DE102022121788A1

DE102022121788A1 - Rohmaske und Fotomaske unter Verwendung derselben

Info

Publication number: DE102022121788A1
Application number: DE102022121788.4A
Authority: DE
Inventors: GeonGon LEE; Suk Young Choi; Hyung-Joo Lee; Sung Hoon Son; Seong Yoon Kim; Min Gyo Jeong; Taewan Kim; Inkyun SHIN
Original assignee: SKC Solmics Co Ltd
Current assignee: SK Enpulse Co Ltd
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2022-08-29
Publication date: 2023-03-09
Also published as: JP7351978B2; KR102435818B1; JP2023037572A; US20230083755A1; TW202311846A; CN115755516A; TWI819769B

Abstract

Eine Rohmaske nach der vorliegenden Offenbarung umfasst ein transparentes Substrat und einen Lichtabschirmfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist. Der Lichtabschirmfilm umfasst ein Übergangsmetall und umfasst zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff. Der Kontaktwinkel des mittels Diiodmethan gemessenen Lichtabschirmfilms beträgt 40° bis 45°. Eine Oberfläche des Lichtabschirmfilms weist einen Rsk-Wert von -1 bis 0 und einen Rku-Wert von 7 oder weniger auf. Eine solche Rohmaske ist geeignet, um für die Oberfläche eines Lichtabschirmfilms unter Verwendung einer Reinigungslösung gereinigt zu werden. Zusätzlich weist die Rohmaske eine stabile Haftkraft mit einem Resistfilm auf, wenn der Resistfilm auf den Lichtabschirmfilm aufgetragen wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0117417, eingereicht am 3. September 2021 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum.
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Rohmaske und eine Fotomaske unter Verwendung derselben.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Aufgrund der hohen Integration von Halbleitervorrichtungen oder dergleichen bedarf es einer Miniaturisierung von Schaltungsstrukturen von Halbleitervorrichtungen. Aus diesem Grund steigt die Bedeutung der Lithografietechnik, die eine Technik zum Entwickeln eines Schaltungsmusters auf einer Waferoberfläche unter Verwendung einer Fotomaske ist, weiter an.
Zum Entwickeln eines miniaturisierten Schaltungsmusters ist es erforderlich, dass eine Lichtquelle zum Belichten, die in einem Belichtungsprozess (Fotolithografie) verwendet wird, eine kurze Wellenlänge aufweist. Als Lichtquelle zum Belichten wird neuerdings ein ArF-Excimerlaser (Wellenlänge von 193 nm) oder dergleichen verwendet.
Zudem gibt es eine Binärmaske, eine Phasenverschiebungsmaske und dergleichen als Fotomasken.
Die Binärmaske weist eine Struktur auf, bei der ein Lichtabschirmschichtmuster auf einem transparenten Substrat ausgebildet ist. An einer Oberfläche der Binärmaske, auf der ein Muster ausgebildet ist, ermöglicht ein durchlässiger Abschnitt, der keine Lichtabschirmschicht umfasst, dass Belichtungslicht übertragen wird, und ein Lichtabschirmabschnitt, der eine Lichtabschirmschicht umfasst, schirmt Belichtungslicht ab, um ein Muster auf einen Resistfilm auf der Oberfläche eines Wafers zu übertragen. Jedoch kann die Binärmaske aufgrund der Beugung von Licht, die am Rand des durchlässigen Abschnitts auftritt, wenn das Muster stärker miniaturisiert wird, Probleme beim Entwickeln eines winzigen Musters verursachen.
Als Phasenverschiebungsmaske gibt es den Levenson-Typ, den Outrigger-Typ und den Halbton-Typ. Unter den Vorstehenden weist eine Phasenverschiebungsmaske vom Halbton-Typ eine Struktur auf, bei der ein Muster, das mit halbdurchlässigen Filmen ausgebildet ist, auf einem transparenten Substrat ausgebildet ist. An einer Oberfläche einer Phasenverschiebungsmaske vom Halbton-Typ, auf der ein Muster ausgebildet ist, ermöglicht ein durchlässiger Abschnitt, der keine halbdurchlässige Schicht umfasst, dass Belichtungslicht übertragen wird, und ein halbdurchlässiger Abschnitt, der eine halbdurchlässige Schicht umfasst, ermöglicht, dass abgeschwächtes Belichtungslicht übertragen wird. Dadurch weist das abgeschwächte Belichtungslicht im Vergleich zu Belichtungslicht, das durch den durchlässigen Abschnitt gegangen ist, eine Phasendifferenz auf. Dementsprechend wird Beugungslicht, das am Rand des durchlässigen Abschnitts auftritt, durch das Belichtungslicht, das in den halbdurchlässigen Abschnitt eingedrungen ist, entgegengewirkt, und dadurch kann die Phasenverschiebungsmaske ein weiter verfeinertes winziges Muster auf der Oberfläche eines Wafers ausbilden.
[Verwandter Stand der Technik]
[Patentdokument]
(Patentdokument 1) Koreanische Patentveröffentlichung Nr. 10-2007-0114025 KURZDARSTELLUNG
Eine Rohmaske nach einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst ein transparentes Substrat und einen Lichtabschirmfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist.
Der Lichtabschirmfilm umfasst ein Übergangsmetall und umfasst zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff.
Der Lichtabschirmfilm weist einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° auf.
Eine Oberfläche des Lichtabschirmfilms weist einen Rsk-Wert von -1 bis 0 auf.
Die Oberfläche des Lichtabschirmfilms weist einen Rku-Wert von 7 oder weniger auf.
Ein Verhältnis einer Dispersionskomponente einer Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms zu der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms kann 0,84 bis 0,865 betragen.
Die Dispersionskomponente der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms kann einen Wert von 37 mN/m bis 40 mN/m aufweisen.
Die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms kann einen Wert von 43 mN/m bis 47 mN/m aufweisen.
Der Wert des Quotienten des mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkels des Lichtabschirmfilms durch einen mittels reinem Wasser gemessenen Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms kann größer oder gleich 0,58 und kleiner oder gleich 0,604 sein.
Die Oberfläche des Lichtabschirmfilms kann einen Rku-Wert von 2 oder mehr aufweisen.
Der Lichtabschirmfilm kann eine erste Lichtabschirmschicht und eine zweite Lichtabschirmschicht umfassen, die auf der ersten Lichtabschirmschicht angeordnet ist.
Eine Menge eines Übergangsmetalls der zweiten Lichtabschirmschicht kann einen größeren Wert als eine Menge eines Übergangsmetalls der ersten Lichtabschirmschicht aufweisen.
Das Übergangsmetall kann Cr und/oder Ta und/oder Ti und/oder Hf umfassen.
Eine Fotomaske nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst ein transparentes Substrat und einen Lichtabschirmmusterfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist.
Der Lichtabschirmmusterfilm kann ein Übergangsmetall umfassen und zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff umfassen.
Eine obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms kann einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° aufweisen.
Die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms kann einen Rsk-Wert von -1 bis 0 aufweisen.
Die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms kann einen Rku-Wert von 7 oder weniger aufweisen.
Ein Herstellungsverfahren für ein Halbleiterelement nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst ein Bereitstellen einer Lichtquelle, einer Fotomaske und eines Halbleiterwafers, auf den ein Resistfilm aufgebracht wurde, ein Belichten mittels selektivem Übertragen eines von der Lichtquelle einfallenden Lichts durch die Fotomaske auf den zu belichtenden Halbleiterwafer und ein Entwickeln eines Musters auf dem Halbleiterwafer.
Die Fotomaske umfasst ein transparentes Substrat und einen Lichtabschirmmusterfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist.
Der Lichtabschirmmusterfilm kann ein Übergangsmetall umfassen und zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff umfassen.
Eine obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms kann einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° aufweisen.
Die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms kann einen Rsk-Wert von -1 bis 0 aufweisen.
Die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms kann einen Rku-Wert von 7 oder weniger aufweisen.
Figurenliste

