DE102023116413A1 - Rohmaske und fotomaske unter verwendung dieser - Google Patents

Rohmaske und fotomaske unter verwendung dieser Download PDF

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GeonGon LEE
Hyung-Joo Lee
Suhyeon Kim
Sung Hoon Son
Seong Yoon Kim
Min Gyo Jeong
Taewan Kim
Inkyun SHIN
Tae Young Kim
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SK Enpulse Co Ltd
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Abstract

Hierin wird eine Fotomaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart, die ein lichtdurchlässiges Substrat und eine lichtblockierende Musterschicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist, umfasst. Die lichtblockierende Schicht enthält ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff. Ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Schicht reicht von 14 nm bis 24 nm. In diesem Fall kann eine hochauflösende Fotomaske aus der Rohmaske implementiert werden, und ein genaueres Ergebnis kann erhalten werden, wenn eine Defektinspektion auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht mit hoher Empfindlichkeit durchgeführt wird.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der am 23. Juni 2022 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2022-0076792.
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Rohmaske und eine Fotomaske unter Verwendung dieser.
  • 2. Erörterung des Stands der Technik
  • Aufgrund der hohen Integration von Halbleitervorrichtungen ist Feinheit für Schaltungsmuster von Halbleitervorrichtungen erforderlich. Daher nimmt die Bedeutung der Lithographie zu, die eine Technik zum Entwickeln von Schaltungsmustern auf der Oberfläche eines Wafers unter Verwendung einer Fotomaske ist.
  • Um feine Schaltungsmuster zu entwickeln, sind kurze Wellenlängen der in Belichtungsprozessen verwendeten Belichtungslichtquellen erforderlich. In letzter Zeit wurde ein ArF-Excimerlaser (mit einer Wellenlänge von 193 nm) als Belichtungslichtquelle verwendet.
  • Unterdessen umfassen Fotomasken binäre Masken und Phasenverschiebungsmasken.
  • Eine binäre Maske weist eine Konfiguration auf, bei der ein lichtblockierendes Schichtmuster auf einem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet ist. In einer Oberfläche der binären Maske, auf der ein Muster ausgebildet ist, überträgt ein durchlässiger Abschnitt, der keine lichtblockierende Schicht umfasst, Belichtungslicht, und ein blockierender Abschnitt, der die lichtblockierende Schicht umfasst, blockiert das Belichtungslicht, so dass das Muster auf einem Resistfilm auf einer Oberfläche eines Wafers belichtet wird. Wenn das Muster jedoch feiner wird, kann die binäre Maske ein Problem bei der Entwicklung eines feinen Musters aufgrund der Beugung von Licht aufweisen, die von einer Kante des durchlässigen Abschnitts während des Belichtungsprozesses erzeugt wird.
  • Die Phasenverschiebungsmasken umfassen Phasenverschiebungsmasken des Levenson-Typs, Phasenverschiebungsmasken des Outrigger-Typs und Phasenverschiebungsmasken des Halbton-Typs. Unter den Phasenverschiebungsmasken weist die Phasenverschiebungsmaske des Halbton-Typs eine Konfiguration auf, bei der ein Muster aus einer halbdurchlässigen Schicht auf einem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet ist. In einer Oberfläche der Phasenverschiebungsmaske des Halbton-Typs, auf der ein Muster ausgebildet ist, überträgt ein durchlässiger Abschnitt, der die halbdurchlässige Schicht nicht umfasst, Belichtungslicht, und ein halbdurchlässiger Abschnitt, der die halbdurchlässige Schicht umfasst, überträgt gedämpftes Belichtungslicht. Das gedämpfte Belichtungslicht weist eine Phasendifferenz im Vergleich zu dem Belichtungslicht auf, das durch den durchlässigen Abschnitt hindurchgeht. Da somit gebeugtes Licht, das von einer Kante des durchlässigen Abschnitts erzeugt wird, durch das Belichtungslicht versetzt wird, das durch den halbdurchlässigen Abschnitt hindurchgeht, kann die Phasenverschiebungsmaske ein aufwendigeres feines Muster auf der Oberfläche des Wafers ausbilden.
  • [Dokumente des Stands der Technik]
  • [Patentdokumente]
    • (Patentdokument 1) koreanisches registriertes Patent Nr. 10-1584383
    • (Patentdokument 2) japanisches registriertes Patent Nr. 5799063
    • (Patentdokument 3) koreanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 10-2021-0065049
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fotomaske mit einer hohen Auflösung, die durch Strukturieren erhalten wird, und eine Rohmaske zum Erhalten eines genaueren Ergebnisses, wenn eine Defektinspektion auf einer Oberfläche einer lichtblockierenden Schicht mit hoher Empfindlichkeit durchgeführt wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Rohmaske bereitgestellt, die ein lichtdurchlässiges Substrat und eine lichtblockierende Schicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist, umfasst.
  • Die lichtblockierende Schicht kann ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff enthalten.
  • Ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Schicht kann von 14 nm bis 24 nm reichen.
  • Die Anzahl der Körner auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht kann 20 oder mehr und 55 oder weniger pro 0,01 µm2 betragen.
  • Die lichtblockierende Schicht kann eine erste lichtblockierende Schicht und eine zweite lichtblockierende Schicht, die auf der ersten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, umfassen.
  • Eine Ätzgeschwindigkeit der mit Argongas geätzten zweiten lichtblockierenden Schicht kann 0,3 Å/s oder mehr und 0,5 Å/s oder weniger betragen.
  • Eine Ätzgeschwindigkeit der mit Argongas geätzten ersten lichtblockierenden Schicht kann 0,56 Å/s oder mehr betragen.
  • Eine Ätzgeschwindigkeit der mit einem chlorbasierten Gas geätzten lichtblockierenden Schicht kann 1,5 Ä/s oder mehr betragen.
  • Das Übergangsmetall kann mindestens eines von Cr, Ta, Ti und Hf enthalten. Das Übergangsmetall kann ferner Fe enthalten.
  • Die lichtblockierende Schicht kann unter Verwendung eines Sputtertargets gebildet werden, das 0,0001 Gewichtsteile oder mehr Fe und 0,035 Gewichtsteile oder weniger Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthält.
  • Die zweite lichtblockierende Schicht kann 40 Atom-% oder mehr und 70 Atom-% oder weniger Übergangsmetall enthalten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fotomaske bereitgestellt, die ein lichtdurchlässiges Substrat und eine lichtblockierende Musterschicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist, umfasst.
