DE102021215088A1

DE102021215088A1 - Rohlingsmaske und fotomaske mit dieser maske

Info

Publication number: DE102021215088A1
Application number: DE102021215088.8A
Authority: DE
Inventors: Hyung-Joo Lee; Kyuhun Kim; Jiyeon Ryu; Inkyun SHIN; Seong Yoon Kim; Suk Young Choi; Suhyeon Kim; Sung Hoon Son; Min Gyo Jeong
Original assignee: SKC Solmics Co Ltd
Current assignee: SK Enpulse Co Ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-06-30
Also published as: TW202227900A; US20220214609A1; JP2022105274A; TWI819449B; JP7329031B2; TW202332980A; CN114690538A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Rohlingsmaske und dergleichen und umfasst ein transparentes Substrat, einen auf dem transparenten Substrat angeordneten Phasenverschiebungsfilm und einen auf mindestens einem Teil des Phasenverschiebungsfilms angeordneten Lichtabschirmungsfilm. Die Rohlingsmaske wird mit XRD im Normalmodus analysiert. Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt, weist der Phasenverschiebungsfilm einen XRD-Maximumpeak bei 20 von 15° bis 30° auf. Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt, weist das transparente Substrat den maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 30° auf. Der All-Wert der Leermaske, ausgedrückt durch Gleichung 1, beträgt 0,9 bis 1,1.AI1=XM1XQ1In Gleichung 1 ist XM1 der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird. XQ1 ist der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.Bei einer solchen Rohlingsmaske können optische Verzerrungen aufgrund unterschiedlicher Kristalleigenschaften zwischen dem Phasenverschiebungsfilm und dem transparenten Substrat minimiert werden. Darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäßen Rohlingsmaske ein Prozessfehler aufgrund optischer Verzerrungen bei den Belichtungs- und Entwicklungsprozessen reduziert werden.

Description

1. Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Rohlingsmaske und eine Fotomaske, die diese Maske verwendet.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Aufgrund der hohen Integration von Halbleiterbauelementen oder ähnlichem ist eine Miniaturisierung der Schaltungsmuster von Halbleiterbauelementen erforderlich. Aus diesem Grund wird die Bedeutung der Lithografie, einer Technik zur Entwicklung eines Schaltungsmusters auf einer Waferoberfläche mit Hilfe einer Fotomaske, weiter hervorgehoben.
Für die Entwicklung eines miniaturisierten Schaltungsmusters muss das in einem Belichtungsprozess (Photolithographie) verwendete Belichtungslicht eine verkürzte Wellenlänge haben. Als Belichtungslicht wird neuerdings ein ArF-Excimer-Laser (Wellenlänge 193 nm) oder ähnliches verwendet.
Auf der anderen Seite gibt es Binärmasken, Phasenverschiebungsmasken und ähnliches als Fotomasken.
Die Binärmaske hat eine Struktur, bei der eine lichtabschirmende Musterschicht auf einem transparenten Substrat gebildet wird. Auf einer Oberfläche, auf der ein lichtabschirmender Musterfilm aus der binären Maske gebildet wird, lässt ein durchlässiger Teil, der keinen lichtabschirmenden Musterfilm enthält, Belichtungslicht durch, und ein lichtabschirmender Teil, der einen lichtabschirmenden Musterfilm enthält, schirmt Belichtungslicht ab, um ein Muster auf einen Resistfilm der Oberfläche eines Wafers zu übertragen. Die binäre Maske kann jedoch bei der Entwicklung eines winzigen Musters zu Problemen führen, da das Licht am Rand des durchlässigen Teils gebeugt wird, wenn das Muster verkleinert wird.
Als Phasenverschiebungsmaske gibt es den Levenson-Typ, den Outrigger-Typ und den Halbton-Typ. Die Halbton-Phasenverschiebungsmaske hat eine Struktur, bei der ein Muster aus halbtransparenten Schichten auf einem transparenten Substrat gebildet wird. Auf einer Oberfläche, auf der ein Muster aus der Halbton-Phasenverschiebungsmaske gebildet wird, ermöglicht ein durchlässiger Teil, der keinen halbdurchlässigen Film enthält, den Durchgang von Belichtungslicht, und ein halbdurchlässiger Teil, der eine halbdurchlässige Schicht enthält, ermöglicht den Durchgang von abgeschwächtem Belichtungslicht. Das abgeschwächte Belichtungslicht darf eine Phasendifferenz gegenüber dem Belichtungslicht haben, das den durchlässigen Teil durchdrungen hat. Dementsprechend wird das Beugungslicht, das am Rand des durchlässigen Teils auftritt, durch das Belichtungslicht, das den halbdurchlässigen Teil durchdrungen hat, neutralisiert, und dadurch kann die Phasenverschiebungsmaske ein weiter verfeinertes winziges Muster auf der Oberfläche eines Wafers bilden.
Zum Stand der Technik gehören die koreanische Patentanmeldung Nr. 10-1360540 , die US-Patentveröffentlichung Nr. 2004-0115537 und die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2018-054836 .
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform umfasst ein transparentes Substrat; einen auf dem transparenten Substrat angeordneten Phasenverschiebungsfilm; und einen auf dem Phasenverschiebungsfilm angeordneten Lichtabschirmungsfilm.
Die Rohlingsmaske wird mittels XRD (Röntgenbeugung) im Normalmodus analysiert.
Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt, weist der Phasenverschiebungsfilm einen XRD-Maximumpeak bei 20 von 15° bis 30° auf.
Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt, weist das transparente Substrat einen maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 30° auf.
Die Rohlingsmaske hat einen All-Wert von 0,9 bis 1,1, ausgedrückt durch Gleichung 1 unten. $AI 1 = \frac{XM 1}{XQ 1}$
In Gleichung 1 ist XM1 der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird.
XQ1 ist der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Die Rohlingsmaske kann mit XRD im festen Modus analysiert werden.
Wenn die XRD-Analyse mit festem Modus an der Oberseite des Phasenverschiebungsfilm durchgeführt wird, kann der Phasenverschiebungsfilm den ersten Peak aufweisen, d. h. den maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 25°.
Wenn die XRD-Analyse mit festem Modus an der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt wird, kann das transparente Substrat den zweiten Peak aufweisen, nämlich den maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 25°.
Die Rohlingsmaske kann einen AI2-Wert von 0,9 bis 1,1 haben, der durch die nachstehende Gleichung 2 ausgedrückt wird. $AI 2 = \frac{XM 2}{XQ 2}$
In Gleichung 2 ist XM2 ein Intensitätswert des ersten Peaks, und XQ2 ist ein Intensitätswert des zweiten Peaks.
Die Rohlingsmaske kann einen AI3-Wert von 0,9 bis 1,1 haben, der durch die nachstehende Gleichung 3 ausgedrückt wird. $AI 3 = \frac{AM 1}{AQ 1}$
In Gleichung 3 ist AM1 die Fläche eines Bereichs, in dem 20 15° bis 30° in einer Röntgenintensitätskurve beträgt, die bei einer XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms gemessen wird.
AQ1 ist ein Bereich, in dem 20 15° bis 30° in einer Röntgenintensitätskurve beträgt, die bei einer XRD-Analyse im Normalmodus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats gemessen wird.
Die Rohlingsmaske kann einen AI4-Wert von 0,9 bis 1,1 haben, der durch Gleichung 4 unten ausgedrückt wird. $AI 4 = \frac{XM 4}{XQ 4}$
In Gleichung 4 ist XM4 die Röntgenintensität, wobei 20 43° ist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird.
XQ4 ist die Röntgenintensität, bei der 2θ 43° beträgt, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Wird eine XRD-Analyse im Normalmodus an einem Lichtabschirmungsfilm durchgeführt, kann der Lichtabschirmungsfilm einen maximalen Röntgenintensitätswert aufweisen, wenn 2θ 15° bis 30° beträgt.
Wenn die XRD-Analyse an der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt wird, kann der Lichtfilm einen maximalen Röntgenintensitätswert aufweisen, wenn 2θ 15° bis 30° beträgt.
Die Rohlingsmaske kann einen AI5-Wert von 0,9 bis 0,97 haben, der durch Gleichung 5 unten ausgedrückt wird. $AI 5 = \frac{XC 1}{XQ 1}$
In Gleichung 5 ist XC1 der Höchstwert der Röntgenintensität, der auf der Oberseite des Lichtabschirmungsfilms gemessen wird.
XQ1 ist der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Die Rohlingsmaske kann einen AI6-Wert von 1,05 bis 1,4 haben, der durch Gleichung 6 unten ausgedrückt wird. $AI 6 = \frac{XC 4}{XQ 4}$
In Gleichung 6 ist XC4 die Röntgenintensität, wobei 2θ 43° ist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Lichtabschirmungsfilms durchgeführt wird.
XQ4 ist die Röntgenintensität, bei der 2θ 43° beträgt, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Wenn in der Rohlingsmaske PE₁ 1,5 eV und PE₂ 3 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert gemäß Gleichung 7 unten 0 ist, 1,8 bis 2,14 eV betragen. $D e l_1 = lim_{Δ P E \to 0} (\frac{Δ D P S}{Δ P E})$
In Gleichung 7,, wenn der Phasenverschiebungsfilm mit einem spektroskopischen Ellipsometer unter einem Einfallswinkel von 64,5° gemessen wird, ist der DPS-Wert die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts 180° oder weniger beträgt, oder ein Wert, der durch Subtraktion der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle von 360° erhalten wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts mehr als 180° beträgt.
Der PE-Wert ist die Photonenenergie des einfallenden Lichts im Bereich des PE₁ -Wertes bis zum PE₂ -Wert.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE₁-Wert 3,0 eV und der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 3,8 bis 4,64 eV betragen.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE₁ -Wert 1,5 eV beträgt und der PE₂ -Wert ein Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an einem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, kann der Durchschnittswert des Del_1 78 bis 98 °/eV betragen.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE₁ -Wert der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und der PE₂ -Wert der Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, kann ein Durchschnittswert des Del_1 -65 bis - 55 °/eV sein.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE₁-Wert der Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist und der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt, kann der Durchschnittswert des Del_1 60 bis 120 °/eV betragen.
Die Rohlingsmaske kann einen Maximalwert des Del_1-Wertes von 105 bis 300 °/eV haben, wenn der PE₁ -Wert 1,5 eV und der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt, die
Die Rohlingsmaske kann eine Photonenenergie des einfallenden Lichts von 4,5 eV oder mehr an einem Punkt aufweisen, an dem der Del_1-Wert den höchsten Wert hat.
Der Phasenverschiebungsfilm kann eine Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz und eine auf der Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz angeordnete Schutzschicht enthalten.
Der Phasenverschiebungsfilm kann ein Übergangsmetall, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff enthalten.
Die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz kann Stickstoff in einer Menge von 40 bis 60 Atom-% enthalten.
Die Schutzschicht kann Stickstoff in einer Menge von 20 bis 40 Atom-% enthalten.
Die Schutzschicht kann einen Bereich umfassen, in dem das Verhältnis von Stickstoff- zu Sauerstoffgehalt in Dickenrichtung 0,4 bis 2 beträgt.
Der Bereich kann eine Dicke von 30 bis 80 % im Vergleich zur Gesamtdicke der Schutzschicht aufweisen.
Eine Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform umfasst ein transparentes Substrat; einen auf dem transparenten Substrat angeordneten Phasenverschiebungsfilm; und einen auf dem Phasenverschiebungsfilm angeordneten Lichtabschirmungsfilm.
Die Rohlingsmaske kann eine Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem Del_1 gleich 0 ist, gemäß Gleichung 7 von 3,8 bis 4,64 eV aufweisen, wenn der PE₁-Wert 3,0 eV und der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt. $D e l_1 = lim_{Δ P E \to 0} (\frac{Δ D P S}{Δ P E})$
In Gleichung 7 ist der DPS-Wert, wenn der Lichtabschirmungsfilm von der Rohlingsmaske entfernt wird und danach die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms mit einem spektroskopischen Ellipsometer unter einem Einfallswinkel von 64,5 ° gemessen wird, die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle 180 ° oder weniger beträgt, oder ein Wert, der durch Subtraktion der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle von 360 ° erhalten wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts mehr als 180 ° beträgt.
Der PE-Wert ist die Photonenenergie des einfallenden Lichts im Bereich des PE₁ -Wertes bis zum PE₂ -Wert.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE₁-Wert 1,5 eV und der PE₂ -Wert 3,0 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 1,8 bis 2,14 eV betragen.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE₁ -Wert 1,5 eV beträgt und der PE₂ -Wert ein Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an einem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, kann der Durchschnittswert des Del_1 78 bis 98 °/eV betragen.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE₁ -Wert der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und der PE₂ -Wert der Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, kann ein Durchschnittswert des Del_1 -65 bis - 55 °/eV sein.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE₁ -Wert der Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist und der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt, kann der Durchschnittswert des Del_1 60 bis 120 °/eV betragen.
Wenn in der Rohlingsmaske der Wert von PE₁1,5 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, kann der Höchstwert von Del_1 105 bis 300 °/eV betragen.
Die Rohlingsmaske kann eine Photonenenergie des einfallenden Lichts von 4,5 eV oder mehr an einem Punkt aufweisen, an dem der Del_1-Wert den höchsten Wert hat.
Die Rohlingsmaske kann im Normalmodus mit XRD analysiert werden.
Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt, weist der Phasenverschiebungsfilm einen XRD-Maximumpeak bei 2θ von 15° bis 30° auf.
Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt, weist das transparente Substrat einen maximalen XRD-Peak bei 2θ von 15° bis 30° auf.
Die Rohlingsmaske kann einen All-Wert von 0,9 bis 1,1 haben, der durch Gleichung 1 unten ausgedrückt wird. $AI 1 = \frac{XM 1}{XQ 1}$
In Gleichung 1 ist XM1 der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird.
XQ1 ist der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Die Rohlingsmaske kann mit XRD im festen Modus analysiert werden.
Wenn die XRD-Analyse mit festem Modus an der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, kann der Phasenverschiebungsfilm den ersten Peak aufweisen, d. h. den maximalen XRD-Peak bei 2θ von 15° bis 25°.
Wenn die XRD-Analyse im fixen Modus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird, kann der zweite Peak, d. h. der maximale Peak der gemessenen Röntgenintensität, bei 2θ von 15° bis 25° liegen.
Die Rohlingsmaske kann einen AI2-Wert von 0,9 bis 1,1 haben, der durch die nachstehende Gleichung 2 ausgedrückt wird. $AI 2 = \frac{XM 2}{XQ 2}$
In Gleichung 2 ist XM2 der Intensitätswert des ersten Peaks, und XQ2 ist der Intensitätswert des zweiten Peaks.
In einer Ausführungsform kann die Fotomaske einen AI3-Wert von 0,9 bis 1,1 haben, ausgedrückt durch die nachstehende Gleichung 3. $AI 3 = \frac{AM 1}{AQ 1}$
In Gleichung 3 ist AM1 die Fläche eines Bereichs, in dem 2θ zwischen 15° und 30° in einer Röntgenintensitätskurve liegt, die bei einer XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms gemessen wird.
AQ1 ist ein Bereich, in dem 2θ 15° bis 30° in einer Röntgenintensitätskurve beträgt, die bei einer XRD-Analyse im Normalmodus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats gemessen wird.
In einer Ausführungsform kann die Fotomaske einen AI4-Wert von 0,9 bis 1,1 haben, der durch Gleichung 4 unten ausgedrückt wird. $AI 4 = \frac{XM 4}{XQ 4}$
In Gleichung 4 ist XM4 die Röntgenintensität, wobei 2θ 43° ist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird.
XQ4 ist die Röntgenintensität, bei der 2θ 43° beträgt, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an der Oberseite des Lichtabschirmungsfilms durchgeführt wird, kann der Lichtabschirmungsfilm den Höchstwert der Röntgenintensität aufweisen, wenn 2θ 15° bis 30° beträgt.
Wenn die XRD-Analyse durch die Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt wird, kann das transparente Substrat einen Höchstwert der Röntgenintensität aufweisen, wenn 2θ 15° bis 30° beträgt.
Die Rohlingsmaske kann einen AI5-Wert von 0,9 bis 0,97 haben, der durch Gleichung 5 unten ausgedrückt wird. $AI 5 = \frac{XC 1}{XQ 1}$
In Gleichung 5 ist XC1 der Höchstwert der Röntgenintensität, der auf der Oberseite des Lichtabschirmungsfilms gemessen wird.
XQ 1 ist der Höchstwert der Röntgenintensität, der auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats gemessen wird.
Die Rohlingsmaske kann einen AI6-Wert von 1,05 bis 1,4 haben, der durch Gleichung 6 unten ausgedrückt wird. $AI 6 = \frac{XC 4}{XQ 4}$
In Gleichung 6 ist XC4 die Röntgenintensität, wobei 2θ 43° ist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Lichtabschirmungsfilms durchgeführt wird.
XQ4 ist die Röntgenintensität, bei der 2θ 43° beträgt, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Der Phasenverschiebungsfilm kann eine Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz und eine auf der Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz angeordnete Schutzschicht enthalten.
Der Phasenverschiebungsfilm kann ein Übergangsmetall, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff enthalten.
Die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz kann Stickstoff in einer Menge von 40 bis 60 Atom-% enthalten.
Die Schutzschicht kann Stickstoff in einer Menge von 20 bis 40 Atom-% enthalten.
Die Schutzschicht kann einen Bereich umfassen, in dem das Verhältnis von Stickstoff- zu Sauerstoffgehalt in Dickenrichtung 0,4 bis 2 beträgt.
Der Bereich kann eine Dicke von 30 bis 80 % im Vergleich zur Gesamtdicke der Schutzschicht aufweisen.
Eine Fotomaske gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein transparentes Substrat; einen Phasenverschiebungsfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist; und einen Lichtabschirmungsfilm, der zumindest auf einem Teil des Phasenverschiebungsfilms angeordnet ist.
Die Fotomaske wird mittels XRD im Normalmodus analysiert.
Bei der XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms liegt der maximale Peak der gemessenen Röntgenintensität bei 2θ von 15° bis 30°.
Bei der XRD-Analyse im Normalmodus auf der Unterseite des transparenten Substrats liegt der maximale Peak der gemessenen Röntgenintensität bei 2θ von 15° bis 30°.
Der AI1-Wert, der durch die nachstehende Gleichung 1 ausgedrückt wird, liegt zwischen 0,9 und 1,1. $AI 1 = \frac{XM 1}{XQ 1}$
In Gleichung 1 ist XM1 der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird.
XQ1 ist der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Eine Fotomaske gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein transparentes Substrat; einen auf dem transparenten Substrat angeordneten Phasenverschiebungsfilm; und einen auf dem Phasenverschiebungsfilm angeordneten Lichtabschirmungsfilm.
Wenn der Wert von PE₁ 3,0 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, beträgt die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem Del_2 gleich 0 ist, wie in Gleichung 8 unten angegeben, 3,8 bis 4,64 eV. $D e l_1 = lim_{Δ P E \to 0} (\frac{Δ D P S}{Δ P E})$
In der Gleichung 8 ist der DPS-Wert, wenn der Lichtabschirmungsfilm entfernt wird und danach der Phasenverschiebungsfilm mit einem spektroskopischen Ellipsometer unter einem Einfallswinkel von 64 gemessen wird.5 °, ist der DPS-Wert die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts 180 ° oder weniger beträgt, oder ein Wert, der durch Subtraktion der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle von 360 ° erhalten wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts mehr als 180 ° beträgt.
Der PE-Wert ist die Photonenenergie des einfallenden Lichts im Bereich des PE₁ -Wertes bis zum PE₂ -Wert.
Figurenliste