1 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen einer Rohmaske nach einer durch die vorliegende Anmeldung offenbarten Ausführungsform;
2 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen einer Rohmaske nach einer anderen durch die vorliegende Anmeldung offenbarten Ausführungsform;
3 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen einer Rohmaske nach einer anderen durch die vorliegende Anmeldung offenbarten Ausführungsform; und
4 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen einer Fotomaske nach einer anderen durch die vorliegende Anmeldung offenbarten Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, sodass sie von Fachleuten auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, leicht umgesetzt werden können. Die beispielhaften Ausführungsformen können jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollen nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden.
In dieser Anmeldung werden Begriffe für einen Grad wie „etwa“, „im Wesentlichen“ und dergleichen verwendet, um Werte anzugeben, die sich von/bis zu dem Wert annähern, wenn eine für die Herstellung oder Reinheit einer Substanz übliche Toleranz gegeben ist. Zusätzlich werden diese Begriffe für einen Grad verwendet, um das Verständnis von beispielhaften Ausführungsformen zu erleichtern und zu verhindern, dass ein unbefugter Verletzer den dargelegten Inhalt, da eine genaue oder absolute Zahl angegeben ist, zu Unrecht verwendet.
In dieser Anmeldung bezeichnet der Ausdruck „Kombination(en) davon“, der in einem Ausdruck vom Markush-Typ enthalten ist, eine oder mehrere Mischungen oder Kombinationen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Komponenten besteht, die im Ausdruck vom Markush-Typ angegeben sind, das heißt, eine oder mehrere Komponenten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus den Komponenten besteht, sind enthalten.
In dieser Anmeldung bedeutet die Beschreibung von „A und/oder B“ „A, B oder A und B“.
In dieser Anmeldung werden Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „A“ oder „B“ verwendet, um gleiche Begriffe voneinander zu unterscheiden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
In dieser Anmeldung bedeutet „B ist auf A platziert“, dass B in direktem Kontakt mit A platziert ist oder über A platziert ist, wobei eine andere Schicht oder Struktur dazwischen angeordnet ist, und sollte daher nicht als auf B in direktem Kontakt mit A platziert beschränkt interpretiert werden.
In dieser Anmeldung wird eine Singularform kontextuell so interpretiert, dass sie eine Pluralform sowie eine Singularform umfasst, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
In dieser Anmeldung bezieht sich das Oberflächenprofil auf einen Umriss, der an der Oberfläche beobachtet wird.
Der Rsk-Wert ist ein Wert, der basierend auf ISO_4287 ausgewertet wird. Der Rsk-Wert zeigt eine Schiefe des Oberflächenprofils als ein Messziel.
Der Rku-Wert ist ein Wert, der basierend auf ISO_4287 ausgewertet wird. Der Rku-Wert zeigt eine Kurtosis des Oberflächenprofils als ein Messziel.
Die Spitze ist ein Abschnitt, der auf dem oberen Abschnitt einer Referenzlinie (die sich auf eine Höhendurchschnittslinie vom Oberflächenprofil bezieht) vom Oberflächenprofil eines Lichtabschirmfilms platziert ist.
Das Tal ist ein Abschnitt, der auf dem unteren Abschnitt einer Referenzlinie (die sich auf eine Höhendurchschnittslinie vom Oberflächenprofil bezieht) vom Oberflächenprofil eines Lichtabschirmfilms platziert ist.
Die vorliegende Anmeldung veranschaulicht einen Resistfilm als Beispiel eines Dünnfilms, der in Kontakt mit einem Lichtabschirmfilm gebildet ist, jedoch können die Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung auf alle Dünnfilme angewendet werden, die in Kontakt mit einem Lichtabschirmfilm gebildet werden können und in nachfolgenden Prozessen entfernt werden können. Der Dünnfilm, der in Kontakt mit einem Lichtabschirmfilm gebildet ist, ist nicht auf einen Resistfilm beschränkt.
Aufgrund der hohen Integration von Halbleitervorrichtungen ist es erforderlich, dass weiter miniaturisierte Schaltungsmuster auf Halbleiterwafern gebildet werden. Da die kritische Abmessung (CD) von auf Halbleiterwafern entwickelten Mustern weiter abnimmt, nehmen Probleme im Zusammenhang mit der Verschlechterung der Auflösung von Fotomaske weiter zu.
Ein Lichtabschirmfilm, der von einer Rohmaske umfasst ist, kann zu einem Lichtabschirmmusterfilm ausgebildet werden, indem der Lichtabschirmfilm zur Entfernung von Partikeln gereinigt wird, ein Resistfilm auf den Lichtabschirmfilm aufgetragen wird und dieser strukturiert wird. In diesem Prozess können einige Partikel nach der Reinigung auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms verbleiben, und das Problem, dass der Lichtabschirmfilm nicht präzise gemäß der vorgestalteten Musterform strukturiert wurde, kann auftreten.
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben herausgefunden, dass die obigen Probleme gelöst werden können, indem die Oberflächenenergie- und Rauheitseigenschaften eines Lichtabschirmfilms gesteuert werden, und haben die Ausführungsformen fertiggestellt.
Im Folgenden wird eine ausführliche Beschreibung der vorliegenden Offenbarung vorgenommen.
1 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen einer Rohmaske nach einer in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf die 1 wird eine Rohmaske einer Ausführungsform beschrieben.
Eine Rohmaske 100 umfasst ein transparentes Substrat 10 und einen Lichtabschirmfilm, der auf dem transparenten Substrat 10 angeordnet ist.
Das Material eines transparenten Substrats ist nicht beschränkt und jedes Material, das eine lichtdurchlässige Eigenschaft in Bezug auf ein Belichtungslicht aufweist, das auf eine Rohmaske anwendbar ist, kann verwendet werden. Insbesondere kann die Durchlässigkeit des transparenten Substrats 10 in Bezug auf ein Belichtungslicht mit der Wellenlänge von 193 nm 85% oder mehr betragen. Die Durchlässigkeit kann 87% oder mehr betragen. Die Durchlässigkeit kann 99,99% oder weniger betragen. Beispielsweise kann das transparente Substrat 10 ein synthetisches Quarzsubstrat sein. In einem solchen Fall kann das transparente Substrat 10 eine Schwächung des durch das transparente Substrat 10 geleiteten Lichts gering halten.
Außerdem können Oberflächeneigenschaften des transparenten Substrats 10, wie z. B. Glätte und Rauheit, angepasst werden, und dadurch kann das Auftreten optischer Verzerrungen gering gehalten werden.
Der Lichtabschirmfilm 20 kann auf der Oberseite des Lichtübertragungssubstrats 10 angeordnet sein.
Der Lichtabschirmfilm 20 kann wenigstens einen Teil eines auf die Unterseite des transparenten Substrats 10 einfallenden Belichtungslichts blockieren. Wenn ein Phasenverschiebungsfilm 30 (siehe 3) zwischen dem transparenten Substrat 10 und dem Lichtabschirmfilm 20 angeordnet ist, kann der Lichtabschirmfilm 20 auch als Ätzmaske in einem Prozess des Ätzens des Phasenverschiebungsfilms 30 und dergleichen verwendet werden, um die Musterform zu sein.
Der Lichtabschirmfilm 20 umfasst ein Übergangsmetall und des Weiteren Sauerstoff und/oder Stickstoff.
Eigenschaften, die sich auf die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms_ beziehen
Ein Lichtabschirmfilm 20 weist einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° auf.
Organische Partikel, die in Luft vorhanden sind oder von einem Arbeiter während der Lagerung und Bewegung verursacht werden, können an einer Rohmaske adsorbiert werden. Zum Entfernen solcher Partikel kann, nachdem ein Reinigungsprozess für die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 durchgeführt worden ist, ein Resistfilm auf einen Lichtabschirmfilm 20 aufgetragen werden. Das Beschichten des Resistfilms kann auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 ohne eine separate Behandlung durchgeführt werde, oder kann nach dem Auftragen eines Materials als Haftverbesserer, wie z. B. HMDS (Hexamethyldisilazan) und anderer organischer Silan-basierter Verbindungen, durchgeführt werden.
Auch wenn ein Reinigungsprozess durch Anwenden der gleichen Reinigungslösung und des gleichen Reinigungsverfahrens durchgeführt wird, kann der Reinigungseffekt in Abhängigkeit von der Oberflächeneigenschaft des Lichtabschirmfilms 20 unterschiedlich sein. Bei der Ausführungsform können Rauheitseigenschaften, Zusammensetzungen, Prozessbedingungen einer Wärmebehandlung und einer Kühlbehandlung und dergleichen gesteuert werden. Gleichzeitig kann bei der Ausführungsform der Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms, gemessen mittels Diiodmethan, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gesteuert werden. Durch das Vorstehende kann die Abstoßungskraft zwischen den Partikeln und der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 erhöht werden und dadurch können Partikel leicht von der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 entfernt werden. Gleichzeitig kann, auch wenn der Lichtabschirmfilm 20 nicht mittels Haftverbesserer für die Oberfläche verarbeitet wird, der Lichtabschirmfilm 20 eine stabilere Haftkraft in Bezug auf einen Resistfilm mit einer Hydrophobizität aufweisen.
Der mittels Diiodmethan gemessene Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 20 wird durch ein Goniometerverfahren unter Verwendung eines Oberflächenanalysators gemessen. Insbesondere wird die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 in insgesamt neun Sektoren durch vertikales und horizontales Trisektieren aufgeteilt. Diiodmethan zu 0,8 bis 1,2 µL, zum Beispiel Diiodmethan zu 1 µL, wird auf die Mitte jedes Sektors fallengelassen und der Kontaktwinkel von Diiodmethan jedes Sektors wird gemessen und der Durchschnittswert der gemessenen Kontaktwinkel jedes Sektors wird als der mittels Diiodmethan gemessener Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 20 berechnet.
Das Diiodmethan, das zur Messung verwendet wird, weist eine Oberflächenenergie von 50,8 mN/m auf, und polare Komponenten von 0 mN/m und Dispersionskomponenten von 50,8 mN/m sind in der Oberflächenenergie enthalten.
Zum Beispiel wird der mittels Diiodmethan gemessene Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 20 durch ein MSA-(Mobile Surface Analyzer)-Doppeltyp-Modell, erhältlich von der KRÜSS Corporation, gemessen.
Zum Beispiel kann der mittels Diiodmethan gemessene Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 20 kleiner oder gleich 40° und kleiner oder gleich 45° sein. Der Kontaktwinkel kann 42° oder mehr sein. Der Kontaktwinkel kann 42,5° oder mehr sein. Der Kontaktwinkel kann 44,8° oder weniger sein. Der Kontaktwinkel kann 43,8° oder weniger sein. In einem solchen Fall können organische Partikel, die auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 vorhanden sind, leicht entfernt werden. Auch kann, wenn ein Resistfilm auf den Lichtabschirmfilm 20 aufgetragen wird, der nicht zusätzlich für die Oberfläche behandelt wird, die Haftkraft zwischen dem Lichtabschirmfilm 20 und dem Resistfilm eine stabile Haftkraft aufweisen.
Das Verhältnis der Dispersionskomponente der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms im Vergleich zu der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 kann 0,84 bis 0,865 betragen.
Die Reinigungslösung, die in einem Prozess zum Reinigen des Lichtabschirmfilms 20 aufgebracht wird, kann eine SC-1-Lösung, Ammoniakwasser, oxygeniertes Wasser oder dergleichen sein, und eine Lösung mit einer relativ hohen Polarität wird aufgebracht. Die Reinigungslösung kann in Kontakt mit der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 sein, die durch Lichtbestrahlung oder dergleichen aktiviert wird, und kann dadurch organische Stoffe entfernen, die auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 adsorbiert werden. Eine solche Reinigungslösung weist jedoch eine hohe Reaktivität auf, und wenn sie auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 verbleibt, kann sie eine Beschädigung der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 verursachen. Daher ist es erforderlich, dass die Reinigungslösung nach Abschluss eines Reinigungsprozesses von der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 entfernt wird.
Der Oberflächenenergiewert ist die Summe der Dispersionskomponente und polaren Komponente der Oberflächenenergie. Auch wenn sie den gleichen Oberflächenenergiewert aufweist, kann der Lichtabschirmfilm 20 in Abhängigkeit vom Wert der Dispersionskomponente im Vergleich zu der Oberflächenenergie unterschiedliche Eigenschaften in der Oberfläche aufweisen. Durch Steuern des Verhältnisses der Dispersionskomponente der Oberflächenenergie im Vergleich zu der Oberflächenenergie kann der Resistfilm stabil auf den Lichtabschirmfilm 20 aufgetragen werden, der nicht oberflächenbehandelt wurde. Gleichzeitig wird ermöglicht, dass die aktivierte Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 eine weitere hohe Affinität in Bezug auf eine Reinigungslösung aufweist, und können Partikel, die auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 verbleiben, effizienter entfernt werden.