  • Die lichtblockierende Musterschicht kann ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff enthalten.
  • Ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Musterschicht kann von 14 nm bis 24 nm reichen.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bereitgestellt, das einen Vorbereitungsvorgang des Anordnens einer Lichtquelle und eines Halbleiterwafers, auf dem eine Fotomaske und eine Resistschicht aufgebracht sind, einen Belichtungsvorgang des selektiven Übertragens und Emittierens von Licht, das von der Lichtquelle einfällt, durch die Fotomaske zu dem Halbleiterwafer und einen Entwicklungsvorgang des Entwickelns eines Musters auf dem Halbleiterwafer umfasst.
  • Die Fotomaske kann ein lichtdurchlässiges Substrat und eine lichtblockierende Musterschicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist, umfassen.
  • Die lichtblockierende Musterschicht kann ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff enthalten.
  • Ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Musterschicht kann von 14 nm bis 24 nm reichen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für die Fachleute deutlicher, indem deren beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden, in denen:
    • 1 eine konzeptionelle grafische Darstellung zum Beschreiben einer Rohmaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
    • 2 eine konzeptionelle grafische Darstellung zum Beschreiben einer Rohmaske gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
    • 3 eine konzeptionelle grafische Darstellung zum Beschreiben einer Rohmaske gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
    • 4 eine konzeptionelle grafische Darstellung zum Beschreiben einer Fotomaske gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen ausführlich beschrieben, so dass die Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, die Ausführungsformen leicht ausführen können. Die Ausführungsformen können jedoch in verschiedenen Formen implementiert werden und sind nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
  • Wie hier verwendet, werden die Begriffe „etwa“, „im Wesentlichen“ und dergleichen verwendet, um bei oder in der Nähe des numerischen Werts zu bedeuten, wenn Herstellungs- und Materialtoleranzen dargestellt werden, die in der angegebenen Bedeutung inhärent sind, und um das Verständnis von Ausführungsformen zu unterstützen und um zu verhindern, dass skrupellose Verletzer diese Offenbarung, in der genaue oder absolute numerische Werte angegeben sind, unangemessen nutzen.
  • In der gesamten vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff „eine Kombination davon“, der in einem Ausdruck einer Markush-Form enthalten ist, eine Mischung oder Kombination von einer oder mehreren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Komponenten, die in dem Ausdruck der Markush-Form beschrieben sind, und bedeutet, eine oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den obigen Komponenten, zu enthalten.
  • In der gesamten vorliegenden Beschreibung bedeutet die Beschreibung von „A und/oder B“ „A, B oder A und B.“
  • In der gesamten vorliegenden Beschreibung werden Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „A“ und „B“ verwendet, um die gleichen Begriffe voneinander zu unterscheiden, sofern nicht anders angegeben.
  • In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die Bedeutung, dass B auf A positioniert ist, dass B auf A positioniert ist oder B auf A positioniert ist oder positioniert werden soll, wobei eine andere Schicht dazwischen angeordnet ist, und wird nicht als darauf beschränkt interpretiert, dass B in Kontakt mit einer Oberfläche von A positioniert ist.
  • In der vorliegenden Beschreibung wird eine Singularform mit einer Bedeutung ausgelegt, die die Singularform oder eine im Kontext ausgelegte Pluralform enthält, sofern nicht anders angegeben.
  • Da Halbleiter höher integriert werden, müssen strukturierte lichtblockierende Schichten schmalere Linienbreiten aufweisen. Da jedoch die Linienbreite des entworfenen Musters schmaler wird, kann es schwieriger werden, eine Form einer lichtblockierenden Musterschicht genau zu steuern, und eine Auftrittshäufigkeit von Defekten in einer Musterschicht kann zunehmen.
  • Währenddessen wird für feine Muster eine auf hohe Empfindlichkeit eingestellte Defektinspektion angefordert. Wenn jedoch die hochempfindliche Defektinspektion durchgeführt wird, besteht ein Problem der Verschlechterung der Genauigkeit von Inspektionsergebnissen, wie etwa der Detektion vieler Pseudodefekte zusätzlich zu tatsächlichen Defekten. Dies bewirkt, dass eine Defektrate einer Fotomaske zunimmt.
  • Die Pseudodefekte bewirken keine Verschlechterung der Auflösung der Rohmaske oder Fotomaske und entsprechen daher nicht tatsächlichen Defekten, aber dies bedeutet, dass die Pseudodefekte als Defekte bestimmt werden, wenn sie mit einer hochempfindlichen Defektinspektionsvorrichtung inspiziert werden.
  • Die Erfinder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben bestätigt, dass es durch Steuern eines Mittelwerts von Korngrößen auf einer Oberfläche der lichtblockierenden Schicht möglich ist, eine hochauflösende Fotomaske zu realisieren und eine Rohmaske bereitzustellen, in der es leicht ist, Defekte durch eine hochempfindliche Defektinspektion zu detektieren, und haben die Ausführungsformen vollendet.
  • Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
  • 1 ist eine konzeptionelle grafische Darstellung zum Beschreiben einer Rohmaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Rohmaske der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
  • Die Rohmaske 100 umfasst ein lichtdurchlässiges Substrat 10 und eine lichtblockierende Schicht 20, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat 10 angeordnet ist.
  • Ein Material des lichtdurchlässigen Substrats 10 ist nicht beschränkt, solange das Material Lichtdurchlässigkeit für Belichtungslicht aufweist und auf die Rohmaske 100 aufgebracht werden kann. Insbesondere kann die Durchlässigkeit des lichtdurchlässigen Substrats 10 für Belichtungslicht mit einer 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 ein synthetisches Quarzsubstrat als lichtdurchlässiges Substrat 10 verwendet werden. In diesem Fall kann das lichtdurchlässige Substrat 10 eine Dämpfung von Licht unterdrücken, das durch das lichtdurchlässige Substrat 10 hindurchgeht.
  • Außerdem kann das Auftreten einer optischen Verzerrung in dem lichtdurchlässigen Substrat 10 durch Einstellen von Oberflächeneigenschaften, wie etwa Ebenheit und Rauheit, unterdrückt werden.
  • Die lichtblockierende Schicht 20 kann auf einer Oberseite des lichtdurchlässigen Substrats 10 positioniert sein.