1 ist eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung eines Verfahrens der XRD-Analyse im Normalmodus;
3 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlintensität, die durch Durchführung einer XRD-Analyse im Normalmodus an einem Phasenverschiebungsfilm in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform gemessen wurde;
4 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlintensität, die durch Durchführung einer XRD-Analyse im Normalmodus an einem transparenten Substrat in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform gemessen wurde;
5 ist eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung eines Verfahrens der XRD-Analyse im festen Modus;
6 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlintensität, die durch eine XRD-Analyse im festen Modus an einem Phasenverschiebungsfilm in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform gemessen wurde;
7 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlintensität, die durch die Durchführung einer XRD-Analyse im festen Modus an einem transparenten Substrat in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform gemessen wird;
8 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlungsintensität, die durch die Durchführung einer XRD-Analyse im festen Modus gemessen wird, indem eine XRD-Analyse im normalen Modus an einem Lichtabschirmungsfilm in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform durchgeführt wird; und
9 ist eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer Rohlingsmaske gemäß einer anderen Ausführungsform;
10 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Darstellung des Prinzips zur Messung der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts eines Phasenverschiebungsfilms;
11 ist eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer Fotomaske gemäß einer anderen Ausführungsform;
12 ist ein Diagramm der Messverteilung des DPS-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts des Beispiels 4;
13 ist ein Diagramm der Messverteilung des Del_2-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts aus Beispiel 4;
14 ist ein Diagramm der Messverteilung des DPS-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts des Beispiels 5;
15 ist ein Diagramm der Messverteilung des Del_2-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts aus Beispiel 5;
16 ist ein Diagramm der Messverteilung des DPS-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts des Beispiels 6;
17 ist ein Diagramm der Messverteilung des Del_2-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts aus Beispiel 6;
18 ist ein Diagramm der Messverteilung des DPS-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts des Vergleichsbeispiels 3;
19 ist ein Diagramm der Messverteilung des Del_2-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts des Vergleichsbeispiels 3;
20 ist ein Diagramm der Messverteilung des DPS-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts des Vergleichsbeispiels 4; und
21 ist ein Diagramm der Messverteilung des Del_2-Wertes in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts des Vergleichsbeispiels 4.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eingehend beschrieben, so dass sie von Fachleuten auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, leicht umgesetzt werden können. Die Ausführungsbeispiele können jedoch in vielen verschiedenen Formen verwirklicht werden und sind nicht als Beschränkung auf die hier dargelegten Ausführungsformen zu verstehen.
In dieser Anwendung wird der Begriff für einen Grad wie „ungefähr“, „im Wesentlichen“ und dergleichen verwendet, um Werte zu bezeichnen, die sich dem Wert annähern, wenn eine für die Herstellung und den Stoff geeignete Toleranz angegeben wird. Zusätzlich werden diese Begriffe für den Grad verwendet, um das Verständnis von Beispielen zu erleichtern und um zu verhindern, dass ein Unbefugter den dargestellten Inhalt, in dem auf eine exakte oder absolute Zahl Bezug genommen wird, ungerechtfertigt verwendet.
In der gesamten Anmeldung bezeichnet der Ausdruck „Kombination(en) davon“, der in einem Markush-Ausdruck enthalten ist, eine oder mehrere Mischungen oder Kombinationen, die aus der Gruppe der im Markush-Ausdruck genannten Bestandteile ausgewählt sind, d. h., er bezeichnet die ein oder mehreren Bestandteile, die aus der Gruppe der Bestandteile ausgewählt sind, die enthalten sind.
In dieser Anmeldung bedeutet die Bezeichnung „A und/oder B“ „A, B oder A und B“.
In dieser Anmeldung werden Begriffe wie „erste“, „zweite“, „A“ oder „B“ verwendet, um gleichlautende Begriffe voneinander zu unterscheiden, falls nichts anderes angegeben ist.
In dieser Anmeldung bedeutet „B wird auf A platziert“, dass B in direktem Kontakt mit A platziert wird oder über A platziert wird, wobei eine andere Schicht oder Struktur dazwischen liegen kann, und sollte daher nicht so interpretiert werden, dass dieser Ausdruck darauf beschränkt ist, dass B in direktem Kontakt mit A platziert wird.
In dieser Anmeldung wird eine Singularform kontextabhängig so interpretiert, dass sie sowohl eine Pluralform als auch eine Singularform einschließt, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
In dieser Anmeldung werden Zeichnungen zur Veranschaulichung von Ausführungsbeispielen gezeigt, von denen einige übertrieben dargestellt oder weggelassen werden können, und die Zeichnungen sind nicht in einem verkleinerten Maßstab dargestellt.
In dieser Anmeldung bedeutet der durchlässige Teil (TA) einen Bereich auf der Oberfläche der Fotomaske, der keinen Phasenverschiebungsfilm enthält und somit Belichtungslicht durchlässt, und der halbdurchlässige Teil (NTA) einen Bereich, der den Phasenverschiebungsfilm enthält und somit das abgeschwächte Belichtungslicht durchlässt (siehe 11).
Ein Herstellungsverfahren für ein Halbleiterbauelement umfasst einen Prozess zur Bildung eines entworfenen Musters durch Bildung eines Musters auf einem Halbleiterwafer durch einen Belichtungsprozess. Wenn eine Fotomaske mit einem entworfenen Muster auf einem Halbleiterwafer angeordnet wird, auf dessen Oberfläche ein Resistfilm aufgebracht ist, und der Resistfilm dann durch eine Lichtquelle belichtet wird, bildet der Resistfilm des Halbleiterwafers nach der Behandlung mit einer Entwicklungslösung ein entworfenes Resistmuster.
Da Halbleiter in hohem Maße integriert sind, sind immer mehr miniaturisierte Schaltungsmuster erforderlich. Um ein miniaturisiertes Muster auf einem Halbleiterwafer zu erzeugen, kann Belichtungslicht mit einer kürzeren Wellenlänge als herkömmliches Belichtungslicht verwendet werden. Das Belichtungslicht zur Bildung des miniaturisierten Musters besteht zum Beispiel aus einem ArF-Excimer-Laser (Wellenlänge 193 nm).
Mit der zunehmenden Miniaturisierung von Schaltkreismustern müssen die Filme, die in der Fotomaske zur Herstellung der Muster verwendet werden, bessere optische Eigenschaften aufweisen.
Darüber hinaus kann eine Lichtquelle, die Belichtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge erzeugt, eine hohe optische Leistung erfordern. Eine solche Lichtquelle kann die Temperatur der Fotomaske erhöhen, die in dem Gerät zur Herstellung von Halbleiterbauelementen für den Belichtungsprozess verwendet wird.
Die Filme, die in der Fotomaske enthalten sind, um das Muster zu bilden, können eine Eigenschaft aufweisen, bei der sich die physikalischen Eigenschaften wie Dicke und Höhe in Abhängigkeit von der Temperaturänderung ändern. Filme, die in der Fotomaske ein Muster bilden, müssen noch geringere thermische Schwankungen aufweisen.
Die Fotomaske kann durch Strukturierung einer Rohlingsmaske hergestellt werden. Dementsprechend können die Eigenschaften der Rohlingsmaske die Eigenschaften der Fotomaske beeinflussen. In einigen Fällen werden auch eine Oxidationsbehandlung, eine Wärmebehandlung und Ähnliches auf einen Film der Rohlingsmaske während des Herstellungsprozesses der Rohlingsmaske angewendet, so dass es einen Unterschied zwischen den Eigenschaften des Films selbst in der Rohlingsmaske unmittelbar nach der Filmbildung und den Eigenschaften des dünnen Films in der fertigen Rohlingsmaske gibt.
Die Kristalleigenschaften jeder in der Rohlingsmaske enthaltenen Schicht können in geeigneter Weise angepasst werden, so dass die optischen und thermischen Eigenschaften jeder in der Rohlingsmaske enthaltenen Schicht verbessert werden können.
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben durch Experimente Folgendes festgestellt und die Beispielausführungen vervollständigt: Die Verschlechterung der Auflösung einer Fotomaske, die durch einen Temperaturanstieg aufgrund einer Lichtquelle, die ein Belichtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge erzeugt, oder durch den Unterschied in den optischen Eigenschaften zwischen den jeweiligen Filmen verursacht wird, kann im Wesentlichen unterdrückt werden, indem die Kristalleigenschaften der in der Rohlingsmaske enthaltenen Filme angepasst werden.
Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
1 ist eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform ; Die Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Die Rohlingsmaske 100 umfasst ein transparentes Substrat 10, eine auf dem transparenten Substrat 10 angeordneten Phasenverschiebungsfilm 20 und einen auf dem Phasenverschiebungsfilm 20 angeordneten Lichtabschirmungsfilm 30.
Das Material des transparenten Substrats 10 ist nicht beschränkt, solange es lichtdurchlässig ist und auf die Fotomaske aufgebracht werden kann. Insbesondere kann die Durchlässigkeit des transparenten Substrats 10 in Bezug auf Belichtungslicht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger 85 % oder mehr betragen. Der Transmissionsgrad kann 87 % oder mehr betragen. Die Durchlässigkeit des transparenten Substrats 10 für ArF-Licht kann 85 % oder mehr betragen. Der Transmissionsgrad kann 87 % oder mehr betragen. Das transparente Substrat 10 kann zum Beispiel ein synthetisches Quarzsubstrat sein. In diesem Fall kann das transparente Substrat 10 die Abschwächung von Licht, das durch das transparente Substrat 10 dringt, unterdrücken.
Darüber hinaus kann das transparente Substrat 10 das Auftreten optischer Verzerrungen verringern, indem Oberflächeneigenschaften wie Ebenheit und Rauheit angepasst werden.
Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann auf einer Oberseite des transparenten Substrats 10 angeordnet werden.
In der Rohlingsmaske 100 ist der Lichtabschirmungsfilm 30 auf dem Phasenverschiebungsfilm angeordnet. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann als Ätzmaske für die Phasenverschiebungsfilm 20 verwendet werden, wenn die Phasenverschiebungsfilm 20 in Form eines Musters geätzt wird. Außerdem kann die lichtabschirmende Folie 30 die Übertragung des von der Rückseite des transparenten Substrats 10 einfallenden Belichtungslichts blockieren.
Kristalline Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms
Eine Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform umfasst ein transparentes Substrat; einen Phasenverschiebungsfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist; und einen Lichtabschirmungsfilm, der auf mindestens einem Teil des Phasenverschiebungsfilms angeordnet ist.
Die Rohlingsmaske wird mittels XRD (Röntgenbeugung) im Normalmodus analysiert.
Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt, weist der Phasenverschiebungsfilm ein XRD-Maximum bei 2θ 15° bis 30° auf.
Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt, weist das transparente Substrat den maximalen XRD-Peak bei 2θ von 15° bis 30° auf.
Der AI1-Wert, der durch die nachstehende Gleichung 1 ausgedrückt wird, liegt zwischen 0,9 und 1,1. $AI 1 = \frac{XM 1}{XQ 1}$
In der Gleichung 1 ist XM1 der Maximalwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und XQ1 ist der Maximalwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Die optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20 hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie der Zusammensetzung der Elemente, aus denen die Phasenverschiebungsfilm 20 besteht, der Foliendichte und der Foliendicke. Um die Auflösung des auf dem Halbleiterwafer zu entwickelnden Musters zu maximieren, wird der Phasenverschiebungsfilm 20 daher unter Berücksichtigung der oben genannten Faktoren entworfen und anschließend geformt.
In der Zwischenzeit kann die Temperatur des Phasenverschiebungsfilms 20 aufgrund der von der Lichtquelle während des Belichtungsvorgangs erzeugten Wärme ansteigen, und der Dickenwert, die Spannung und dergleichen des Phasenverschiebungsfilms 20 können sich aufgrund der Wärme verändern.
Für die thermischen Variationseigenschaften können der Phasenverschiebungsfilm 20 und das transparente Substrat 10 unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich der Phasenverschiebungsfilm 20 in der Art der Elemente, dem Gehalt der einzelnen Elemente und der Kristallstruktur von dem transparenten Substrat 10 unterscheidet. Ein solcher Unterschied kann ein Faktor sein, der die Auflösung der Fotomaske verringert. Im Einzelnen können das transparente Substrat 10 und der Phasenverschiebungsfilm 20 bei wiederholten Belichtungsvorgängen von langer Dauer unterschiedliche Abmessungsänderungen und Spannungsschwankungen aufweisen. Aus diesem Grund kann es zu einer Verzerrung des optischen Weges kommen, insbesondere an der Schnittstelle zwischen dem transparenten Substrat 10 und dem Phasenverschiebungsfilm 20.
Die Ausführungsform kann die optische Verzerrung an der Grenzfläche zwischen dem transparenten Substrat 10 und dem Phasenverschiebungsfilm 20 verringern, indem die Kristalleigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20 so gesteuert werden, dass sie denen des transparenten Substrats 10 ähnlicher werden.
Durch die Steuerung von Faktoren wie der Art der Elemente, aus denen der Phasenverschiebungsfilm 20 besteht, des Gehalts der einzelnen Elemente, der Magnetfeldstärke beim Sputterprozess, der Rotationsgeschwindigkeit des Substrats, der an das Target angelegten Spannung, der atmosphärischen Gaszusammensetzung, der Sputtertemperatur und der Bedingungen während des Nachbearbeitungsprozesses können die Kristalleigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20 angepasst werden.
Insbesondere ermöglicht die Ausführungsform die Verteilung des Plasmas über die gesamte Oberfläche des Targets in der Kammer, indem ein Magnet in der Sputteranlage angeordnet wird und ein Magnetfeld erzeugt wird, wenn der Phasenverschiebungsfilm 20 mit Hilfe der Sputteranlage gebildet wird. Durch die Steuerung der Verteilung und der Stärke des Magnetfelds können die Kristalleigenschaften des mit Sputteranlagen hergestellten Phasenverschiebungsfilms kontrolliert werden.
2 ist eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung eines Verfahrens der XRD-Analyse im Normalmodus. Eine Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Die Kristalleigenschaften des Phasenverschiebungsfilms und des transparenten Substrats können durch Röntgenbeugung (XRD) analysiert werden.
Vor der Durchführung der XRD-Analyse muss der Lichtabschirmungsfilm auf dem Phasenverschiebungsfilm entfernt werden. Wenn ein anderer Film zwischen dem Phasenverschiebungsfilm und dem Lichtabschirmungsfilm angebracht wird, muss auch dieser andere Film entfernt werden. Das heißt, der Lichtabschirmungsfilmwird entfernt, um die Oberseite den Phasenverschiebungsfilmfreizulegen. Als Methode zur Entfernung des dünnen Films kann beispielsweise das Ätzen angewendet werden.
Die XRD-Analyse kann im Normalmodus durchgeführt werden. Die XRD-Analyse im Normalmodus erfolgt im θ-2θ-Modus. Bei der XRD-Analyse im Normalmodus wird die vom Röntgengenerator 60 erzeugte Röntgenstrahlung auf die Probe 80 emittiert, und die von der Probe 80 reflektierte Röntgenstrahlung wird mit einem Detektor 70 erfasst.
Zu diesem Zeitpunkt sendet der Röntgengenerator 60 Röntgenstrahlen unter einem vorgegebenen Einfallswinkel 0 auf die Probe 80. Der Einfallswinkel 0 ist ein Winkel zwischen der Richtung der vom Röntgengenerator 60 emittierten Röntgenstrahlung und der horizontalen Ebene der Probe 80. Außerdem sendet der Röntgengenerator 60 Röntgenstrahlen auf die Probe 80 aus, wobei der Einfallswinkel 0 verändert wird.
Der Detektor 70 ist gegenüber dem Ort angeordnet, an dem der Röntgengenerator 60 angeordnet ist, basierend auf dem Ort, an dem die Röntgenstrahlen in eine Oberfläche der Probe 80 einfallen. Außerdem erfasst der Detektor 70 Röntgenstrahlen mit einem vorgegebenen Emissionswinkel 0 unter den von der Probe 80 reflektierten Röntgenstrahlen. Der Emissionswinkel 0 ist der Winkel zwischen der Richtung der von der Probe 80 reflektierten Röntgenstrahlung und der horizontalen Ebene der Probe 80.
Darüber hinaus bewegt sich der Detektor 70 in Abhängigkeit von der Scanrichtung des Röntgengenerators 60. Das heißt, wenn der Röntgengenerator 60 die Probe 80 abtastet, bewegt sich der Detektor 70 so, dass der Einfallswinkel 0 und der Emissionswinkel 0 gleich groß sind. Bei der XRD-Analyse im Normalmodus können sich der Röntgengenerator 60 und der Detektor 70 in der gleichen Ebene bewegen, so dass der Einfallswinkel 0 und der Emissionswinkel θ gleich groß sind. Außerdem kann der Röntgengenerator 60 so bewegt werden, dass der Abstand zu der Stelle, an der die Röntgenstrahlen der Probe 80 auftreffen, konstant ist. Darüber hinaus kann der Detektor 70 so bewegt werden, dass der Abstand zu der Stelle, an der die Röntgenstrahlen der Probe 80 reflektiert werden, konstant ist. Das heißt, der Röntgengenerator 60 und der Detektor 70 können bewegt werden, während sie einen Bogen ziehen.
Bei der XRD-Analyse im Normalmodus kann die Röntgenquelle ein Kupfer (Cu)-Target sein. Bei der XRD-Analyse im Normalmodus kann die Wellenlänge der Röntgenstrahlen etwa 1,542 nm betragen. Bei der XRD-Analyse im Normalmodus kann die zur Erzeugung von Röntgenstrahlen verwendete Spannung etwa 45 kV betragen. Bei der XRD-Analyse im Normalmodus kann der zur Erzeugung von Röntgenstrahlen verwendete elektrische Strom etwa 200 mA betragen. Bei der XRD-Analyse im Normalmodus kann der Messbereich von 20 zwischen etwa 10° und etwa 100° liegen. Die XRD-Analyse im Normalmodus kann jederzeit Messungen durchführen, wenn der 20-Wert um 0,05° geändert wird. Bei der XRD-Analyse im Normalmodus kann die Scan-Geschwindigkeit des Röntgengenerators 60 und des Detektors 70 etwa 5 °/min betragen.
3 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlintensität, die durch Durchführung einer XRD-Analyse im Normalmodus an einem Phasenverschiebungsfilm in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform gemessen wurde. 4 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlungsintensität, die durch eine XRD-Analyse im Normalmodus an einem transparenten Substrat gemessen wurde. Eine Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben.
Bei der XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms kann 20 des maximalen Peaks der gemessenen Röntgenintensität 15° bis 30° betragen. Wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird, kann 20 des maximalen Peaks der gemessenen Röntgenintensität 15° bis 30° betragen.
Wenn im Folgenden die XRD-Analyse in dem Phasenverschiebungsfilm durchgeführt wird, bedeutet dies, dass die XRD-Analyse auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms der Rohlingsmaske durchgeführt wird und die XRD-Analyse in der Seite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird. Wenn die XRD-Analyse auf dem transparenten Substrat durchgeführt wird, bedeutet dies, dass die XRD-Analyse auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird, und es wird auch ausgedrückt, dass die XRD-Analyse an der Seite des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an dem Phasenverschiebungsfilm durchgeführt wird, kann 20 des maximalen Peaks der gemessenen Röntgenintensität 20° bis 25° betragen. Wird die XRD-Analyse im Normalmodus auf dem transparenten Substrat durchgeführt, kann 20 des maximalen Peaks der gemessenen Röntgenintensität 20° bis 25° betragen.
Darüber hinaus kann der absolute Wert der Differenz zwischen dem 20 des maximalen Peaks der Röntgenintensität, der von dem Phasenverschiebungsfilm gemessen wird, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf dem Phasenverschiebungsfilm durchgeführt wird, und dem 20 des maximalen Peaks der Röntgenintensität, der von dem transparenten Substrat gemessen wird, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf dem transparenten Substrat durchgeführt wird, 5° oder weniger betragen. Der absolute Wert kann 3° oder weniger betragen. Der absolute Wert kann 1° oder weniger betragen.
In der Rohlingsmaske kann der AI1-Wert der nachstehenden Gleichung 1 0,9 bis 1,1 betragen. $AI 1 = \frac{XM 1}{XQ 1}$
Dabei ist XM1 der Maximalwert der Röntgenintensität, der gemessen wird, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Vorderseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und XQ1 ist der Maximalwert der Röntgenintensität, der gemessen wird, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Der AI1- Wert kann zwischen 0,95 und 1,05 liegen. Der AI1-Wert kann zwischen 0,97 und 1,03 liegen. Der AI1-Wert kann zwischen 0,98 und 1,02 liegen. Der AI1-Wert kann zwischen 0,99 und 1,01 liegen. In diesem Fall ist es möglich, eine Verringerung der Auflösung der Fotomaske aufgrund einer lang anhaltenden Temperaturänderung während des Belichtungsprozesses zu unterdrücken.
In der Rohlingsmaske kann der durch Gleichung 3 ausgedrückte AI3-Wert 0,9 bis 1,1 betragen. $AI 3 = \frac{AM 1}{AQ 1}$
Dabei ist AM1 die Fläche eines Bereichs, in dem 20 15° bis 30° in der gemessenen Röntgenintensität beträgt, wenn die XRD-Analyse auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und AQ1 ist die Fläche des Bereichs, in dem 20 15° bis 30° in der gemessenen Röntgenintensität der XRD-Analyse auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats beträgt.
Der AI3-Wert kann zwischen 0,95 und 1,05 liegen. Der AI3-Wert kann zwischen 0,97 und 1,03 liegen. Der AI3-Wert kann zwischen 0,98 und 1,02 liegen. Der AI3-Wert kann zwischen 0,99 und 1,01 liegen. In einem solchen Fall wird der Unterschied in den Kristalleigenschaften zwischen dem transparenten Substrat und dem Phasenverschiebungsfilm verringert, so dass eine Verschlechterung des strukturierten Phasenverschiebungsfilms aufgrund von Temperaturänderungen unterdrückt werden kann.
In der Rohlingsmaske kann ein AI4-Wert, der durch Gleichung 4 unten ausgedrückt wird, 0,9 bis 1,1 betragen. $AI 4 = \frac{XM 4}{XQ 4}$
Dabei ist XM4 die Röntgenintensität, bei der 2θ 43° ist, wenn die XRD-Analyse auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und XQ4 ist die Röntgenintensität, bei der 2θ 43° ist, wenn die XRD-Analyse auf der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Der AI4-Wert kann zwischen 0,95 und 1,05 liegen. Der AI4-Wert kann zwischen 0,97 und 1,03 liegen. Der AI4-Wert kann zwischen 0,98 und 1,02 liegen. Der AI4-Wert kann zwischen 0,99 und 1,01 liegen.
In einem solchen Fall kann der Unterschied in den thermischen Variationseigenschaften zwischen dem transparenten Substrat und dem Phasenverschiebungsfilm wirksam reduziert werden.
5 ist eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der XRD-Analyse im festen Modus .. Nachfolgend wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5 beschrieben Die XRD-Analyse kann als XRD-Analyse im festen Modus durchgeführt werden. Bei der XRD-Analyse im festen Modus werden Röntgenstrahlen vom Röntgengenerator 60 erzeugt und zur Probe 80 emittiert, und die von der Probe 80 reflektierten Röntgenstrahlen werden mit dem Detektor 70 erfasst.
Zu diesem Zeitpunkt sendet der Röntgengenerator 60 bei der XRD-Analyse im festen Modus Röntgenstrahlen unter einem festen Einfallswinkel (z. B. 1°) auf die Probe 80. Der Einfallswinkel ist ein Winkel zwischen der Richtung der vom Röntgengenerator 60 ausgesandten Röntgenstrahlen und der horizontalen Ebene der Probe 80.
Der Detektor 70 ist gegenüber dem Ort angeordnet, an dem sich der Röntgengenerator 60 befindet, basierend auf dem Ort, an dem die Röntgenstrahlen der Probe 80 auftreffen. Außerdem erfasst der Detektor 70 Röntgenstrahlen mit einem vorgegebenen Emissionswinkel 0 unter den von der Probe 80 reflektierten Röntgenstrahlen. Der Emissionswinkel 0 ist der Winkel zwischen der Richtung der von der Probe 80 reflektierten Röntgenstrahlung und der horizontalen Ebene der Probe 80.
Der Detektor 70 kann bewegt werden, um Röntgenstrahlen zu erfassen, die unter verschiedenen Emissionswinkeln 0 emittiert werden. Bei der XRD-Analyse im festen Modus sind der Röntgengenerator 60, der Detektor 70 und die zu messende Stelle der Probe 80 in derselben Ebene angeordnet. Außerdem kann sich der Detektor 70 in derselben Ebene bewegen. Darüber hinaus kann der Detektor 70 so bewegt werden, dass der Abstand zu der Stelle, an der die Röntgenstrahlen von der Probe 80 reflektiert werden, konstant bleibt. Das heißt, der Detektor 70 kann bewegt werden, während er einen Bogen zeichnet.
Bei der XRD-Analyse im festen Modus beträgt der Einfallswinkel etwa 1°, die Röntgenquelle ist ein Kupfertarget (Cu-Target), die Wellenlänge der Röntgenstrahlung beträgt etwa 1,542 nm, die zur Erzeugung der Röntgenstrahlung verwendete Spannung beträgt etwa 45 kV, der zur Erzeugung der Röntgenstrahlung verwendete Strom beträgt etwa 200 mA, der Messbereich von 20 beträgt etwa 10° bis etwa 100°, und die Messung wird jedes Mal durchgeführt, wenn sie sich um etwa 0,05° auf der Grundlage von 20 ändert, und die Scanrate des Detektors 70 beträgt etwa 5°/min.
6 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlintensität, die durch eine XRD-Analyse im festen Modus an einem Phasenverschiebungsfilm in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform gemessen wurde. 7 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlintensität, die durch Durchführung einer XRD-Analyse im festen Modus an einem transparenten Substrat in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform gemessen wurde.
Eine Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
Bei der XRD-Analyse mit festem Modus kann 20 des ersten Peaks, d. h. des maximalen Peaks der Röntgenintensität, der an der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms gemessen wird, 15° bis 25° betragen. Bei der XRD-Analyse mit festem Modus kann 20 des zweiten Peaks, d. h. des maximalen Peaks der von der unteren Oberfläche des transparenten Substrats gemessenen Röntgenintensität, 15° bis 25° betragen.
20 des ersten Peaks kann 17° bis 23° betragen, und 20 des zweiten Peaks kann 17° bis 23° betragen.
20 des ersten Peaks kann 19° bis 22° betragen, und 20 am zweiten Peak kann 19° bis 22° betragen.
Der absolute Wert der Differenz zwischen 20 des ersten Peaks und 20 des zweiten Peaks kann 5° oder weniger betragen. Der absolute Wert kann 3° oder weniger betragen. Der absolute Wert kann 1° oder weniger betragen.
Die Rohlingsmaske kann einen AI2-Wert von 0,9 bis 1,1 haben, der durch die nachstehende Gleichung 2 ausgedrückt wird. $AI 2 = \frac{XM 2}{XQ 2}$
Dabei ist XM2 der Intensitätswert des ersten Peaks und XQ2 der Intensitätswert des zweiten Peaks.
Der AI2-Wert kann zwischen 0,95 und 1,05 liegen. Der AI2-Wert kann zwischen 0,97 und 1,03 liegen. Der AI2-Wert kann zwischen 0,98 und 1,02 liegen. In einem solchen Fall können optische Verzerrungen, die an der Grenzfläche zwischen dem transparenten Substrat und dem Phasenverschiebungsfilm auftreten können, unterdrückt werden.
Kristalleigenschaften des Lichtabschirmungsfilms
Der Lichtabschirmungsfilm kann einen relativ hohen Anteil an Metallelementen enthalten, verglichen mit anderen Schichten in der Rohlingsmaske. Aus diesem Grund kann die lichtabschirmende Folie im Vergleich zu anderen Folien eine relativ große Dimensionsänderung in Richtung der Temperaturänderung aufweisen. Wenn der Lichtabschirmungsfilm so gemustert wird, dass er zusammen mit dem Phasenverschiebungsfilm ein Blindmuster bildet, kann die Form des gemusterten Lichtabschirmungsfilms durch die von einer Hochleistungslichtquelle für die Belichtung erzeugte Wärme verformt werden. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der präzisen Entwicklung eines winzigen Musters auf einem Halbleiterwafer führen.
Das Ausführungsbeispiel kann eine Rohlingsmaske bereitstellen, bei der die Formverformung des Lichtabschirmungsmusterfilms selbst bei einem wiederholt und über einen langen Zeitraum durchgeführten Belichtungsprozess unterdrückt wird, indem die Kristalleigenschaften des Lichtabschirmungsfilms und des transparenten Substrats durch XRD-Messungen kontrolliert werden.
