CN116068846A - 空白掩模、使用其的光掩模以及半导体元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空白掩模、使用其的光掩模以及半导体元件的制造方法。根据本发明的一实施例的空白掩模包括透光基板及配置在所述透光基板上的多层遮光膜。多层遮光膜包括过渡金属、氧以及氮中的至少一种。多层遮光膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜。多层遮光膜包括通过以所述多层遮光膜的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光膜部分。多层遮光膜的分别在总共九个多层遮光膜区域测定的粗糙度差值的平均值为3nm以下。在这种情况下,当实施增强清洗时,多层遮光膜能够在整个区域对清洗溶液具有优异的耐久性。
Description
技术领域
本实施方式涉及空白掩模、使用其的光掩模以及半导体元件的制造方法等。
背景技术
随着半导体装置等的高集成化,需要半导体装置的电路图案的精细化。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。
为了显影精细化的电路图案,要求在曝光工艺中所使用的曝光光线线源实现短波长化。最近使用的曝光光线线源包括ArF准分子激光器(波长为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。在二元掩模的形成有图案的表面中,不包括遮光层的透射部将会使曝光光线线穿透,而包括遮光层的遮光部将会阻挡曝光光线线,从而在晶圆表面的抗蚀剂膜上使图案曝光。然而,在二元掩模中,随着图案变得更精细,因在曝光工艺中在透射部的边缘处产生的光的衍射而精细图案显影上可能会出现问题。
相移掩模包括利文森型(Levenson type)掩模、支腿型(Outrigger type)和半色调型(Half-tone type)掩模。其中,半色调型相移掩模具有在透光基板上配置有由半透光膜形成的图案的结构。在半色调型相移掩模的配置有图案的表面上,不包括半透射层的透射部将会使曝光光线线穿透,而包括半透射层的半透射部将会使衰减了的曝光光线线穿透。上述衰减了的曝光光线线与通过透射部的曝光光线线相比具有相位差。由此,在透射部的边缘处所产生的衍射光被透射了所述半透射部的曝光光线线抵消,从而相移掩模能够在晶圆的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:韩国授权专利第10-1197250号
专利文献2:韩国授权专利第10-1471354号
发明内容
发明要解决的问题
本实施方式的目的在于,提供一种适用了在实施长时间的清洗工艺的情况下整体上具有高耐久性的多层遮光膜的空白掩模、使用该空白掩模的光掩模以及半导体元件的制造方法。
用于解决问题的手段
根据本说明书的一实施例的空白掩模包括透光基板及配置在所述透光基板上的多层遮光膜。
所述多层遮光膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
所述多层遮光膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜。
所述多层遮光膜包括通过以所述多层遮光膜的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光膜部分。
每个所述多层遮光膜部分包括位于侧面上的测定区间。
所述测定区间是,在所述多层遮光膜部分各自的侧面中,与从所述第一遮光膜的上表面朝向所述第一遮光膜的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜的下表面朝向所述第二遮光膜的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间。
所述多层遮光膜具有分别在总共九个所述多层遮光膜部分上测定的下述式1的dR值(粗糙度差值;difference value of Roughness),下述式1的dR值的平均值为3nm以下。
[式1]
dR=Rac-Rbc
所述Rac是,将所述多层遮光膜部分在SC-1(Standard Clean-1,标准清洁-1)溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗后,在所述多层遮光膜部分的所述测定区间上测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述Rbc是,在将所述多层遮光膜部分浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述多层遮光膜部分的所述测定区间上测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2及71.4重量%的H2O的溶液。
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计算含有20ppm的臭氧的溶液。
分别在总共九个所述多层遮光膜部分测定的dR值的标准偏差值可以为0.5nm以下。
在所述第一遮光膜的上表面和所述第二遮光膜的下表面之间可以形成界面。
所述测定区间可以与从所述界面朝向所述第一遮光膜的下表面隔开5nm的位置和从所述界面朝向所述第二遮光膜的上表面隔开5nm的位置之间的区间相对应。
所述第二遮光膜可以包括:上部遮光层以及配置在所述上部遮光层和所述第一遮光膜之间的附着增强层。
通过从所述上部遮光层的过渡金属的含量减去所述附着增强层的过渡金属的含量来获得的值的绝对值可以为10原子%以下。
通过从所述附着增强层的过渡金属的含量减去所述第一遮光膜的过渡金属的含量来获得的值的绝对值可以为35原子%以下。
通过从所述上部遮光层的氮的含量减去所述附着增强层的氮的含量来获得的值的绝对值可以为10原子%以下。
通过从所述附着增强层的氮的含量减去所述第一遮光膜的氮的含量来获得的值的绝对值可以为25原子%以下。
在形成所述附着增强层之后,所述附着增强层的上表面可以包括将所述附着增强层的上表面横向三等分且纵向三等分而形成的总共九个附着增强层部分。
所述附着增强层可以具有分别在所述总共九个附着增强层部分测定的Rku(峰度)值,所述Rku(峰度)值的平均值可以为3.5以上。
分别在所述总共九个附着增强层部分测定的Rku(峰度)值的标准偏差值可以为2以下。
所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和配置在所述透光基板上的多层遮光图案膜。
所述多层遮光图案膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
所述多层遮光图案膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜。
所述多层遮光图案膜包括通过以所述透光基板的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光图案膜部分。
每个所述多层遮光图案膜部分包括位于侧面的测定区间。
所述测定区间是,在所述多层遮光图案膜部分各自的侧面中,与从所述第一遮光膜的上表面朝向所述第一遮光膜的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜的下表面朝向所述第二遮光膜的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间。
所述多层遮光图案膜具有分别在所述总共九个多层遮光图案膜部分上测定的下述式2的pdR值(difference value of Roughness for photomask,光掩模的粗糙度差值),所述式2的pdR值的平均值为3nm以下。
[式2]
pdR=pRac-pRbc
所述pRac是,将所述多层遮光图案膜在SC-1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗后,在所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述pRbc是,在将所述多层遮光图案膜浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2及71.4重量%的H2O的溶液。
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
根据本说明书的再一实施例的半导体元件的制造方法包括:准备步骤,用于配置光源、光掩模及涂有抗蚀剂膜的半导体晶圆;曝光步骤,通过所述光掩模来在所述半导体晶圆上选择性地透射从所述光源入射的光并使该光出射;及显影步骤,在所述半导体晶圆上显影图案。
所述光掩模包括:透光基板;以及多层遮光图案膜,配置在所述透光基板上。
所述多层遮光图案膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
所述多层遮光图案膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜。
所述多层遮光图案膜包括通过以所述透光基板的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光图案膜部分。
每个所述多层遮光图案膜部分包括位于侧面的测定区间。