  • Die lichtblockierende Schicht 20 kann eine Eigenschaft des Blockierens wenigstens eines Teils des Belichtungslichts aufweisen, das auf eine Unterseite des lichtdurchlässigen Substrats 10 einfällt. Außerdem kann, wenn eine Phaseninversionsschicht 30 zwischen dem lichtdurchlässigen Substrat 10 und der lichtblockierenden Schicht 20 positioniert ist (siehe 3), die lichtblockierende Schicht 20 als eine Ätzmaske in einem Prozess des Ätzens der Phaseninversionsschicht 30 gemäß einer Musterform verwendet werden.
  • Die lichtblockierende Schicht 20 enthält ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff.
  • Kornbezogene Eigenschaften der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht
  • Ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 reicht von 14 nm bis 24 nm.
  • Eine Resistmusterschicht kann durch Ausstrahlen eines Elektronenstrahls auf eine Resistschicht gebildet werden, die auf der lichtblockierenden Schicht 20 gebildet ist. In letzter Zeit haben Fotomasken, die auf Belichtungsprozesse angewendet werden, aufgrund der Miniaturisierung von Halbleitervorrichtungen auch mehr miniaturisierte Muster und höhere Musterdichten. Um eine solche Fotomaske zu realisieren, wird eine Rohmaske für eine längere Zeit als zuvor einem Elektronenstrahl ausgesetzt. Wenn die Ausstrahlung des Elektronenstrahls fortgesetzt wird, kann ein Aufladungsphänomen auftreten, bei dem Elektronen auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 akkumuliert werden, die unter der Resistschicht angeordnet ist. Wenn der Elektronenstrahl auf die Oberfläche der geladenen lichtblockierenden Schicht ausgestrahlt wird, kann eine Abstoßung zwischen Elektronen, die im Elektronenstrahl enthalten sind, und den Elektronen, die auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht akkumuliert sind, auftreten. Somit können Schwierigkeiten beim Steuern einer genauen Form einer zu entwickelnden Resistmusterschicht auftreten. Außerdem kann die geladene lichtblockierende Schicht einen Inspektor während einer Defektinspektion beeinflussen und die Genauigkeit der Defektinspektion verschlechtern.
  • Gemäß der Ausführungsform kann der Mittelwert der Korngrößen des Übergangsmetalls auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 innerhalb eines Bereichs gesteuert werden, der in der Ausführungsform eingestellt ist, um eine Kristallkorngrenzendichte der Oberfläche zu steuern. Auf diese Weise kann, da sich die Elektronen, die auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 akkumuliert sind, freier innerhalb der lichtblockierenden Schicht bewegen können, ein Ladungsgrad der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 effektiv reduziert werden. Gleichzeitig ist es, da die Kristallkorngrenzen auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht gesteuert werden, möglich, zu verhindern, dass eine Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht übermäßig verringert wird, und zu verhindern, dass die Rauheit der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht auf ein vorbestimmtes Niveau oder mehr zunimmt.
  • Der Mittelwert der Korngrößen der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 wird durch ein Sekundärelektronenmikroskop (SEM) gemessen. Insbesondere wird die Messvergrößerung des SEM auf 150 k, eine Spannung auf 5,0 kV und ein Arbeitsabstand (WD) (ein Abstand zwischen einer Linse und einer Probe) auf 4 mm eingestellt, und ein Bild der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht wird gemessen. Der Mittelwert der Korngrößen der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht wird von dem Bild durch ein in ASTM E112-96e1 offenbartes Abfangverfahren gemessen.
  • Ein Verfahren zum Messen des Mittelwerts der Korngrößen durch das Abfangverfahren ist wie folgt. Vier zufällige Linien mit der gleichen Länge werden auf dem Bild der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 gezeichnet. Eine Kristallkorngröße D für jede Linie wird gemäß der folgenden Gleichung 1 berechnet. D = I n × M
    Figure DE102023116413A1_0001
  • In Gleichung 1 bezeichnet D die Kristallkorngröße, 1 bezeichnet eine Länge der Linie, n bezeichnet die Anzahl von Schnittpunkten zwischen der Linie und den Kristallkorngrenzen der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht und M bezeichnet die auf das SEM angewendete Vergrößerung.
  • Der berechnete Mittelwert der Korngrößen wird als ein Mittelwert der Korngrößen der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 genommen.
  • Der Mittelwert der Korngrößen der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 kann von 14 nm bis 24 nm reichen. Der Mittelwert kann 15 nm oder mehr betragen. Der Mittelwert kann 16 nm oder mehr betragen. Der Mittelwert kann 17 nm oder mehr betragen. Der Mittelwert kann 19 nm oder mehr betragen. Der Mittelwert kann 23 nm oder weniger betragen. Der Mittelwert kann 22 nm oder weniger betragen. In diesem Fall kann eine Resistmusterschicht mit einer ausgezeichneten Auflösung auf der lichtblockierenden Schicht gebildet werden, und die Genauigkeit einer Defektinspektion auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht kann effektiv erhöht werden.
  • Die Anzahl der Körner auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 kann 20 oder mehr und 55 oder weniger pro 0,01 µm2 betragen.
  • Gemäß der Ausführungsform kann die Anzahl der Körner pro Flächeneinheit auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 gesteuert werden. Auf diese Weise kann, da eine Verteilung der Kristallkorngrenzen auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 gesteuert wird, verhindert werden, dass die Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht 20 in Bezug auf ein Ätzgas übermäßig abnimmt. Außerdem kann während des Strukturierungsprozesses unter Verwendung des Elektronenstrahls der Grad der Elektronenabstoßung, die auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 auftritt, effektiv reduziert werden. Außerdem kann die Auftrittshäufigkeit von Fehlern des Inspektors aufgrund der Ladung wesentlich reduziert werden.
  • Die Anzahl der Körner pro 0,01 µm2 der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht wird von dem SEM-Bild mit einer Fläche von 1 µm horizontal und 1 µm vertikal auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht gemessen. Die Beschreibung eines Verfahrens zum Messen des SEM-Bilds der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht wird weggelassen, da sie die obige Beschreibung überlappt.
  • Wenn die Anzahl der Körner berechnet wird, werden Körner, die sich über eine Seite der Fläche von 1 µm horizontal und 1 µm vertikal befinden, als 0,5 berechnet, und Körner, die sich über eine Ecke der Fläche befinden und nur teilweise beobachtet werden, werden als 0,25 berechnet.