8 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Veranschaulichung einer Röntgenstrahlungsintensität, die durch eine XRD-Analyse im Normalmodus an einem Lichtabschirmungsfilm in einer Rohlingsmaske gemäß einer Ausführungsform gemessen wurde. Eine Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Lichtabschirmungsfilms durchgeführt wird, kann 20 des maximalen Peaks der gemessenen Röntgenintensität 15° bis 30° betragen. Bei der XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats beträgt 20 des maximalen Peaks der gemessenen Röntgenintensität 15° bis 30°.
Die Rohlingsmaske kann einen AI5-Wert von 0,5 bis 0,97 haben, der durch Gleichung 5 unten ausgedrückt wird. $AI 5 = \frac{XC 1}{XQ 1}$
In der Gleichung 1 ist XM1 der Maximalwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und XQ1 ist der Maximalwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Der AI5-Wert kann zwischen 0,7 und 0,97 liegen. Der AI5-Wert kann zwischen 0,5 und 0,95 liegen. Der AI5-Wert kann zwischen 0,7 und 0,95 liegen. Der AI5-Wert kann zwischen 0,7 und 0,93 liegen. Der AI5-Wert kann zwischen 0,9 und 0,93 liegen. In diesem Fall ist es möglich, die durch die Belichtung mit kurzwelligem Licht verursachte Formveränderung des Blindmusters zu unterdrücken.
Die Rohlingsmaske kann einen AI6-Wert von 1,05 bis 1,4 haben, der durch Gleichung 6 unten ausgedrückt wird. $AI 6 = \frac{XC 4}{XQ 4}$
Dabei ist XC4 ein Röntgenintensitätswert bei 2θ von 43°, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Lichtabschirmungsfilms durchgeführt wird, und XQ4 ist ein Röntgenintensitätswert bei 2θ von 43°, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Der AI6-Wert kann zwischen 1,06 und 1,4 liegen. Der AI6-Wert kann zwischen 1,07 und 1,4 liegen. Der AI6-Wert kann zwischen 1,08 und 1,4 liegen. In einem solchen Fall ist es möglich, die Dimensionsänderung in Richtung der Dicke des Lichtabschirmungsfilms in Abhängigkeit von der Temperaturänderung zu unterdrücken.
Schichtaufbau der Phasenverschiebungsfilm
9 ist eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer Rohlingsmaske gemäß einer anderen Ausführungsform. Eine Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Phasendifferenz-Einstellschicht 21 und eine auf der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 angeordnete Schutzschicht 22 umfassen.
Der Phasenverschiebungsfilm 20, die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz 21 und die Schutzschicht 22 können ein Übergangsmetall, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff enthalten.
Die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz 21 ist eine Schicht, in der das Übergangsmetall, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff gleichmäßig im Bereich von 5 Atom-% in der Tiefenrichtung in dem Phasenverschiebungsfilm 20 enthalten sind. Die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz 21 kann die Phasendifferenz und die Durchlässigkeit des durch den Phasenverschiebungsfilm 20 hindurchtretenden Lichts wesentlich beeinflussen.
Im Einzelnen hat die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 die Eigenschaft, die Phase des von der Rückseite des transparenten Substrats 10 einfallenden Belichtungslichts zu verschieben. Aufgrund dieser Eigenschaften hebt der Phasenverschiebungsfilm 20 das am Rand des durchlässigen Teils der Fotomaske erzeugte gebeugte Licht wirksam auf, so dass die Auflösung der Fotomaske während des Lithografieprozesses weiter verbessert wird.
Darüber hinaus schwächt die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 das von der Rückseite des transparenten Substrats 10 einfallende Belichtungslicht ab. Dadurch kann er Phasenverschiebungsfilm 20 die Übertragung des Belichtungslichts blockieren und gleichzeitig das am Rand des durchlässigen Bereichs erzeugte gebeugte Licht auslöschen.
Die Schutzschicht 22 wird auf der Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms gebildet und ist eine Schicht mit einer Verteilung, in der der Sauerstoffgehalt in der Tiefe von der Oberfläche aus kontinuierlich abnimmt und der Stickstoffgehalt kontinuierlich zunimmt. Die Schutzschicht 22 kann die Haltbarkeit des Phasenverschiebungsfilms 20 verbessern, indem sie eine Beschädigung des Phasenverschiebungsfilms 20 oder des strukturierten Phasenverschiebungsfilms während des Ätz- oder Reinigungsprozesses der Fotomaske verhindert. Darüber hinaus kann die Schutzschicht 22 die Oxidation der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 durch das Belichtungslicht während des Belichtungsvorgangs unterdrücken.
Optische Eigenschaften eines Phasenverschiebungsfilms, gemessen mit einem Ellipsometer
Wenn in der Rohlingsmaske der Wert PE₁ 1,5 eV und der Wert PE₂ 3,0 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Wert Del_1 gemäß Gleichung 7 0 ist, 1,8 eV bis 2,14 eV betragen. $D e l_1 = lim_{Δ P E \to 0} (\frac{Δ D P S}{Δ P E})$
In der Gleichung 7 ist der DPS-Wert, wenn die lichtabschirmende Folie von der Rohlingsmaske entfernt und die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms mit einem spektroskopischen Ellipsometer unter einem Einfallswinkel von 64 gemessen wird.5 °, die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts 180 ° oder weniger beträgt, oder ein Wert, der durch Subtraktion der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle von 360 ° erhalten wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle mehr als 180 ° beträgt.
Der PE-Wert ist die Photonenenergie des einfallenden Lichts im Bereich des PE₁ -Wertes bis zum PE₂ -Wert.
Die Auflösung der Fotomaske kann durch eine präzise Einstellung der optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20 verbessert werden.
Im Einzelnen können die Phasendifferenz und die Durchlässigkeit des Phasenverschiebungsfilms 20 in Bezug auf das Belichtungslicht gleichzeitig eingestellt werden. Die Phasendifferenz und die Durchlässigkeit des Phasenverschiebungsfilms 20 können durch die Einstellung der Bestandteile, der Dicke und dergleichen des Phasenverschiebungsfilms gesteuert werden. Die Dicke, der Transmissionsgrad und die Phasenverschiebung des Phasenverschiebungsfilms 20 haben Eigenschaften, die miteinander in Beziehung stehen. Die Phasendifferenz und der Transmissionsgrad stehen jedoch in einem Spannungsverhältnis, bei dem es schwierig ist, die gewünschten Werte gleichzeitig zu erreichen.
In der Ausführungsform wird durch Kontrolle der Phasendifferenzverteilung der P-Welle und der S-Welle des mit einem Ellipsometer gemessenen Phasenverschiebungsfilms ein Phasenverschiebungsfilm 20 hergestellt, der weiter ausgedünnt ist und bei dem gleichzeitig die Phasendifferenz und die Durchlässigkeit für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger innerhalb der in der Ausführungsform vorgegebenen Bereiche kontrolliert werden.
10 ist eine konzeptionelle Ansicht, die das Prinzip der Messung der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts eines Phasenverschiebungsfilms mit einem spektroskopischen Ellipsometer. Eine Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
Der Wert der Phasendifferenz (Δ) zwischen der P-Welle (P') und der S-Welle (S') des reflektierten Lichts (Lr) kann in Abhängigkeit von der Photonenenergie des einfallenden Lichts (Li) des spektroskopischen Ellipsometers bei einem festen Einfallswinkel (θ) variieren. Der Del_1-Wert wird durch Messung der Phasendifferenz (Δ) zwischen der P-Welle (P') und der S-Welle (S') des reflektierten Lichts (Lr) in Bezug auf die Photonenenergie des einfallenden Lichts (Li) des Phasenverschiebungsfilms 20 berechnet.
Die Verteilung der Del_1- Werte kann durch die Kontrolle verschiedener Faktoren eingestellt werden, z. B. der Elemente, aus denen der Phasenverschiebungsfilm 20 besteht, der Bedingungen eines Sputterprozesses, der Dicke eines Phasenverschiebungsfilms und eines Einfallswinkels, der durch ein spektroskopisches Ellipsometer eingestellt wird. Insbesondere kann die Verteilung des Del_1-Wertes des Phasenverschiebungsfilms 20 durch Einstellen der Stärke eines zur Bildung des Phasenverschiebungsfilms 20 angelegten Magnetfeldes gesteuert werden.
Der Del_1-Wert wird mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessen. Die Phasendifferenz (Δ) zwischen der P-Welle (P') und der S-Welle (S') des reflektierten Lichts (Lr) des Phasenverschiebungsfilms kann z. B. mit dem bei NANO-VIEW erhältlichen MG-PRO-Modell gemessen werden.
Wenn die Del_1-Wert-Verteilung des Phasenverschiebungsfilms 20 gemessen wird, wird die Messung durchgeführt, nachdem der auf dem Phasenverschiebungsfilm 20 angebrachte Lichtabschirmungsfilm entfernt wurde. Wenn eine andere Folie zwischen den Phasenverschiebungsfilm 20 und dem Lichtabschirmungsfilm gelegt wird, wird auch dieser andere Film entfernt. Als Methoden zum Entfernen des Lichtabschirmungsfilms und der anderen Filme können ein Ätzverfahren und Ähnliches angewendet werden. Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Da es technisch schwierig ist, die andere Folie auf der Phasenschieberfolie ohne Beschädigung der Phasenschieberfolie 20 zu entfernen, ist eine Beschädigung der Phasenschieberfolie von 1 nm oder weniger in Richtung der Dicke während des Ätzvorgangs zulässig.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE 1 -Wert 1,5 eV und der PE 2 -Wert 3,0 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 1,8 bis 2,14 eV betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts kann 1,85 eV bis 2,1 eV betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts kann 1,9 eV bis 2,05 eV betragen. In diesem Fall kann der Phasenverschiebungsfilm 20 einen gewünschten Transmissionsgrad und eine Phasendifferenz in Bezug auf Belichtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge aufweisen und eine geringere Dicke haben.
Wenn in der Rohlingsmaske der PE 1 -Wert 3,0 eV und der PE 2 -Wert 5,0 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 3,8 bis 4,64 eV betragen.
Wenn das einfallende Licht (Li) mit der hohen Photonenenergie des einfallenden Lichts auf das Messobjekt gestrahlt wird, wird das einfallende Licht (Li) aufgrund der kurzen Wellenlänge des einfallenden Lichts (Li) in einer geringen Tiefe von der Oberfläche oder der Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms 20 reflektiert. Wenn die Phasendifferenz des reflektierten Lichts, das durch Einstrahlung von einfallendem Licht (Li) mit hoher Photonenenergie auf die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms 20 entsteht, analysiert wird, können die optischen Eigenschaften des oberen Teils des Phasenverschiebungsfilms 20, insbesondere die optischen Eigenschaften der Schutzschicht 22, ermittelt werden.
Die Schutzschicht 22 ist auf der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 angebracht, um die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 vor Lichteinfall und einer Reinigungslösung zu schützen. Wenn die Dicke der Schutzschicht 22 zunimmt und die Schutzschicht 22 eine dichte Struktur aufweist, kann die Schutzschicht 22 die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 stabiler schützen. Wird die Schutzschicht 22 jedoch nur unter Berücksichtigung des stabilen Schutzes der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 gebildet, kann sich die optische Eigenschaft des gesamten Phasenverschiebungsfilms 20 aufgrund der Wirkung der Bildung der Schutzschicht 22 erheblich verändern. In einem solchen Fall kann der Phasenverschiebungsfilm 20 eine Eigenschaft aufweisen, die von den ursprünglich vorgesehenen optischen Eigenschaften abweicht. Die Ausführungsform kann einen Phasenverschiebungsfilm 20 bereitstellen, in der eine Phasendifferenz-Einstellschicht 21 stabil geschützt ist und die optischen Eigenschaften im Vergleich zu vor der Bildung der Schutzschicht 22 nicht wesentlich verändert werden, indem die P-Wellen- und S-Wellen-Verteilungseigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20 gesteuert werden.
Wenn der PE₁ -Wert 3 eV und der PE₂ -Wert 5 eV beträgt, kann die Photonenenergieverteilung des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, durch Steuerung von Faktoren wie der Zusammensetzung des atmosphärischen Sputtergases, der Glühtemperatur und der Temperaturanstiegsrate während des Glühprozesses der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 eingestellt werden. Insbesondere ist es möglich, den Del_1-Wert durch Steuerung der Wärmebehandlungstemperatur und -zeit während des Glühprozesses nach der UV-Licht-Behandlung auf der Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 zu steuern.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der PE 1 -Wert 3,0 eV und der PE 2 -Wert 5,0 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 3,8 eV oder mehr betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts kann 4 eV oder mehr betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts kann 4,2 eV oder mehr betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts kann 4.3 eV oder mehr betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts kann 4,64 eV oder weniger betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts kann 4,62 eV oder weniger betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts kann 4,6 eV oder weniger betragen. Während die Schutzschicht 22 die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 ausreichend schützt, kann in einem solchen Fall die Veränderung der optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20 aufgrund der Bildung der Schutzschicht 22 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gesteuert werden.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der PE₁-Wert 1,5 eV beträgt und der PE₂ -Wert der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, kann der Durchschnittswert von Del_1 78 °/eV bis 98 °/eV betragen.
Wenn die Photonenenergie des einfallenden Lichts einen Wert im Bereich von 1,5 eV oder mehr und weniger als oder gleich dem Minimalwert der Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt hat, an dem der Del_1-Wert 0 ist, hat das einfallende Licht einen relativ langen Wellenlängenwert. Da dieses einfallende Licht reflektiert wird, nachdem es relativ tief in den Phasenverschiebungsfilm eingedrungen ist, zeigt der Durchschnittswert von Del_1, der durch Einstellen der Photonenenergie des einfallenden Lichts in demselben Bereich wie oben gemessen wurde, die optischen Eigenschaften der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 in dem Phasenverschiebungsfilm 20.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der PE₁-Wert 1,5 eV beträgt und der PE₂ -Wert der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, kann der Durchschnittswert des Del_1-Werts 78 bis 98 °/eV betragen. Der Durchschnittswert kann 80 bis 95 °/eV betragen. Der Durchschnittswert kann 82 bis 93 °/eV betragen. In diesem Fall kann die Schicht 21 zur Einstellung der Phasendifferenz dazu beitragen, dass der Phasenverschiebungsfilm 20 bei relativ geringer Dicke die gewünschte Phasendifferenz und Durchlässigkeit für Licht einer kurzen Wellenlänge aufweist.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der PE₁-Wert der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und der PE₂ -Wert der Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, kann der Durchschnittswert von Del_1 -65 bis - 55 °/eV sein.
Wenn der Wert der Photonenenergie des einfallenden Lichts größer ist als der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und der PE₂ -Wert einen Wert innerhalb des Bereichs von weniger als oder gleich dem Maximalwert der Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt hat, an dem der Del_1-Wert 0 ist, zeigt der Durchschnittswert des Del_1-Werts, der durch Anwendung einer solchen Bedingung gemessen wird, die optischen Eigenschaften eines Abschnitts, der sich in der Nähe der Grenzfläche zwischen der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 und der Schutzschicht 22 befindet.
In der Rohlingsmaske 100 ist der PE₁-Wert der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und der PE₂ -Wert ist der Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, der Durchschnittswert von Del_1 kann -65 bis - 55 °/eV sein. Der Durchschnittswert kann -62 bis -56 °/eV betragen. Der Durchschnittswert kann -59 bis -57 °/eV betragen. In diesem Fall kann verhindert werden, dass die zwischen der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 und der Schutzfolie 22 gebildete Grenzfläche die optischen Eigenschaften des gesamten Phasenverschiebungsfilmsstark beeinträchtigt.
In der Rohlingsmaske 100 ist der PE₁-Wert der maximale Wert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und wenn der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt, kann der Durchschnittswert von Del_1 60 bis 120 °/eV betragen.
Der Durchschnittswert von Del_1, der gemessen wird, indem der Wert PE₁ auf den Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Wert von Del_1 0 ist, und der Wert PE₂ auf 5,0 eV gesetzt wird, zeigt die optischen Eigenschaften der Schutzschicht 22.
In der Rohlingsmaske 100 ist der PE₁ -Wert der maximale Wert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und wenn der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt, kann der Durchschnittswert des Del_1-Wertes 60 °/eVbis 120 °/eV betragen. Der Durchschnittswert kann 70 bis 110 °/eV betragen. Der Durchschnittswert kann 80 bis 105 °/eV betragen. In einem solchen Fall kann der Phasenverschiebungsfilm 20 eine stabile Haltbarkeit aufweisen und gleichzeitig den Einfluss der Schutzschicht 22 auf die optischen Eigenschaften des gesamten Phasenverschiebungsfilms 20 verringern.
In der Rohlingsmaske 100, , wenn der Wert von PE₁ 1,5 eV und der Wert von PE₂ 3,0 eV beträgt, kann der Absolutwert eines Differenzwertes zwischen einem Photonenenergiewert von einfallendem Licht, der nach der Bildung der Schutzschicht 22 an dem Punkt gemessen wird, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und dem Photonenenergiewert des einfallenden Lichts, der vor der Bildung der Schutzschicht 22 an dem Punkt gemessen wird, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 0,001 bis 0,2 eV betragen.
Bei der Bildung der Schutzschicht 22 auf der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann es zu einer Veränderung der optischen Eigenschaften der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 selbst kommen. Wenn die Phasendifferenz-Einstellschicht unter kontrollierten atmosphärischen Druck- und Temperaturbedingungen annealt wird, können die Restspannung in der Phasendifferenz-Einstellschicht und die Zusammensetzung der Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht verändert werden. Solche Schwankungen können zu Veränderungen der optischen Eigenschaften der Phasendifferenz-Einstellschicht selbst führen. Dies kann dazu führen, dass der Phasenverschiebungsfilm Eigenschaften aufweist, die von den in der Ausführungsform gewünschten optischen Eigenschaften abweichen. Die Ausführungsform kann eine Rohlingsmaske bereitstellen, die eine höhere Auflösung aufweist, indem der Differenzwert der optischen Eigenschaften der Phasendifferenz-Einstellschicht selbst vor und nach der Bildung der Schutzschicht gesteuert wird.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der Wert von PE₁1,5 eV und der Wert von PE₂ 3,0 eV beträgt, kann der Absolutwert eines Differenzwertes zwischen einem Photonenenergiewert von einfallendem Licht, der nach der Bildung der Schutzschicht 22 an dem Punkt gemessen wird, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und dem Photonenenergiewert des einfallenden Lichts, der vor der Bildung der Schutzschicht 22 an dem Punkt gemessen wird, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 0,001 bis 0,2 eV betragen. Der absolute Wert kann 0,005 bis 0,1 eV betragen. Der absolute Wert kann 0,01 bis 0,008 eV betragen. In einem solchen Fall kann eine Rohlingsmaske 100 optische Veränderungen der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 unterdrücken, die durch die Bildung der Schutzschicht 22 verursacht werden.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der Wert von PE₁ 3,0 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, kann der Absolutwert eines Differenzwertes zwischen einem Photonenenergiewert von einfallendem Licht, der nach der Bildung der Schutzschicht 22 an dem Punkt gemessen wird, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und dem Photonenenergiewert des einfallenden Lichts, der vor der Bildung der Schutzschicht 22 an dem Punkt gemessen wird, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 0,05 bis 0,3 eV betragen. Der absolute Wert kann 0,06 bis 0,25 eV betragen. Der absolute Wert kann 0,1 bis 0,23 eV betragen. In einem solchen Fall kann die Rohlingsmaske 100 den Einfluss der optischen Eigenschaften der Schutzschicht 22 selbst auf die optischen Eigenschaften der gesamten Phasenschieberfolie 20 verringern.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der Wert von PE₁ 1,5 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, kann der maximale Wert von Del_1 105 °/eV bis 300 °/eV betragen.
In dieser Ausführungsform kann der Phasenverschiebungsfilm 20 durch Einstellen des Maximalwerts von Del_1, wenn der PE₁ -Wert der Rohlingsmaske 100 1,5 eV und der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt, eine stabile Haltbarkeit aufweisen, während die Änderung der optischen Eigenschaften des gesamten Phasenverschiebungsfilms 20 aufgrund der Bildung der Schutzschicht 22 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs eingestellt wird.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der Wert von PE₁ 1,5 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, kann der maximale Wert von Del_1 105 °/eV bis 300 °/eV betragen. Der Höchstwert liegt bei 120 bis 200 eV. Der Höchstwert kann 140 bis 160 eV betragen. In einem solchen Fall kann der Phasenverschiebungsfilm 20 eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit, chemische Beständigkeit und dergleichen aufweisen, während die Schwankungen der optischen Eigenschaften des gesamten Phasenverschiebungsfilms 20 aufgrund der Bildung der Schutzschicht 22 reduziert werden.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der Wert für PE₁1,5 eV und der Wert für PE₂ 5,0 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem Del_1 den Höchstwert hat, 4,5 eV oder mehr betragen.
Wenn der PE₁ -Wert 1,5 eV und der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt, wird der Maximalwert von Del_1 durch die optischen Eigenschaften der Schutzschicht 22 und dergleichen beeinflusst. Die Ausführungsform kann den Einfluss der Schutzschicht 22 auf die optischen Eigenschaften des gesamten Phasenverschiebungsfilms 20 verringern und gleichzeitig eine stabile Haltbarkeit gewährleisten, indem die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt mit dem Maximalwert von Del_1 eingestellt wird.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der Wert von PE₁1,5 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, kann die Photonenenergie des einfallenden Lichts bei dem maximalen Wert von Del_1 4,5 eV oder mehr betragen. Die Rohlingsmaske kann eine Photonenenergie des einfallenden Lichts von 4,5 eV oder mehr an einem Punkt aufweisen, an dem der Del_1-Wert den höchsten Wert hat. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt mit dem maximalen Wert von Del_1 kann 5 eV oder weniger betragen. Die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt mit dem Höchstwert von Del_1 kann 4,8 eV oder weniger betragen. In einem solchen Fall kann der Phasenverschiebungsfilm 20 die gewünschten optischen Eigenschaften in Bezug auf Licht mit einer kurzen Wellenlänge aufweisen und gleichzeitig Schwankungen der optischen Eigenschaften aufgrund von Belichtungs- und Reinigungsprozessen unterdrücken.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der Wert von PE₁ 1,5 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, kann ein Wert, der durch Subtraktion des Minimalwerts von Del_1 vom Maximalwert von Del_1 erhalten wird, 60 bis 260 eV betragen.
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben durch Experimente Folgendes festgestellt: Wenn der Wert von PE₁ 1,5 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, zeigt der Maximalwert von Del_1 die optischen Eigenschaften der Schutzschicht 22, und der Minimalwert von Del_1 zeigt die optischen Eigenschaften des oberen Teils der Phasendifferenz-Einstellschicht 21.
Wenn der Wert von PE₁ 1,5 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, können der maximale Wert von Del_1 und der minimale Wert von Del_1 vor und nach der Bildung der Schutzschicht variieren. Wenn der Wert, der durch Subtraktion des Minimalwerts von Del_1 vom Maximalwert von Del_1 erhalten wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs kontrolliert wird, kann die Variation der optischen Eigenschaften des gesamten Phasenverschiebungsfilms 20 vor und nach der Bildung der Schutzschicht 22 innerhalb eines zulässigen Bereichs auftreten.
Wenn in der Rohlingsmaske 100 der Wert von PE₁ 1,5 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, kann ein Wert, der durch Subtraktion des Minimalwerts von Del_1 vom Maximalwert von Del_1 erhalten wird, 60 bis 260 eV betragen. Ein Wert, der sich aus der Subtraktion des Minimalwertes von Del_1 vom Maximalwert von Del_1 ergibt, kann 80 bis 240 eV betragen. Ein Wert, der sich aus der Subtraktion des Minimalwertes von Del_1 vom Maximalwert von Del_1 ergibt, kann 90 bis 230 eV betragen. In diesem Fall kann die Veränderung der optischen Eigenschaften des gesamten Phasenverschiebungsfilms vor und nach der Bildung der Schutzschicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs kontrolliert werden.
Zusammensetzung des Phasenverschiebungsfilms
Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann ein Übergangsmetall, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff umfassen. Bei dem Übergangsmetall kann es sich um ein oder mehrere Elemente handeln, die aus Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Zirkonium (Zr) und dergleichen ausgewählt werden, aber nicht darauf beschränkt sind. Das Übergangsmetall kann zum Beispiel Molybdän sein.
Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann 1 bis 10 Atom-% eines Übergangsmetalls enthalten. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann ein Übergangsmetall mit 2 bis 7 Atom-% enthalten. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann Silizium in einer Menge von 15 bis 60 Atom-% enthalten. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann Silizium in einer Menge von 25 bis 50 Atom-% enthalten. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann Stickstoff in einer Menge von 30 bis 60 Atom-% enthalten. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann Stickstoff in einer Menge von 35 bis 55 Atom-% enthalten. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann Sauerstoff in einer Menge von 5 bis 35 Atom-% enthalten. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann Sauerstoff in einer Menge von 10 bis 25 Atom-% enthalten. In einem solchen Fall kann der Phasenverschiebungsfilm 20 optische Eigenschaften aufweisen, die für einen Lithografieprozess mit Belichtungslicht kurzer Wellenlänge, insbesondere mit Licht einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger, geeignet sind.
Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann zusätzlich zu den oben genannten Elementen weitere Elemente enthalten. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann beispielsweise Argon (Ar), Helium (He) oder ähnliches enthalten.
Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann für jedes Element in der Dickenrichtung einen anderen Inhalt haben.
Die Inhaltsverteilung für jedes in der Tiefenrichtung der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 und der Schutzschicht 22 gebildete Element kann durch Messung eines Tiefenprofils des Phasenverschiebungsfilms 20 ermittelt werden. Das Tiefenprofil des Phasenverschiebungsfilms 20 kann z. B. mit einem von THERMO SCIENTIFIC erhältlichen K-alpha-Modell gemessen werden.
Die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz (21) und die Schutzschicht (22) können unterschiedliche Gehalte an den einzelnen Elementen aufweisen, z. B. an Übergangsmetallen, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff.