Die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 und die Dispersionskomponente der Oberflächenenergie wird durch ein Goniometerverfahren unter Verwendung eines Oberflächenanalysators gemessen. Insbesondere wird die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 vertikal und horizontal trisektiert und in insgesamt neun Sektoren aufgeteilt. Reines Wasser wird zu 0,8 bis 1,2 µL, zum Beispiel 1 µL, im Intervall von etwa 2 Sekunden aufgetropft und der Kontaktwinkel von reinem Wasser jedes Sektors wird unter Verwendung eines Oberflächenanalysators gemessen. Danach wird der Durchschnittswert von Messwerten von Kontaktwinkeln jeweiliger Sektoren als der mittels reinem Wasser gemessene Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 20 berechnet. Nach 2 Sekunden ab dem Auftropfen von reinem Wasser wird Diiodmethan zu 0,8 bis 1,2 µL, zum Beispiel Diiodmethan zu 1 µL, auf eine Position getropft, die von der Position, an der reines Wasser aufgetropft wurde, beabstandet ist, um den Kontaktwinkel von Diiodmethan zu messen, und der Durchschnittswert von Messwerten von Kontaktwinkeln jeweiliger Sektoren wird als der Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 20 berechnet. Die Oberflächenenergie, der Dispersionskomponentenwert und der polare Komponentenwert der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 werden aus dem Kontaktwinkel von reinem Wasser und Diiodmethan, gemessen vom Lichtabschirmfilm 20, berechnet.
Die Oberflächenenergie von reinem Wasser, die bei der Messung verwendet wird, beträgt 72,8 mN/m. Polare Komponente der Oberflächenenergie des reinen Wassers beträgt 51 mN/n. Dispersionskomponente der Oberflächenenergie des reinen Wassers beträgt 21,8 mN/m. Die Oberflächenenergie von Diiodmethan, die bei der Messung verwendet wird, beträgt 50,8 mN/m. Die polare Komponente der Oberflächenenergie des Diiodmethans beträgt 0 mN/m. Die Dispersionskomponente des Diiodmethans beträgt 50,8 mN/m.
Zum Beispiel kann das Verhältnis der Dispersionskomponente der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms im Vergleich zu der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 durch MSA-(Mobile Surface Analyzer)-Doppeltyp, erhältlich von der KRUSS Corporation, gemessen werden.
Das Verhältnis der Dispersionskomponente der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 im Vergleich zu der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 kann größer oder gleich 0,84 und kleiner oder gleich 0,865 sein. Das Verhältnis kann 0,842 oder mehr betragen. Das Verhältnis kann 0,85 oder mehr betragen. Das Verhältnis kann 0,8605 oder weniger betragen. Das Verhältnis kann 0,86 oder weniger betragen. In einem solchen Fall kann eine Versetzung eines Resistmusterfilms von der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 während eines Strukturierungsprozesses gering gehalten werden. Ferner kann der Reinigungseffekt durch eine Reinigungslösung während eines Reinigungsvorgangs weiter verbessert werden.
Der Wert der Dispersionskomponente der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms kann 37 mN/m bis 40 mN/m betragen. Der Wert der Dispersionskomponente kann 37,5 mN/m oder mehr betragen. Der Wert der Dispersionskomponente kann 39 mN/m oder weniger betragen. Der Wert der Dispersionskomponente kann 38,5 mN/m oder weniger betragen. Der Wert der Dispersionskomponente kann 38 mN/m oder weniger betragen. In einem solchen Fall kann, während der Grad der Absorption von Partikeln auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 abnimmt, ein Resistfilm stabil auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 ausgebildet werden.
Die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 kann 43 bis 47 mN/m betragen. Die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 kann 43,5 mN/m oder mehr betragen. Die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 kann 44 mN/m oder mehr betragen. Die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 20 kann 46 mN/m oder weniger betragen. Die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms kann 45,5 mN/m oder weniger betragen. In einem solchen Fall kann die Abstoßungskraft zwischen einer inaktivierten Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 und einer Reinigungslösung reguliert werden, und es kann effektiv verhindert werden, dass organische Partikel an der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 anhaften.
Der Wert des Quotienten des mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkels des Lichtabschirmfilms 20 durch den mittels reinem Wasser gemessenen Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 20 kann 0,58 bis 0,604 betragen.
Der Wert des Kontaktwinkels der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20, gemessen mittels eines polaren Materials, und der Wert des Kontaktwinkels der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20, gemessen mittels eines unpolaren Materials, werden gleichzeitig reguliert. Durch das Vorstehende kann die Reinigungslösung leicht von der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 entfernt werden, wo der Aktivierungseffekt nach Abschluss eines Reinigungsprozesses verschwunden ist. Gleichzeitig wird die Abstoßungskraft zwischen Partikeln, die organische Stoffe umfassen, und der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 erhöht, und dadurch können Partikel leicht von der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 eliminiert werden.
Das Verfahren des Messens des mittels reinem Wasser gemessenen Kontaktwinkels des Lichtabschirmfilms ist das gleiche wie das Verfahren des Messens der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms, das im Vorstehenden beschrieben ist.
Der Wert des Quotienten des mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkels des Lichtabschirmfilms 20 durch den mittels reinem Wasser gemessenen Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 20 kann 0,58 bis 0,604 betragen. Der Wert kann 0,585 oder mehr betragen. Der Wert kann 0,59 oder mehr betragen. Der Wert kann 0,6 oder weniger betragen. Der Wert kann 0,595 oder weniger betragen. In einem solchen Fall kann die Zweckmäßigkeit des Reinigens der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 verbessert werden.
Eigenschaften, die sich auf die Oberflächenrauheit des Lichtabschirmfilms_ beziehen
Die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 kann einen Rsk-Wert von -1 bis 0 und einen Rku-Wert von 7 oder weniger aufweisen.
Vor der Bildung eines Resistfilms auf dem Lichtabschirmfilm 20 kann eine Oberflächenbehandlung für den Lichtabschirmfilm 20 durchgeführt werden, indem ein Material als Haftverbesserer verwendet wird. Die Oberflächenbehandlung kann durch ein Verfahren zum Auftragen eines Materials als Haftverbesserer auf die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 durchgeführt werden.
Die vorliegende Offenbarung kann den Rsk-Wert und den Rku-Wert auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 zusätzlich zum Steuern der Zusammensetzung des Lichtabschirmfilms 20, der Oberflächenenergie desselben und der Bedingungen einer Wärmebehandlung und einer Kühlbehandlung des Lichtabschirmfilms 20 steuern. Durch diese kann die Haftkraft zwischen dem Lichtabschirmfilm 20 und einem Resistfilm verbessert werden, und die Absorption von Partikeln auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 kann gering gehalten werden.
Insbesondere kann das Material als Haftverbesserer mit einer relativ gleichmäßigen Höhe auf die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 aufgetragen werden, indem die Schiefe auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 gesteuert wird.
Zusätzlich ist es möglich, die von außen eingebrachten Partikel zu eliminieren, die nicht auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 adsorbiert werden sollen.
Der Rsk-Wert und der Rku-Wert der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 können gleichzeitig angepasst werden. In einem solchen Fall ist es möglich, ein Material als Haftverbesserer auf die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 in einer insgesamt relativ gleichmäßigen Verteilung aufzubringen, und das Material kann stabil auf dem Lichtabschirmfilm 20 gehalten werden, bis ein Resistfilm auf dem Lichtabschirmfilm 20 gebildet wird.
Das Verfahren des Messens des Rsk-Werts und des Rku-Werts der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 ist das gleiche wie nachstehend.
Der Rsk-Wert und der Rku-Wert werden bei einer Fläche von 1 µm vertikal und horizontal auf die Mitte der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 platziert gemessen. Der Rsk-Wert wird im berührungslosen Modus gemessen, indem die Scangeschwindigkeit auf 0,5 Hz in der Fläche mit zweidimensionalem Rauheitsmessgerät eingestellt wird. Zum Beispiel können der Rsk-Wert und der Rku-Wert unter Verwendung eines XE-150-Modells, erhältlich von PARK SYSTEM, aufgebracht mit PPP-NCHR, welches ein Cantilever-Modell ist, erhältlich von PARK SYSTEM, als eine Sonde gemessen werden.
Die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 kann einen Rsk-Wert von -1 bis 0 aufweisen. Der Rsk-Wert kann -0,9 oder mehr sein. Der Rsk-Wert kann -0,85 oder mehr sein. Der Rsk-Wert kann -0,8 oder mehr sein. Der Rsk-Wert kann -0,7 oder mehr sein. Der Rsk-Wert kann -0,1 oder weniger sein. Der Rsk-Wert kann -0,15 oder weniger sein. Der Rsk-Wert kann -0,2 oder weniger sein.
Der Rku-Wert der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 kann 7 oder weniger sein. Der Rku-Wert kann 6 oder weniger sein. Der Rku-Wert kann 5 oder weniger sein. Der Rku-Wert kann 2 oder mehr sein.
In einem solchen Fall kann der Verbesserungseffekt in der Haftkraft zwischen dem Lichtabschirmfilm 20 und dem Resistfilm, der von einem Material als Haftverbesserer verursacht wird, weiter erhöht werden, und Partikel, die auf der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 verbleiben, können leicht entfernt werden.
Schichtstruktur und Zusammensetzung des Lichtabschirmfilms
2 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen einer Rohmaske nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Unter Bezugnahme auf die 2 wird eine Ausführungsform beschrieben.
Der Lichtabschirmfilm 20 kann eine erste Lichtabschirmschicht 21 und eine zweite Lichtabschirmschicht 22 umfassen, die auf der ersten Lichtabschirmschicht 21 angeordnet ist.
Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann ein Übergangsmetall und zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff umfassen. Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann das Übergangsmetall in einer Menge von 50 bis 80 At.-% umfassen. Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann das Übergangsmetall in einer Menge von 55 bis 75 At.-% umfassen. Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann das Übergangsmetall in einer Menge von 60 bis 70 At.-% umfassen.
Die Menge eines Elements, das Sauerstoff oder Stickstoff der zweiten Lichtabschirmschicht 22 entspricht, kann 10 bis 35 At.-% betragen. Das Element, das Sauerstoff oder Stickstoff der zweiten Lichtabschirmschicht 22 entspricht, kann eine Menge von 15 bis 25 At.-% aufweisen.
Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann Stickstoff in einer Menge von 5 bis 20 At.-% umfassen. Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann Stickstoff in einer Menge von 7 bis 13 At.-% umfassen.
In einem solchen Fall kann ein Laminat, das den Lichtabschirmfilm 20 und einen Phasenverschiebungsfilm 30 umfasst, dabei helfen, ein Belichtungslicht im Wesentlichen zu blockieren.
Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann ein Übergangsmetall, Sauerstoff und Stickstoff umfassen. Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann das Übergangsmetall in einer Menge von 30 bis 60 At.-% umfassen. Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann das Übergangsmetall in einer Menge von 35 bis 55 At.-% umfassen. Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann das Übergangsmetall in einer Menge von 40 bis 50 At.-% umfassen.
Die Summe der Sauerstoffmenge und der Stickstoffmenge der ersten Lichtabschirmschicht 21 kann ein Wert von 40 bis 70 At.-% sein. Die Summe der Sauerstoffmenge und der Stickstoffmenge der ersten Lichtabschirmschicht 21 kann ein Wert von 45 bis 65 At.-% sein. Die Summe der Sauerstoffmenge und der Stickstoffmenge der ersten Lichtabschirmschicht 21 kann ein Wert von 50 bis 60 At.-% sein.
Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann Sauerstoff in einer Menge von 20 bis 40 At.-% umfassen. Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann Sauerstoff in einer Menge von 23 bis 33 At.-% umfassen. Die erste Lichtabschirmschicht 22 kann Sauerstoff in einer Menge von 25 bis 30 At.-% umfassen.
Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann Stickstoff in einer Menge von 5 bis 20 At.-% umfassen. Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann Stickstoff in einer Menge von 7 bis 17 At.-% umfassen. Die erste Lichtabschirmschicht kann Stickstoff in einer Menge von 10 bis 15 At.-% umfassen.
In einem solchen Fall kann die erste Lichtabschirmschicht dazu beitragen, dass der Lichtabschirmfilm 20 ausgezeichnete Eigenschaften bei der Extinktion aufweist.
Das Übergangsmetall kann Cr und/oder Ta und/oder Ti und/oder Hf umfassen. Das Übergangsmetall kann Cr sein.
Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann eine Filmdicke von 250 bis 650 Ä aufweisen. Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann eine Filmdicke von 350 bis 600 Ä aufweisen. Die erste Lichtabschirmschicht 21 kann eine Filmdicke von 400 bis 550 Ä aufweisen. In einem solchen Fall kann die erste Lichtabschirmschicht dazu beitragen, dass der Lichtabschirmfilm ein Belichtungslicht effektiv blockiert. In einem solchen Fall kann die erste Lichtabschirmschicht dazu beitragen, dass der Lichtabschirmfilm ein Belichtungslicht effektiv blockiert.
Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann eine Filmdicke von 30 bis 200 Ä aufweisen. Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann eine Filmdicke von 30 bis 100 Ä aufweisen. Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann eine Filmdicke von 40 bis 80 Ä aufweisen. In einem solchen Fall kann die zweite Lichtabschirmschicht 22 die Eigenschaften bei der Extinktion des Lichtabschirmfilms 20 verbessern und kann dazu beitragen, dass die Seitenform des Lichtabschirmmusterfilms, der gebildet wird, wenn der Lichtabschirmfilm 20 strukturiert wird, weiter präzise gesteuert wird. In einem solchen Fall kann die zweite Lichtabschirmschicht 22 die Eigenschaften bei der Extinktion des Lichtabschirmfilms 20 verbessern und kann dazu beitragen, dass die Seitenform des Lichtabschirmmusterfilms, der gebildet wird, wenn der Lichtabschirmfilm 20
Das Verhältnis der Filmdicke der zweiten Lichtabschirmschicht 22 zu der Filmdicke der ersten Lichtabschirmschicht 22 kann 0,05 bis 0,3 betragen. Das Filmdickenverhältnis kann 0,07 bis 0,25 betragen. Das Filmdickenverhältnis kann 0,1 bis 0,2 betragen. In einem solchen Fall weist der Lichtabschirmfilm 20 ausreichende Eigenschaften bei der Extinktion auf, und der Lichtabschirmmusterfilm, der gebildet wird, wenn der Lichtabschirmfilm 20 strukturiert wird, kann ein Seitenoberflächenprofil aufweisen, das nahezu senkrecht ist.
Die Menge des Übergangsmetalls der zweiten Lichtabschirmschicht 22 kann einen größeren Wert als die Menge des Übergangsmetalls der ersten Lichtabschirmschicht 21 aufweisen.
Die zweite Lichtabschirmschicht 22 kann einen größeren Wert in der Menge des Übergangsmetalls im Vergleich zu der ersten Lichtabschirmschicht 21 aufweisen, um ein Reflexionsvermögen des Lichtabschirmfilms innerhalb eines vorbestimmten Bereichs für einen Defekttest zu steuern, und dergleichen. In einem solchen Fall kann in Abhängigkeit von der Wärmebehandlungsbedingung des gebildeten Lichtabschirmfilms 20 das Übergangsmetall, das in der zweiten Lichtabschirmschicht 22 enthalten ist, eine Erholung, Rekristallisation und das Wachstum eines Korns auftreten. Wenn das Wachstum eines Korns nicht gesteuert wird, kann die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 einen verformten Umriss im Vergleich zu der Oberfläche vor der Wärmebehandlung aufgrund von Übergangsmetallpartikeln, die übermäßig gewachsen sind, bilden. Dies kann die Oberflächenenergie- und Rauheitseigenschaften des Lichtabschirmfilms 20 beeinflussen und die Haftkraft zwischen dem Lichtabschirmfilm 20 und dem Resistfilm und die Zweckmäßigkeit beim Reinigen des Lichtabschirmfilms 20 verschlechtern.
Die Ausführungsform steuert die Oberflächenenergie- und Rauheitseigenschaften des Lichtabschirmfilms 20 und die Prozessbedingungen bei der Wärmebehandlung und der Kühlbehandlung so, dass sie innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, während die Menge des Übergangsmetalls der zweiten Lichtabschirmschicht 22 einen größeren Wert als die Menge des Übergangsmetalls der ersten Lichtabschirmschicht 21 aufweist. Dadurch kann die Ausführungsform die Haftkraft zwischen dem Lichtabschirmfilm 20 und dem Resistfilm und die Zweckmäßigkeit beim Reinigen des Lichtabschirmfilms 20 verbessern. Zusätzlich kann der Lichtabschirmfilm 20 gewünschte optische Eigenschaften und Ätzeigenschaften aufweisen.
Optische Eigenschaften des Lichtabschirmfilms
Der Lichtabschirmfilm 20 kann eine Durchlässigkeit von 1% oder mehr in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen. Der Lichtabschirmfilm 20 kann eine Durchlässigkeit von 1,3% oder mehr in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen. Der Lichtabschirmfilm 20 kann eine Durchlässigkeit von 1,4% oder mehr in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen. Der Lichtabschirmfilm 20 kann eine Durchlässigkeit von 2% oder weniger in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen.
Der Lichtabschirmfilm 20 kann eine optische Dichte von 1,8 oder mehr in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen. Der Lichtabschirmfilm 20 kann eine optische Dichte von 1,9 oder mehr in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen. Der Lichtabschirmfilm 20 kann eine optische Dichte von 3 oder weniger in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen.
In einem solchen Fall kann ein Dünnfilm, der den Lichtabschirmfilm 20 umfasst, die Übertragung eines Belichtungslichts effektiv gering halten.
Andere Filme
3 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen einer Rohmaske nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Unter Bezugnahme auf die 3 wird eine Rohmaske einer Ausführungsform beschrieben.
Eine Rohmaske 100 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst ein lichtdurchlässiges Substrat O, einen Phasenverschiebungsfilm 30, der auf dem lichtdurchlässigen Substrat 10 angeordnet ist, und einen Lichtabschirmfilm 20, der auf dem Phasenverschiebungsfilm 30 angeordnet ist.
Der Phasenverschiebungsfilm 30 umfasst ein Übergangsmetall und Silizium.
Der Lichtabschirmfilm 20 kann ein Übergangsmetall und zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff umfassen.
Der Lichtabschirmfilm 20 kann einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° aufweisen.
Die Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 kann einen Rsk-Wert von -1 bis 0 und einen Rku-Wert von 7 oder weniger aufweisen.
Der Phasenverschiebungsfilm 30 kann zwischen dem lichtdurchlässigen Substrat 10 und dem Lichtabschirmfilm 20 angeordnet sein. Der Phasenverschiebungsfilm 30 ist ein Dünnfilm zum Abschwächen eines Belichtungslichts, das den Phasenverschiebungsfilm durchlässt, und zum Regulieren der Phasendifferenz des Lichts, um die am Rand eines Musters erzeugte Brechung im Wesentlichen gering zu halten.
Der Phasenverschiebungsfilm 30 kann eine Phasendifferenz von 170 bis 190° in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 30 kann eine Phasendifferenz von 175 bis 185° in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 30 kann eine Durchlässigkeit von 3 bis 10% in Bezug auf ein Licht mit der Wellenlänge von 193 nm aufweisen. Der Phasenverschiebungsfilm 30 kann eine Durchlässigkeit von 4 bis 8% in Bezug auf die Wellenlänge von 193 nm aufweisen. In einem solchen Fall kann die Auflösung einer Fotomaske, die den Phasenverschiebungsfilm 30 umfasst, verbessert werden.
Der Phasenverschiebungsfilm 30 kann ein Übergangsmetall und Silizium umfassen. Der Phasenverschiebungsfilm 30 kann ein Übergangsmetall, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff umfassen. Das Übergangsmetall kann Molybdän sein.
Die Beschreibung der Eigenschaften und Zusammensetzung des lichtdurchlässigen Substrats 10 und des Lichtabschirmfilms 20 wird mit der obigen Beschreibung überlappt und somit weggelassen.
Eine Hartmaske (nicht gezeigt) kann auf dem Lichtabschirmfilm 20 angeordnet sein. Die Hartmaske kann als Ätzmaskenfilm fungieren, wenn der Lichtabschirmfilm 20 geätzt wird. Die Hartmaske kann Silizium, Stickstoff und Sauerstoff umfassen.
Fotomaske
4 ist eine konzeptionelle Ansicht zum Veranschaulichen einer Fotomaske nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Unter Bezugnahme auf die 4 wird eine Fotomaske einer Ausführungsform beschrieben.
Eine Fotomaske 200 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst ein lichtdurchlässiges Substrat 10 und einen Lichtabschirmmusterfilm 25, der auf dem lichtdurchlässigen Substrat 10 angeordnet ist.
Der Lichtabschirmmusterfilm 25 umfasst ein Übergangsmetall und zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff.
Eine obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 weist einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° auf.
Die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 weist einen Rsk-Wert von -1 bis 0 auf, und die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 weist einen Rku-Wert von 7 oder weniger auf.
Der Lichtabschirmmusterfilm 25 kann durch Strukturieren des Lichtabschirmfilms 20 der vorstehend beschriebenen Rohmaske 100 ausgebildet werden.
Das Verfahren des Messens des Werts eines mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkels der oberen Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 ist das gleiche wie das Verfahren des Messens des Werts eines mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkels des Lichtabschirmfilms 20 in einer Rohmaske 100, mit Ausnahme des Messziels, welches die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 ist.
Wenn der Wert eines Kontaktwinkels mittels Diiodmethan gemessen wird, wird Diiodmethan auf die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 getropft und der gesamte Bereich der unteren Oberfläche eines Tropfens des aufgetropften Diiodmethans trifft vollständig auf die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25.
Wenn der Wert eines Kontaktwinkels des Lichtabschirmmusterfilms 25 mittels Diiodmethan gemessen wird, wenn die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 nicht in der Mitte jedes Sektors der oberen Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 angeordnet ist, wird der Wert eines Kontaktwinkels in einem Bereich gemessen, der um die Mitte herum angeordnet ist.
Das Verfahren des Messens des Rsk-Werts und des Rku-Werts von der oberen Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 ist das gleiche wie das Verfahren des Messens des Rsk-Werts und des Rku-Werts der Oberfläche des Lichtabschirmfilms 20 von der Rohmaske. Wenn jedoch die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 nicht in einem Bereich von 1 µm vertikal und horizontal in der Mitte der Oberfläche der Fotomaske 200 platziert ist, werden die Werte in der oberen Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms 25 um den Bereich herum gemessen.
Die Beschreibung der Eigenschaften, Zusammensetzung und Struktur des Lichtabschirmmusterfilms 25 wird mit der Beschreibung des Lichtabschirmfilms 20 der Rohmaske überlappt und somit weggelassen.
Herstellungsverfahren des Lichtabschirmfilms
Ein Herstellungsverfahren einer Rohmaske nach einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann das Bereitstellen eines Lichtübertragungssubstrats und eines Sputtertargets in einer Sputterkammer umfassen.
Das Herstellungsverfahren einer Rohmaske nach einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann einen Filmbildungsvorgang zum Injizieren eines Atmosphärengases in die Sputterkammer und zum Zuführen einer elektrischen Leistung zu dem Sputtertarget umfassen, um einen Lichtabschirmfilm auf dem transparenten Substrat zu bilden.
Der Filmbildungsvorgang kann einen ersten Lichtabschirmschichtbildungsvorgang zum Bilden einer ersten Lichtabschirmschicht auf dem transparenten Substrat; und einen zweiten Lichtabschirmschichtbildungsvorgang zum Bilden einer zweiten Lichtabschirmschicht auf der ersten Lichtabschirmschicht umfassen.
Das Herstellungsverfahren einer Rohmaske nach einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann einen Wärmebehandlungsvorgang zum thermischen Behandeln für eine Zeit von 5 Minuten bis 30 Minuten in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 150°C bis 330°C umfassen.
Das Herstellungsverfahren einer Rohmaske nach einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann einen Kühlvorgang zum Kühlen des Lichtabschirmfilms nach dem Durchführen des Wärmebehandlungsvorgangs umfassen.
Das Herstellungsverfahren einer Rohmaske nach einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann einen Stabilisierungsvorgang zum Stabilisieren der Rohmaske nach dem Durchführen des Kühlvorgangs in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 10°C bis 60°C umfassen.
Bei der Bereitstellung kann ein Target unter Berücksichtigung der Zusammensetzung eines Lichtabschirmfilms ausgewählt werden, wenn der Lichtabschirmfilm ausgebildet wird. Das Sputtertarget kann durch ein Target aufgebracht werden, das ein Übergangsmetall enthält. Zwei oder mehr Targets, die ein Target umfassen, das ein Übergangsmetall enthält, können als Sputtertarget aufgebracht werden. Das Target, das ein Übergangsmetall enthält, kann das Übergangsmetall in einer Menge von 90 At.-% oder mehr umfassen. Das Target, das ein Übergangsmetall enthält, kann das Übergangsmetall in einer Menge von 95 At.-% oder mehr umfassen. Das Target, das ein Übergangsmetall enthält, kann das Übergangsmetall von 99 At.-% umfassen.
Das Übergangsmetall kann Cr und/oder Ta und/oder Ti und/oder Hf umfassen. Das Übergangsmetall kann Cr umfassen.
Die Beschreibung des transparenten Substrats, das in der Sputterkammer angeordnet ist, wird mit der obigen Beschreibung überlappt und somit weggelassen.
Bei der Bereitstellung kann ein Magnet an der Sputterkammer angeordnet werden. Der Magnet kann an einer Seite gegenüber einer Seite angeordnet werden, an der Sputtern von einem Sputtertarget erfolgt.
Im Lichtabschirmfilmbildungsvorgang können die Bedingungen für Bildungsprozesse unterschiedlich angewendet werden, wenn jeweilige Schichten, die in einem Lichtabschirmfilm enthalten sind, gebildet werden. Insbesondere können unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Oberflächenenergie, der Oberflächenrauheit, der Extinktion und des Ätzens eines Lichtabschirmfilms jeweilige Prozessbedingungen, wie z. B. die Zusammensetzung eines Atmosphärengases, eine elektrische Leistung, die einem Sputtertarget zugeführt wird, und eine Filmbildungszeit, so angewendet werden, dass sie in jeweiligen Schichten unterschiedlich sind.