  • Die Anzahl der Körner auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 kann 20 oder mehr und 55 oder weniger pro 0,01 µm2 betragen. Die Anzahl der Körner auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht kann 25 oder mehr pro 0,01 µm2 betragen. Die Anzahl der Körner auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht kann 30 oder mehr pro 0,01 µm2 betragen. Die Anzahl der Körner auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht kann 52 oder weniger pro 0,01 µm2 betragen. Die Anzahl der Körner auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht kann 50 oder weniger pro 0,01 µm2 betragen. In diesen Fällen ist es möglich, die Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht in Bezug auf das Ätzgas zu verbessern, und es ist möglich, eine genaue Strukturierung der lichtblockierenden Schicht durch Aufbringen einer dünneren Resistschicht auf die lichtblockierende Schicht zu ermöglichen.
  • Ätzeigenschaften der lichtblockierenden Schicht
  • 2 ist eine konzeptionelle grafische Darstellung zum Beschreiben der Rohmaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Rohmaske der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • Die lichtblockierende Schicht 20 kann eine erste lichtblockierende Schicht 21 und eine zweite lichtblockierende Schicht 22, die auf der ersten lichtblockierenden Schicht 21 angeordnet ist, umfassen.
  • Eine gemessene Ätzgeschwindigkeit der mit Argongas (Ar-Gas) geätzten zweiten lichtblockierenden Schicht 22 kann 0,3 Å/s oder mehr und 0,5 Å/s oder weniger betragen.
  • Die gemessene Ätzgeschwindigkeit der mit dem Ar-Gas geätzten ersten lichtblockierenden Schicht 21 kann 0,56 Å/s oder mehr betragen.
  • Gemäß der Ausführungsform kann die Ätzgeschwindigkeit jeder Schicht der lichtblockierenden Schicht 20 durch Steuern von kornbezogenen Eigenschaften jeder Schicht in der lichtblockierenden Schicht 20 eingestellt werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht 20 in Bezug auf ein Ätzgas übermäßig verringert wird, und eine Seitenoberfläche der lichtblockierenden Musterschicht, die aus der lichtblockierenden Schicht 20 durch Strukturieren implementiert wird, kann eine vertikalere Form von einer Substratoberfläche aufweisen.
  • Insbesondere ist es gemäß der Ausführungsform möglich, die gemessene Ätzgeschwindigkeit für jede Schicht in der mit dem Ar-Gas geätzten lichtblockierenden Schicht 20 einzustellen. Ein Trockenätzen, das durch Aufbringen des Ar-Gases als ein Ätzmittel durchgeführt wird, entspricht einem physikalischen Ätzen, das keine wesentliche chemische Reaktion zwischen dem Ätzmittel und der lichtblockierenden Schicht 20 beinhaltet. Die Ätzgeschwindigkeit, die unter Verwendung des Ar-Gases als ein Ätzmittel gemessen wird, ist unabhängig von der Zusammensetzung und der chemischen Reaktivität jeder Schicht in der lichtblockierenden Schicht 20 und wird als ein Parameter betrachtet, der effektiv eine Kristallkorngrenzendichte jeder Schicht widerspiegeln kann.
  • Ein Verfahren zum Messen der Ätzgeschwindigkeit der mit Ar-Gas geätzten ersten lichtblockierenden Schicht 21 und der zweiten lichtblockierenden Schicht 22 ist wie folgt.
  • Zuerst werden Dicken der ersten lichtblockierenden Schicht 21 und der zweiten lichtblockierenden Schicht 22 unter Verwendung von Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) gemessen. Insbesondere wird eine Probe durch Verarbeiten einer Rohmaske 100, die ein Messziel ist, in eine Größe von 15 mm horizontal und 15 mm vertikal hergestellt. Eine Oberfläche der Probe wird mit einem fokussierten Ionenstrahl (FIB) verarbeitet und in einem TEM-Bildmessinstrument platziert, und ein TEM-Bild der Probe wird gemessen. Die Dicken der ersten lichtblockierenden Schicht 21 und der zweiten lichtblockierenden Schicht 22 werden aus dem TEM-Bild berechnet. Zum Beispiel kann das TEM-Bild mit einem JEM-2100F HR-Modell von JEOL Ltd. gemessen werden.
  • Dann werden die erste lichtblockierende Schicht 21 und die zweite lichtblockierende Schicht 22 der Probe mit Ar-Gas geätzt, und eine zum Ätzen jeder Schicht erforderliche Zeit wird gemessen. Insbesondere wird die Probe in einem Röntgenphotoelektronenspektroskopie(XPS)-Messinstrument platziert, und eine Fläche von 4 mm horizontal und 2 mm vertikal in einem zentralen Abschnitt der Probe wird mit Ar-Gas geätzt, um eine Ätzzeit für jede Schicht zu messen. Wenn die Ätzzeit gemessen wird, wird ein Vakuumpegel in der Messinstrumentausrüstung auf 1,0·10-8 mbar eingestellt, eine Röntgenquelle ist Monochromator Al Kα (1486,6 eV), die Anodenleistung wird auf 72 W eingestellt, eine Anodenspannung wird auf 12 kV eingestellt, und eine Spannung eines Ar-Ionenstrahls wird auf 1 kV eingestellt. Beispielsweise kann ein K-Alpha-Modell von Thermo Fisher Scientific Inc. als XPS-Messinstrument verwendet werden.
  • Aus den gemessenen Dicken und Ätzzeiten der ersten lichtblockierenden Schicht 21 und der zweiten lichtblockierenden Schicht 22 wird die gemessene Ätzgeschwindigkeit jeder mit Ar-Gas geätzten Schicht berechnet.
  • Die gemessene Ätzgeschwindigkeit der mit Ar-Gas geätzten zweiten lichtblockierenden Schicht 22 kann 0,3 Å/s oder mehr und 0,5 Å/s oder weniger betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 0,35 Å/s oder mehr betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 0,47 Å/s oder weniger betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 0,45 Å/s oder weniger betragen. In diesen Fällen ist es möglich, eine genauere Steuerung der Form der strukturierten lichtblockierenden Schicht 20 zu unterstützen, während verhindert wird, dass die Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht übermäßig abnimmt.
  • Die gemessene Ätzgeschwindigkeit der mit dem Ar-Gas geätzten ersten lichtblockierenden Schicht 21 kann 0,56 Å/s oder mehr betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 0,58 Å/s oder mehr betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 0,6 Å/s oder mehr betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 1 Å/s oder weniger betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 0,8 Å/s oder weniger betragen. In diesen Fällen kann eine Expositionszeit der zweiten lichtblockierenden Schicht gegenüber dem Ätzgas während des Strukturierungsprozesses der lichtblockierenden Schicht reduziert werden.