Die Schicht 21 zur Einstellung der Phasendifferenz kann ein Übergangsmetall mit 3 bis 10 Atom-% enthalten. Die Schicht 21 zur Einstellung der Phasendifferenz kann ein Übergangsmetall mit 4 bis 8 Atom-% enthalten. Die Schicht 21 zur Einstellung der Phasendifferenz kann Silizium in einer Menge von 20 bis 50 Atom-% enthalten. Die Schicht 21 zur Einstellung der Phasendifferenz kann Silizium in einer Menge von 30 bis 40 Atom-% enthalten. Die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann Sauerstoff in einer Menge von 2 bis 10 Atom-% enthalten. Die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann Sauerstoff in einer Menge von 3 bis 8 Atom-% enthalten. Die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann Stickstoff in einer Menge von 40 bis 60 Atom-% enthalten. Die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann Stickstoff in einer Menge von 45 bis 55 Atom-% enthalten. Wenn in diesem Fall Belichtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge, insbesondere Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger, als Belichtungslicht verwendet wird, kann die Rohlingsmaske eine ausgezeichnete Musterauflösung aufweisen.
Da die Schutzschicht 22 mehr Sauerstoff enthält, ist es möglich, die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 stabil vor Lichteinfall und einer Reinigungslösung zu schützen. Eine solche Schutzschicht 22 kann sich jedoch stärker auf die Veränderung der optischen Eigenschaften der gesamten Phasenschieberfolie 20 auswirken, die vor und nach der Bildung der Schutzschicht 22 auftritt. Dementsprechend kann in der Ausführungsform des Phasenverschiebungsfilms 20 durch die Steuerung der Verteilung des Sauerstoff- und Stickstoffgehalts in der Schutzschicht 22 eine ausreichende Licht- und Chemikalienbeständigkeit aufweisen und gleichzeitig die gewünschten optischen Eigenschaften besitzen.
Die Schutzschicht 22 kann Stickstoff in einer Menge von 20 bis 40 Atom-% enthalten. Die Schutzschicht 22 kann Stickstoff in einer Menge von 25 bis 35 Atom-% enthalten. Die Schutzschicht 22 kann Sauerstoff in einer Menge von 10 bis 50 Atom-% enthalten. Die Schutzschicht 22 kann Sauerstoff in einer Menge von 20 bis 40 Atom-% enthalten. Die Schutzschicht 22 kann Silizium in einer Menge von 10 bis 50 Atom-% enthalten. Die Schutzschicht 22 kann Silizium in einer Menge von 20 bis 40 Atom-% enthalten. Die Schutzschicht 22 kann ein Übergangsmetall in einer Menge von 0,5 bis 5 Atom-% enthalten. Die Schutzschicht 22 kann ein Übergangsmetall in einer Menge von 1 bis 3 Atom-% enthalten. In einem solchen Fall kann die Schutzschicht 22 die Verschlechterung der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 ausreichend unterdrücken.
Die Schutzschicht 22 kann in Dickenrichtung einen Bereich umfassen, in dem der Stickstoffgehalt (Atom%) zum Sauerstoffgehalt (Atom%) 1 oder mehr beträgt. Dieser Bereich kann eine Dicke von 40 bis 60 % der Gesamtdicke der Schutzschicht 22 haben. Dieser Bereich kann eine Dicke von 45 bis 55 % der Gesamtdicke der Schutzschicht 22 aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, Schwankungen der optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20 durch die Bildung der Schutzschicht 22 wirksam zu unterdrücken.
Die Schutzschicht 22 kann einen Bereich umfassen, in dem das Verhältnis des Stickstoffgehalts (Atom-%) zum Sauerstoffgehalt (Atom-%) in Dickenrichtung 0,4 bis 2 beträgt, und der Bereich kann eine Dicke von 30 bis 80 % im Vergleich zu einer Gesamtdicke der Schutzschicht 22 aufweisen. Dieser Bereich kann eine Dicke von 40 bis 60 % im Vergleich zur Gesamtdicke der Schutzschicht 22 aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, eine Rohlingsmaske bereitzustellen, mit der eine Fotomaske mit hervorragender Auflösung und ausreichender Langzeitbeständigkeit hergestellt werden kann.
Die Dicke des Bereichs, in dem das Verhältnis des Stickstoffgehalts (Atom-%) zum Sauerstoffgehalt (Atom-%) in Dickenrichtung eingestellt ist, kann durch Messung des Tiefenprofils ermittelt werden. Es wird jedoch angenommen, dass die Ätzrate für jede Tiefe der Schutzschicht 22 im Tiefenprofil konstant ist, wenn die Dicke des Bereichs gemessen wird.
Optische Eigenschaften und Dicke der einzelnen Schichten des Phasenverschiebungsfilms
Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Phasendifferenz von 160 bis 200° in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Phasendifferenz von 160 bis 200° in Bezug auf ArF-Licht aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Phasendifferenz von 170 bis 190° in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Phasendifferenz von 170 bis 190° in Bezug auf ArF-Licht aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Durchlässigkeit von 3 bis 10 % für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Durchlässigkeit von 3 bis 10 % für ArF-Licht aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Durchlässigkeit von 4 bis 8 % für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 20 kann eine Durchlässigkeit von 4 bis 8 % für ArF-Licht aufweisen. In einem solchen Fall kann die Fotomaske mit dem Phasenverschiebungsfilm 20 bei einem Belichtungsprozess, bei dem Belichtungslicht mit kurzer Wellenlänge eingesetzt wird, ein präziseres winziges Muster auf dem Wafer bilden.
Die Schutzschicht 22 kann einen Brechungsindex von 1,3 bis 2 für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger haben. Die Schutzschicht 22 kann einen Brechungsindex von 1,3 bis 2 für ArF-Licht haben. Der Brechungsindex der Schutzschicht 22 in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger kann 1,4 bis 1,8 betragen. Der Brechungsindex der Schutzschicht 22 in Bezug auf ArF-Licht kann 1,4 bis 1,8 betragen. Der Extinktionskoeffizient der Schutzschicht 22 für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger kann 0,2 bis 0,4 betragen. Der Extinktionskoeffizient der Schutzschicht 22 für ArF-Licht kann 0,2 bis 0,4 betragen. Die Schutzschicht 22 kann einen Extinktionskoeffizienten von 0,25 bis 0,35 für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger aufweisen. Der Extinktionskoeffizient der Schutzschicht 22 in Bezug auf ArF-Licht kann 0,25 bis 0,35 betragen. In einem solchen Fall kann die Veränderung der optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20 aufgrund der Bildung der Schutzschicht 22 minimiert werden.
Die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann einen Brechungsindex von 2 bis 4 für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger haben. Die Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann einen Brechungsindex von 2 bis 4 für ArF-Licht haben. Der Brechungsindex der Schicht 21 zur Einstellung der Phasendifferenz in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger kann 2,5 bis 3,5 betragen. Der Brechungsindex der Schicht 21 zur Einstellung der Phasendifferenz gegenüber dem ArF-Licht kann 2,5 bis 3,5 betragen. Der Extinktionskoeffizient für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann 0,3 bis 0,7 betragen. Der Extinktionskoeffizient für ArF-Licht der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann 0,3 bis 0,7 betragen. Der Extinktionskoeffizient für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann 0,4 bis 0,6 betragen. Der Extinktionskoeffizient für ArF-Licht der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann 0,4 bis 0,6 betragen. In einem solchen Fall kann die Auflösung der Fotomaske mit dem Phasenverschiebungsfilm 20 weiter verbessert werden.
Die optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms 20, der Schutzschicht 22 und der Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz 21 können mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessen werden. Die optischen Eigenschaften können zum Beispiel mit dem MG-PRO-Gerät von NANO-VIEW gemessen werden.
Das Verhältnis zwischen der Dicke der Schutzschicht 22 und der Gesamtdicke der Phasenschieberfolie 20 kann 0,04 bis 0,09 betragen. Das Dickenverhältnis kann 0,05 bis 0,08 betragen. In einem solchen Fall kann die Schutzschicht 22 die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz 21 stabil schützen.
Die Dicke der Schutzschicht 22 kann 25 Ä oder mehr und 80 Å oder weniger betragen. Die Dicke der Schutzschicht 22 kann 35 Å oder mehr und 45 Å oder weniger betragen. In einem solchen Fall ist es möglich, den Phasenverschiebungsfilm 20 bereitzustellen, die den Grad der Veränderung der optischen Eigenschaften auf dem gesamten Phasenverschiebungsfilm wirksam reduziert und selbst bei einem lang andauernden Belichtungs- und Reinigungsprozess stabile optische Eigenschaften aufweist.
Der Phasenverschiebungsfilm 20 und die Dicke der einzelnen Schichten, aus denen der Phasenverschiebungsfilm 20 besteht, können durch ein TEM-Bild eines Querschnitts der Phasenverschiebungsfilms 20 gemessen werden.
Schichtaufbau, Zusammensetzung und optische Eigenschaften des Lichtabschirmungsfilms
Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann auf dem Phasenverschiebungsfilm 20 angeordnet werden. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann als Ätzmaske für den Phasenverschiebungsfilm 20 verwendet werden, wenn der Phasenverschiebungsfilm 20 gemäß einer zuvor entworfenen Musterform geätzt wird. Außerdem kann der Lichtabschirmungsfilm 30 die Übertragung des von der Rückseite des transparenten Substrats 10 einfallenden Belichtungslichts blockieren.
Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann einen einschichtigen Aufbau haben. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann eine mehrschichtige Struktur aus zwei oder mehr Folien aufweisen. Beim Sputtern von Lichtabschirmungsfilmen 30 können mehrschichtige Lichtabschirmungsfilme 30 gebildet werden, indem für jede Schicht des Lichtabschirmungsfilms unterschiedliche atmosphärische Gaszusammensetzungen und Durchflussraten verwendet werden. Beim Sputtern von Lichtabschirmungsfilmen 30 können mehrschichtige Lichtabschirmungsfilme 30 gebildet werden, indem für jede Schicht des Lichtabschirmungsfilme unterschiedliche atmosphärische Gaszusammensetzungen und Durchflussraten verwendet werden.
Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Chrom, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff umfassen. Der Anteil der einzelnen Elemente in dem Lichtabschirmungsfilm 30 kann in Richtung der Dicke des Lichtabschirmungsfilms 30 unterschiedlich sein. Bei einem Lichtabschirmungsfilm mit mehreren Schichten können die jeweiligen Schichten in dem Lichtabschirmungsfilm 30 unterschiedlich zusammengesetzt sein.
Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Chrom in einer Menge von 30 bis 70 Atom-% enthalten. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Chrom in einer Menge von 47 bis 57 Atom-% enthalten. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Kohlenstoff in einer Menge von 5 bis 30 Atom-% enthalten. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Kohlenstoff in einer Menge von 7 bis 25 Atom-% enthalten. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Stickstoff in einer Menge von 3 bis 30 Atom-% enthalten. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Stickstoff in einer Menge von 5 bis 25 Atom-% enthalten. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Sauerstoff in einer Menge von 20 bis 55 Atom-% enthalten. Der Lichtabschirmungsfilm 30 kann Sauerstoff in einer Menge von 25 bis 40 Atom-% enthalten. In diesem Fall kann die lichtabschirmende Folie 30 ausreichende Extinktionseigenschaften aufweisen.
Die mehrschichtige Folie (nicht abgebildet) besteht aus einem Phasenverschiebungsfilm 20 und einem Lichtabschirmungsfilm 30. Die mehrschichtige Folie kann ein Blindmuster auf dem transparenten Substrat 10 bilden, um die Transmission des Belichtungslichts zu unterdrücken.
Die optische Dichte der Mehrschichtfolie in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger kann 3 oder mehr betragen. Die optische Dichte der Mehrschichtfolie für ArF-Licht kann 3 oder mehr betragen. Die optische Dichte der Mehrschichtfolie für Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger kann 3,5 oder mehr betragen. Die optische Dichte der Mehrschichtfolie für ArF-Licht kann 3.5 oder mehr betragen. In einem solchen Fall kann die mehrschichtige Folie hervorragende lichtblockierende Eigenschaften aufweisen.
Herstellungsverfahren für Phasenverschiebungsfilm
Die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz unter den Phasenverschiebungsfilmen der Ausführungsform kann durch Sputtern auf einem transparenten Substrat hergestellt werden.
Das Sputtering-Verfahren kann mit Gleichstrom oder Hochfrequenz betrieben werden.
Ein Target und ein Sputtergas können unter Berücksichtigung der Zusammensetzung des zu bildenden Phasenverschiebungsfilms ausgewählt werden.
Bei einem Sputtertarget kann ein Target, das ein Übergangsmetall und Silizium enthält, oder ein Target, das ein Übergangsmetall enthält, und ein Target, das Silizium enthält, gleichzeitig aufgebracht werden. Wenn ein Target als Sputtertarget verwendet wird, kann der Übergangsmetallgehalt im Verhältnis zur Summe der Übergangsmetall- und Siliziumgehalte des Targets 30 % oder weniger betragen. Der Gehalt an Übergangsmetall, bezogen auf die Summe der Gehalte an Übergangsmetall und Silizium im Target, kann 20 % oder weniger betragen. Der Gehalt an Übergangsmetall, bezogen auf die Summe der Gehalte an Übergangsmetall und Silizium im Target, kann 10 % oder weniger betragen. Der Gehalt an Übergangsmetall, bezogen auf die Summe der Gehalte an Übergangsmetall und Silizium im Target, kann 2 % oder mehr betragen. In einem solchen Fall kann der durch Sputtern auf dem Target gebildete Phasenverschiebungsfilm die gewünschten optischen Eigenschaften aufweisen.
Für das Sputtergas können CH₄ als kohlenstoffhaltiges Gas, O₂ als sauerstoffhaltiges Gas, N₂ als stickstoffhaltiges Gas usw. eingeführt werden. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Dem Sputtergas kann ein Inertgas zugesetzt werden. Beispiele für Inertgase sind Ar, He und dergleichen. Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Je nach Art und Gehalt des Inertgases können die Kristalleigenschaften des durch Sputtern gebildeten Phasenverschiebungsfilms angepasst werden. Das Zerstäubungsgas kann für jedes Gas einzeln in die Kammer eingeleitet werden. Das Sputtergas kann durch Mischen entsprechender Gase in die Kammer eingeleitet werden.
In der Kammer kann ein Magnet angeordnet werden, so dass der Phasenverschiebungsfilm einheitlichere Kristalleigenschaften in Richtung der Ebene aufweist. Indem man den Magneten auf der Rückseite des Sputtertargets anordnet und den Magneten mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht, kann das Plasma gleichmäßig auf der Vorderseite des Targets verteilt werden. Der Magnet kann mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 200 U/min gedreht werden.
Die Drehgeschwindigkeit des Magneten kann während des Sputterns auf eine konstante Geschwindigkeit festgelegt werden. Die Drehgeschwindigkeit des Magneten kann während des Sputterns variiert werden. Die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten kann von der anfänglichen Rotationsgeschwindigkeit mit gleichmäßiger Beschleunigung während des Sputterns erhöht werden.
Die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten kann während des Sputterns von der anfänglichen Rotationsgeschwindigkeit um 5 bis 20 U/min pro Minute erhöht werden. Die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten kann während des Sputterns von der anfänglichen Rotationsgeschwindigkeit um 7 bis 15 U/min pro Minute erhöht werden. In einem solchen Fall lassen sich die Qualitätsmerkmale des Phasenverschiebungsfilms in Richtung der Dicke leichter kontrollieren.
Wenn das Magnetfeld des Magneten eingestellt wird, wird die Dichte des in der Kammer gebildeten Plasmas angepasst, wodurch die Kristalleigenschaften des zu bildenden Phasenverschiebungsfilms gesteuert werden. Das Magnetfeld des während des Sputterns angelegten Magneten kann 25 bis 60 mT betragen. Das Magnetfeld kann 30 bis 50 mT betragen. In einem solchen Fall kann der zu bildende Phasenverschiebungsfilm 20 kristalline Eigenschaften aufweisen, die denen des transparenten Substrats ähnlicher sind.
Beim Sputtering-Prozess können der T/S-Abstand, d. h. der Abstand zwischen dem Target und dem Substrat, und der Winkel zwischen einer Oberfläche des Substrats und der vorderen Oberfläche des Targets eingestellt werden. Der T/S-Abstand kann 240 bis 260 mm betragen. Der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Vorderseite des Targets kann 20 bis 30 Grad betragen. In einem solchen Fall wird die Bildungsrate des Phasenverschiebungsfilms stabil kontrolliert, und es ist möglich, einen übermäßigen Anstieg der inneren Spannung des Phasenverschiebungsfilms zu unterdrücken.
Beim Sputtern kann die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats, das die Zielfläche für den Phasenverschiebungsfilm bildet, eingestellt werden. Die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats kann 2 bis 20 U/min betragen. Die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats kann 5 bis 15U/min betragen. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats innerhalb eines solchen Bereichs eingestellt wird, kann der gebildete Phasenverschiebungsfilm eine stabile Haltbarkeit aufweisen und gleichzeitig die Gleichmäßigkeit der optischen Eigenschaften in der Richtung der Ebene weiter verbessern.
Darüber hinaus ist es möglich, die Intensität der auf das Sputtertarget ausgeübten Energie einzustellen, wenn die Phasendifferenz-Einstellschicht gebildet wird. Durch die Versorgung des Sputtertargets mit Energie kann ein Entladungsbereich mit einer Plasmaatmosphäre in der Kammer gebildet werden. Die Kristalleigenschaften des zu bildenden Phasenverschiebungsfilms können durch Steuerung der elektrischen Leistung und gleichzeitige Steuerung des Magnetfeldes und der Drehgeschwindigkeit des Magneten eingestellt werden. Die Intensität der auf das Sputtertarget aufgebrachten elektrischen Leistung kann 1 bis 3 kW betragen. Die Intensität der elektrischen Leistung kann 1,5 bis 2,5 kW betragen. Die Intensität der elektrischen Leistung kann 1,8 bis 2,2 kW betragen. In einem solchen Fall kann die thermische Veränderung in der Dickenrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur ders Phasenverschiebungsfilms innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gesteuert werden.
Ein spektroskopisches Ellipsometer kann in die Sputteranlage eingebaut werden. Dadurch ist es möglich, die Bildungszeit zu steuern und gleichzeitig die optischen Eigenschaften der zu bildenden Phasendifferenz-Einstellschicht 21 zu überwachen. Nach Einstellung des Winkels, den das einfallende Licht mit der Oberfläche der zu bildenden Phasendifferenz-Einstellschicht bildet, ist es möglich, den Del_1-Wert der gebildeten Phasendifferenz-Einstellschicht 21 in Echtzeit während des Filmbildungsprozesses zu überwachen. Durch die Durchführung des Filmbildungsprozesses, bis der Del_1-Wert in den in der Ausführungsform vorgegebenen Bereich fällt, kann der Phasenverschiebungsfilm die gewünschten optischen Eigenschaften aufweisen.
Durch Messung der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts bei gleichzeitiger Änderung der Photonenenergie des einfallenden Lichts des spektroskopischen Ellipsometers können die optischen Eigenschaften der einzelnen Schichten des Phasenverschiebungsfilms gemessen werden. Wenn die Photonenenergie des einfallenden Lichts relativ niedrig eingestellt ist, bildet das einfallende Licht eine lange Wellenlänge, so dass die optischen Eigenschaften der unteren Schicht des zu messenden Phasenverschiebungsfilms gemessen werden können. Wenn die Photonenenergie des einfallenden Lichts relativ hoch eingestellt ist, bildet das einfallende Licht eine kurze Wellenlänge, so dass die optischen Eigenschaften der oberen Schicht des zu messenden Phasenverschiebungsfilms gemessen werden können.
Die Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht kann unmittelbar nach Abschluss des Sputterprozesses mit UV-Licht bestrahlt werden. Beim Sputterprozess kann Si der SiO₂ -Matrix, die das transparente Substrat bildet, durch ein Übergangsmetall ersetzt werden, und O der SiO₂ - Matrix kann durch N ersetzt werden. Wenn der Sputterprozess fortgesetzt wird, liegt er außerhalb der Löslichkeitsgrenze des Übergangsmetalls, und das Übergangsmetall kann an einem interstitiellen Ort angeordnet werden, anstatt durch Si in der SiO₂ -Matrix ersetzt zu werden. In diesem Fall kann das Übergangsmetall ein Gemisch mit Elementen wie Si, O und N bilden. Das Gemisch kann in einem homogenen oder inhomogenen Zustand vorliegen.
Wenn ein ungleichmäßiges Gemisch auf der Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht gebildet wird, kann sich auf der Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht durch Belichtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge im Belichtungsprozess ein Trübungsdefekt bilden. Wenn der Reinigungsprozess unter Verwendung von Schwefelsäure als Reinigungslösung durchgeführt wird, um die Trübungen zu entfernen, können nach dem Reinigungsprozess Schwefelionen auf der Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht zurückbleiben. Restliche Schwefelionen können bei der Belichtung der Wafer kontinuierlich starke Energie vom Belichtungslicht erhalten. Schwefelionen mit hoher Energie können mit dem inhomogenen Gemisch reagieren und Wachstumsdefekte auf der Oberfläche der Phasendifferenzausgleichsschicht erzeugen. Die Ausführungsform kann die Licht- und Chemikalienbeständigkeit der Phasendifferenz-Einstellschicht weiter verbessern, indem UV-Licht einer kontrollierten Wellenlänge auf die Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht gestrahlt wird, um den Übergangsmetall- und N-Gehalt in der Mischung der Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht in Richtung der Ebene zu vereinheitlichen.
Unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer Leistung von 2 bis 10 mW/cm² wird ein Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger für 5 bis 20 Minuten auf die Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht gestrahlt, wodurch die Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht behandelt werden kann.
Die Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz 21 kann zusammen mit oder getrennt von der UV-Bestrahlung wärmebehandelt werden. Die Wärmebehandlung kann unter Ausnutzung der durch die UV-Bestrahlung erzeugten Wärme erfolgen oder in getrennten Prozessen durchgeführt werden.
Die durch das Sputtering-Verfahren gebildete Phasendifferenz-Einstellschicht 21 kann eine innere Spannung aufweisen. Die innere Spannung kann je nach den Bedingungen des Sputterns eine Druck- oder eine Zugspannung sein. Die innere Spannung der Phasendifferenz-Einstellschicht kann zu einer Verformung des Substrats führen, wodurch sich die Auflösung der Fotomaske, auf die die Phasendifferenz-Einstellschicht aufgebracht ist, verringern kann. In dieser Ausführungsform kann die Verformung des Substrats durch eine Wärmebehandlung der Phasendifferenz-Einstellschicht verringert werden.
Die Schutzschicht kann durch einen Wärmebehandlungsprozess nach dem Sputterprozess der Phasendifferenz gebildet werden. Während des Wärmebehandlungsprozesses kann ein atmosphärisches Gas in die Kammer eingeleitet werden, um eine Schutzschicht auf der Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht 21 zu bilden. Eine Schutzschicht kann durch Reaktion der Oberfläche der Phasendifferenz-Einstellschicht mit atmosphärischem Gas während des Wärmebehandlungsprozesses gebildet werden. Das Herstellungsverfahren der Schutzschicht ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Das Wärmebehandlungsverfahren kann einen Vorgang zur Erhöhung der Temperatur, einen Vorgang zur Aufrechterhaltung der Temperatur, einen Kühlvorgang und einen Vorgang zur Bildung einer Schutzschicht umfassen. Der Wärmebehandlungsprozess kann durchgeführt werden, indem eine Rohlingsmaske, auf deren Oberfläche eine Phasendifferenz-Einstellschicht gebildet wurde, in einer Kammer angeordnet und dann durch eine Lampe erhitzt wird.
Bei der Temperaturerhöhung kann die Temperatur der Atmosphäre in der Wärmebehandlungskammer auf eine Solltemperatur von 150 bis 500 °C erhöht werden.
Bei der Temperaturerhaltung kann die Temperatur der Atmosphäre in der Kammer auf der eingestellten Temperatur gehalten werden, und der Druck in der Kammer kann auf 0,1 bis 2,0 Pa eingestellt werden. Der Temperaturerhaltungsbetrieb kann 5 bis 60 Minuten lang durchgeführt werden.
Beim Kühlvorgang kann die Temperatur in der Kammer von einer bestimmten Temperatur auf Raumtemperatur gesenkt werden.
Der Vorgang zur Bildung einer Schutzschicht ist ein Vorgang zur Bildung einer Schutzschicht auf der Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durch Einleiten eines atmosphärischen Gases, das ein reaktives Gas enthält, in die Kammer, nachdem der Kühlvorgang abgeschlossen ist. Das reaktive Gas kann aus O₂ umfassen. Das Gas, das bei der Bildung einer Schutzschicht in die Kammer eingeleitet wird, kann mindestens eines der Gase N₂, Ar und He umfassen. Bei der Bildung einer Schutzschicht kann das Gas O₂ mit 0,3 bis 2,5 SLM (Standardliter pro Minute) in die Kammer eingeleitet werden. Das Gas O₂ kann mit 0,5 bis 2 SLM in die Kammer eingeleitet werden. Das Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht kann 10 bis 60 Minuten lang durchgeführt werden. Das Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht kann 12 bis 45 Minuten lang durchgeführt werden. In einem solchen Fall kann der Anteil jedes Elements der Schutzschicht in Dickenrichtung so eingestellt werden, dass die durch die Bildung der Schutzschicht verursachten Schwankungen der optischen Eigenschaften des gesamten Phasenverschiebungsfilms unterdrückt werden.
Verfahren zur Herstellung von Lichtabschirmungsfilmen
Der Lichtabschirmungsfilm kann in Kontakt mit der Phasenverschiebungsfilm oder in Kontakt mit einem anderen dünnen Film auf dem Phasenverschiebungsfilm gebildet werden.
Der Lichtabschirmungsfilm kann eine untere Schicht und eine auf der unteren Schicht liegende obere Schicht umfassen.
Das Sputtering-Verfahren kann mit Gleichstrom oder Hochfrequenz betrieben werden.
Unter Berücksichtigung der Zusammensetzung des Lichtabschirmungsfilms können ein Sputtertarget und ein Sputtergas während des Sputterns des Lichtabschirmungsfilms ausgewählt werden. Besteht der Lichtabschirmungsfilm aus zwei oder mehr Schichten, können Art und Durchsatz des Sputtergases während des Sputterns für jede Schicht unterschiedlich gewählt werden.
Im Falle eines Sputtertargets kann ein Target mit Chrom aufgebracht werden, und es können zwei oder mehr Targets aufgebracht werden, von denen mindestens eines Chrom enthält. Das Target kann Chrom in einer Menge von 90 Atom-% oder mehr enthalten. Das Target kann Chrom in einer Menge von 95 Atom-% oder mehr enthalten. Das Target kann Chrom in einer Menge von 99 Atom-% oder mehr enthalten.
Die Art und Durchflussmenge des Sputtergases kann unter Berücksichtigung der Zusammensetzung der Elemente, aus denen die einzelnen Schichten des Lichtabschirmungsfilms umfassen, der Kristalleigenschaften des Lichtabschirmungsfilms, der optischen Eigenschaften usw. angepasst werden.
Das Sputtergas kann ein reaktives Gas und ein Inertgas umfassen. Je nach Art und Gehalt des reaktiven Gases im Sputtergas können die optischen Eigenschaften und die Kristalleigenschaften des zu bildenden Lichtabschirmungsfilms gesteuert werden. Das reaktive Gas kann CO₂, O₂, N₂ und NO₂ und dergleichen umfassen. Das reaktive Gas kann neben dem oben genannten Gas auch andere Gase umfassen.
Je nach Art und Gehalt des reaktiven Gases im Sputtergas können die optischen Eigenschaften und die Kristalleigenschaften des zu bildenden Lichtabschirmungsfilms gesteuert werden. Das Inertgas kann Ar, He, Ne und dergleichen umfassen. Das Inertgas kann neben dem oben genannten Gas auch andere Gase umfassen.
Wenn die untere Schicht des Lichtabschirmungsfilms gebildet ist, kann ein Sputtergas, das Ar, N₂, He und CO₂ enthält, in die Kammer eingeleitet werden. Insbesondere kann ein Sputtergas in die Kammer eingeleitet werden, bei dem die Summe der Durchflussraten von CO₂ und N₂ 40 % oder mehr im Vergleich zur Gesamtdurchflussrate des Sputtergases beträgt.
Wenn die obere Schicht der Lichtabschirmungsschicht gebildet ist, kann ein Sputtergas, das Ar und N₂ enthält, in die Kammer eingeleitet werden. Insbesondere kann ein Sputtergas in die Kammer eingeleitet werden, bei dem die Durchflussrate von N₂ 30 % oder mehr im Vergleich zur Gesamtdurchflussrate des Sputtergases beträgt.
In einem solchen Fall kann in der Ausführungsform die lichtabschirmende Folie die gewünschten Kristalleigenschaften aufweisen.