Das Atmosphärengas kann ein Inertgas, ein Reaktivgas und ein Sputtergas umfassen. Das Inertgas ist ein Gas, das kein Element umfasst, das einen gebildeten Film bildet. Das Reaktivgas ist ein Gas, das ein Element umfasst, das einen gebildeten Film bildet. Das Sputtergas ist ein Gas, das in einer Plasmaatmosphäre ionisiert, um mit dem Sputtertarget zu kollidieren.
Das Inertgas kann Helium umfassen.
Das Reaktivgas kann ein Gas umfassen, das ein Stickstoffelement umfasst. Das Gas, das das Stickstoffelement umfasst, kann beispielsweise N₂, NO, NO₂, N₂O, N₂O₃, N₂O₄, N₂O₅ oder dergleichen sein. Das Reaktivgas kann ein Gas umfassen, das ein Sauerstoffelement umfasst. Das Gas, das das Sauerstoffelement umfasst, kann O₂, CO₂ oder dergleichen sein. Das Reaktivgas kann ein Gas umfassen, das ein Stickstoffelement umfasst, und ein Gas, das ein Sauerstoffelement umfasst. Das Reaktivgas kann ein Gas umfassen, das sowohl Stickstoffelement als auch Sauerstoffelement umfasst. Das Gas, das sowohl das Stickstoffelement als auch das Sauerstoffelement umfasst, kann beispielsweise NO, NO₂, N₂O, N₂O3, N₂O₄, N₂O₅ oder dergleichen sein.
Das Sputtergas kann Ar-Gas sein.
Eine Leistungsquelle zum Zuführen einer elektrischen Leistung zu einem Sputtertarget kann eine DC-Leistungsquelle oder eine RF-Leistungsquelle sein.
Im ersten Lichtabschirmschicht-Bildungsprozess kann die einem Sputtertarget zugeführte elektrische Leistung 1,5 kW bis 2,5 kW betragen. Im ersten Lichtabschirmschicht-Bildungsprozess kann die einem Sputtertarget zugeführte elektrische Leistung 1,6 kW bis 2 kW betragen.
Im ersten Lichtabschirmschicht-Bildungsprozess kann das Verhältnis der Strömungsrate des Reaktivgases zur Strömungsrate des Inertgases eines Atmosphärengases ein Wert von 1,5 bis 3 sein. Das Strömungsratenverhältnis kann 1,8 bis 2,7 betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 2 bis 2,5 betragen.
Das Verhältnis der Sauerstoffmenge zur im Reaktivgas enthaltenen Stickstoffmenge kann ein Wert von 1,5 bis 4 sein. Das Verhältnis der Sauerstoffmenge zur im Reaktivgas enthaltenen Stickstoffmenge kann ein Wert von 2 bis 3 sein. Das Verhältnis der Sauerstoffmenge zur im Reaktivgas enthaltenen Stickstoffmenge kann ein Wert von 2,2 bis 2,7 sein.
In einem solchen Fall kann die erste Lichtabschirmschicht dazu beitragen, dass der Lichtabschirmfilm ausreichende Extinktionseigenschaften aufweist. Die Ätzeigenschaften der ersten Lichtabschirmschicht können so gesteuert werden, dass sie dazu beitragen, dass das Seitenoberflächenprofil eines Lichtabschirmfilmmusters, nachdem es strukturiert wurde, eine Form aufweist, die nahezu senkrecht zum lichtdurchlässigen Substrat ist.
Die Bildungszeit der ersten Lichtabschirmschicht kann 200 Sekunden bis 300 Sekunden betragen. Die Bildungszeit der ersten Lichtabschirmschicht kann 210 Sekunden bis 240 Sekunden betragen. In einem solchen Fall kann die erste Lichtabschirmschicht dazu beitragen, dass der Lichtabschirmfilm ausreichende Extinktionseigenschaften aufweist.
Im zweiten Lichtabschirmschicht-Bildungsprozess kann die einem Sputtertarget zugeführte elektrische Leistung so aufgebracht werden, dass sie einen Wert von 1 kW bis 2 kW aufweist. Im zweiten Lichtabschirmschicht-Bildungsprozess kann die einem Sputtertarget zugeführte elektrische Leistung so aufgebracht werden, dass sie einen Wert von 1,2 kW bis 1,7 kW aufweist.
Im zweiten Lichtabschirmschicht-Bildungsprozess kann das Verhältnis der Strömungsrate des Reaktivgases zur Strömungsrate des Inertgases eines Atmosphärengases einen Wert von 0,3 bis 0,8 betragen. Das Verhältnis kann 0,4 bis 0,6 betragen.
Im zweiten Lichtabschirmschicht-Bildungsprozess kann das Verhältnis der Sauerstoffmenge zur im Reaktivgas enthaltenen Stickstoffmenge 0,3 oder weniger betragen. Das Verhältnis der Sauerstoffmenge zur im Reaktivgas enthaltenen Stickstoffmenge kann 0,1 oder weniger betragen. Das Verhältnis der Sauerstoffmenge zur im Reaktivgas enthaltenen Stickstoffmenge kann 0,001 oder mehr betragen.
In einem solchen Fall kann die Affinität eines Lichtabschirmfilms in Bezug auf eine unpolare Lösung innerhalb eines in der vorliegenden Offenbarung gewünschten Bereichs gesteuert werden, und der Lichtabschirmfilm kann stabile Extinktionseigenschaften aufweisen.
Die Bildungszeit einer zweiten Lichtabschirmschicht kann 10 Sekunden bis 30 Sekunden betragen. Die Bildungszeit einer zweiten Lichtabschirmschicht kann 15 Sekunden bis 25 Sekunden betragen. In einem solchen Fall kann die zweite Lichtabschirmschicht dazu beitragen, die Übertragung eines Belichtungslichts gering zu halten.
Im Wärmebehandlungsvorgang kann der Lichtabschirmfilm nach Abschluss des Filmbildungsvorgangs thermisch behandelt werden. Im Detail wird das Substrat nach der Bildung des Lichtabschirmfilms in einer Wärmebehandlungskammer angeordnet, und anschließend kann die thermische Behandlung durchgeführt werden.
Durch die thermische Behandlung des Lichtabschirmfilms kann die im Lichtabschirmfilm gebildete Spannung verringert werden, und die Dichte des Lichtabschirmfilms kann weiter erhöht werden. Wenn eine thermische Behandlung auf den Lichtabschirmfilm angewendet wird, kann eine Erholung und Rekristallisation des Übergangsmetalls, das im Lichtabschirmfilm enthalten ist, auftreten, und die im Lichtabschirmfilm gebildete Spannung kann effektiv verringert werden. Wenn jedoch im Wärmebehandlungsvorgang die Prozessbedingungen, wie z. B. Temperatur und Zeit für eine Wärmebehandlung, nicht gesteuert werden, kann ein übermäßiges Kornwachstum im Lichtabschirmfilm auftreten, und aufgrund des Kornwachstums, das nicht in der Größe gesteuert wird, kann das Oberflächenprofil des Lichtabschirmfilms im Vergleich zu dem Zustand vor der Wärmebehandlung erheblich verformt werden. Dies kann die Oberflächenenergie- und Rauheitseigenschaften des Lichtabschirmfilms beeinflussen.
Die Ausführungsform kann die Zeit und Temperatur für eine Wärmebehandlung im Wärmebehandlungsvorgang steuern, und kann die Kühlgeschwindigkeit, die Kühlzeit, die Atmosphäre während des Kühlens und dergleichen im nachstehend zu beschreibenden Kühlvorgang steuern. Dadurch kann die Ausführungsform die im Lichtabschirmfilm gebildete innere Spannung effektiv verringern, und gleichzeitig kann die Oberfläche des Lichtabschirmfilms Eigenschaften in der in der Ausführungsform vorbestimmten Oberflächenenergie und Rauheit aufweisen.
Der Wärmebehandlungsvorgang kann bei einer Temperatur von 150°C bis 330°C durchgeführt werden. Der Wärmebehandlungsvorgang kann bei einer Temperatur von 180°C bis 300°C durchgeführt werden.
Der Wärmebehandlungsvorgang kann für eine Zeit von 5 Minuten bis 30 Minuten durchgeführt werden. Der Wärmebehandlungsvorgang kann für eine Zeit von 10 Minuten bis 20 Minuten durchgeführt werden.
In einem solchen Fall kann die im Lichtabschirmfilm gebildete innere Spannung effektiv entfernt werden, und es kann dazu beitragen, ein übermäßiges Wachstum eines Übergangsmetallkorns, das durch die Wärmebehandlung verursacht wird, zu unterdrücken.
Im Kühlvorgang kann der Lichtabschirmfilm nach Abschluss der Wärmebehandlung gekühlt werden. An einer Substratoberflächenseite einer Rohmaske nach Abschluss des Wärmebehandlungsvorgangs kann eine Kühlplatte mit einer in einer Ausführungsform vorbestimmten Kühltemperatur angeordnet werden. Im Kühlvorgang kann die Kühlgeschwindigkeit einer Rohmaske gesteuert werden, indem der Spalt zwischen der Rohmaske und der Kühlplatte angepasst wird und eine Prozessbedingung, wie z. B. das Aufbringen eines Atmosphärengases, angewendet wird.
Für die Rohmaske kann der Kühlvorgang innerhalb von 2 Minuten nach Abschluss des Wärmebehandlungsvorgangs angewendet werden. In einem solchen Fall kann das Wachstum eines Übergangsmetallkorns aufgrund von Restwärme innerhalb des Lichtabschirmfilms effektiv unterdrückt werden.
Stifte mit einer regulierten Länge werden auf jeweilige Scheitel der Kühlplatte eingestellt, und eine Rohmaske kann auf den Stiften angeordnet werden, um ein Substrat aufzuweisen, das der Kühlplatte zugewandt ist, wodurch die Kühlgeschwindigkeit der Rohmaske gesteuert wird.
Zusätzlich zu dem Kühlverfahren durch die Kühlplatte kann ein Inertgas in die Atmosphäre injiziert werden, wo der Kühlvorgang zum Kühlen der Rohmaske fortschreitet. In einem solchen Fall kann die Restwärme in der Seite der Lichtabschirmoberfläche der Rohmaske, deren Kühleffizienz geringfügig verschlechtert ist, weiter effektiv entfernt werden.
Das Inertgas kann zum Beispiel Helium sein.
Im Kühlvorgang kann die Kühltemperatur, die auf die Kühlplatte angewendet wird, eine Temperatur von 10 bis 30°C sein. Die Kühltemperatur kann eine Temperatur von 15 bis 25°C sein.
Im Kühlvorgang kann der Spalt zwischen der Rohmaske und der Kühlplatte ein Wert von 0,01 bis 30 mm sein. Der Spalt kann ein Wert von 0,05 bis 5 mm sein. Der Spalt kann ein Wert von 0,1 bis 2 mm sein.
Im Kühlvorgang kann die Kühlgeschwindigkeit der Rohmaske ein Wert von 10 bis 80°C/min sein. Die Kühlgeschwindigkeit kann ein Wert von 20 bis 75°C/min sein. Die Kühlgeschwindigkeit kann ein Wert von 40 bis 70°C/min sein. Beispiele
In einem solchen Fall kann das Wachstum des Übergangsmetallkorns nach Abschluss der Wärmebehandlung unterdrückt werden, und es kann dazu beitragen, dass die Oberfläche des Lichtabschirmfilms Eigenschaften in der Oberflächenenergie und Rauheit innerhalb der in Ausführungsformen vorbestimmten Bereiche aufweist.
Im Stabilisierungsvorgang kann die Rohmaske nach dem Durchlaufen des Kühlvorgangs stabilisiert werden. Dadurch kann eine Beschädigung der Rohmaske aufgrund von schnellen Schwankungen der Temperatur verhindert werden.
Das Verfahren zum Stabilisieren einer Rohmaske nach dem Durchlaufen des Kühlvorgangs kann verschieden sein. Als ein Beispiel wird die Rohmaske nach dem Durchlaufen des Kühlvorgangs von der Kühlplatte getrennt, und danach kann sie für eine bestimmte Zeit in der Atmosphäre bei einer Raumtemperatur belassen werden. Als ein weiteres Beispiel wird die Rohmaske nach dem Durchlaufen des Kühlvorgangs von der Kühlplatte getrennt, und danach kann sie für eine Zeit von 10 Minuten bis 60 Minuten in der Atmosphäre bei einer Temperatur von 15°C bis 30°C stabilisiert werden. Zu dieser Zeit kann die Rohmaske mit einer Geschwindigkeit von 20 U/min bis 50 U/min gedreht werden. Als ein weiteres Beispiel kann ein Gas, das nicht mit der Rohmaske reagiert, in eine Strömungsrate von 5 L/min bis 10 L/min für eine Zeit von 1 Minute bis 5 Minuten injiziert werden. Zu dieser Zeit kann das Gas eine Temperatur von 20°C bis 40°C haben.
Herstellungsverfahren des Halbleiterelements
Ein Herstellungsverfahren für ein Halbleiterelement nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst ein Bereitstellen einer Lichtquelle, einer Fotomaske und eines Halbleiterwafers, auf den ein Resistfilm aufgebracht wurde, ein Belichten mittels selektivem Übertragen des von der Lichtquelle einfallenden Lichts durch die Fotomaske auf den zu belichtenden Halbleiterwafer und ein Entwickeln eines Musters auf dem Halbleiterwafer.
Die Fotomaske umfasst ein transparentes Substrat und einen Lichtabschirmmusterfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist.
Der Lichtabschirmmusterfilm umfasst ein Übergangsmetall und Sauerstoff und/oder Stickstoff.
Eine obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms weist einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° auf.
Die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms weist einen Rsk-Wert von -1 bis 0 auf.
Die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms weist einen Rku-Wert von 7 oder weniger auf.
Bei der Vorbereitung ist die Lichtquelle eine Vorrichtung, die ein Belichtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge erzeugen kann. Das Belichtungslicht kann ein Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger sein. Das Belichtungslicht kann ein ArF-Licht mit der Wellenlänge von 193 nm sein.
Eine Linse kann zusätzlich zwischen der Fotomaske und dem Halbleiterwafer angeordnet werden. Die Linse weist eine Funktion zum Miniaturisieren der Schaltungsmusterform der Fotomaske und zum Übertragen einer miniaturisierten Schaltung auf einen Halbleiterwafer auf. Jede Linse, die normalerweise auf einen Belichtungsprozess eines ArF-Halbleiterwafers anwendbar ist, kann ohne Einschränkung aufgebracht werden. Zum Beispiel kann die Linse eine Linse sein, die aus Calciumfluorid (CaF₂) besteht.
Beim Belichtungsvorgang kann das Belichtungslicht selektiv auf einen Halbleiterwafer durch eine Fotomaske übertragen werden. In einem solchen Fall kann eine chemische Denaturierung in einem Abschnitt auftreten, in dem das Belichtungslicht innerhalb eines Resistfilms einfällt.
Beim Entwicklungsvorgang wird der Halbleiterwafer nach Abschluss des Belichtungsvorgangs mit einer Entwicklungslösung zum Entwickeln eines Musters auf dem Halbleiterwafer behandelt. Wenn der aufgebrachte Resistfilm ein positiver Resist ist, kann ein Abschnitt, in dem ein Belichtungslicht innerhalb des Resistfilms einfällt, durch eine Entwicklungslösung aufgelöst werden. Wenn der aufgebrachte Resistfilm ein negativer Resist ist, kann ein Abschnitt, in dem ein Belichtungslicht nicht innerhalb des Resistfilms einfällt, durch eine Entwicklungslösung aufgelöst werden. Der Resistfilm wird durch die Behandlung mit der Entwicklungslösung zu einem Resistmuster ausgebildet. Ein Muster kann auf dem Halbleiterwafer ausgebildet werden, indem das Resistmuster als Maske verwendet wird.
Die Beschreibung einer Fotomaske wird mit der obigen Beschreibung überlappt und somit weggelassen.