所述测定区间是,在所述多层遮光图案膜部分各自的侧面中,与从所述第一遮光膜的上表面朝向所述第一遮光膜的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜的下表面朝向所述第二遮光膜的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间。
所述多层遮光图案膜具有分别在所述总共九个多层遮光图案膜部分测定的下述式2的pdR值(difference value of Roughness for photomask,光掩模的粗糙度差值),所述式2的pdR值的平均值为3nm以下。
[式2]
pdR=pRac-pRbc
所述pRac是,将所述多层遮光图案膜在SC-1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗后,在所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述pRbc是,在将所述多层遮光图案膜浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2及71.4重量%的H2O的溶液。
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
发明效果
根据本实施方式的空白掩模等,能够适用于在实施长时间的清洗工艺时整个区域上具有高耐久性的多层遮光膜。
附图说明
图1为说明根据本说明书公开的一实施例的空白掩模的概念图。
图2为说明多层遮光膜部分的概念图。
图3为图2中的以A表示的部分的放大图。
图4为说明根据本说明书的另一实施例的空白掩模的测定区间的概念图。
图5为说明根据本说明书的再一实施例的空白掩模的概念图。
图6为说明根据本说明书的再一实施例的空白掩模的概念图。
图7为说明根据本说明书的再一实施例的光掩模的概念图。
附图标记说明
100:空白掩模
10:透光基板
20:多层遮光膜
21:第一遮光膜
22:第二遮光膜
221:附着增强层
222:上部遮光层
23:包括在多层遮光膜中的其他薄膜
25:多层遮光图案膜
29:多层遮光膜部分
291:多层遮光图案膜部分
30:相移膜
200:光掩模
L:多层遮光膜部分分割线
i1:在多层遮光膜的侧面中,第一遮光膜和第二遮光膜之间的界面
的位置
i2:在多层遮光膜的侧面中,第一遮光膜的上表面的位置
i3:在多层遮光膜的侧面中,第二遮光膜的下表面的位置
L1:第一遮光膜和第二遮光膜之间的界面
L2:第一遮光膜和其他薄膜之间的界面
L3:第二遮光膜和其他薄膜之间的界面
Lp:多层遮光图案膜部分分割线
MR:测定区间
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。
在本说明书中使用的程度的术语“约”或“实质上”等意指具有接近指定的具有容许误差的数值或范围的含义,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,马库什形式的表述中包括的“这些组合”这一术语是指选自由马库什形式的表述中记载的多个结构要素组成的组中的一种以上的混合或组合,是指包括选自由所述多个结构要素组成的组中的一种以上。
在本说明书全文中,“A和/或B”形式的记载意指“A、B或A及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,在本说明书中单个表述解释为包括上下文所解释的单个型或多个型的含义。
在本说明书中,表面轮廓(surface profile)是指在表面上观察到的轮廓形状。
峰(peak)是指,遮光膜的表面轮廓中的位于基准线(是指表面轮廓中的高度平均线)上方的部分。
谷(valley)是指,遮光膜的表面轮廓中的位于基准线下方的部分。
Rku值是基于ISO_4287评估的值。Rku值表示测定对象表面轮廓的峰度(kurtosis)。Rku值是无量纲数,是没有单位的值。
Ry值是基于ISO_4287评估的值。Ry值是测定对象表面轮廓的最大峰高值和最大谷深值之和。
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,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,需要更加精细且精确地控制所述图案的线宽。
可以对遮光膜或通过图案化所述遮光膜形成的遮光图案膜实施清洗工艺。清洗工艺包括:以去除吸附在遮光膜表面的有机物和其他异物为目的而实施的一般清洗方法;以及为了精细调节光掩模中的遮光图案膜的线宽而实施的增强清洗方法等。与一般清洗方法相比,增强清洗方法可以使用具有较高氧化力的清洗溶液,或者清洗时间可能较长。
另一方面,考虑到蚀刻特性、光学特性等,遮光膜可以形成为两层以上的多层结构。当根据增强清洗方法清洗具有多层结构的遮光膜时,在与清洗溶液接触的遮光膜的侧面,尤其是在所述侧面中形成的层间界面附近可能会发生损坏。因此,本实施方式的发明人确认到,通过适用在增强清洗前后每个多层遮光膜部分的侧面的表面粗糙度差减小的具有多层结构的遮光膜来能够解决所述问题,从而完成了本实施方式。
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公开的一实施例的空白掩模的概念图。将参照所述图1说明本实施方式的空白掩模。
空白掩模100包括透光基板10及配置在所述透光基板10上的多层遮光膜20。
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。所述透射率可以为87%以上。所述透射率可以为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可以抑制透射所述透光基板10的光的衰减(attenuated)。
另外,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。
多层遮光膜20可以位于透光基板10的上表面(top side)上。
多层遮光膜20可以具有至少阻挡从透光基板10的下表面(bottom side)侧入射的曝光光线的一定部分的特性。此外,当相移膜30(参照图6)等位于透光基板10和多层遮光膜20之间时,在将所述相移膜30等蚀刻成图案形状的工艺中,多层遮光膜20可以用作蚀刻掩模。
空白掩模具有包括彼此面对的下表面、上表面及侧面的三维形状。下表面是空白掩模中的透光基板10所在侧的表面。上表面是空白掩模中的包含多层遮光膜的薄膜所在侧的表面。空白掩模的侧面包括透光基板10和多层遮光膜20的侧面。
多层遮光膜20包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
多层遮光膜20可以包括第一遮光膜21和配置在所述第一遮光膜21上的第二遮光膜22。
第一遮光膜21和第二遮光膜22具有不同的过渡金属含量。
遮光膜对清洗溶液的耐久性
所述多层遮光膜20包括:通过以所述多层遮光膜20的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光膜部分。
每个所述多层遮光膜部分包括位于侧面上的测定区间。
所述测定区间是,在所述多层遮光膜部分各自的侧面中,与从所述第一遮光膜21的上表面朝向所述第一遮光膜21的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜22的下表面朝向所述第二遮光膜22的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间。
所述多层遮光膜20具有分别在所述总共九个多层遮光膜部分上测定的下述式1的dR值,所述式1的dR值的平均值为3nm以下。
[式1]
dR=Rac-Rbc
所述Rac是,将所述多层遮光膜部分在SC-1(标准清洁-1)溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗后,在所述多层遮光膜部分的所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述Rbc是,在将所述多层遮光膜部分浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述多层遮光膜部分的所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2及71.4重量%的H2O的溶液。
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
在具有多层结构的遮光膜的情况下,遮光膜中所包括的各层和相邻层之间可能会存在显著的物理性能差异。因此,在层间界面可能会无法形成足够强度的附着力。
在实施增强清洗的过程中,在与清洗溶液接触的遮光膜的表面中的机械特性比较弱的区域可能会发生构成遮光膜的一部分脱落等损伤。尤其,当遮光膜具有多层结构时,在遮光膜的侧面中层间界面附近发生损坏的可能性可能相对较高。
本实施方式中采用使在增强清洗前后在每个多层遮光膜部分的侧面上测定的表面粗糙度差异、即dR值的平均值降低了的多层遮光膜,从而即使在实施增强清洗的情况下,也能使遮光膜整体上具有稳定的耐久性。
图2为说明多层遮光膜部分的概念图。将参照所述图2说明本实施方式的空白掩模。
多层遮光膜20具有包括彼此面对的下表面、上表面及侧面的三维形状。所述下表面是多层遮光膜20中透光基板10所在一侧的表面。所述上表面是多层遮光膜20中与所述下表面面对定位的表面。