Jedes Gas, aus dem das Sputtergas besteht, kann gemischt und in die Sputterkammer eingeleitet werden. Jedes Gas, aus dem das Sputtergas besteht, kann für jeden Typ einzeln durch verschiedene Einlässe in die Sputterkammer eingeleitet werden.
In der Kammer kann ein Magnet angeordnet werden, um die Gleichmäßigkeit der Kristalleigenschaften in der Ebene und die optischen Eigenschaften der zu bildenden Lichtabschirmungsschicht in der Ebene zu kontrollieren. Indem man den Magneten auf der Rückseite des Sputtertargets anordnet und den Magneten mit einer Geschwindigkeit innerhalb eines in der Ausführungsform vorgegebenen Bereichs rotieren lässt, kann das Plasma relativ gleichmäßig über die Vorderseite des Targets verteilt werden. Wenn jede Schicht des Lichtabschirmungsfilms gebildet ist, kann der Magnet mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 200 U/min gedreht werden.
Beim Sputtern können der T/S-Abstand, d. h. der Abstand zwischen dem Target und dem Substrat, und der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Oberfläche des Targets eingestellt werden. Wenn jede Schicht des Lichtabschirmungsfilms gebildet wird, kann der T/S-Abstand 240 bis 300 mm betragen. Der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Vorderseite des Targets kann 20 bis 30 Grad betragen. In diesem Fall wird die Filmbildungsgeschwindigkeit des Lichtschutzfilms stabil gesteuert, und ein übermäßiger Anstieg der inneren Spannung des Lichtschutzfilms kann unterdrückt werden.
Beim Sputtering-Verfahren kann die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats mit der filmbildenden Zieloberfläche eingestellt werden. Die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats kann 2 bis 50 U/min betragen. Die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats kann 10 bis 40U/min betragen. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats innerhalb dieses Bereichs eingestellt wird, kann der Lichtschutzfilm bei einem Belichtungsprozess von langer Dauer geringere Dimensionsänderungen aufweisen.
Außerdem ist es möglich, die Intensität der auf das Sputtertarget aufgebrachten elektrischen Leistung bei der Bildung des Lichtabschirmungsfilms einzustellen. Ein Entladungsbereich, der eine Plasmaatmosphäre in der Kammer umfasst, kann durch Zufuhr von elektrischer Energie zu einem in der Sputterkammer befindlichen Target gebildet werden. Durch die Einstellung der Intensität des elektrischen Stroms kann die Plasmaatmosphäre in der Kammer zusammen mit dem Magnetfeld gesteuert werden. Dadurch ist es möglich, die Kristalleigenschaften der durch Sputtern gebildeten Lichtabschirmungsschicht zu kontrollieren.
Die Intensität der elektrischen Leistung, die während der Bildung der unteren Schicht der Lichtabschirmungsschicht auf das Sputtertarget einwirkt, kann 0,5 bis 2 kW betragen. Die Intensität der elektrischen Leistung kann 1,0 bis 1,8 kW betragen. Die Intensität der elektrischen Leistung kann 1,2 bis 1,5 kW betragen. Die Intensität der elektrischen Leistung, die während der Bildung der oberen Schicht des Lichtschutzfilms auf das Sputtertarget einwirkt, kann 1 bis 3 kW betragen. Die elektrische Leistung kann 1,3 bis 2,5 kW betragen. Die Intensität der elektrischen Leistung kann 1,5 bis 2,0 kW betragen. In einem solchen Fall kann wirksam verhindert werden, dass die Auflösung der Fotomaske durch die thermische Veränderung des Lichtabschirmungsfilms beeinträchtigt wird.
Ein spektroskopisches Ellipsometer kann in die Sputteranlage eingebaut werden. Dadurch ist es möglich, die Zeit der Filmbildung zu kontrollieren und gleichzeitig die optischen Eigenschaften des zu bildenden Lichtschutzfilms zu überwachen. Das Verfahren zur Messung der optischen Eigenschaften der lichtabschirmenden Schicht nach der Installation eines spektroskopischen Ellipsometers an der Sputteranlage, wenn der Lichtabschirmungsfilm gebildet wird, entfällt, da es sich mit der Bildung des Phasenverschiebungsfilms überschneidet.
Wenn die untere Schicht des Lichtschutzfilms gebildet ist, kann das Sputtern durchgeführt werden, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt 1,6 bis 2,2 eV beträgt, an dem die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts, gemessen mit einem spektroskopischen Ellipsometer, 140° beträgt. Wenn die untere Schicht des Lichtschutzfilms gebildet ist, kann das Sputtern durchgeführt werden, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts 1,8 bis 2,0 eV an dem Punkt erreicht, an dem die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts, gemessen mit einem spektroskopischen Ellipsometer, 140° beträgt.
Wenn die obere Schicht des lichtabschirmenden Films gebildet ist, kann das Sputtern durchgeführt werden, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts 1,7 bis 3,2 eV an dem Punkt erreicht, an dem die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts, gemessen mit einem spektroskopischen Ellipsometer, 140 ° beträgt. Wenn die obere Schicht des Lichtschutzfilms 30 gebildet ist, kann das Sputtern durchgeführt werden, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts, gemessen mit einem spektroskopischen Ellipsometer, 140 ° beträgt, 2,5 bis 3,0 eV beträgt.
In einem solchen Fall kann der gebildete Lichtabschirmungsfilm in das Blindmuster der Fotomaske eingefügt werden, um das Belichtungslicht wirksam zu blockieren.
Fotomaske
11 ist eine Schnittansicht zur Veranschaulichung einer Fotomaske gemäß einer anderen Ausführungsform. Eine Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
Eine Fotomaske 200 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anwendung umfasst ein transparentes Substrat 10; ein Phasenverschiebungsfilm 20, der auf dem transparenten Substrat 10 angeordnet ist; und eine Lichtabschirmungsschicht 30, die auf mindestens einem Teil des Phasenverschiebungsfilms 20 angeordnet ist.
Die Fotomaske 200 wird mittels XRD (Röntgenbeugung) im Normalmodus analysiert. Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt, weist der Phasenverschiebungsfilm einen XRD-Maximumpeak bei 20 von 15° bis 30° auf.
Wird die XRD-Analyse im Normalmodus an der Unterseite des transparenten Substrats durchgeführt, weist das transparente Substrat einen maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 30° auf.
Der AI1-Wert, der durch die nachstehende Gleichung 1 ausgedrückt wird, liegt zwischen 0,9 und 1,1. $AI 1 = \frac{XM 1}{XQ 1}$
In Gleichung 1 ist XM1 der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird.
XQ1 ist der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Die Fotomaske kann unter Verwendung der oben beschriebenen Rohlingsmaske hergestellt werden. Im Einzelnen kann die Fotomaske durch Strukturierung des Phasenverschiebungsfilms und des Lichtabschirmungsfilms der Rohlingsmaske hergestellt werden.
Die Beschreibung der thermischen Variationsmerkmale und der optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms und des Lichtabschirmungsfilms überschneidet sich mit der Beschreibung der thermischen Variationsmerkmale und der optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms und der Lichtabschirmungsfilms und wird daher weggelassen.
Eine Fotomaske gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein transparentes Substrat; einen auf dem transparenten Substrat angeordneten Phasenverschiebungsfilm; und einen auf dem Phasenverschiebungsfilm angeordneten Lichtabschirmungsfilm.
Wenn der Wert in der Fotomaske von PE₁ 3,0 eV und der Wert von PE₂ 5,0 eV beträgt, beträgt die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem Del_2 gleich 0 ist, wie in Gleichung 8 unten angegeben, 4,0 bis 5,0 eV. $D e l_2 = lim_{Δ P E \to 0} (\frac{Δ p D P S}{Δ P E})$
In der Gleichung 8
ist der pDPS-Wert, wenn die Oberseite des Phasenverschiebungsfilms mit einem spektroskopischen Ellipsometer unter einem Einfallswinkel von 64,5° gemessen wird, nachdem der lichtabschirmende Film von der Fotomaske entfernt wurde, die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts 180° oder weniger beträgt, oder ein Wert, der durch Subtraktion der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle von 360° erhalten wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts mehr als 180° beträgt.
Der PE-Wert ist die Photonenenergie des einfallenden Lichts im Bereich des PE₁ -Wertes bis zum PE₂ -Wert.
Die Fotomaske kann unter Verwendung der oben beschriebenen Rohlingsmaske hergestellt werden. Im Einzelnen kann die Fotomaske durch Strukturierung des Phasenverschiebungsfilms und des Lichtabschirmungsfilms der Rohlingsmaske hergestellt werden.
Eine Beschreibung der optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms und des Lichtabschirmungsfilms überschneidet sich mit der oben beschriebenen Beschreibung der optischen Eigenschaften des Phasenverschiebungsfilms und des Lichtabschirmungsfilms und wird daher weggelassen.
Nachfolgend werden spezifische Beispiele näher beschrieben.
Herstellungsbeispiel: Bildung eines Phasenverschiebungsfilms und eines Lichtabschirmungsfilms
Beispiel 1: Ein transparentes Quarzsubstrat mit einer Breite von 6 Zoll, einer Länge von 6 Zoll und einer Dicke von 0,25 Zoll wurde in der Kammer der DC-Sputteranlage angeordnet. Das Target, das Molybdän und Silizium in einem Atomverhältnis von 1:9 enthält, wurde in der Kammer so angeordnet, dass der T/S-Abstand 255 mm und der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Oberfläche des Targets 25 Grad beträgt. Auf der Rückseite des Targets war ein Magnet mit einem Magnetfeld von 40 mT angebracht.
Danach wurde ein Sputtergas im Verhältnis Ar:N₂ :He=10:52:38 in die Kammer eingeleitet, eine Sputterleistung von 2,05 kW angelegt, der Magnet in Rotation versetzt und so ein Sputterprozess durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten von ursprünglich 100 U/min auf maximal 155 U/min um 11 U/min pro Minute erhöht. Der Bereich, in dem der Film gebildet wird, wurde auf den Bereich begrenzt, der durch die Breite von 132 mm und die Länge von 132 mm auf der Oberfläche des transparenten Substrats festgelegt ist. Der Sputterprozess wurde so lange durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessene Del_1-Wert 0 war, durch Anwendung eines Einfallswinkels von 64,5 ° zu 2,0 eV wurde.
Nach dem Sputtern wurde die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms der Rohlingsmaske mit Excimer-UV-Licht mit einer Wellenlänge von 172 nm bestrahlt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die optische Leistung des UV-Lichts um 3mW/cm² pro Minute auf ein Maximum von 9mW/cm² erhöht und 4 Minuten lang bei 9mW/cm² gehalten.
Danach wurde die Rohlingsmaske in eine Wärmebehandlungskammer eingeführt, bei 1 Pa geglüht und anschließend natürlich abgekühlt. Die Temperatur bei der Wärmebehandlung wurde von Raumtemperatur um 50 °C pro Minute auf maximal 400 °C erhöht und etwa 30 Minuten lang auf der Höchsttemperatur gehalten. Nach der natürlichen Abkühlung wurde das Gas O₂ in der Kammer für die Wärmebehandlung mit einer Geschwindigkeit von 1 SLM für 30 Minuten in die Kammer eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Vorlauftemperatur von O₂ etwa 300 °C.
Die Oberfläche des zu einem Film geformten Phasenverschiebungsfilms wurde mit einem Lichtabschirmungsfilm-Sputterverfahren versehen. Im Einzelnen wurden ein Chromtarget und das Substrat, auf dem der Phasenverschiebungsfilm gebildet wurde, so angeordnet, dass der T/S-Abstand in der Sputterkammer 255 mm betrug und der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Oberfläche des Targets 25 Grad betrug. Auf der Rückseite des Targets war ein Magnet mit einem Magnetfeld von 40 mT angebracht.
Ein Sputtergas mit einem Durchflussverhältnis von Ar:N₂ :He:CO₂ =19:11:34:37 wurde in die Kammer eingeleitet. Danach wird die Sputterleistung auf 1,35 kW eingestellt, und die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem die Phasendifferenz des reflektierten Lichts zwischen der P-Welle und der S-Welle, gemessen mit einem spektroskopischen Ellipsometer, 140 ° beträgt, während der Magnet gedreht wird, wird so lange angewendet, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts 1,8 bis 2,0 eV beträgt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten von ursprünglich 100 U/min auf maximal 155 U/min um 11 U/min pro Minute erhöht.
Nachdem die untere Schicht des Lichtschutzfilms gebildet war, wurde ein Sputtergas mit einem Strömungsverhältnis von Ar:N₂ =57:43 in die Kammer eingeleitet. Danach wurde eine Sputterleistung von 1,85 kW angewandt, und das Sputtern wurde durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt erreicht war, an dem die Phasendifferenz des reflektierten Lichts zwischen der P-Welle und der S-Welle von 140°, gemessen mit einem spektroskopischen Ellipsometer, 2,75 bis 2,95 eV betrug. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten von ursprünglich 100 U/min auf maximal 155 U/min um 11 U/min pro Minute erhöht.
Zwei Proben wurden unter den oben beschriebenen Bedingungen für die Filmbildung vollständig hergestellt.
Beispiel 2: Der Sputterprozess wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, aber es wurde ein Magnetfeld von 45 mT angelegt, und die Prozessfortschrittszeit wurde durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 war, 1,89 eV wurde.
Beispiel 3: Der Sputterprozess wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Zusammensetzung des Sputtergases auf ein Verhältnis von Ar:N₂:He=8:58:34 geändert wurde.
Beispiel 4: Ein transparentes Quarzsubstrat mit einer Breite von 6 Zoll, einer Länge von 6 Zoll und einer Dicke von 0,25 Zoll wurde in der Kammer der DC-Sputteranlage angeordnet. Das Target, das Molybdän und Silizium in einem Atomverhältnis von 1:9 enthält, wurde in der Kammer so angeordnet, dass der T/S-Abstand 255 mm und der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Oberfläche des Targets 25 Grad betrug. Auf der Rückseite des Targets war ein Magnet mit einem Magnetfeld von 40 mT angebracht.
Danach wurde ein Sputtergas im Verhältnis Ar:N₂ :He=9:52:39 in die Kammer eingeleitet, und der Sputterprozess wurde mit einer Sputterleistung von 2 kW durchgeführt, während der Magnet mit einer Geschwindigkeit von 150 U/min rotierte. Der Bereich, in dem der Film gebildet wird, wurde auf den Bereich begrenzt, der durch die Breite von 132 mm und die Länge von 132 mm auf der Oberfläche des transparenten Substrats festgelegt ist. Der Sputterprozess wurde so lange durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 war, 2,0 eV betrug.
Nach dem Sputtern wurde die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms der Rohlingsmaske 5 Minuten lang mit Excimer-UV-Licht mit einer Wellenlänge von 172 nm bei einer Leistung von 7 mW/cm² bestrahlt.
Danach wurde die Rohlingsmaske in eine Wärmebehandlungskammer eingeführt, 30 Minuten lang bei 400 °C und 1 Pa geglüht und dann natürlich abgekühlt. Nach der natürlichen Abkühlung wurde das Gas O₂ in der Kammer für die Wärmebehandlung mit einer Geschwindigkeit von 1 SLM für 30 Minuten in die Kammer eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Vorlauftemperatur von O₂ etwa 300 °C.
Die Oberfläche des zu einem Film geformten Phasenverschiebungsfilms wurde mit einem Lichtschutzfilm-Sputterverfahren versehen. Insbesondere wurden das Substrat, auf dem der Phasenverschiebungsfilm gebildet wird, und das Chromtarget in der Sputterkammer angeordnet, ein Sputtergas mit einem Strömungsverhältnis von Ar:N₂:He:CO₂=1 9:11:34:37 in die Kammer eingeleitet und eine Sputterleistung von 1,35 kW zur Durchführung des Sputterns angewendet. Das Sputtern wurde so lange durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem die mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessene Phasendifferenz des reflektierten Lichts zwischen der P-Welle und der S-Welle von 140° 1,9 eV betrug, eine untere Schicht des lichtabschirmenden Films bildete.
Danach wurde Sputtergas mit einem Strömungsverhältnis von Ar:N₂=57:43 in die Kammer eingeleitet und das Sputtern mit einer Sputterleistung von 2,75 kW durchgeführt. Das Sputtern wurde so lange durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem die mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessene Phasendifferenz des reflektierten Lichts zwischen der P-Welle und der S-Welle von 140 ° 2,75 eV betrug, eine obere Schicht des lichtabschirmenden Films bildete.
Zwei Proben wurden unter den oben beschriebenen Bedingungen für die Filmbildung vollständig hergestellt.
Beispiel 5: Der Sputterprozess wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt, aber es wurde ein Magnetfeld von 45 mT angelegt, und die Prozessfortschrittszeit wurde durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 war, 1,89 eV wurde.
Beispiel 6: Ein Sputterprozess wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Zusammensetzung des Sputtergases auf ein Verhältnis von Ar:N₂:He=8:58:34 geändert wurde.
Vergleichsbeispiel 1: Ein transparentes Quarzsubstrat mit einer Breite von 6 Zoll, einer Länge von 6 Zoll und einer Dicke von 0,25 Zoll wurde in der Kammer der DC-Sputteranlage angeordnet. Das Target, das Molybdän und Silizium in einem Atomverhältnis von 1:9 enthält, wurde in der Kammer so angeordnet, dass der T/S-Abstand 255 mm und der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Oberfläche des Targets 25 Grad betrug. Auf der Rückseite des Targets war ein Magnet mit einem Magnetfeld von 60 mT angebracht.
Danach wurde ein Sputtergas im Verhältnis Ar:N₂ :He=9:52:39 in die Kammer eingeleitet, eine Sputterleistung von 2 kW angelegt, der Magnet wurde mit 100 U/min gedreht und so ein Sputterprozess durchgeführt. Der Bereich, in dem der Film gebildet wird, wurde auf den Bereich begrenzt, der durch die Breite von 132 mm und die Länge von 132 mm auf der Oberfläche des transparenten Substrats festgelegt ist. Der Sputterprozess wurde so lange durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 war, 2,0 eV betrug. Nach der Filmbildung wurden keine UV-Licht- und Wärmebehandlungen durchgeführt.
Die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms wurde mit einer lichtabschirmenden Schicht besprüht. Konkret betrug der T/S-Abstand in der Sputterkammer 255 mm, und das Substrat, auf dem der Phasenverschiebungsfilm gebildet wurde, sowie das Chromtarget waren so angeordnet, dass der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Oberfläche des Targets 25 Grad betrug. Auf der Rückseite des Targets war ein Magnet mit einem Magnetfeld von 60 mT angebracht.
Ein Sputtergas mit einem Durchflussverhältnis von Ar:N₂ :He:CO₂ =19:11:34:37 wurde in die Kammer eingeleitet. Danach wurde eine Sputterleistung von 1,35 kW angewandt, und die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Phasenunterschied des reflektierten Lichts zwischen der P-Welle und der S-Welle von 140° mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessen wurde, betrug 1,8 bis 2,0 eV. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten 100 Umdrehungen pro Minute.
Nachdem die untere Schicht des Lichtschutzfilms gebildet war, wurde ein Sputtergas mit einem Strömungsverhältnis von Ar:N₂ =57:43 in die Kammer eingeleitet. Danach wurde eine Sputterleistung von 1,85 kW angewandt, und das Sputtern wurde durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt erreicht war, an dem die Phasendifferenz des reflektierten Lichts zwischen der P-Welle und der S-Welle von 140°, gemessen mit einem spektroskopischen Ellipsometer, 2,75 bis 2,95 eV betrug, während der Magnet rotierte.
Vergleichsbeispiel 2: Ein Sputterprozess wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt, jedoch wurde ein Magnetfeld von 20 mT angelegt. Außerdem wurde kein zusätzliches Wärmebehandlungsverfahren angewandt.
Vergleichsbeispiel 3: Ein transparentes Quarzsubstrat mit einer Breite von 6 Zoll, einer Länge von 6 Zoll und einer Dicke von 0,25 Zoll wurde in der Kammer der DC-Sputteranlage angeordnet. Das Target, das Molybdän und Silizium in einem Atomverhältnis von 1:9 enthält, wurde in der Kammer so angeordnet, dass der T/S-Abstand 255 mm und der Winkel zwischen der Oberfläche des Substrats und der Oberfläche des Targets 25 Grad betrug. Auf der Rückseite des Targets war ein Magnet mit einem Magnetfeld von 60 mT angebracht.
Danach wurde ein Sputtergas im Verhältnis Ar:N₂ :He=9:52:39 in die Kammer eingeleitet, und der Sputterprozess wurde durchgeführt, während der Magnet mit einer Geschwindigkeit von 100 rpm und einer Sputterleistung von 2 kW rotierte. Der Bereich, in dem die dünne Schicht gebildet wurde, war auf den Bereich begrenzt, der durch die Breite von 132 mm und die Länge von 132 mm auf der Oberfläche des transparenten Substrats festgelegt war. Der Sputterprozess wurde so lange durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 war, 2,0 eV betrug. Eine zusätzliche UV-Licht- und Wärmebehandlung wurde nicht durchgeführt.
Die Oberfläche des zu einem Film geformten Phasenverschiebungsfilms wurde mit einem Lichtschutzfilm-Sputterverfahren versehen. Nachdem das Substrat, auf dem der Phasenverschiebungsfilm gebildet wurde, und das Chromtarget in der Sputterkammer angeordnet waren, wurde ein Sputtergas mit einem Strömungsverhältnis von Ar:N₂:He:CO₂=19:11:34:37 in die Kammer eingeleitet, und die Sputterleistung wurde auf 1,35 kW eingestellt, wodurch das Sputtern durchgeführt wurde. Das Sputtern wurde so lange durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem die mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessene Phasendifferenz des reflektierten Lichts zwischen der P-Welle und der S-Welle von 140° 1,9 eV betrug, eine untere Schicht des lichtabschirmenden Films bildete.
Danach wurde Sputtergas mit einem Strömungsverhältnis von Ar:N₂=57:43 in die Kammer eingeleitet und das Sputtern mit einer Sputterleistung von 2,75 kW durchgeführt. Das Sputtern wurde so lange durchgeführt, bis die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessene Phasenunterschied des reflektierten Lichts zwischen der P-Welle und der S-Welle von 140° 2,75 eV betrug, eine lichtabschirmende Unterschicht bildete.
Vergleichsbeispiel 4: Ein Sputterprozess wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 3 durchgeführt, aber es wurde ein Magnetfeld von 20 mT angelegt, und die Zusammensetzung des Sputtergases wurde so geändert, dass das Verhältnis von Ar:N₂:He=8:58:34 im Sputterprozess für den Phasenverschiebungsfilm war.
Für die Proben der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurde die Del_1-Wert-Verteilung mit einem spektroskopischen Ellipsometer (MG-PRO-Produkt von NANO-VIEW) gemessen, das vor der Bildung des Lichtabschirmungsfilms in einer Sputteranlage installiert wurde. Insbesondere wurde, nachdem der Winkel des einfallenden Lichts auf 64,5 in Bezug auf die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms, auf dem die Filmbildung für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel abgeschlossen wurde, eingestellt wurde, die Phasendifferenz zwischen P- und S-Wellen des reflektierten Lichts entsprechend der Photonenenergie des einfallenden Lichts des einfallenden Lichts gemessen und in einen Del_1-Wert berechnet. Die Messergebnisse der Parameter, die mit dem Del_1-Wert zusammenhängen, sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Auswertungsbeispiel: XRD-Analyse
Die XRD-Analyse im Normalmodus und die XRD-Analyse im festen Modus wurden an der Unterseite des transparenten Substrats der Proben der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 durchgeführt, und die XRD-Analyse im Normalmodus und die XRD-Analyse im festen Modus wurden an der Oberseite des Lichtabschirmungsfilms der Proben durchgeführt. Danach wurde der in der Probe enthaltene Lichtabschirmungsfilm durch Ätz- und Reinigungsverfahren entfernt, um die Oberseite der Phasenschieberfolie freizulegen.
Die XRD-Analyse im Normalmodus und die XRD-Analyse im festen Modus wurden an der exponierten Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt.
Die XRD-Analyse im Normalmodus wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
Name des Geräts: Rigaku Smartlab
Röntgenquelle: Cu-Target
Röntgeninformationen: Wellenlänge 1,542 nm, 45 kV, 200 mA
(Θ-2Θ) Messbereich: 10∼100°
Schritt: 0.05°
Geschwindigkeit: 5°/min
Die XRD-Analyse im festen Modus wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
Name des Geräts: Rigaku Smartlab
Röntgenquelle: Cu-Target
Röntgeninformationen: Wellenlänge 1,542 nm, 45 kV, 200 mA
Austrittswinkel des Röntgengenerators: 1°
(Θ-2Θ) Messbereich: 10∼100°
Schritt: 0.05°
Geschwindigkeit: 5°/min
Die Messergebnisse für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
Auswertungsbeispiel: Messung des Del_1-Wertes
Die lichtabschirmende Folie wurde von den Proben der Beispiele 4 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 3 und 4 durch Ätzen entfernt. Nachdem jede Probe in die Kammer gelegt worden war, wurde ein Ätzvorgang durchgeführt, bei dem ein Gas auf Chlorbasis als Ätzmittel zugeführt wurde, um den Lichtabschirmungsfilm zu entfernen.
Danach wurde die Del_1-Werteverteilung für die Probe mit einem spektroskopischen Ellipsometer (hergestellt von MG-PRO, Nano-View), das in einer Sputteranlage installiert war, gemessen, wenn PE₁ 1,5 eV und PE₂ 5,0 eV betrug. Insbesondere wurde, nachdem der Winkel des einfallenden Lichts auf 64,5 in Bezug auf die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms, auf dem die Filmbildung für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel abgeschlossen wurde, eingestellt wurde, die Phasendifferenz zwischen P- und S-Wellen des reflektierten Lichts entsprechend der Photonenenergie des einfallenden Lichts des einfallenden Lichts gemessen und in einen Del_1-Wert berechnet.
Die Parameter, die sich auf die Verteilung des für jede Probe gemessenen Del_1 beziehen, sind in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt. Diagramme, die die Verteilung der für jede Probe gemessenen DPS und Del_1 zeigen, sind in den 12 bis 21.
Auswertungsbeispiel: Phasendifferenz, Messung des Transmissionsgrads
Bei den Proben der oben beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde der Lichtabschirmungsfilm durch Ätzen in der gleichen Weise wie bei der XRD-Analysemethode entfernt. Die Phasendifferenz und der Transmissionsgrad wurden mit einem Phasendifferenz/Transmissionsgrad-Messgerät (MPM193 von Lasertec) gemessen. Insbesondere wurden mit einer ArF-Lichtquelle (Wellenlänge 193 nm) der Bereich, in dem sich der Phasenverschiebungsfilm gebildet hat, und der Bereich, in dem sich der Phasenverschiebungsfilm nicht gebildet hat, bei jeder Probe mit Licht bestrahlt und die Phasendifferenz und die Durchlässigkeitsdifferenz zwischen beiden Bereichen gemessen und berechnet. Daher wurde sie in der nachstehenden Tabelle 3 beschrieben.
Auswertungsbeispiel Kontrast- und CD-Wert-Messung
Nachdem ein Fotoresistfilm auf der Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms jeder Probe in den Beispielen und Vergleichsbeispielen gebildet wurde, wurde ein dichtes rechteckiges Muster auf der Oberfläche des Fotoresistfilms mit dem EBM 9000-Modell von Nuflare belichtet. Der CD-Zielwert des quadratischen Musters wurde auf 400 nm (4X) festgelegt. Nachdem ein Muster auf dem Fotoresistfilm jeder Probe entwickelt worden war, wurden der Lichtschutzfilm und der Phasenverschiebungsfilm entsprechend der entwickelten Musterform mit dem Tetra X-Modell von Applied Materials geätzt. Danach wurde das Fotoresistmuster entfernt und eine Fotomaske aus jeder Probe des Beispiels und der Vergleichsbeispiele hergestellt.
Übertragung des Musters auf die Oberfläche des Wafers durch den Belichtungsprozess, der auf die Fotomaske jeder Probe angewendet wird. Kontrastwerte und normalisierte CD-Werte des übertragenen Musters wurden mit dem Modell AIMS 32 von Carl Zeiss gemessen und berechnet. Für die Messungen und Berechnungen wurde die numerische Apertur (NA) auf 1,35, das Beleuchtungssystem auf einen 30-fachen Kreuzpol, ein äußeres Sigma von 0,8 und ein Innen-/Außen-Sigma-Verhältnis von 85 % eingestellt. Die gemessenen Daten sind in der nachstehenden Tabelle 3 aufgeführt.
Auswertungsbeispiel: Messung und Bewertung des Gehalts der einzelnen Elemente in Richtung der Dicke der Schutzschicht
Bei den Proben der Beispiele 4 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 3 und 4 wurde der Gehalt der einzelnen Elemente in Richtung der Dicke der Schutzschicht gemessen. Konkret wurden mit dem K-alpha-Modell von Thermo Scientific, dem Analysator-Typ/Kanal des halbkugelförmigen 180-Grad-Doppelfokussierers/120-Kanals, der Röntgenlichtquelle Al Ka mikrofokussiert, der Leistung von 1 keV, dem Arbeitsdruck von 1E-7 mbar und einem Ar-Gas die Gehalte der einzelnen Elemente in der Dickenrichtung der Schutzschicht gemessen.