  • Gemäß der Ausführungsform ist es möglich, die gemessene Ätzgeschwindigkeit der mit einem chlorbasierten Gas geätzten lichtblockierenden Schicht 20 zu steuern. Auf diese Weise kann die Dicke der Resistschicht, die für die Strukturierung der lichtblockierenden Schicht 20 erforderlich ist, reduziert werden. Eine aus der Resistschicht gebildete Resistmusterschicht weist ein reduziertes Seitenverhältnis auf, so dass ein Kollapsphänomen unterdrückt werden kann.
  • Ein Verfahren zum Messen der Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht 20 in Bezug auf ein chlorbasiertes Gas ist wie folgt.
  • Zuerst wird das TEM-Bild der lichtblockierenden Schicht 20 gemessen, um die Dicke der lichtblockierenden Schicht 20 zu messen. Das Verfahren zum Messen der Dicke der lichtblockierenden Schicht durch TEM überlappt die obige Beschreibung und daher wird ihre Beschreibung weggelassen.
  • Danach wird die lichtblockierende Schicht 20 mit einem chlorbasierten Gas geätzt, um eine Ätzzeit zu messen. Ein Gas, das 90 Vol.-% bis 95 Vol.-% Chlorgas und 5 Vol.-% bis 10 Vol.-% Sauerstoffgas enthält, wird als chlorbasiertes Gas verwendet. Die Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht 20 in Bezug auf das chlorbasierte Gas wird aus der gemessenen Dicke und Ätzzeit der lichtblockierenden Schicht 20 berechnet.
  • Die gemessene Ätzgeschwindigkeit der mit dem chlorbasierten Gas geätzten lichtblockierenden Schicht 20 kann 1,55 Å/s oder mehr betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 1,6 Å/s oder mehr betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 1,7 Å/s oder mehr betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 3 Å/s oder weniger betragen. Die Ätzgeschwindigkeit kann 2 Å/s oder weniger betragen. In diesen Fällen kann die Strukturierung der lichtblockierenden Schicht 20 durch Bilden der Resistschicht mit einer relativ dünnen Dicke genauer durchgeführt werden.
  • Zusammensetzung der lichtblockierenden Schicht
  • Gemäß der Ausführungsform können Prozessbedingungen und eine Zusammensetzung der lichtblockierenden Schicht 20 unter Berücksichtigung von kornbezogenen Eigenschaften und Ätzeigenschaften, die für die lichtblockierende Schicht 20 erforderlich sind, gesteuert werden.
  • Ein Gehalt jedes Elements für jede Schicht der lichtblockierenden Schicht 20 kann durch Messen eines Tiefenprofils unter Verwendung von XPS bestätigt werden. Insbesondere wird eine Probe durch Verarbeiten der Rohmaske 100 in eine Größe von 15 mm horizontal und 15 mm vertikal hergestellt. Danach wird die Probe in der XPS-Messausrüstung platziert, und der Gehalt jedes Elements für jede Schicht wird durch Ätzen einer Fläche von 4 mm horizontal und 2 mm vertikal in einem zentralen Abschnitt der Probe gemessen.
  • Beispielsweise kann der Gehalt jedes Elements für jede Schicht durch ein K-Alpha-Modell von Thermo Fisher Scientific Inc. gemessen werden.
  • Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 25 Atom-% oder mehr Übergangsmetall enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 30 Atom-% oder mehr Übergangsmetall enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 35 Atom-% oder mehr Übergangsmetall enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 50 Atom-% oder weniger Übergangsmetall enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 45 Atom-% oder weniger Übergangsmetall enthalten.
  • Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 30 Atom-% oder mehr Sauerstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 35 Atom-% oder mehr Sauerstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 55 Atom-% oder weniger Sauerstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 50 Atom-% oder weniger Sauerstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 45 Atom-% oder weniger Sauerstoff enthalten.
  • Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 2 Atom-% oder mehr Stickstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 5 Atom-% oder mehr Stickstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 8 Atom-% oder mehr Stickstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 25 Atom-% oder weniger Stickstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 20 Atom-% oder weniger Stickstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 15 Atom-% oder weniger Stickstoff enthalten.
  • Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 2 Atom-% oder mehr Kohlenstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 5 Atom-% oder mehr Kohlenstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 10 Atom-% oder mehr Kohlenstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 25 Atom-% oder weniger Kohlenstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 20 Atom-% oder weniger Kohlenstoff enthalten. Die erste lichtblockierende Schicht 21 kann 18 Atom-% oder weniger Kohlenstoff enthalten.
  • Diese Fälle können dazu beitragen, dass die lichtblockierende Schicht 20 ausgezeichnete Lichtextinktionseigenschaften aufweist, und können dazu beitragen, dass die erste lichtblockierende Schicht eine relativ hohe Ätzgeschwindigkeit im Vergleich zu der zweiten lichtblockierenden Schicht aufweist.
  • Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 40 Atom-% oder mehr Übergangsmetall enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 45 Atom-% oder mehr Übergangsmetall enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 50 Atom-% oder mehr Übergangsmetall enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 70 Atom-% oder weniger Übergangsmetall enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 65 Atom-% oder weniger Übergangsmetall enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 62 Atom-% oder weniger Übergangsmetall enthalten.
  • Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 5 Atom-% oder mehr Sauerstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 8 Atom-% oder mehr Sauerstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 10 Atom-% oder mehr Sauerstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 35 Atom-% oder weniger Sauerstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 30 Atom-% oder weniger Sauerstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 25 Atom-% oder weniger Sauerstoff enthalten.
  • Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 5 Atom-% oder mehr Stickstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 8 Atom-% oder mehr Stickstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 30 Atom-% oder weniger Stickstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 25 Atom-% oder weniger Stickstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 20 Atom-% oder weniger Stickstoff enthalten.
  • Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 1 Atom-% oder mehr Kohlenstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 4 Atom-% oder mehr Kohlenstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 25 Atom-% oder weniger Kohlenstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 20 Atom-% oder weniger Kohlenstoff enthalten. Die zweite lichtblockierende Schicht 22 kann 16 Atom-% oder weniger Kohlenstoff enthalten.