多层遮光膜20包括通过以所述多层遮光膜20的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光膜部分29。多层遮光膜部分29由用于将多层遮光膜20横向三等分且纵向三等分的虚拟分割线L分开。
多层遮光膜部分29具有包括彼此面对的下表面、上表面及侧面的三维形状。所述下表面是多层遮光膜部分29中透光基板10所在一侧的表面。所述上表面是多层遮光膜部分29中与所述下表面面对定位的表面。
多层遮光膜20的侧面可以包括多层遮光膜部分29的侧面。多层遮光膜20的侧面可以与多层遮光膜部分29的侧面相同。
图3为图1中的以A表示的部分的放大图。将参照所述图3说明本实施方式的空白掩模。
测定区间MR为,在所述多层遮光膜部分29各自的侧面中,与从所述第一遮光膜21的上表面朝向所述第一遮光膜21的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜22的下表面朝向所述第二遮光膜22的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间。
在本实施方式的多层遮光膜部分29中,第一遮光膜21和第二遮光膜22可以定位成彼此相接。在此情况下,测定区间MR为,在所述多层遮光膜部分29各自的侧面中,与从所述第一遮光膜21和第二遮光膜22之间的界面i1朝向朝所述第一遮光膜21的下表面隔开的位置和从所述界面i1朝向所述第二遮光膜22的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间。
所述测定区间MR可以是,与从所述界面i1朝向所述第一遮光膜21的下表面隔开5nm的位置和从所述界面i1朝向所述第二遮光膜22的上表面隔开5nm的位置之间的区间相对应的区间。此时,当从所述界面i1朝向第一遮光膜21的下表面隔开5nm的位置超出多层遮光膜部分29的侧面时,将到多层遮光膜部分29侧面的下限线为止的部分确定为测定区间MR。同样,当从所述界面i1朝向第二遮光膜22的上表面隔开5nm的位置超出多层遮光膜部分29的侧面时,将到多层遮光膜部分29侧面的上限线为止的部分确定为测定区间MR。
图4为说明根据本说明书的另一实施例的空白掩模的测定区间MR的概念图。将参照所述图4说明本实施方式的空白掩模。
在本实施方式的多层遮光膜部分29中,其他薄膜23可以位于第一遮光膜21和第二遮光膜22之间。
测定区间MR可以是,在所述多层遮光膜部分29的侧面中,与从所述第一遮光膜21的上表面i2朝向所述第一遮光膜21的下表面隔开5nm的位置和从所述第二遮光膜22的下表面i3朝向所述第二遮光膜22的上表面隔开5nm的位置之间的区间相对应的区间。此时,当从位于多层遮光膜部分29的侧面中的第一遮光膜21的上表面i2朝向第一遮光膜21的下表面隔开5nm的位置超出多层遮光膜部分29的侧面时,将到多层遮光膜部分29侧面的下限线为止的部分确定为测定区间MR。同样,当从位于多层遮光膜部分29的侧面中的第二遮光膜22的下表面i3朝向第二遮光膜22的上表面隔开5nm的位置超出多层遮光膜部分29的侧面时,将到多层遮光膜部分29侧面的上限线为止的部分确定为测定区间MR。
所述多层遮光膜20具有分别在所述总共九个多层遮光膜部分29测定的所述式1的dR值。所述式1的dR值的平均值可以为3nm以下。
在具有多层结构的遮光膜的情况下,遮光膜中所包括的各层和相邻层之间可能会存在显著的物理性能差异。因此,在层间界面可能会无法形成足够强度的附着力。
在实施增强清洗的过程中,在与清洗溶液接触的遮光膜的表面中的机械特性比较弱的区域可能会发生构成遮光膜的一部分脱落等损伤。尤其,当对具有多层结构的遮光膜进行增强清洗时,在遮光膜的侧面中层间界面附近发生损坏的可能性可能相对较高。
本实施方式中采用使在增强清洗前后在每个多层遮光膜部分29上测定的测定区间MR内的表面粗糙度差值的平均值等降低了的多层遮光膜,从而即使在实施增强清洗的情况下,也能使遮光膜在整个区域中具有稳定的耐久性。
多层遮光膜部分29的dR值的测定方法如下。
为了便于测定dR值,将空白掩模横向三等分且纵向三等分,从而形成总共九个空白掩模部分。每个空白掩模部分包括一个多层遮光膜部分29。之后,将所述空白掩模部分加工成宽度为15mm且长度为15mm的尺寸。空白掩模部分的分割和加工是使用X、Y轴切割机进行的。具体而言,将待测的空白掩模样品配置在切割机台上,然后用止动杆(Stop bar)固定。在固定样品后,考虑到样品的切割位置而移动并固定切割轮(Cutting wheel)。在固定切割轮后,通过在样品的上端使切割轮以0.15m/s的速度往复运动,从而对样品进行切割加工。
例如,X、Y轴切割机可以为金星钻石株式会社的SPC-452模型。
在对加工后的空白掩模部分进行FIB(Focused Ion Beam;聚焦离子束)处理后,使用TEM(Transmission Electron Microscopy;透射电子显微镜)测定装置来测定空白掩模部分的截面图像。例如,TEM测定装置可以为日本电子株式会社(JEOL LTD)的JEM-2100F HR模型。
在实施了图像校正处理以增加空白掩模部分的截面图像的对比度之后,从经过所述校正处理的图像中确定测定区间MR。可以将从第一遮光膜21的上表面朝向第一遮光膜21的下表面隔开5nm的位置和从第二遮光膜22的下表面朝向第二遮光膜22的上表面隔开5nm的位置之间的区间确定为测定区间MR。
然后,从空白掩模部分的截面图像中描绘出与多层遮光膜部分29侧面中的测定区间MR相对应的部分的表面轮廓,基于ISO4287中规格的Ry(最大高度粗糙度)计算方法从描绘的所述线计算出Rbc值。Rbc值的单位为nm。
在测定Rbc值后,将加工后的空白掩模部分在SC-1溶液中浸渍800秒。浸渍后,使用臭氧水对加工后的所述空白掩模部分进行冲洗。SC-1溶液的浸渍和臭氧水的冲洗是在室温下实施的。
之后,以与测定Rbc值的方法相同的方法测定Rac(Roughness after cleaning;清洁后粗糙度)值。
dR值用于表示多层遮光膜20的侧面部在经过长时间的清洗工艺后向空白掩模的内侧方向被侵蚀的程度。即,若将沿着空白掩模的侧面延伸的假想线定义为基准线(Reference Line),则dR值表示多层遮光膜20的侧面在经过长时间的清洗工艺后向基准线的内侧侵被蚀的程度。
以与所述的方法相同的方法测定每个多层遮光膜部分29的dR值。一个多层遮光膜20具有分别在总共九个多层遮光膜部分29测定的总共为九个dR值。
多层遮光膜20可以具有分别在所述总共九个多层遮光膜部分29中的每一个进行测定的dR值,所述dR值的平均值可以为3nm以下。所述平均值可以为2nm以下。所述平均值可以为1.5nm以下。所述平均值可以为1nm以下。所述平均值可以为0nm以上。所述平均值可以为0.5nm以上。在这种情况下,能够有效地减少因加强清洗而对遮光膜造成的损坏。
在所述总共九个多层遮光膜部分中的每一个多层遮光膜部分上测定的dR值的标准偏差值可以为0.5nm以下。
包括在多层遮光膜20中的层间附着力在面内方向上可以具有相对不均匀的值。这被认为是受到如形成多层遮光膜20时采用的溅射靶材与基板的角度、腔室内的气氛气体分布等的溅射工艺条件的影响。这可能会在多层遮光膜20整体具有优异的耐化学品性的方面上出现问题。
本实施方式将分别从多层遮光膜部分29测得的dR值的标准偏差控制在规定的标准内,由此能够使多层遮光膜20的整个区域中多层遮光膜20所包括的层间附着力更加均匀。
多层遮光膜20可以具有分别在所述总共九个多层遮光膜部分29中的每一个上测定的式1的dR值,所述dR值的标准偏差值可以为0.5nm以下。所述标准偏差值可以为0.4nm以下。所述标准偏差值可以为0.35nm以下。所述标准偏差值可以为0nm以上。所述标准偏差值可以为0.1nm以上。在这种情况下,能够有效地抑制多层遮光膜20内的每个区域具有不同的层间附着力。
附着增强层的粗糙度特性和厚度
图5为说明根据本说明书的再一实施例的空白掩模的概念图。将参照所述图5说明本实施方式的空白掩模。
第二遮光膜22可以包括:上部遮光层222;以及配置在所述上部遮光层222和所述第一遮光膜21之间的附着增强层221。
在本实施方式中,通过将附着增强层221适用在第二遮光膜22,从而能够提高第二遮光膜22和与第二遮光膜22相接触形成的其他薄膜之间、尤其为第一遮光膜21之间的附着力。具体而言,可以通过控制附着增强层221和与所述附着增强层221的下方相接触形成的其他薄膜的组成差等来提高薄膜之间的化学附着力。同时,通过将具有被控制了粗糙度特性的附着增强层221适用于第一遮光膜21上,可以增加附着增强层221和与接触层叠在所述附着增强层221上的其他薄膜、尤其是上部遮光层222之间的接触面积,以能够提高物理附着力。
在形成附着增强层221的过程中,通过将溅射颗粒零星地沉积在待成膜的表面上,使得附着增强层221的表面形成粗糙表面(rough surface)。然而,若溅射持续一定时间以上,则其他溅射颗粒会沉积在零星沉积的溅射颗粒之间,从而附着力增强层221的表面粗糙度可能低于本实施方式中所需的粗糙度。在本实施方式中,可以控制附着增强层221的厚度,使得附着增强层221的表面具有适合提高多层遮光膜20内的层间附着力的粗糙度特性。
可以通过TEM图像测定来测定附着增强层221的厚度。TEM图像测定方法可以与所述dR值测定中适用的方法相同。