Wenn die Schutzschicht einen Bereich umfasste, in dem das Verhältnis von Stickstoffgehalt zu Sauerstoffgehalt in Dickenrichtung 0,4 bis 2 betrug und der Bereich eine Dicke von 30 bis 80 % im Vergleich zur Gesamtdicke der Schutzschicht aufwies, wurde er als O bewertet, und wenn der Bereich eine Dicke von weniger als 30 % oder mehr als 80 % im Vergleich zur Gesamtdicke der Schicht aufwies, wurde er als X bewertet. [Tabelle 1]

	AI1	AI2	AI3	AI4	AI5	AI6
Beispiel 1	1,00	1,02	1,01	0,99	0,96	1,0938
Beispiel 2	1,01	1,02	1,02	0,99	0,95	1,10
Beispiel 3	1,00	1,03	1,02	1,00	0,93	1,11
Beispiel 4	-	-	-	-	-	-
Beispiel 5	-	-	-	-	-	-
Beispiel 6	-	-	-	-	-	-
Vergleichsbei spiel 1	0,97	0,96	0,94	1,05	0,99	1,05
Vergleichsbei spiel 2	0,94	0,95	0,93	1,02	0,98	1,05
Vergleichsbei spiel 3
Vergleichsbei spiel 4

[Tabelle 2]