  • Diese Fälle können dazu beitragen, einen Grad der Elektronenakkumulation auf einer Oberfläche der lichtblockierenden Schicht aufgrund des Elektronenstrahls oder der Lichtausstrahlung zu reduzieren.
  • Das Übergangsmetall kann mindestens eines von Cr, Ta, Ti und Hf enthalten. Das Übergangsmetall kann Cr enthalten. Das Übergangsmetall kann Cr sein.
  • Das Übergangsmetall kann ferner Fe enthalten.
  • Wenn ferner eine kleine Menge an Fe in der lichtblockierenden Schicht 20 enthalten ist, kann eine Korngröße innerhalb eines vorbestimmten Bereichs während des thermischen Verarbeitungsprozesses gesteuert werden. Insbesondere kann ein übermäßiges Wachstum von Kristallkörnern in der lichtblockierenden Schicht 20 selbst in dem thermischen Verarbeitungsprozess für einen langen Zeitraum verhindert werden. Dies wird als durch die Tatsache verursacht angesehen, dass Fe während des thermischen Verarbeitungsprozesses als eine Verunreinigung wirkt, um ein kontinuierliches Wachstum von Kristallkörnern zu verhindern. Gemäß der Ausführungsform können durch zusätzliches Aufbringen von Fe auf die lichtblockierende Schicht 20 die kornbezogenen Eigenschaften, Ätzeigenschaften und Rauheitseigenschaften der lichtblockierenden Schicht 20 innerhalb eines Bereichs gesteuert werden, der in der Ausführungsform eingestellt ist.
  • Die lichtblockierende Schicht kann unter Verwendung eines Sputtertargets gebildet werden, das 0,0001 Gewichtsteile oder mehr Fe und 0,035 Gewichtsteile oder weniger Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthält. Das Sputtertarget kann 0,003 Gewichtsteile oder mehr Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten. Das Sputtertarget kann 0,03 Gewichtsteile oder weniger Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten. Das Sputtertarget kann 0,025 Gewichtsteile oder weniger Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten. In diesen Fällen kann ein Ladungsgrad auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht aufgrund der Elektronenstrahlausstrahlung verringert werden, und eine lichtblockierende Schicht mit einer stabilen Ätzgeschwindigkeit in Bezug auf ein chlorbasiertes Ätzmittel kann bereitgestellt werden.
  • Ein Gehalt jedes Elements des Sputtertargets kann unter Verwendung von induktiv gekoppelter plasmaoptischer Emissionsspektrometrie (ICP-OES) gemessen und bestätigt werden. Beispielsweise kann der Gehalt jedes Elements des Sputtertargets durch ICP-OES von Seiko Instruments gemessen werden.
  • Dicke der lichtblockierenden Schicht
  • Die Dicke der ersten lichtblockierenden Schicht 21 kann von 250 Ä bis 650 Ä reichen. Die Dicke der ersten lichtblockierenden Schicht 21 kann von 350 Ä bis 600 Ä reichen. Die Dicke der ersten lichtblockierenden Schicht 21 kann von 400 Ä bis 550 Ä reichen.
  • Diese Fälle können dazu beitragen, dass die erste lichtblockierende Schicht 21 ausgezeichnete Lichtextinktionseigenschaften aufweist.
  • Eine Dicke der zweiten lichtblockierenden Schicht 22 kann von 30 Ä bis 200 Ä reichen. Die Dicke der zweiten lichtblockierenden Schicht 22 kann von 30 Ä bis 100 Ä reichen. Die Dicke der zweiten lichtblockierenden Schicht 22 kann von 40 Ä bis 80 Ä reichen. In diesen Fällen kann die Auflösung der aus der Rohmaske 100 implementierten Fotomaske weiter verbessert werden.
  • Ein Verhältnis der Dicke der zweiten lichtblockierenden Schicht 22 zu der Dicke der ersten lichtblockierenden Schicht 21 kann von 0,05 bis 0,3 reichen. Das Dickenverhältnis kann von 0,07 bis 0,25 reichen. Das Dickenverhältnis kann von 0,1 bis 0,2 reichen. In diesen Fällen kann eine laterale Form der strukturierten lichtblockierenden Schicht genauer gesteuert werden.
  • Eine Gesamtdicke der lichtblockierenden Schicht 20 kann von 280 Ä bis 850 Ä reichen. Die Gesamtdicke kann von 380 Ä bis 700 Ä reichen. Die Gesamtdicke kann von 440 Ä bis 630 Ä reichen. In diesen Fällen können der lichtblockierenden Schicht ausreichende Lichtextinktionseigenschaften verliehen werden, und eine Resistschicht mit einer relativ geringen Dicke kann während der Strukturierung der lichtblockierenden Schicht aufgebracht werden.
  • Optische Eigenschaften der lichtblockierenden Schicht
  • Eine optische Dichte der lichtblockierenden Schicht 20 in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm kann 1,3 oder mehr betragen. Die optische Dichte der lichtblockierenden Schicht 20 in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 193 nm kann 1,4 oder mehr betragen.
  • Die Durchlässigkeit der lichtblockierenden Schicht 20 in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 193 nm kann 2 % oder weniger betragen. Die Durchlässigkeit der lichtblockierenden Schicht 20 in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 193 nm kann 1,9 % oder weniger betragen.
  • Diese Fälle können dazu beitragen, dass die lichtblockierende Schicht 20 die Transmission des Belichtungslichts effektiv blockiert.
  • Die optische Dichte und die Durchlässigkeit der lichtblockierenden Schicht 20 können unter Verwendung eines spektroskopischen Ellipsometers gemessen werden. Beispielsweise können die optische Dichte und die Durchlässigkeit der lichtblockierenden Schicht 20 unter Verwendung eines MG-Pro-Modells von NanoView Co., Ltd. gemessen werden.
  • Andere Dünnfilme
  • 3 ist eine konzeptionelle grafische Darstellung zum Beschreiben einer Rohmaske gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die folgende Beschreibung wird unter Bezugnahme auf 3 vorgenommen.
  • Die Phaseninversionsschicht 30 kann zwischen dem lichtdurchlässigen Substrat 10 und der lichtblockierenden Schicht 20 angeordnet sein. Die Phaseninversionsschicht 30 ist ein Dünnfilm für eine Lichtintensität des Belichtungslichts, das durch die Phaseninversionsschicht 30 hindurchgeht, und unterdrückt im Wesentlichen gebeugtes Licht, das an einer Kante eines Übertragungsmusters erzeugt wird, durch Einstellen einer Phasendifferenz des Belichtungslichts.