附着增强层221的厚度可以是以上且以下。所述厚度可以为以上。所述厚度可以为以下。所述厚度可以为以下。在这种情况下,能够有助于进一步提高与附着增强层221的上表面相接触的薄膜、尤其是上部遮光层222和附着增强层221之间的机械附着力。
在形成所述附着增强层221之后,所述附着增强层221的上表面可以包括将所述附着增强层221的上表面横向三等分且纵向三等分而形成的总共九个附着增强层部分。
所述附着增强层221可以具有分别在所述总共九个附着增强层部分中的每一个测定的Rku(峰度)值,所述Rku值的平均值可以为3.5以上。
Rku值是基于ISO_4287评估的值。Rku值表示测定对象表面轮廓的峰度(kurtosis)。Rku值是无量纲数,是没有单位的值。
通过对在附着增强层221的上表面的面内方向上的峰度特性分布进行控制,可以提高附着增强层221和与所述附着增强层221上表面相接触形成的其他薄膜、尤其是附着增强层221和上部遮光层222之间的机械附着力。具体而言,通过控制附着增强层221的上表面的峰度,使与附着增强层221的上表面相接触形成的其他薄膜、尤其是上部遮光层222的下表面更牢固地固定附着于附着增强层221的上表面。
然而,确认到:当附着增强层221的上表面的峰度值具有过高的值时,位于附着增强层221的上表面的峰可能相对容易被外部冲击破坏掉。考虑到这些特性,本实施方式可以对在形成附着增强层221之后的附着增强层221的上表面的面内方向的峰度特性分布进行控制。从而,能够进一步提高附着增强层221的上表面和与形成于所述附着增强层221的上表面的薄膜之间的机械附着力,并且能够减少可能会在对所述附着增强层221的上表面进行溅射的过程中所产生的颗粒量。
附着增强层部分的Rsk值的测定方法如下。
在位于附着增强层部分表面的中心部(中央部)的宽度为20μm且长度为20μm的区域测定出Rku值。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而在所述区域测定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模型来测定Rku值,所述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。可以从在每个附着增强层测定的Rku值计算出所述Rku值的平均值和标准偏差值。
在形成附着增强层221之后,所述附着增强层221的上表面包括将所述附着增强层221的上表面横向三等分且纵向三等分而形成的总共九个附着增强层部分,所述附着增强层221可以具有分别在所述总共九个附着增强层部分中的每一个测定的Rku值,所述Rku值的平均值可以为3.5以上。所述平均值可以为6以上。所述平均值可以为6.5以上。所述平均值可以为7以上。所述平均值可以为20以下。所述平均值可以为15以下。所述平均值可以为10以下。所述平均值可以为9以下。在这种情况下,可以有助于进一步提高附着增强层221和与所述附着增强层221的上表面相接触形成的其他薄膜之间的机械附着力。另外,能够降低在形成其他薄膜的过程中可能会因颗粒而发生的缺陷的发生频率。
所述附着增强层221可以分别在所述总共九个附着增强层部分中的每一个测定的Rku值,所述Rku值的标准偏差值可以为2以下。所述标准偏差值可以为1.6以下。所述标准偏差值可以为1以下。所述标准偏差值可以为0以上。所述标准偏差值可以为0.5以上。在这种情况下,能够在多层遮光膜20的整个区域中表现出相对比较均匀的耐久性。
附着增强层的组成
通过对附着增强层221和上部遮光层222之间的组成差以及附着增强层221和第一遮光膜21之间的组成差进行控制,可以进一步提高多层遮光膜20对清洗溶液的耐久性。
具体而言,通过控制附着增强层221和上部遮光层222之间的组成差,尤其控制附着增强层221和上部遮光层222之间的过渡金属的含量差等,从而能够调节附着增强层212和上部遮光层211之间的表面能等的物理性能差异。由此,可以使附着增强层221表面的原子和上部遮光层222表面的原子之间结合力提高,从而能够在附着增强层221和上部遮光层222之间形成进一步提高了的附着力。同样地,通过控制附着增强层221和第一遮光膜21之间的过渡金属的含量等差异,能够在附着增强层221和第一遮光膜21之间形成具有一定水平以上的附着力。结果,与未适用附着增强层221的多层遮光膜相比,能够形成对清洗溶液具有优异耐久性的多层遮光膜。
上部遮光层222、附着增强层221及第一遮光膜21的各个元素的含量可以通过使用XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy;X射线光电子能谱)测定深度剖面(depthprofile)来确认。具体而言,通过将空白掩模加工成宽度为15mm且长度为15mm的尺寸来准备样品。之后,将所述样品放入到XPS测定装置中,对位于所述样品的中心部的宽度为4mm且长度为2mm的区域进行蚀刻,由此测定各个薄膜的过渡金属的含量。
例如,可以通过赛默飞世尔科技(Thermo Scientific)公司的K-alpha模型测定各个薄膜中的每个元素的含量。
从上部遮光层222的过渡金属含量值中减去附着增强层221的过渡金属含量值而获得的值的绝对值可以为10原子%以下。所述绝对值可以为8原子%以下。所述绝对值可以为5原子%以下。所述绝对值可以为0原子%以上。
从上部遮光层222的氮含量值中减去附着增强层221的氮含量值而获得的值的绝对值可以为10原子%以下。所述绝对值可以为8原子%以下。所述绝对值可以为5原子%以下。所述绝对值可以为0原子%以上。
从上部遮光层222的氧含量值中减去附着增强层221的氧含量值而获得的值的绝对值可以为10原子%以下。所述绝对值可以为8原子%以下。所述绝对值可以为5原子%以下。所述绝对值可以为0原子%以上。
在这种情况下,能够在上部遮光层222和附着增强层221相接的界面处形成强力的附着力。
从附着增强层221的过渡金属含量值中减去第一遮光膜21的过渡金属含量值而获得的值的绝对值可以为35原子%以下。所述绝对值可以为30原子%以下。所述绝对值可以为15原子%以上。所述绝对值可以为20原子%以上。
从附着增强层221的氮含量值中减去第一遮光膜21的氮含量值而获得的值的绝对值可以为25原子%以下。所述绝对值可以为20原子%以下。所述绝对值可以为15原子%以下。所述绝对值可以为5原子%以上。
从附着增强层221的氧含量值中减去第一遮光膜21的氧含量值而获得的值的绝对值可以为35原子%以下。所述绝对值可以为30原子%以下。所述绝对值可以为15原子%以上。所述绝对值可以为20原子%以上。
在这种情况下,即使多层遮光膜20包括具有一定水平以上的过渡金属含量差异的两个以上的遮光膜(或遮光层),多层遮光膜20也可以在长时间清洗工艺中表现出稳定的耐久性。
附着增强层221的过渡金属的含量可以高于第一遮光膜21的过渡金属的含量。附着增强层221的过渡金属的含量可以低于或等于上部遮光层222的过渡金属的含量。
在本实施方式中,附着增强层221的过渡金属含量会影响附着增强层221的表面的峰度特性。具体而言,确认到:在形成附着增强层221时,气氛气体中所含的活性气体的含量越少,所形成的附着增强层221的表面的粗糙度值越高。本实施方式通过将附着增强层221的过渡金属含量控制在本实施方式预先设定的范围内来有助于提高附着增强层221和与所述附着增强层221相接触形成的薄膜之间的机械附着力。此外,通过调节附着增强层221和与所述附着增强层221相邻的薄膜之间的表面能差,能够进一步提高多层遮光膜20的耐久性。
附着增强层221可以包含过渡金属、氧以及氮。附着增强层221可以含有35原子%以上的过渡金属。附着增强层221可以含有40原子%以上的过渡金属。附着增强层221可以含有45原子%以上的过渡金属。附着增强层221可以含有55原子%以上的过渡金属。附着增强层221可以含有82原子%以下的过渡金属。附着增强层221可以含有70原子%以下的过渡金属。
附着增强层221的氧含量和氮含量的总和可以为15原子%以上。所述值可以为20原子%以上。所述值可以为25原子%以上。所述值可以为55原子%以下。所述值可以为50原子%以下。所述值可以为45原子%以下。所述值可以为35原子%以下。
附着增强层221可以含有5原子%以上的氧。附着增强层221可以含有7原子%以上的氧。附着增强层221可以含有25原子%以下的氧。附着增强层221可以含有15原子%以下的氧。
附着增强层221可以含有10原子%以上的氮。附着增强层221可以含有15原子%以上的氮。附着增强层221可以含有30原子%以下的氮。附着增强层221可以含有25原子%以下的氮。
附着增强层221可以含有1原子%以上的碳。附着增强层221可以含有15原子%以下的碳。附着增强层221可以含有10原子%以下的碳。附着增强层221可以含有5原子%以下的碳。
在这种情况下,可以调节附着增强层221的峰度特性,由此能够有助于提高多层遮光膜20的耐久性,并且能够减少在附着增强层221和与所述附着增强层221相接触形成的薄膜(尤其,上部遮光层222或第一遮光膜)之间的表面能差。
多层遮光膜的组成及厚度
多层遮光膜20可以通过干法蚀刻方法进行图案化。在干法蚀刻过程中,多层遮光膜20的上部与其下部相比可以在蚀刻气体中暴露相对更长的时间。由此,多层遮光图案膜可能难以具有预先设计的形状。
在本实施方式中,考虑到多层遮光膜20所需的光学特性、通过图案化来形成的多层遮光图案膜的形状等,可以控制多层遮光膜20中所包括的薄膜的组成、厚度及溅射时工艺条件等。