Im Folgenden wird die weitere ausführliche Beschreibung spezifischer beispielhafter Ausführungsformen vorgenommen.
Herstellungsbeispiel: Ausbildung des Lichtabschirmfilms
Beispiel 1: Ein Lichtübertragungssubstrat, das aus Quarz in der Größe von 6 Zoll Breite, 6 Zoll Länge und 0,25 Zoll Dicke hergestellt wurde, wurde in einer Kammer einer DC-Sputtervorrichtung angeordnet. Ein Chromtarget wurde in der Kammer angeordnet, um einen T/S-Abstand von 255 mm und den Winkel von 25 Grad zwischen dem Substrat und dem Target auszubilden.
Danach wurde das Atmosphärengas, in dem Ar zu 21 Vol.-%, N₂ zu 11 Vol.-%, CO₂ zu 32 Vol.-% und He zu 36 Vol.-% gemischt worden waren, in die Kammer eingeleitet, die elektrische Leistung von 1,85 kW dem Sputtertarget zugeführt, und damit ein Sputterprozess für 250 Sekunden durchgeführt, um eine erste Lichtabschirmschicht zu bilden.
Nach der Bildung der ersten Lichtabschirmschicht wurde das Atmosphärengas, in dem Ar zu 57 Vol.-% und N₂ zu 43 Vol.-% gemischt worden waren, in die Kammer eingeleitet, die dem Sputtertarget zugeführte elektrische Leistung wurde auf 1,5 kW eingestellt, und ein Sputterprozess wurde für 25 Sekunden durchgeführt, um eine Rohmaske zu bilden, in der die zweite Lichtabschirmschicht gebildet worden war.
Die Probe nach der Bildung der zweiten Lichtabschirmschicht wurde in der Kammer für eine Wärmebehandlung angeordnet, und eine Wärmebehandlung wurde für 15 Minuten bei der Atmosphärentemperatur von 200°C durchgeführt.
Eine Kühlplatte, deren Kühltemperatur auf 23°C eingestellt wurde, wurde nach dem Durchlaufen der Wärmebehandlung in der Substratseite der Probe installiert. Der Spalt zwischen dem Substrat und der Kühlplatte der Probe wurde angepasst, um eine Kühlgeschwindigkeit von 36°C/min, gemessen an der Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe, aufzuweisen, und ein Kühlvorgang wurde für 5 Minuten durchgeführt.
Nach Abschluss der Kühlbehandlung wurde die Probe für 15 Minuten stabilisiert, indem sie in der Atmosphäre bei einer Temperatur von 20°C bis 25°C gehalten wurde.
Beispiel 2: Eine Rohmaskenprobe wurde unter der gleichen Bedingung wie Beispiel 1 hergestellt. Die Probe wurde jedoch bei 250°C nach der Bildung des Lichtabschirmfilms thermisch behandelt, eine Kühlbehandlung wurde für 7 Minuten durchgeführt, und die gekühlte Probe wurde für 20 Minuten stabilisiert.
Beispiel 3: Eine Rohmaskenprobe wurde unter der gleichen Bedingung wie Beispiel 1 hergestellt. Die Probe wurde jedoch bei 250°C nach der Bildung des Lichtabschirmfilms thermisch behandelt, die Kühlgeschwindigkeit, gemessen an der Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe, wurde angewendet, um 30°C/min zu betragen, und dadurch wurde eine Kühlbehandlung für 8 Minuten durchgeführt.
Beispiel 4: Eine Rohmaskenprobe wurde unter der gleichen Bedingung wie Beispiel 1 hergestellt. Die Probe wurde jedoch bei 300°C nach der Bildung des Lichtabschirmfilms thermisch behandelt, eine Kühlbehandlung der Probe, die mit Wärme behandelt wurde, wurde für 8 Minuten durchgeführt, und die gekühlte Probe wurde für 30 Minuten stabilisiert.
Beispiel 5: Eine Rohmaskenprobe wurde unter der gleichen Bedingung wie Beispiel 1 hergestellt. Die Probe wurde jedoch bei 300°C thermisch behandelt, ein Heliumgas wurde in die Probe in der Strömungsrate von 300 sccm während der Kühlbehandlung injiziert, wodurch eine Kühlgeschwindigkeit von 56°C/min, gemessen an der Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe, aufgewiesen wurde, und die gekühlte Probe wurde für 45 Minuten stabilisiert.
Vergleichsbeispiel 1: Eine Rohmaskenprobe wurde unter der gleichen Bedingung wie Beispiel 1 hergestellt. Eine Wärmebehandlung, eine Kühlbehandlung und eine Stabilisierung wurden jedoch nicht für die gebildete Probe durchgeführt.
Vergleichsbeispiel 2: Eine Rohmaskenprobe wurde unter der gleichen Bedingung wie Beispiel 1 hergestellt. Die Probe wurde jedoch bei 250°C nach der Bildung des Lichtabschirmfilms 20 thermisch behandelt, und eine Kühlbehandlung der Probe wurde durch natürliches Kühlen in der Atmosphäre ohne Verwendung einer Kühlplatte durchgeführt. Während des natürlichen Kühlens wurden die Atmosphärentemperatur von 23°C, die Kühlzeit von 120 Minuten und die Kühlgeschwindigkeit von 2°C/min, gemessen an der Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe, angewendet. Nach der Kühlbehandlung wurde die Stabilisierung nicht durchgeführt.
Vergleichsbeispiel 3: Eine Rohmaskenprobe wurde unter der gleichen Bedingung wie Beispiel 1 hergestellt. Die Probe wurde jedoch bei 300°C nach der Bildung des Lichtabschirmfilms thermisch behandelt, und ein Heliumgas wurde in die Probe in der Strömungsrate von 300 sccm während der Kühlbehandlung injiziert, wodurch eine Kühlgeschwindigkeit von 56°C/min aufgewiesen wurde.
Die Beschreibungen von Bedingungen für eine Wärmebehandlung, eine Kühlbehandlung und eine Stabilisierung jedes Beispiels oder Vergleichsbeispiels wurden in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt.
Bewertungsbeispiel: Messung von Eigenschaften, die sich auf die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms beziehen
Die Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe jedes Beispiels oder Vergleichsbeispiels wurde vertikal und horizontal trisektiert und in insgesamt neun Sektoren aufgeteilt. Reines Wasser zu 0,8 bis 1,2 µL, zum Beispiel 1 µL, wurde auf die Mitte jedes Sektors mit einem Intervall von etwa 2 Sekunden aufgetropft und der Kontaktwinkel von reinem Wasser jedes Sektors wurde durch einen Oberflächenanalysator gemessen. Der Durchschnittswert der Messwerte von Kontaktwinkeln jeweiliger Sektoren wurde als der mittels reinem Wasser gemessene Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms berechnet. Nachdem reines Wasser aufgetropft war, wurde Diiodmethan zu 0,8 bis 1,2 µL, zum Beispiel 1 µL, auf die Stelle aufgetropft, die von der Stelle, an der reines Wasser aufgetropft war, beabstandet ist, und der Kontaktwinkel von Diiodmethan jedes Sektors wurde durch einen Oberflächenanalysator gemessen. Der Durchschnittswert von Messwerten von Kontaktwinkeln jeweiliger Sektoren wurde als der mittels Diiodmethan gemessene Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms berechnet. Die Oberflächenenergie, die polare Komponente der Oberflächenenergie und Dispersionskomponente wurden aus den Kontaktwinkelwerten des Lichtabschirmfilms, gemessen und berechnet durch reines Wasser und Diiodmethan, berechnet.
Die Oberflächenenergie des reinen Wassers, das bei der Messung verwendet wird, beträgt 72,8 mN/m, die polare Komponente der Oberflächenenergie beträgt 51 mN/m, und die Dispersionskomponente beträgt 21,8 mN/m. Die Oberflächenenergie des Diiodmethans, das bei der Messung verwendet wird, beträgt 50,8 mN/m, die polare Komponente der Oberflächenenergie beträgt 0 mN/m, und die Dispersionskomponente beträgt 50,8 mN/m.
Der Oberflächenanalysator war ein MSA-(Mobile Surface Analyzer)-Doppeltyp-Modell, erhältlich von der KRÜSS Corporation.
Die gemessenen Werte der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden in der nachstehenden Tabelle 2 beschrieben.
Bewertungsbeispiel: Messung der Oberflächenrauheitseigenschaften des Lichtabschirmfilms
Die Rsk- und Rku-Werte der Oberfläche des Lichtabschirmfilms jedes Beispiels oder Vergleichsbeispiels wurden gemäß ISO_4287 gemessen.
Im Detail wurde ein XE-150-Modell, erhältlich von PARK SYSTEM, aufgebracht mit PPP_NCHR, welches ein Cantilever-Modell war, erhältlich von PARK SYSTEM, als eine Sonde in der Fläche von 1 µm vertikal und horizontal in der Mitte des Lichtabschirmfilms, verwendet, um den Rsk-Wert und den Rku-Wert im berührungslosen Modus bei einer Scangeschwindigkeit von 0,5 Hz zu messen.
Das gemessene Ergebnis der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde in Tabelle 3 beschrieben.
Bewertungsbeispiel: Bewertung der Resistfilmbeschichtung
Ein Resistfilm wurde auf den Lichtabschirmfilm jedes Beispiels oder Vergleichsbeispiels durch Injizieren einer Resistlösung des XFP255-Modells, erhältlich von der FUJI Corporation, in einem Rotationsbeschichtungsverfahren aufgebracht. Anschließend wurde der aufgebrachte Resistfilm für 620 Sekunden bei 140 °C getrocknet, um einen Resistfilm in der Dicke von 1300 Ä zu bilden.
Danach wurde die Oberfläche, auf die der Resistfilm aufgebracht worden war, jedes Beispiels oder Vergleichsbeispiels in sieben Flächen vertikal und horizontal aufgeteilt. In den jeweiligen Flächen wurde die Dicke eines Resistfilms unter Verwendung eines MG Pro-Modelltests gemessen, erhältlich von NANOVIEW Wenn der Wert des Subtrahierens des Minimums vom Maximum innerhalb der Dickenwerte eines Resistfilms, gemessen von jeder Fläche, weniger als 130 Ä betrug, wurde er als Pass bewertet, und wenn der Wert 130 Ä oder mehr betrug, wurde er als Fail bewertet.
Das bewertete Ergebnis der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde in der nachstehenden Tabelle 3 beschrieben.
Bewertungsbeispiel: Bewertung der Reinigungswirkung des Lichtabschirmfilms
Die Probe jedes Beispiels oder Vergleichsbeispiels, die in SMIF (Standard Mechanical InterFace) gehalten wurde, wurde geöffnet, um belassen zu werden, wodurch die Probenoberfläche verschmutzt werden konnte. Eine Fläche von 146 mm vertikal und horizontal innerhalb der Oberfläche des Lichtabschirmfilms der linken Probe wurde durch den M6641S-Tester, erhältlich von der LASERTEC Corporation, inspiziert, und die Anzahl der Partikel wurde gemessen. Die Wellenlänge eines Testlichts, das in der Inspektion für Partikel verwendet wurde, wurde auf 532 mm angewendet.
Danach wurde die Probenoberfläche, bei der eine Verschmutzung festgestellt worden war, gereinigt.
Die Reinigung wurde wie folgt durchgeführt. Die Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe wurde durch Bestrahlung eines Lichts mit der Wellenlänge von 172 nm für 120 Sekunden aktiviert. Nach der Aktivierung wurde ein kohlensäurehaltiges Wasser in die Probenoberfläche für 1 Minute und 30 Sekunden in der Strömungsrate von 1500 ml/min injiziert, wodurch ein Spülen durchgeführt wurde. Nach dem Spülen, während die Probe mit 80 U/min gedreht wurde, wurden SC-1-Lösung in der Strömungsrate von 800 ml/min und Wasserstoffwasser in der Strömungsrate von 600 ml/min gleichzeitig für 8 Minuten und 30 Sekunden injiziert, um eine Reinigung durchzuführen. Die SC-1-Lösung wurde als eine Lösung, die NH₄OH zu 0,1 Volumen-%, H₂O₂ zu 0,08 Volumen-% und H₂O zu 99,82 Volumen-% umfasst, aufgebracht. Nach der Reinigung wurde kohlensäurehaltiges Wasser in die Probenoberfläche für 1 Minute und 30 Sekunden in der Strömungsrate von 1500 ml/min injiziert, um ein Spülen durchzuführen.
Danach wurde die Anzahl der Partikel von der Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe nach Abschluss der Reinigung unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie das Verfahren zum Inspizieren von Partikeln der Probe, bevor sie gereinigt wurden, inspiziert. Wenn alle Partikel von der Oberfläche des Lichtabschirmfilms nach der Reinigung entfernt wurden, wurde das Messergebnis als O bewertet, wenn Partikel von 70 % oder mehr entfernt wurden, wurde es als Δ bewertet, und wenn Partikel von weniger als 70 % entfernt wurden, wurde es als X bewertet.
Das gemessene Ergebnis der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde in der nachstehenden Tabelle 3 beschrieben.
Bewertungsbeispiel: Bewertung der zusätzlichen Partikelmessung innerhalb des Lichtabschirmfilms
Die Probe jedes Beispiels oder Vergleichsbeispiels, die in SMIF (Standard Mechanical InterFace) gehalten wurde, wurde geöffnet und in das Innere eines Inspektors des M6641S-Modells, erhältlich von der LASERTEC Corporation, geladen, und die Anzahl der Partikel wurde in einer Fläche von 146 mm vertikal und horizontal innerhalb der Oberfläche des Lichtabschirmfilms gemessen. Die Wellenlänge des Testlichts, das in der Partikelinspektion verwendet wurde, wurde auf 532 mm angewendet.
Danach wurde eine Reinigung an der Probenoberfläche durchgeführt. Im Detail wurde die Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe für 120 Sekunden durch ein Licht mit der Wellenlänge von 172 nm bestrahlt, um aktiviert zu werden. Nach der Aktivierung wurde kohlensäurehaltiges Wasser in der Strömungsrate von 1500 ml/min für 1 Minute und 30 Sekunden injiziert, wodurch ein Spülen durchgeführt wurde. Nach dem Spülen, während die Probe mit 80 U/min gedreht wurde, wurden SC-1-Lösung in der Strömungsrate von 800 ml/min und Wasserstoffwasser in der Strömungsrate von 600 ml/min gleichzeitig für 8 Minuten und 30 Sekunden an die Oberfläche des Lichtabschirmfilms injiziert, wodurch eine Reinigung durchgeführt wurde. Die SC-1-Lösung wurde als eine Lösung, die NH₄OH zu 0,1 Volumen-%, H₂O₂ zu 0,08 Volumen-% und H₂O zu 99,82 Volumen-% umfasst, aufgebracht. Nach der Reinigung wurde kohlensäurehaltiges Wasser in die Probenoberfläche in der Strömungsrate von 1500 ml/min für 1 Minute und 30 Sekunden injiziert, wodurch ein Spülen durchgeführt wurde.
Danach wurde die Anzahl der Partikel, die in der Oberfläche des Lichtabschirmfilms der Probe, nachdem sie gereinigt wurden, vorhanden waren, durch das gleiche Verfahren wie das Verfahren zum Inspizieren von Partikeln der Probe, bevor sie gereinigt wurden, inspiziert. Im Vergleich zu dem Lichtabschirmfilm, bevor er gereinigt wurde, wurde, wenn ein neu zusätzliches Partikel nicht gemessen wurde, es als X bewertet, und wenn ein neu zusätzliches Partikel gemessen wurde, wurde es als Δ bewertet.