  • Eine Phasendifferenz der Phaseninversionsschicht 30 in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm kann von 170° bis 190° reichen. Die Phasendifferenz der Phaseninversionsschicht 30 in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 193 nm kann von 175° bis 185° reichen.
  • Die Durchlässigkeit der Phaseninversionsschicht 30 in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 193 nm kann von 3 % bis 10 % reichen. Die Durchlässigkeit der Phaseninversionsschicht 30 in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 193 nm kann von 4 % bis 8 % reichen.
  • In diesen Fällen ist es möglich, das gebeugte Licht, das an der Kante der Musterschicht auftreten kann, effektiv zu unterdrücken.
  • Eine optische Dichte eines Dünnfilms, der die Phaseninversionsschicht 30 und die lichtblockierende Schicht 20 enthält, in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 193 nm kann 3 oder mehr betragen. Die optische Dichte des Dünnfilms, der die Phaseninversionsschicht 30 und die lichtblockierende Schicht 20 enthält, in Bezug auf das Licht mit der Wellenlänge von 193 nm kann 5 oder weniger betragen. In diesen Fällen kann der Dünnfilm die Transmission des Belichtungslichts effektiv unterdrücken.
  • Die Phasendifferenz und die Durchlässigkeit der Phaseninversionsschicht 30 und die optische Dichte des Dünnfilms, der die Phaseninversionsschicht 30 und die lichtblockierende Schicht 20 enthält, können unter Verwendung eines spektroskopischen Ellipsometers gemessen werden. Beispielsweise kann ein MG-Pro-Modell von NanoView Co., Ltd. als spektroskopisches Ellipsometer verwendet werden.
  • Die Phaseninversionsschicht 30 kann ein Übergangsmetall und Silizium enthalten. Die Phaseninversionsschicht 30 kann ein Übergangsmetall, Silizium, Sauerstoff und Stickstoff enthalten. Das Übergangsmetall kann Molybdän sein.
  • Eine Hartmaske (nicht gezeigt) kann auf der lichtblockierenden Schicht 20 positioniert sein. Die Hartmaske kann als eine Ätzmaske während des Ätzens des Musters der lichtblockierenden Schicht 20 dienen. Die Hartmaske kann Silizium, Stickstoff und Sauerstoff enthalten.
  • Eine Resistschicht (nicht gezeigt) kann auf der lichtblockierenden Schicht positioniert sein. Die Resistschicht kann in Kontakt mit einer oberen Oberfläche der lichtblockierenden Schicht gebildet sein. Die Resistschicht kann in Kontakt mit einer oberen Oberfläche eines anderen Dünnfilms, der auf der lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, gebildet sein.
  • Die Resistschicht kann eine Resistmusterschicht durch Elektronenstrahlausstrahlung und Entwicklung bilden. Die Resistmusterschicht kann als eine Ätzmaske während des Ätzens des Musters der lichtblockierenden Schicht 20 dienen.
  • Ein positiver Resist kann als die Resistschicht aufgebracht werden. Ein negativer Resist kann als die Resistschicht aufgebracht werden. Beispielsweise kann ein FEP255-Modell von Fuji Co., Ltd. als die Resistschicht verwendet werden.
  • Fotomaske
  • 4 eine konzeptionelle grafische Darstellung zum Beschreiben einer Fotomaske gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die folgende Beschreibung wird unter Bezugnahme auf 4 vorgenommen.
  • Eine Fotomaske 200 gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein lichtdurchlässiges Substrat 10 und eine lichtblockierende Musterschicht 25, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat 10 angeordnet ist.
  • Die lichtblockierende Musterschicht 25 enthält ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff.
  • Ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Musterschicht reicht von 14 nm bis 24 nm.
  • Die Beschreibung des lichtdurchlässigen Substrats 10, das in der Fotomaske 200 enthalten ist, überlappt die obige Beschreibung und wird daher weggelassen.
  • Die lichtblockierende Musterschicht 25 kann durch Mustern der oben beschriebenen lichtblockierenden Schicht 20 gebildet werden.
  • Beschreibungen einer Schichtstruktur, physikalischer Eigenschaften, einer Zusammensetzung der lichtblockierenden Musterschicht 25 überlappen die obige Beschreibung der lichtblockierenden Schicht 20 und werden daher weggelassen.
  • Verfahren zur Herstellung einer lichtblockierenden Schicht
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Vorbereitungsvorgang des Anordnens eines Sputtertargets, das ein Übergangsmetall und ein lichtdurchlässiges Substrat umfasst, innerhalb einer Sputterkammer, einen ersten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang des Bildens einer ersten lichtblockierenden Schicht auf dem lichtdurchlässigen Substrat, einen zweiten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang des Bildens einer lichtblockierenden Schicht durch Bilden einer zweiten lichtblockierenden Schicht auf der ersten lichtblockierenden Schicht und einen thermischen Verarbeitungsvorgang des thermischen Verarbeitens der lichtblockierenden Schicht.
  • Im Vorbereitungsvorgang kann ein Target ausgewählt werden, wenn die lichtblockierende Schicht unter Berücksichtigung einer Zusammensetzung der lichtblockierenden Schicht gebildet wird.
  • Das Sputtertarget kann 90 Gew.-% oder mehr Übergangsmetall enthalten. Das Sputtertarget kann 95 Gew.-% oder mehr Übergangsmetall enthalten. Das Sputtertarget kann 99 Gew.-% oder mehr Übergangsmetall enthalten.
  • Das Übergangsmetall kann mindestens eines von Cr, Ta, Ti und Hf enthalten. Das Übergangsmetall kann Cr enthalten. Das Übergangsmetall kann Cr sein.
  • Das Sputtertarget kann ferner Fe enthalten.
  • Das Sputtertarget kann 0,0001 Gew.-% oder mehr Fe enthalten. Das Sputtertarget kann 0,001 Gew.-% oder mehr Fe enthalten. Das Sputtertarget kann 0,003 Gew.-% oder mehr Fe enthalten. Das Sputtertarget kann 0,035 Gew.-% oder weniger Fe enthalten. Das Sputtertarget kann 0,03 Gew.-% oder weniger Fe enthalten. Das Sputtertarget kann 0,025 Gew.-% oder weniger Fe enthalten.