第一遮光膜21可以包含过渡金属、氧以及氮。第一遮光膜21可以含有25原子%以上的过渡金属。第一遮光膜21可以含有30原子%以上的过渡金属。第一遮光膜21可以含有55原子%以下的过渡金属。第一遮光膜21可以含有50原子%以下的过渡金属。第一遮光膜21可以含有45原子%以下的过渡金属。
第一遮光膜21的氧含量和氮含量的总和可以为22原子%以上。第一遮光膜21的氧含量和氮含量的总和可以为30原子%以上。第一遮光膜21的氧含量和氮含量的总和可以为40原子%以上。第一遮光膜21的氧含量和氮含量的总和可以为70原子%以下。第一遮光膜21的氧含量和氮含量的总和可以为60原子%以下。第一遮光膜21的氧含量和氮含量的总和可以为50原子%以下。
第一遮光膜21可以含有20原子%以上的氧。第一遮光膜21可以含有25原子%以上的氧。第一遮光膜21可以含有30原子%以上的氧。第一遮光膜21可以含有50原子%以下的氧。第一遮光膜21可以含有45原子%以下的氧。第一遮光膜21可以含有40原子%以下的氧。
第一遮光膜21可以含有2原子%以上的氮。第一遮光膜21可以含有5原子%以上的氮。第一遮光膜21可以含有20原子%以下的氮。第一遮光膜21可以含有15原子%以下的氮。
第一遮光膜21可以含有5原子%以上的碳。第一遮光膜21可以含有10原子%以上的碳。第一遮光膜21可以含有25原子%以下的碳。第一遮光膜21可以含有20原子%以下的碳。
在这种情况下,第一遮光膜21能够有助于使多层遮光膜20具有优异的消光特性。
第二遮光膜22可以包含过渡金属、氧以及氮。第二遮光膜22可以含有35原子%以上的过渡金属。第二遮光膜22可以含有40原子%以上的过渡金属。第二遮光膜22可以含有45原子%以上的过渡金属。第二遮光膜22可以含有55原子%以上的过渡金属。第二遮光膜22可以含有82原子%以下的过渡金属。第二遮光膜22可以含有70原子%以下的过渡金属。
第二遮光膜22的氧含量和氮含量的总和可以为15原子%以上。所述值可以为20原子%以上。所述值可以为25原子%以上。所述值可以为55原子%以下。所述值可以为50原子%以下。所述值可以为45原子%以下。所述值可以为35原子%以下。
第二遮光膜22可以含有5原子%以上的氧。第二遮光膜22可以含有7原子%以上的氧。第二遮光膜22可以含有25原子%以下的氧。第二遮光膜22可以含有15原子%以下的氧。
第二遮光膜22可以含有10原子%以上的氮。第二遮光膜22可以含有15原子%以上的氮。第二遮光膜22可以含有30原子%以下的氮。第二遮光膜22可以含有25原子%以下的氮。
第二遮光膜22可以含有1原子%以上的碳。第二遮光膜22可以含有15原子%以下的碳。第二遮光膜22可以含有10原子%以下的碳。第二遮光膜22可以含有5原子%以下的碳。
上部遮光层222可以包含过渡金属、氧或氮。上部遮光层222可以含有35原子%以上的过渡金属。上部遮光层222可以含有40原子%以上的过渡金属。上部遮光层222可以含有45原子%以上的过渡金属。上部遮光层222可以含有55原子%以上的过渡金属。上部遮光层222可以含有82原子%以下的过渡金属。上部遮光层222可以含有70原子%以下的过渡金属。
上部遮光层222的氧含量和氮含量的总和可以为15原子%以上。所述值可以为20原子%以上。所述值可以为25原子%以上。所述值可以为55原子%以下。所述值可以为50原子%以下。所述值可以为45原子%以下。所述值可以为35原子%以下。
上部遮光层222可以含有5原子%以上的氧。上部遮光层222可以含有7原子%以上的氧。上部遮光层222可以含有25原子%以下的氧。上部遮光层222可以含有20原子%以下的氧。上部遮光层222可以含有15原子%以下的氧。
上部遮光层222可以含有10原子%以上的氮。上部遮光层222可以含有15原子%以上的氮。上部遮光层222可以含有30原子%以下的氮。上部遮光层222可以含有25原子%以下的氮。
上部遮光层222可以含有1原子%以上的碳。上部遮光层222可以含有15原子%以下的碳。上部遮光层222可以含有10原子%以下的碳。上部遮光层222可以含有5原子%以下的碳。
在这种情况下,能够有助于使多层遮光膜20具有优异的消光特性和适合检查缺陷的光学特性。此外,能够有助于使由所述多层遮光膜20形成的多层遮光图案膜按照预先设计的形状形成。
从上部遮光层222的过渡金属含量中减去第一遮光膜21的过渡金属含量而获得的值的绝对值可以为35原子%以下。所述绝对值可以为30原子%以下。所述绝对值可以为15原子%以上。所述绝对值可以为20原子%以上。
从上部遮光层222的氮含量中减去第一遮光膜21的氮含量而获得的值的绝对值可以为25原子%以下。所述绝对值可以为20原子%以下。所述绝对值可以为15原子%以下。所述绝对值可以为5原子%以上。
从上部遮光层222的氧含量中减去第一遮光膜21的氧含量而获得的值的绝对值可以为35原子%以下。所述绝对值可以为30原子%以下。所述绝对值可以为15原子%以上。所述绝对值可以为20原子%以上。
在这种情况下,能够进一步增加基于附着增强层221的附着力的提高效果。
过渡金属可以包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一种。过渡金属可以是Cr。
在这种情况下,能够有助于使第一遮光膜21具有优异的消光特性。
在这种情况下,能够更精确地对多层遮光膜20进行图案化,从而能够进一步提高光掩模的分辨率。
相对于第一遮光膜21的厚度的第二遮光膜22的厚度比率可以为0.05至0.3。所述厚度比率可以为0.07至0.25。所述厚度比率可以为0.1至0.2。在这种情况下,能够更精确地对通过图案化形成的多层遮光图案膜的侧面形状进行控制。
相对于第一遮光膜21的厚度的附着增强层的厚度比率可以为0.005至0.05。所述厚度比率可以为0.01至0.04。所述厚度比率可以为0.015至0.03。在这种情况下,多层遮光膜20能够对清洗溶液具有稳定的耐久性。
多层遮光膜的光学特性
对于波长为193nm的光,多层遮光膜20可以具有1.8以上的光学密度。对于波长为193nm的光,多层遮光膜20可以具有1.9以上的光学密度。
对于波长为193nm的光,多层遮光膜20可以具有1.5%以下的透射率。对于波长为193nm的光,多层遮光膜20可以具有1.4%以下的透射率。对于波长为193nm的光,多层遮光膜20可以具有1.2%以下的透射率。
在这种情况下,多层遮光膜20能够有助于有效地阻挡曝光光线的透射。
可以使用光谱型椭偏仪(Spectroscopic Ellipsometer)测定多层遮光膜20的光学密度和透射率。例如,可以使用NanoView公司制造的MG-Pro模型来测定多层遮光膜20的光学密度和透射率。
其他薄膜
图6为说明根据本说明书的再一实施例的空白掩模的概念图。在下文中,将参照所述图6进行说明。
相移膜30可以配置在透光基板10和多层遮光膜20之间。相移膜30是,衰减透射所述相移膜30的曝光光线的强度,并且通过调节曝光光线的相位差来实质上抑制图案边缘处所产生的衍射光的薄膜。
对于波长为193nm的光,相移膜30可以具有170°至190°的相位差。对于波长为193nm的光,相移膜30可以具有175°至185°的相位差。
对于波长为193nm的光,相移膜30可以具有3%至10%的透射率。对于波长为193nm的光,相移膜30可以具有4%至8%的透射率。
在这种情况下,能够有效地抑制可能会在图案膜的边缘处产生的衍射光。
对于波长为193nm的光,包括相移膜30和多层遮光膜20的薄膜可以具有3以上的光学密度。对于波长为193nm的光,包括相移膜30和多层遮光膜20的薄膜可以具有3.2以上的光学密度。在这种情况下,所述薄膜能够有效地抑制曝光光线的透射。
可以使用光谱型椭偏仪来测定相移膜30的相位差和透射率及包括相移膜30和多层遮光膜20的薄膜的光学密度。例如,作为光谱型椭偏仪,可以使用NanoView公司的MG-Pro模型。
相移膜30可以包含过渡金属和硅。相移膜30可以包含过渡金属、硅、氧以及氮。所述过渡金属可以是钼。
硬掩模(图中未示出)可以位于多层遮光膜20上。当蚀刻遮光膜20图案时,硬掩模可以用作蚀刻掩模膜。硬掩模可以包含硅、氮以及氧。
光掩模
图7为说明根据本说明书的再一实施例的光掩模的概念图。将参照所述图7说明本实施方式。
根据本说明书的再一实施例的光掩模200包括:透光基板10;及配置在所述透光基板10上的多层遮光图案膜25。
所述多层遮光图案膜25包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
所述多层遮光图案膜25包括:第一遮光膜21;和配置在所述第一遮光膜21上的第二遮光膜22。
所述多层遮光图案膜25包括通过以所述透光基板10的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光图案膜部分291。
每个所述多层遮光图案膜部分291包括位于侧面的测定区间。
所述测定区间是,在所述多层遮光膜部分291各自的侧面中,与从所述第一遮光膜21的上表面朝向所述第一遮光膜21的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜22的下表面朝向所述第二遮光膜22的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间。
所述多层遮光图案膜25具有分别在所述总共九个多层遮光图案膜部分291上测定的下述式2的pdR值,所述式2的pdR值的平均值为3nm以下。
[式2]
pdR=pRac-pRbc