Das Bewertungsergebnis der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde in der nachstehenden Tabelle 3 beschrieben. [Tabelle 1]

	Temperatur für eine Wärmebehandlung (°C)	Zeit für eine Wärmebehandlung (Minute)	Ob Kühlplatte verwendet wird	Die Strömungsrate von Heliumgas (sccm)	Temperatur der Kühlplatte (°C)	Kühlzeit (Minute)	Kühlgeschwindig -keit (°C / Minute)	Temperatur für die Stabilisierung (°C)	Stabilisierungszeit (Minute)
Beispiel 1	200	15	0	-	23	5	36	20 bis 25	15
Beispiel 2	250	15	0	-	23	7	36	20 bis 25	20
Beispiel 3	250	15	0	-	23	8	30	20 bis 25	15
Beispiel 4	300	15	0	-	23	8	36	20 bis 25	30
Beispiel 5	300	15	0	300	23	5	56	20 bis 25	45
Vergleichsbeispiel 1	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Vergleichsbeispiel 2	250	15	X	-	23 (Atmosphärentemperatur)	120	2	-	-
Vergleichsbeispiel 3	300	15	0	300	23	5	56	-	-

[Tabelle 2]

	θ₁(°)¹⁾	θ₂(°)²⁾	θ₂/θ₁	Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms (mN / m)	Polare Komponente der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms (mN / m)	Dispersionskomponente der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms (mN / m)	Das Verhältnis der Dispersionskomponente der Oberflächenenergie im Vergleich zu der Oberflächenenergie
Beispiel 1	71,58	42,91	0,599	45,25	7,13	38,12	0,842
Beispiel 2	72,71	43,56	0,599	44,5	6,73	37,78	0,849
Beispiel 3	73,11	43,75	0,598	44,25	6,58	37,68	0,852
Beispiel 4	74,25	43,9	0,591	43,71	6,11	37,6	0,860
Beispiel 5	74,46	44,95	0,604	43,21	6,17	37,04	0,857
Vergleichsbeispiel 1	68,31	39,45	0,578	48,02	8,13	39,89	0,831
Vergleichsbeispiel 2	68,95	39,03	0,566	47,87	7,77	40,09	0,837
Vergleichsbeispiel 3	75,15	45,43	0,605	42,73	5,95	36,78	0,861

