜表面的第一区域和第二区域内的一点测得的冷却速度为0.76℃/s。

实施例2：以与实施例1相同的条件制备空白掩模样品。但不同之处在于，当形成遮光膜时，T/S值为290mm，且基板旋转速度为40rpm。

实施例3：以与实施例1相同的条件制备空白掩模样品。但不同之处在于，当形成遮光膜时，基板旋转速度为40rpm。

比较例1：以与实施例1相同的条件制备空白掩模样品。但不同之处在于，当形成遮光膜时，T/S值为290mm。就热处理而言，在遮光膜的整个区域中进行了15分钟，其中，加热器的温度采用250℃。就冷却处理而言，在样品的靠近基板的一侧设置冷却板，其中，冷却版的冷却温度为23℃，并进行冷却处理5分钟。没有采用冷却气体。

比较例2：以与比较例1相同的条件制备空白掩模样品。但不同之处在于，当形成遮光膜时，T/S值为280mm，且基板旋转速度为20rpm。

比较例3：以与比较例1相同的条件制备空白掩模样品。但不同之处在于，当形成遮光膜时，T/S值为255mm。

比较例4：以与比较例1相同的条件制备空白掩模样品。但不同之处在于，当形成遮光膜时，T/S值为310mm。

每个实施例和比较例的成膜条件、热处理以及冷却处理条件记载于下述表1。

评估例：遮光膜表面粗糙度特性的测量

将各个实施例和比较例的样品的遮光膜表面横纵三等分切割，总共分成九个区域。此后，在各区域的中心区域测量Rsk值和Rku值。各区域的中心区域是指位于各区域的中心部(中央部)的宽度为1μm且长度为1μm的区域。

使用二维粗糙度仪，在非接触模式(Non-contact mode)下将扫描速度设定为0.5Hz来在上述中心区域测量Rsk值和Rku值。粗糙度仪为韩国帕克(Park Systems)股份有限公司的XE-150模型，上述XE-150模型中适用作为韩国帕克股份有限公司的悬臂(Cantilever)模型的PPP-NCHR作为探针。

之后，从在各个区域测得的Rsk值和Rku值计算各实施例和比较例的Rsk值和Rku值的平均值、标准偏差、最大值及最小值等。

各实施例和比较例的测量和计算结果记载于下述表2及表3。

评估例：遮光膜厚度分布测量

在实施例和比较例中，对位于样品的中央部(中心部)的宽度为5cm且长度为5cm的区域进行切割，以制备第一样品。对位于上述中央部的左侧且包括遮光膜的一边的宽度为5cm且长度为5cm的区域进行切割，以制备第二样品。对位于上述中央部的右侧且包括与遮光膜的上述一边相对的另一边的宽度为5cm且长度为5cm的区域进行切割，以制备第三样品。之后，用聚焦离子束(Focused Ion Beam，FIB)处理上述第一样品、第二样品及第三样品的上面(即，遮光膜表面)后，通过使用日本电子光学实验室(Japan Electron OpticsLaboratory，JEOL)的JEM-2100F HR模型来获得上述样品的TEM图像。

在上述样品的TEM图像中，指定遮光膜的第一边缘和第二边缘，且测量第一边缘Le1处的遮光膜厚度H1、第二边缘处的遮光膜厚度H2及遮光膜中心点(遮光膜和透光基板之间形成的界面的中心点)处的遮光膜厚度Hc。从各实施例和比较例测量的H1值、H2值及Hc值计算|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的更大的值。

各实施例和比较例的测量和计算结果记载于下述表4。

评估例：通过高灵敏度缺陷检测测量是否检测到疑似缺陷

取出在标准机械接口盒(Standard Mechanical Interface Pod，SMIF pod)中保管的各实施例和比较例的样品，进行缺陷检查。具体而言，在样品的遮光膜表面上，将位于上述遮光膜表面的中央的宽度为146mm且长度为146mm的区域确定为测量部位。

使用日本雷射科技股份有限公司(Lasertec Corporation)的M6641S型号在检查光的波长为532nm、以设备中的设定值为基准激光功率(Laser power)为0.4以上且0.5以下，载物台速度为2的条件下对测量部位进行缺陷检查。