所述pRac是,将所述多层遮光图案膜25在SC-1溶液中浸渍800秒中并用臭氧水冲洗后,在所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述pRbc是,在将所述多层遮光图案膜25浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2及71.4重量%的H2O的溶液。
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
从多层遮光图案膜部分291测定出式2的pdR值的方法与在前面的说明的多层遮光膜部分29的dR值的测定方法相同。然而,为了进行测定,代替分割空白掩模而形成空白掩模部分的情况,分割光掩模200,并且测定对象是多层遮光图案膜部分的侧面,而不是多层遮光膜部分29的侧面。
可以通过对如上所述的多层遮光膜20进行图案化来制造多层遮光图案膜25。
多层遮光图案膜25的层结构、物理性能及组成等的说明与所述的遮光膜的说明重复,因此将省略其说明。
多层遮光膜的制造方法
根据本说明书的一实施例的空白掩模的制造方法包括:准备步骤,在溅射室(chamber)中配置包含过渡金属的溅射靶材及透光基板;第一遮光膜成膜步骤,在透光基板上形成第一遮光膜;第二遮光膜成膜步骤,在第一遮光膜上形成第二遮光膜。
第二遮光膜成膜步骤包括:在第一遮光膜上形成附着增强层的附着增强层成膜过程;及在所形成的附着增强层上形成上部遮光层的上部遮光层成膜过程。
在准备步骤中,溅射室可以包括能够设置溅射靶材和透光基板的内部空间。溅射室可以包括设置在所述内部空间的底面上的气氛气体注入口。当经由所述的注入口将气氛气体注入到所述内部空间时,能够相对地减少所形成的薄膜的面内方向上的物理性能和组成(组分)变化。
在准备步骤中,考虑到遮光膜的组成而可以选择用于形成遮光膜的靶材。作为溅射靶材,可以适用一种含有过渡金属的靶材。溅射靶材可以是包括含有过渡金属的一个靶材的两个以上的靶材。含有过渡金属的靶材可以含有90原子%以上的过渡金属。含有过渡金属的靶材可以含有95原子%以上的过渡金属。含有过渡金属的靶材可以含有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。
关于配置在溅射室中的透光基板的内容与所述内容重复,因此将省略其说明。
在准备步骤中,可以将磁体配置在溅射室中。磁体可以配置在与溅射靶材中发生溅射的一面相对的表面上。
在多层遮光膜的成膜步骤中,对于多层遮光膜所包含的各个薄膜,可以采用不同的溅射工艺条件。尤其,考虑到每个薄膜所需的表面粗糙度特性、耐化学品性、消光特性及蚀刻特性等,可以对各个薄膜采用不同的条件,例如,气氛气体组分、腔室内压力、施加到溅射靶材的功率、成膜时间、基板旋转速度等。
气氛气体可以包括非活性气体、反应气体和溅射气体。非活性气体是包含不构成将要成膜的薄膜的元素的气体。反应气体是包含构成将要成膜的薄膜的元素的气体。溅射气体是在等离子体气氛中离子化并与靶材发生碰撞的气体。
非活性气体可以包括氦。
反应气体可以包括含有氮的气体。例如,所述含有氮的气体可以为N2、NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等。反应气体可以包括含有氧的气体。例如,所述含有氧的气体可以为O2、CO2等。反应气体可以包括含有氮的气体和含有氧的气体。所述反应气体可以包括同时含有氮和氧的气体。例如,所述同时含有氮和氧的气体可以为NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等。
溅射气体可以为Ar气体。
作为向溅射靶材施加功率的电源,可以使用DC电源,或者也可以使用RF电源。
在第一遮光膜成膜步骤中,施加到溅射靶材的功率可以为1.5kW以上且2.5kW以下。施加到所述溅射靶材的功率可以为1.6kW以上且2kW以下。
在第一遮光膜成膜步骤中,相对于气氛气体的非活性气体的流量,反应气体的流量比率可以为1.5以上且3以下。所述流量比率可以为1.8以上且2.7以下。所述流量比率可以为2以上且2.5以下。
在所述气氛气体中,相对于反应气体中所含的氮含量,氧含量的比率可以为1.5以上且4以下。所述比率可以为2以上且3以下。所述比率可以为2.2以上且2.7以下。
在这种情况下,第一遮光膜能够有助于使多层遮光膜具有足够的消光特性。此外,在多层遮光膜的图案化过程中,能够有助于精确地控制多层遮光图案膜的形状。
第一遮光膜的成膜时间可以为200秒以上且300秒以下。第一遮光膜的成膜时间可以为200秒以上且250秒以下。在这种情况下,能够有助于使多层遮光膜具有足够的消光特性。
在完成第一遮光膜成膜步骤之后,可以对所述第一遮光膜上进行第二遮光膜成膜步骤。
在第二遮光膜成膜步骤中,可以首先实施附着增强层的成膜过程。可以在第一遮光膜上形成附着增强层。附着增强层可以形成在第一遮光膜的上表面上。附着增强层可以形成与配置在第一遮光膜上的另一薄膜的上表面。
在附着增强层的成膜过程中,施加到溅射靶材的功率可以为1.5kW以上且2.5kW以下。施加到所述溅射靶材的功率可以为1.6kW以上且2kW以下。
在这种情况下,能够有助于将附着增强层221的表面粗糙度特性控制在本实施方式中预先设定的范围内。
可以在形成与附着增强层的下表面相接触配置的薄膜(例如,第一遮光膜)后,经过15秒以上的时间后进行附着增强层成膜过程。可以在形成与附着增强层的下表面相接触配置的薄膜后,经过20秒以上的时间后进行附着增强层成膜过程。可以在形成与附着增强层的下表面相接触配置的薄膜后,30秒以内进行附着增强层成膜过程。
可以在将形成与附着增强层的下表面相接触配置的薄膜(例如,第一遮光膜)时采用的气氛气体从腔室完全排出后,进行附着增强层成膜过程。可以在形成与附着增强层的下表面相接触配置的薄膜时采用的气氛气体从腔室完全排出后,10秒以内进行附着增强层成膜过程。可以在形成与附着增强层的下表面相接触配置的薄膜时采用的气氛气体从腔室完全排出后,5秒以内进行附着增强层成膜过程。
在这种情况下,能够更精确地控制附着增强层的组成。
在附着增强层的成膜过程中,相对于气氛气体的非活性气体的流量,反应气体的流量的比率可以为0.3以上且0.7以下。所述流量的比率可以为0.4以上且0.6以下。
相对于所述反应气体中所含的氮含量,氧含量的比率可以为0.3以下。所述比率可以为0.1以下。所述比率可以为0以上。
在这种情况下,能够将第一遮光膜和附着增强层之间的表面能差控制在规定范围内,并且能够将附着增强层的表面控制成具有在本实施方式中预先设定的范围内的峰度值。
附着增强层的成膜可以实施1秒以上且15秒以下的时间。附着增强层的成膜可以实施2秒以上且8秒以下的时间。
在这种情况下,能够有助于将附着增强层的厚度和表面粗糙度特性控制在本实施方式中预先设定的范围内。
关于在形成附着增强层后的附着增强层的表面粗糙度特性的说明与前面的说明重复,因此将省略其说明。
在完成附着增强层成膜过程之后,可以实施上部遮光层成膜过程。可以在附着增强层上形成上部遮光层。上部遮光层可以形成为与附着增强层的上表面相接触。上部遮光层可以形成为与配置在附着增强层上的其他薄膜的表面相接触。
在上部遮光层的成膜过程中,施加到溅射靶材的功率可以为1kW至2kW。所述功率可以为1.2kW至1.7kW。在这种情况下,可以有助于使第二遮光膜具有所期望的光学特性和蚀刻特性。
可以在形成与所述上部遮光层的下表面相接触配置的薄膜(例如,附着增强层)后,经过15秒以上后实施上部遮光层成膜过程。可以在形成与所述上部遮光层的下表面相接触配置的薄膜后,经过20秒以上后实施上部遮光层成膜过程。可以在形成与所述上部遮光层的下表面相接触配置的薄膜后,30秒以内实施上部遮光层成膜过程。
可以在将形成与所述上部遮光层的下表面相接触配置的薄膜(例如,附着增强层)时采用的气氛气体从腔室完全排出后,实施上部遮光层成膜过程。可以在形成与所述上部遮光层的下表面相接触配置的薄膜时采用的气氛气体从腔室完全排出后,10秒以内实施上部遮光层成膜过程。可以在形成与所述上部遮光层的下表面相接接触配置的薄膜时采用的气氛气体从腔室完全排出后,5秒以内实施上部遮光层成膜过程。
在这种情况下,能够更精确地控制上部遮光层的组成。
在上部遮光层成膜过程中,相对于气氛气体中所包含的非活性气体的流量,反应气体的流量比率可以为0.3至0.7。所述流量比率可以为0.4至0.6。
在上部遮光层的成膜过程中,相对于反应气体中所包含的氮含量,氧含量比率可以为0.3以下。所述比率可以为0.1以下。所述比率可以为0以上。
在这种情况下,能够更精确地控制通过对多层遮光膜进行图案化形成的多层遮光图案膜的形状。
上部遮光层的成膜时间可以为5秒以上且40秒以下。上部遮光层的成膜时间可以为10秒以上且30秒以下。在这种情况下,当通过干法蚀刻形成多层遮光图案膜时,能够更精确地控制多层遮光图案膜的形状。
半导体元件制造方法
根据本说明书的另一实施例的半导体元件的制造方法,其包括:准备步骤,用于配置光源、光掩模及涂有抗蚀剂膜的半导体晶圆;曝光步骤,通过所述光掩模将从所述光源入射的光选择性地透射所述半导体晶圆上并使该光出射;及显影步骤,在所述半导体晶圆上显影图案。
光掩模包括:透光基板;及多层遮光图案膜,配置在所述透光基板上。
所述多层遮光图案膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
所述多层遮光图案膜包括:第一遮光膜;和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜。