1) θ₁ ist der mittels reinem Wasser gemessene Kontaktwinkel der Oberfläche des Lichtabschirmfilms.
2) θ₂ ist der mittels Diiodmethan gemessene Kontaktwinkel der Oberfläche des Lichtabschirmfilms. [Tabelle 3]

	Rsk	Rku	Reinigungswirkun g	Resistbeschichtung	Zusätzliche Partikelbewertung
Beispiel 1	-0,885	4,125	◯	P	X
Beispiel 2	-0,651	3,795	◯	P	X
Beispiel 3	-0,714	3,923	◯	P	X
Beispiel 4	-0,399	2,972	◯	P	X
Beispiel 5	-0,204	2,845	◯	P	X
Vergleichsbeispiel 1	-1,316	9,245	△	F	△
Vergleichsbeispiel 2	-1,154	7,352	△	F	△
Vergleichsbeispiel 3	-1,168	5,054	X	F	X

Alle Fälle von Beispielen, in denen der mittels Diiodmethan gemessene Kontaktwinkel der Oberfläche des Lichtabschirmfilms, die Rsk- und Rku-Werte und dergleichen, innerhalb des in Ausführungsformen vorbestimmten Bereichs gesteuert wurden, wurden als P für den Reinigungseffekt bewertet, jedoch wurden die Vergleichsbeispiele 1 und 2 als Δ bewertet, und der Fall des Vergleichsbeispiels 3 wurde als X bewertet.
Zur Bewertung der Resistfilmbeschichtung wurden alle Beispiele als P bewertet, jedoch wurden alle Vergleichsbeispiele als F bewertet.
Zur Bewertung der Reinigungswirkung wurden Beispiele als O bewertet, jedoch wurden Vergleichsbeispiele als Δ oder X bewertet.
Zur Bewertung, ob ein zusätzliches Partikel vorhanden war, zeigten Beispiele kein zusätzliches Partikel, jedoch wurden die Vergleichsbeispiele 1 und 2 als Δ bewertet.
Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurden, ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, und Modifikationen und Änderungen, die von Fachleuten auf dem Gebiet unter Verwendung des in den folgenden Ansprüchen definierten Grundkonzepts der vorliegenden Erfindung vorgenommen wurden, fallen in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

100: Rohmaske
10: Lichtübertragungssubstrat
20: Lichtabschirmfilm
21: Erste Lichtabschirmschicht
22: Zweite Lichtabschirmschicht
30: Phasenverschiebungsfilm
200: Fotomaske
25: Lichtabschirmmusterfilm

Claims

Rohmaske, umfassend: ein transparentes Substrat und einen Lichtabschirmfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist, wobei der Lichtabschirmfilm ein Übergangsmetall umfasst und zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff umfasst, wobei der Lichtabschirmfilm einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° aufweist, wobei eine Oberfläche des Lichtabschirmfilms einen Rsk-Wert von -1 bis 0 aufweist, und wobei die Oberfläche des Lichtabschirmfilms einen Rku-Wert von 7 oder weniger aufweist.
Rohmaske nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis einer Dispersionskomponente einer Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms zu der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms 0,84 bis 0,865 beträgt.
Rohmaske nach Anspruch 2, wobei die Dispersionskomponente der Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms einen Wert von 37 mN/m bis 40 mN/m aufweist.
Rohmaske nach Anspruch 2, wobei die Oberflächenenergie des Lichtabschirmfilms einen Wert von 43 mN/m bis 47 mN/m aufweist.
Rohmaske nach Anspruch 1, wobei der Wert des Quotienten des mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkels des Lichtabschirmfilms durch einen mittels reinem Wasser gemessenen Kontaktwinkel des Lichtabschirmfilms 0,58 bis 0,604 beträgt.
Rohmaske nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Lichtabschirmfilms einen Rku-Wert von 2 oder mehr aufweist.
Rohmaske nach Anspruch 1, wobei der Lichtabschirmfilm eine erste Lichtabschirmschicht und eine zweite Lichtabschirmschicht umfasst, die auf der ersten Lichtabschirmschicht angeordnet ist, und wobei eine Menge eines Übergangsmetalls der zweiten Lichtabschirmschicht einen größeren Wert als eine Menge eines Übergangsmetalls der ersten Lichtabschirmschicht aufweist.
Rohmaske nach Anspruch 1, wobei das Übergangsmetall Cr und/oder Ta und/oder Ti und/oder Hf umfasst.
Fotomaske, umfassend: ein transparentes Substrat und einen Lichtabschirmmusterfilm, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist, wobei der Lichtabschirmmusterfilm ein Übergangsmetall umfasst und zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff umfasst, wobei eine obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° aufweist, wobei die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms einen Rsk-Wert von -1 bis 0 aufweist, und wobei die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms einen Rku-Wert von 7 oder weniger aufweist.
Herstellungsverfahren für ein Halbleiterelement, umfassend: Bereitstellen einer Lichtquelle, einer Fotomaske und eines Halbleiterwafers, auf den ein Resistfilm aufgebracht wurde; Belichten mittels selektivem Übertragen eines von der Lichtquelle einfallenden Lichts durch die Fotomaske auf den zu belichtenden Halbleiterwafer; und Entwickeln eines Musters auf dem Halbleiterwafer, wobei die Fotomaske ein transparentes Substrat und einen Lichtabschirmmusterfilm umfasst, der auf dem transparenten Substrat angeordnet ist, wobei der Lichtabschirmmusterfilm ein Übergangsmetall umfasst und zudem Sauerstoff und/oder Stickstoff umfasst, wobei eine obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms einen mittels Diiodmethan gemessenen Kontaktwinkel von 40° bis 45° aufweist, wobei die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms einen Rsk-Wert von -1 bis 0 aufweist, und wobei die obere Oberfläche des Lichtabschirmmusterfilms einen Rku-Wert von 7 oder weniger aufweist.