	Photonenener gie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del _ 1-Wert 0 ist, wenn PE₁ 1,5eV und PE₂ 3eV beträgt (eV)	Photonenener gie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del _ 1-Wert 0 ist, wenn PE₁ 3eV und PE₂ 5eV beträgt (eV)	Durchschnitts wert von Del_1, wenn PE₁ 1,5eV und PE₂ S* ist (°/eV)	Durchschnitts wert von Del_1, wenn PE₁S* und PE₂ B* ist (°/eV)	Durchschnitts wert von Del_1, wenn PE₁B* ist und PE₂ 5eV ist (°/eV)	Maximu m, Wert von Del_1, wenn PE_l1,5e V und PE₂ 5eV ist (°/eV)
Beispiel 1	2,00	4,44	-	-	-	-
Beispiel 2	1,89	4,31	-	-	-	-
Beispiel 3	2,09	4,65	-	-	-	-
Beispiel 4	2,02	4,46	86,5	-57,3	91,6	157,5
Beispiel 5	1,95	4,28	82,1	-58,5	102,2	187,3
Beispiel 6	2,09	4,58	94,2	-57,0	84,0	143,7
Vergleichsbeis piel 1	1,65	3,84	-	-	-	-
Vergleichsbeis piel 2	2,17	4,80	-	-	-	-
Vergleichsbeis piel 3	1,71	3,79	75,0	-66,8	-21,8	320,0
Vergleichsbeis piel 4	2,15	4,65	98,3	-53,5	58,1	103,5