之后，通过测量上述测量部位的图像，在每个实施例和比较例的根据上述缺陷检查的结果值中区分出相当于疑似缺陷的缺陷，将其结果记载于下述表4。

表1

表2

表3

*对于Rsk和Rku值的标准偏差，适用Excel的STDEV.S函数。

表4

在上述表3中，实施例1至3的Rsk值的平均值包括于-0.64至0，相反，比较例2至4的Rsk值的平均值为-0.645以下。

至于Rku值的平均值，实施例1至3的Rku值的平均值为3以下，相反，比较例1、2及4的Rku值的平均值大于3。

至于Rsk值的标准偏差，实施例1至3的Rsk值的标准偏差为0.6以下，相反，比较例1、4的Rsk值的标准偏差大于0.6。

至于Rku值的标准偏差，实施例1至3的Rku值的标准偏差为0.9以下，相反，比较例1、4的Rku值的标准偏差大于0.9。

在实施例1至3中，Rku值的最大值为4.6以下，Rku值的最大值与最小值之差为2.2以下，而在比较例1、2及4中，Rku值的最大值大于4.6，Rku值的最大值与最小值之差大于2.2。

至于Rsk值的最大值与最小值之差，实施例1至3的Rsk值的最大值与最小值之差为1.7以下，相反，比较例1、4的Rsk值的最大值与最小值之差为1.7以上。

在遮光膜的厚度分布中，据测量，实施例1至3的差值小于

而比较例1至4的差值为

以上。

至于疑似缺陷检测数量，实施例1至3被检测为10个以下，而比较例1至4被测量为60个以上。

以上对优选实施例进行了详细说明，但本发明的范围并不限定于此，利用所附发明要求保护范围中所定义的本实施方式的基本概念的本发明所属技术领域的普通技术人员的各种变形及改良形态也属于本发明的范围。

Claims (11)

1.一种空白掩模，其特征在于，

包括：

透光基板，以及

遮光膜，位于上述透光基板上；

上述遮光膜含有氧和氮中的至少一种以及过渡金属，

上述遮光膜表面包括九个区域，由将上述遮光膜表面横纵三等分切割而成，

上述遮光膜表面具有在上述九个区域中分别测量的Rsk值，上述Rsk值的平均值为-0.64以上且0以下，

上述遮光膜表面具有在上述九个区域中分别测量的Rku值，上述Rku值的平均值为3以下。

2.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，

上述Rsk值的标准偏差值为0.6以下。

3.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，

上述Rku值的标准偏差值为0.9以下。

4.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，

上述Rku值的最大值与最小值的差值为2.2以下。

5.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，

上述Rku值的最大值为4.6以下。

6.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，

上述Rsk值的最大值与最小值的差值为1.7以下。

7.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，

当从截面观察上述遮光膜时，上述遮光膜的截面，包括：

第一边缘，作为一末端，以及

第二边缘，作为另一末端；

当从截面观察上述遮光膜时，在上述遮光膜截面的中央部测量的上述遮光膜厚度为Hc，在上述第一边缘测量的上述遮光膜厚度为H1，在上述第二边缘测量的上述遮光膜厚度为H2，

上述遮光膜的|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的大的值小于

上述|Hc-H1|值是从Hc值减去H1值的绝对值，

上述|Hc-H2|值是从Hc值减去H2值的绝对值。

8.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，

上述遮光膜，包括：

第一遮光层，以及

第二遮光层，设置在上述第一遮光层上；

上述第二遮光层的过渡金属的含量大于上述第一遮光层的过渡金属的含量。

9.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，

上述过渡金属包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一种。

10.一种光掩模，其特征在于，

包括：

透光基板，以及

遮光图案膜，位于上述透光基板上；

上述遮光图案膜含有氧和氮中的至少一种以及过渡金属，

上述光掩模上表面包括九个区域，由将上述光掩模上表面横纵三等分切割而成，

上述光掩模上表面具有Rsk值，上述Rsk值为在位于上述九个区域的上述遮光图案膜上表面分别测量的值，上述Rsk值的平均值为-0.64以上且0以下，

上述光掩模上表面具有Rku值，上述Rku值为在位于上述九个区域的上述遮光图案膜上表面分别测量的值，上述Rku值的平均值为3以下。

11.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，

包括：

准备步骤，设置光源、光掩模及涂有抗蚀剂膜的半导体晶圆，

曝光步骤，通过上述光掩模，将从上述光源入射的光选择性地透射至上述半导体晶圆上，以及

显影步骤，在上述半导体晶圆上显影图案；

上述光掩模包括：

透光基板，以及

遮光图案膜，设置在上述透光基板上；

上述遮光图案膜含有氧和氮中的至少一种以及过渡金属，

上述光掩模上表面包括九个区域，由将上述光掩模上表面横纵三等分切割而成，

上述光掩模上表面具有Rsk值，上述Rsk值为在位于上述九个区域的上述遮光图案膜上表面分别测量的值，上述Rsk值的平均值为-0.64以上且0以下，

上述光掩模上表面具有Rku值，上述Rku值为在位于上述九个区域的上述遮光图案膜上表面分别测量的值，上述Rku值的平均值为3以下。

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