所述多层遮光图案膜包括:通过以所述透光基板的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光图案膜部分。
每个所述多层遮光图案膜部分包括位于侧面的测定区间。
所述测定区间是,在所述多层遮光图案膜部分各自的侧面中,与从所述第一遮光膜的上表面朝向所述第一遮光膜的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜的下表面朝向所述第二遮光膜的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间。
所述多层遮光图案膜具有分别在所述总共九个多层遮光图案膜部分上测定的下述式2的pdR值,所述式2的pdR值的平均值为3nm以下。
[式2]
pdR=pRac-pRbc
所述pRac是将所述多层遮光图案膜在SC-1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗后,在所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述pRbc是在将所述多层遮光图案膜浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述测定区间测定的表面粗糙度,其中,表面粗糙度的单位为nm。
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2及71.4重量%的H2O的溶液。
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
在准备步骤中,光源是能够产生短波长的曝光光线的装置。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。
可以在光掩模和半导体晶圆之间进一步配置透镜。透镜具有缩小光掩模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,所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会发生化学变性。
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,在抗蚀剂膜中的曝光光线入射的部分可能会被显影溶液溶解。当所涂布的抗蚀剂膜是负性抗蚀剂(negative resist)时,在抗蚀剂膜中的曝光光线未入射的部分可能会被显影溶液溶解。通过显影溶液处理,将抗蚀剂膜形成为抗蚀剂图案。可以通过将所述抗蚀剂图案作为掩模,在半导体晶圆上形成图案。
关于光掩模的说明与前面的内容重复,因此将省略其说明。
以下,将对具体实施例进行更详细的说明。
制造例:多层遮光膜的成膜
实施例1:在DC溅射装置的腔室内,配置了宽度为6英寸、长度为6英寸、厚度为0.25英寸的石英材质的透光基板。将铬靶材配置在腔室中,使得T/S距离为255mm,并且基板与靶材之间形成25度的角度。
在透光基板上形成了第一遮光膜。具体而言,将以Ar:N2:CO2=3:2:5的体积比混合而成的气氛气体导入到腔室中,对溅射靶材施加1.85kW的功率,基板旋转速度设为10RPM,并以200秒以上且250秒以下的时间实施了溅射工艺,由此形成了下部遮光层。
在形成第一遮光膜之后,在第一遮光膜上形成了包括附着增强层和上部遮光层的第二遮光膜。具体而言,将以Ar:N2=6.5:3.5的体积比混合而成的气氛气体导入到腔室中,对溅射靶材施加1.85kW的功率,基板旋转速度设为10RPM,实施5秒的溅射工艺,由此在第一遮光膜上形成了附着增强层。在形成附着增强层的过程中,在形成完第一遮光膜后经过20秒之后对溅射靶材施加功率,并且在将用于形成第一遮光膜的气氛气体完全排放后5秒内注入了气氛气体。
在形成完附着增强层后,将以Ar:N2=6.5:3.5的体积比混合而成的气氛气体导入到腔室中,对溅射靶材施加1.5kW的功率,基板旋转速度设为10RPM,以10秒以上且30秒以下的时间对附着增强层的上表面进行了溅射工艺,由此形成了上部遮光层。
在形成第一遮光膜和第二遮光膜的过程中,通过位于溅射室的内部空间的底面的注入口供应了气氛气体。
实施例2:在与实施例1相同的条件下形成了多层遮光膜。但不同之处在于,在形成附着增强层的过程中,将以Ar:N2=7:3的体积比混合而成的气氛气体导入到腔室中,并且对溅射靶材施加了1.83kW的功率。
实施例3:在与实施例1相同的条件下形成了多层遮光膜。但不同之处在于,在形成第一遮光膜的过程中施加到溅射靶材的功率为1.86kW。并且,在形成附着增强层的过程中,将以Ar:N2=7:3的体积比混合而成的气氛气体导入到腔室中,对溅射靶材施加了1.87kW的功率。并且,在形成上部遮光层的过程中,将以Ar:N2=7:3的体积比混合而成的气氛气体导入到腔室中,对溅射靶材施加了1.55kW的功率。
比较例1:在与实施例1相同的条件下形成了多层遮光膜。但不同之处在于,在形成附着增强层的过程中,将以Ar:N2=5.5:4.5的体积比混合而成的气氛气体导入到腔室中,对溅射靶材施加了1kW的功率,基板旋转速度设为5RPM,附着增强层的成膜时间为8秒。
比较例2:在与实施例1相同的条件下形成了多层遮光膜。但不同之处在于,在形成附着增强层的过程中,将以Ar:N2=4.5:5.5的体积比混合而成的气氛气体导入到腔室中。
每个实施例和比较例的成膜条件记载于如下的表1中。
评价例:每个薄膜的厚度的测定
通过测定每个实施例和比较例的样品的TEM图像来计算出了上部遮光层、附着增强层及第一遮光膜的厚度。TEM图像测定方法与前面的测定dR值时所采用的方法相同。
将每个实施例和比较例的测定结果记载于如下的表2中。
评价例:dR值的测定
测定了每个实施例和比较例的样品的各个多层遮光膜部分的dR值。
具体而言,以横向三等分和纵向三等分的方式对每个实施例和比较例的样品进行分割和加工,由此形成了宽度为15mm且长度为15mm的总共九个空白掩模部分。
具体而言,将待测的空白掩模样品配置在X、Y轴切割机台上,然后用止动杆(Stopbar)固定。在固定样品后,考虑到样品的切割位置而移动并固定切割轮(Cutting wheel)。在固定切割轮后,通过在样品的上端使切割轮以0.15m/s的速度进行了往复运动,从而对样品进行了切割加工。
例如,X、Y轴切割机可以为金星钻石株式会社的SPC-452模型。
对加工后的空白掩模部分进行FIB(Focused Ion Beam;聚焦离子束)处理。之后,使用由日本电子株式会社(JEOL LTD)的JEM-2100F HR模型装置对加工后的所述空白掩模部分的截面图像进行了测定。
在对所述空白掩模部分的截面图像进行用于提高截面图像的对比度的图像校正处理之后,在经过校正处理的截面图像中确定测定区间。具体而言,将从第一遮光膜和第二遮光膜的界面朝向第一遮光膜的下表面隔开了5nm的位置和从所述界面朝向第二遮光膜的上表面隔开了5nm的位置确定为测定区间。
然后,从空白掩模部分的截面图像中,描绘出与多层遮光膜部分的侧面中的测定区间相对应的部分的表面轮廓,并且基于ISO 4287中规定的Ry(最大高度粗糙度)计算方法从描绘出的所述线计算出了Rbc值。
测定Rbc值后,将加工后的所述空白掩模部分在SC-1溶液中浸渍了800秒,并且用臭氧水进行了冲洗。SC-1溶液的浸渍和基于臭氧水的冲洗是室温下进行的。
之后,以与测定Rbc值的方法相同的方法测定了Rac值。
通过与所述方法相同的方法,对每个实施例和比较例的总共九个多层遮光膜部分测定了dR值。然后,计算出所述dR值的平均值和标准差值。
将每个实施例和比较例的dR值的平均值和标准偏差值记载于如下的表2中,将每个空白掩模部分测得的dR值记载于如下的表3中。
评价例:成膜后的附着增强层表面的Rku值的测定
在每个实施例和比较例的样品的制造过程中,测定了在形成附着增强层后的各个附着增强层区域(sector)表面的Rku值。
具体而言,确定了通过将附着增强层横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个附着增强层区域(sector)。在位于所述附着增强层区域表面的中心部(中央部)的宽度为20μm且长度为20μm的区域,使用二维粗糙度仪测定了Rku值。将扫描速度设定为0.5Hz,并采用了非接触模式(Non-contact mode)。二维粗糙度仪为韩国帕克股份有限公司的XE-150模型,所述XE-150模型中适用作为韩国帕克股份有限公司的悬臂模型的PPP-NCHR作为探针。从每个附着增强层区域测定的Rku值,计算出所述Rku值的平均值和标准偏差值。
将每个实施例和比较例的Rku值的平均值和标准偏差测定结果记载于如下的表2中,将成膜后的每个附着增强层区域的Rku测定值记载于如下的表4中。
评价例:光学特性的测定
使用NanoView公司的MG-Pro型光谱型椭偏仪,测定了每个实施例和比较例的样品的针对波长为193nm的光的光学密度和透射率。
具体而言,在每个实施例和比较例的样品的遮光膜的表面上,特定了位于遮光膜的中心的宽度为146mm且长度为146mm的测定区域。特定了通过将所述测定区域横向三等分且纵向三等分来形成的总共为36个区域(sector)。将每个所述区域的总共为49个顶点确定为测定点,并且使用光谱椭偏仪在所述测定点上测定了透射率值。计算每个所述测定点的透光率值的平均值,并且将其分别作为每个实施例和比较例的样品的透光率值。从计算的透射率值算出了光学密度。