* S* ist der Mindestwert unter den Photonenenergien des einfallenden Lichts in einem Punkt mit dem Del_2-Wert von 0.
* B* ist der Höchstwert der Photonenenergie des einfallenden Lichts in einem Punkt mit dem Del_2-Wert von 0. [Tabelle 3]

	Durchlässigkeit (%)	Phasendifferenz (°)	Normalisierter Kontrast	Normalisierte CD	Inhaltliche Bewertung der einzelnen Elemente in Richtung der Schichtdicke
Beispiel 1	6,1	178,5	1,000	0,99	-
Beispiel 2	5,4	186,1	0,989	1,01	-
Beispiel 3	6,9	172,4	0,959	1,03	-
Beispiel 4	6,1	175,7	1,000	1,00	O
Beispiel 5	5,6	181,0	0,992	1,01	O
Beispiel 6	6,4	172,6	0,977	1,02	O
Vergleichsbeispiel 1	3,4	209,1	0,929	1,06	-
Vergleichsbeispiel 2	7,8	166,0	0,883	1,10	-
Vergleichsbeispiel 3	3,3	205,3	0,918	1,05	X
Vergleichsbeispiel 4	7,4	162,0	0,895	1,08	X

In Tabelle 1 wurden die AI1 -, AI2-, AI3- und AI4-Werte der Beispiele 1 bis 3 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 und 2 näher an 1 gemessen.
In der Tabelle 3 lag der Transmissionsgrad der Beispiele 1 bis 6 im Bereich von 5,4 bis 6,9 %, und die Phasendifferenz lag im Bereich von 170 bis 190 °, aber die Vergleichsbeispiele 1 und 3 hatten einen Transmissionsgrad von weniger als 4 %, und die Phasendifferenz wurde mit 200 ° oder mehr gemessen, und die Vergleichsbeispiele 2 und 4 hatten einen Transmissionsgrad von 7,4 % oder mehr und eine Differenz von weniger als 170 °.
Bei der Bewertung des Gehalts der einzelnen Elemente in Richtung der Dicke der Schutzschicht wurden die Beispiele 4 bis 6 mit O bewertet, während die Vergleichsbeispiele 3 und 4 mit X bewertet wurden.
Die Beispiele 1 bis 6 zeigten einen normalisierten Kontrast von 0,95 oder mehr und einen normalisierten CD-Wert von 1,03 oder weniger, während die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 einen normalisierten Kontrast von weniger als 0,93 und einen normalisierten CD-Wert von 1,06 oder mehr zeigten.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform oben im Detail beschrieben wurde, ist der Anwendungsbereich der vorliegenden Anmeldung nicht darauf beschränkt, und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen durch Fachleute, die das Grundkonzept der in den folgenden Ansprüchen definierten Ausführungsform verwenden, fallen ebenfalls in den Anwendungsbereich der vorliegenden Anmeldung.
Bezugszeichenliste

100: Rohlingsmaske
10: transparentes Substrat
20: Phasenverschiebungsfilm
21: Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz
22: Schutzschicht
30: lichtabschirmende Folie
60: Röntgengenerator
70: Detektor
80: Muster
200: Fotomaske
TA: Transmissiver Teil
NTA: semi-transmissiver Teil
θ: Einfallswinkel N: Normallinie
Li: einfallendes Licht Lr : reflektiertes Licht
P: P-Wellen-Komponente des einfallenden Lichts S: S-Wellen-Komponente des einfallenden Lichts
P': P-Wellen-Komponente des reflektierten Lichts S': S-Wellen-Komponente des reflektierten Lichts
Δ: Phasendifferenz zwischen P-Welle und S-Welle des reflektierten Lichts

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 101360540 [0007]
US 20040115537 [0007]
JP 2018054836 [0007]

Claims

Eine Rohlingsmaske, umfassend: ein transparentes Substrat; einen Phasenverschiebungsfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist; und einen Lichtabschirmungsfilm, der zumindest auf einem Teil des Phasenverschiebungsfilm angeordnet ist; wobei die Rohlingsmaske mittels XRD (Röntgenbeugung) im Normalmodus analysiert wird, wobei der Phasenverschiebungsfilm einen maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 30° aufweist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an einer oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, wobei das transparente Substrat einen maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 30° aufweist, wenn die Normalmode-XRD-Analyse auf einer unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird, und wobei die Rohlingsmaske einen AI1- Wert von 0,9 bis 1,1 hat, ausgedrückt durch Gleichung 1 unten; $AI 1 = \frac{XM 1}{XQ 1}$
wobei in Gleichung 1, XM1 ein Maximalwert der gemessenen Röntgenintensität ist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und XQ1 ein Maximalwert der gemessenen Röntgenintensität ist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 1, die mittels XRD mit festem Modus analysiert wird, wobei der Phasenverschiebungsfilm einen ersten Peak aufweist, der der maximale XRD-Peak bei 20 von 15° bis 25° ist, wenn die XRD-Analyse im festen Modus auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, wobei das transparente Substrat einen zweiten Peak aufweist, der der maximale XRD-Peak bei 20 von 15° bis 25° ist, wenn die XRD-Analyse im festen Modus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird, und wobei der durch die nachstehende Gleichung 2 ausgedrückte AI2-Wert 0,9 bis 1,1 beträgt; $AI 2 = \frac{XM 2}{XQ 2}$
wobei in Gleichung 2, XM2 der Intensitätswert des ersten Peaks ist, und XQ2 der Intensitätswert des zweiten Peaks ist.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 1, wobei der durch die nachstehende Gleichung 3 ausgedrückte AI3-Wert 0,9 bis 1,1 beträgt; $AI 3 = \frac{AM 1}{AQ 1}$
wobei in Gleichung 3, die AM1 eine Fläche des Bereichs ist, in dem 20 15° bis 30° in der Röntgenintensitätskurve beträgt, die gemessen wird, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und AQ1 ein Bereich ist, in dem 20 15° bis 30° in einer Röntgenintensitätskurve beträgt, die bei einer XRD-Analyse im Normalmodus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats gemessen wird.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 3, wobei der durch die nachstehende Gleichung 4 ausgedrückte AI4-Wert 0,9 bis 1,1 beträgt; $AI 4 = \frac{XM 4}{XQ 4}$
wobei in Gleichung 4, XM4 die Röntgenintensität ist, bei der 2θ 43° beträgt, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der Oberseite des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und XQ4 die Röntgenintensität ist, bei der 2θ 43° beträgt, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 1, wobei eine Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert gemäß Gleichung 7 unten 0 ist, 1,8 bis 2,14 eV beträgt, wenn₁ 1.5 eV ist and PE₂ 3 eV ist; $D e l_1 = lim_{Δ P E \to 0} (\frac{Δ D P S}{Δ P E})$
wobei in Gleichung 7 der DPS-Wert eine Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts ist, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts 180° oder weniger beträgt, oder ein Wert ist, der durch Subtraktion der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts von 360° erhalten wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts mehr als 180° beträgt, wenn der Phasenverschiebungsfilm mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessen wird, indem ein Einfallswinkel von 64,5° angewendet wird, und der PE-Wert die Photonenenergie des einfallenden Lichts im Bereich des PE₁ -Wertes bis zum PE₂ -Wert ist.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 1, wobei die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert gemäß Gleichung 7 unten 0 ist, 3,8 bis 4,64 eV beträgt, wenn PE₁ 3,0 eV ist and PE₂ 5,0 eV ist; $D e l_1 = lim_{Δ P E \to 0} (\frac{Δ D P S}{Δ P E})$
wobei in Gleichung 7 der DPS-Wert eine Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts ist, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts 180° oder weniger beträgt, oder ein Wert ist, der durch Subtraktion der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts von 360° erhalten wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts mehr als 180° beträgt, wenn der Phasenverschiebungsfilm mit einem spektroskopischen Ellipsometer gemessen wird, indem ein Einfallswinkel von 64,5° angewendet wird, und der PE-Wert die Photonenenergie des einfallenden Lichts im Bereich des PE₁ -Wertes bis zum PE₂ -Wert ist.
Eine Rohlingsmaske, umfassend: ein transparentes Substrat; einen Phasenverschiebungsfilm, die auf dem transparenten Substrat angeordnet ist; und einen Lichtabschirmungsfilm, der auf dem Phasenverschiebungsfilm angeordnet ist; wobei die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert gemäß Gleichung 7 unten 0 ist, 3,8 bis 4,64 eV beträgt, wenn PE₁ 3,0 eV ist and PE₂ 5,0 eV ist; $D e l_1 = lim_{Δ P E \to 0} (\frac{Δ D P S}{Δ P E})$
wobei in Gleichung 7, der DPS-Wert nach dem Entfernen des Lichtabschirmungsfilms von der Rohlungsmaske die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts ist, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts 180 ° oder weniger beträgt, oder ein Wert, der durch Subtraktion der Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts von 360 ° erhalten wird, wenn die Phasendifferenz zwischen der P-Welle und der S-Welle des reflektierten Lichts mehr als 180 ° beträgt, wenn die Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms mit einem spektroskopischen Ellipsometer unter einem Einfallswinkel von 64. 5 °, und der PE-Wert die Photonenenergie des einfallenden Lichts im Bereich des PE₁ -Wertes bis zum PE₂ -Wert ist.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 7, wobei die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Del_1-Wert 0 ist, 1,8 bis 2,14 eV beträgt, wenn der PE₁ Wert 1.5 eV ist und der PE₂ Wert 3.0 eV ist.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 7, wobei der Durchschnittswert des Del_1 78 bis 98 ^o/eV beträgt, wenn der PE₁ -Wert 1,5 eV beträgt und der PE₂ -Wert der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 7, wobei der Durchschnittswert des Del_1 -65 bis -55 ^o/eV beträgt, wenn der PE₁ -Wert der Minimalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1- Wert 0 ist, und der PE_2-Wert der Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an dem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 7, wobei der Durchschnittswert des Del_1 60 bis 120 ^o/eV beträgt, wenn der PE₁ -Wert der Maximalwert innerhalb der Photonenenergiewerte des einfallenden Lichts an einem Punkt ist, an dem der Del_1-Wert 0 ist, und wenn der PE₂ -Wert 5,0 eV beträgt.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 7, wobei der maximale Wert des Del_1-Wertes 105 bis 300 °/eV beträgt, wenn der PE₁ - Wert 1,5 eV und der P₂ -Wert 5,0 eV beträgt.
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 12, wobei die Photonenenergie des einfallenden Lichts an dem Punkt, an dem der Maximalwert des Del_1-Wertes 4,5 eV oder mehr beträgt..
Die Rohlingsmaske nach Anspruch 1, wobei der Phasenverschiebungsfilm eine Phasendifferenz-Einstellschicht und eine auf der Phasendifferenz-Einstellschicht angeordnete Schutzschicht umfasst, und wobei der Phasenverschiebungsfilm ein Übergangsmetall, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff enthält, wobei die Phasendifferenz-Einstellschicht Stickstoff in einer Menge von 40 bis 60 Atom-% enthält, wobei die Schutzschicht Stickstoff in einer Menge von 20 bis 40 Atom-% enthält, und wobei die Schutzschicht einen Bereich umfasst, in dem das Verhältnis von Stickstoffgehalt zu Sauerstoffgehalt in Dickenrichtung 0,4 bis 2 beträgt, und der Bereich eine Dicke von 30 bis 80 % im Vergleich zur Gesamtdicke der Schutzschicht aufweist.
Eine Fotomaske, umfassend: ein transparentes Substrat; einen Phasenverschiebungsfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist; und einen Lichtabschirmungsfilm, der auf mindestens einem Teil des Phasenverschiebungsfilms angeordnet ist, wobei die Fotomaske mittels XRD im Normalmodus analysiert wird, wobei der Phasenverschiebungsfilm einen maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 30° aufweist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus an einer oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, wobei das transparente Substrat einen maximalen XRD-Peak bei 20 von 15° bis 30° aufweist, wenn die Normalmode-XRD-Analyse auf einer unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird, und wobei die Rohlingsmaske einen AAI1-Wert von 0,9 bis 1,1 hat, ausgedrückt durch Gleichung 1 unten; $AI 1 = \frac{XM 1}{XQ 1}$
wobei in Gleichung 1, XM1 ein Maximalwert der gemessenen Röntgenintensität ist, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der oberen Oberfläche des Phasenverschiebungsfilms durchgeführt wird, und XQ1 ist der Höchstwert der gemessenen Röntgenintensität, wenn die XRD-Analyse im Normalmodus auf der unteren Oberfläche des transparenten Substrats durchgeführt wird.