将每个实施例和比较例的测定结果记载于如下的表5中。
评价例:每个薄膜的组成的测定
使用XPS分析,测定了每个实施例和比较例的各个层和各个膜的每个元素的含量。具体而言,将每个实施例和比较例的空白掩模加工成宽度为15mm且长度为15mm的尺寸,由此准备了样品。将所述样品配置在由赛默飞世尔科技(Thermo Scientific)公司制造的K-α模型测定装置中,之后对位于所述样品的中心部的宽度为4mm且长度为2mm的区域进行了蚀刻,由此测定了各个层和个各膜的每个元素的含量。
将每个实施例和比较例的测定结果记载于如下的表6中。
表1
表2
表3
表4
表5
透射率(%) | 光学密度 | |
实施例1 | 1.01 | 1.96 |
实施例2 | 0.93 | 2.03 |
实施例3 | 0.86 | 2.06 |
比较例1 | 1.9 | 1.72 |
比较例2 | 1.45 | 1.84 |
表6
在上述表2中,实施例1至实施例3中测得的dR值的平均值为1nm以下,而比较例1至比较例2中测得的dR值的平均值为3.5nm以上。
至于dR值的标准偏差,实施例1至实施例3和比较例2中测得的dR值的标准偏差为0.5nm以下,而比较例1中测得的dR值大于0.5nm。
至于每个附着增强层区域(sector)的Rsk值的平均值,实施例1至实施例3中测得的Rsk值的平均值为7以上,而比较例1、2中测得的Rsk值的平均值小于3.5。
至于每个附着增强层区域的Rsk值的标准偏差,在所有的实施例和比较例中测得的Rsk值的标准偏差为2以下。
在上述表5中,在所有的实施例和比较例中测得的透射率为1.5%以下。
至于光学密度方面,在所有的实施例和比较例中测得的光学密度为1.7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 (10)
1.一种空白掩模,其特征在于,包括:
透光基板,以及
多层遮光膜,配置在所述透光基板上;
所述多层遮光膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种;
所述多层遮光膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜;
所述多层遮光膜包括通过以所述多层遮光膜的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光膜部分;
每个所述多层遮光膜部分包括位于侧面的测定区间;
所述测定区间是,在所述多层遮光膜部分各自的侧面,与从所述第一遮光膜的上表面向所述第一遮光膜的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜的下表面向所述第二遮光膜的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间;
所述多层遮光膜具有分别在总共九个所述多层遮光膜部分测定的下述式1的dR值,所述dR值为粗糙度差值,下述式1的dR值的平均值为3nm以下;
[式1]
dR=Rac–Rbc
所述Rac是,将所述多层遮光膜部分在SC-1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗之后,在所述多层遮光膜部分的所述测定区间测定的表面粗糙度,所述表面粗糙度的单位为nm,所述SC-1溶液为标准清洁-1溶液;
所述Rbc是,在将所述多层遮光膜部分浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述多层遮光膜部分的所述测定区间测定的表面粗糙度,所述表面粗糙度的单位为nm;
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2及71.4重量%的H2O的溶液;
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
2.根据权利要求1所述的空白掩模,其特征在于,
分别在总共九个所述多层遮光膜部分测定的dR值的标准偏差值为0.5nm以下。
3.根据权利要求1所述的空白掩模,其特征在于,
在所述第一遮光膜的上表面和所述第二遮光膜的下表面之间形成有界面,
所述测定区间与从所述界面向所述第一遮光膜的下表面隔开5nm的位置和从所述界面向所述第二遮光膜的上表面隔开5nm的位置之间的区间相对应。
5.根据权利要求4所述的空白掩模,其特征在于,
从所述上部遮光层的过渡金属的含量减去所述附着增强层的过渡金属的含量而获得的值的绝对值为10原子%以下。
6.根据权利要求4所述的空白掩模,其特征在于,
从所述附着增强层的过渡金属的含量减去所述第一遮光膜的过渡金属的含量而获得的值的绝对值为35原子%以下。
7.根据权利要求4所述的空白掩模,其特征在于,
在形成所述附着增强层之后,所述附着增强层的上表面包括将所述附着增强层的上表面横向三等分且纵向三等分而形成的总共九个附着增强层区域,
所述附着增强层具有分别在总共九个所述附着增强层区域测定的Rku值,所述Rku值为峰度值,所述Rku值的平均值为3.5以上。
8.根据权利要求7所述的空白掩模,其特征在于,
分别在总共九个所述附着增强层区域测定的Rku值的标准偏差值为2以下。
9.一种光掩模,其特征在于,包括:
透光基板,以及
多层遮光图案膜,配置在所述透光基板上;
所述多层遮光图案膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种;
所述多层遮光图案膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜;
所述多层遮光图案膜包括通过以所述透光基板的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光图案膜部分;
每个所述多层遮光图案膜部分包括位于侧面的测定区间;
所述测定区间是,在所述多层遮光图案膜部分各自的侧面,与从所述第一遮光膜的上表面向所述第一遮光膜的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜的下表面向所述第二遮光膜的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间;
所述多层遮光图案膜具有分别在总共九个所述多层遮光图案膜部分测定的下述式2的pdR值,所述pdR值为光掩模的粗糙度差值,下述式2的pdR值的平均值为3nm以下;
[式2]
pdR=pRac-pRbc
所述pRac是,将所述多层遮光图案膜在SC-1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗之后,在所述测定区间测定的表面粗糙度,所述表面粗糙度的单位为nm,所述SC-1溶液为标准清洁-1溶液;
所述pRbc是,在将所述多层遮光图案膜浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述测定区间测定的表面粗糙度,所述表面粗糙度的单位为nm;
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2以及71.4重量%的H2O的溶液;
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
10.一种半导体元件的制造方法,其特征在于,包括:
准备步骤,用于配置光源、光掩模以及涂有抗蚀剂膜的半导体晶圆;
曝光步骤,通过所述光掩模将从所述光源入射的光选择性地透射在所述半导体晶圆上并使所述光出射;以及
显影步骤,在所述半导体晶圆上显影图案,
所述光掩模包括:透光基板;以及配置在所述透光基板上的多层遮光图案膜,
所述多层遮光图案膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种,
所述多层遮光图案膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜,
所述多层遮光图案膜包括通过以所述透光基板的上表面为基准横向三等分且纵向三等分来形成的总共九个多层遮光图案膜部分,
每个所述多层遮光图案膜部分包括位于侧面的测定区间,
所述测定区间是,在所述多层遮光图案膜部分各自的侧面,与从所述第一遮光膜的上表面向所述第一遮光膜的下表面隔开的位置和从所述第二遮光膜的下表面向所述第二遮光膜的上表面隔开的位置之间的区间相对应的区间,
所述多层遮光图案膜具有分别在总共九个所述多层遮光图案膜部分测定的下述式2的pdR值,所述pdR值为光掩模的粗糙度差值,下述式2的pdR值的平均值为3nm以下;
[式2]
pdR=pRac-pRbc
所述pRac是,将所述多层遮光图案膜在SC-1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗之后,在所述测定区间测定的表面粗糙度,所述表面粗糙度的单位为nm,所述SC-1溶液为标准清洁-1溶液,
所述pRbc是,在将所述多层遮光图案膜浸渍于所述SC-1溶液中之前,在所述测定区间测定的表面粗糙度,所述表面粗糙度的单位为nm,
所述SC-1溶液是包含14.3重量%的NH4OH、14.3重量%的H2O2以及71.4重量%的H2O的溶液,
所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
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