  • Das Sputtertarget kann 0,0001 Gewichtsteile oder mehr Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten. Das Sputtertarget kann 0,001 Gewichtsteile oder mehr Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten. Das Sputtertarget kann 0,003 Gewichtsteile oder mehr Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten. Das Sputtertarget kann 0,035 Gewichtsteile oder weniger Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten. Das Sputtertarget kann 0,03 Gewichtsteile oder weniger Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten. Das Sputtertarget kann 0,025 Gewichtsteile oder weniger Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthalten.
  • In diesen Fällen kann eine Korngrenzendichte der lichtblockierenden Schicht, die durch Anwenden des Sputtertargets gebildet wird, eingestellt werden, um einen Grad der Elektronenakkumulation auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht aufgrund der Elektronenstrahlausstrahlung zu reduzieren. Gleichzeitig kann eine Abnahme einer Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht aufgrund des Wachstums von Kristallkörnern verhindert werden.
  • Ein Gehalt jedes Elements des Sputtertargets kann unter Verwendung von ICP-OES gemessen und bestätigt werden. Beispielsweise kann der Gehalt jedes Elements des Sputtertargets durch ICP-OES von Seiko Instruments gemessen werden.
  • Im Vorbereitungsvorgang kann ein Magnet in der Sputterkammer angeordnet sein. Der Magnet kann auf einer Oberfläche gegenüber einer Oberfläche, auf der das Sputtern im Sputtertarget auftritt, angeordnet sein.
  • In dem ersten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang und dem zweiten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang können unterschiedliche Sputterprozessbedingungen auf Schichten, die in der lichtblockierenden Schicht enthalten sind, angewendet werden. Insbesondere können unter Berücksichtigung von Korngrenzenverteilungseigenschaften, Ätzeigenschaften und Extinktionseigenschaften, die für die Schichten erforderlich sind, unterschiedliche Prozessbedingungen, wie etwa eine Zusammensetzung eines atmosphärischen Gases, eine Leistung, die auf das Sputtertarget angewendet wird, und eine Bildungszeit, auf die Schichten angewendet werden.
  • Das atmosphärische Gas kann ein Inertgas und ein reaktives Gas enthalten. Das Inertgas ist ein Gas, das keine Elemente enthält, die den gebildeten Dünnfilm bilden. Das reaktive Gas ist ein Gas, das Elemente enthält, die den gebildeten Dünnfilm bilden.
  • Das Inertgas kann ein Gas enthalten, das in einer Plasmaatmosphäre ionisiert wird und mit dem Sputtertarget kollidiert. Das Inertgas kann Ar enthalten. Das Inertgas kann ferner He zum Zwecke der Spannungssteuerung eines zu bildenden Dünnfilms enthalten.
  • Das reaktive Gas kann ein Gas enthalten, das das Element Stickstoff enthält. Beispiele für das Gas, das das Element Stickstoff enthält, können N2-, NO-, NO2-, N2O-, N2O3-, N2O4- und N2O5-Gase enthalten. Das reaktive Gas kann ein Gas enthalten, das das Element Sauerstoff enthält. Beispiele für das Gas, das das Element Sauerstoff enthält, können O2- und CO2-Gase enthalten. Das reaktive Gas kann ein Gas enthalten, das das Element Stickstoff enthält, und ein Gas, das das Element Sauerstoff enthält. Das reaktive Gas kann ein Gas enthalten, das sowohl das Element Stickstoff als auch das Element Sauerstoff enthält. Beispiele für das Gas, das sowohl das Element Stickstoff als auch das Element Sauerstoff enthält, können NO-, NO2-, N2O-, N2O3-, N2O4- und N2O5-Gase enthalten.
  • Eine Gleichstromquelle oder eine Hochfrequenz(HF)-Stromquelle kann als eine Stromquelle zum Anlegen von Leistung an das Sputtertarget eingesetzt werden.
  • Im ersten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang kann die Leistung, die auf das Sputtertarget angewendet wird, 1,5 kW oder mehr und 2,5 kW oder weniger betragen. Die Leistung, die auf das Sputtertarget angewendet wird, kann 1,6 kW oder mehr und 2 kW oder weniger betragen.
  • Im ersten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang kann ein Verhältnis einer Strömungsrate des reaktiven Gases zu einer Strömungsrate des Inertgases in dem atmosphärischen Gas 0,5 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,7 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 1,5 oder weniger betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 1,2 oder weniger betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 1 oder weniger betragen.
  • In dem atmosphärischen Gas kann ein Verhältnis einer Strömungsrate von Ar-Gas zu der Gesamtströmungsrate des Inertgases 0,2 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,25 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,3 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,55 oder weniger betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,5 oder weniger betragen.
  • In dem atmosphärischen Gas kann ein Verhältnis eines Sauerstoffgehalts zu einem Stickstoffgehalt, der in dem reaktiven Gas enthalten ist, 1,5 oder mehr und 4 oder weniger betragen. Das Verhältnis kann 1,8 oder mehr und 3,8 oder weniger betragen. Das Verhältnis kann 2 oder mehr und 3,5 oder weniger betragen.
  • In diesen Fällen kann die gebildete erste lichtblockierende Schicht dazu beitragen, dass die lichtblockierende Schicht ausreichende Lichtextinktionseigenschaften aufweist. Außerdem kann die gebildete erste lichtblockierende Schicht dazu beitragen, eine genaue Form der lichtblockierenden Musterschicht während des Strukturierungsvorgangs der lichtblockierenden Schicht zu steuern.
  • Die Bildung der ersten lichtblockierenden Schicht kann für eine Zeit von 200 Sekunden oder mehr und 300 Sekunden oder weniger durchgeführt werden. Die Bildung der ersten lichtblockierenden Schicht kann für eine Zeit von 230 Sekunden oder mehr und 280 Sekunden oder weniger durchgeführt werden. In diesen Fällen kann die gebildete erste lichtblockierende Schicht dazu beitragen, dass die lichtblockierende Schicht ausreichende Lichtextinktionseigenschaften aufweist.
  • Im zweiten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang kann die Leistung, die auf das Sputtertarget angewendet wird, 1 kW oder mehr und 2 kW oder weniger betragen. Die Leistung, die von 1,2 kW bis 1,7 kW reicht, kann angewendet werden. Diese Fälle können dazu beitragen, dass die zweite lichtblockierende Schicht gewünschte optische Eigenschaften und Ätzeigenschaften aufweist.
  • Der zweite lichtblockierende Schichtbildungsvorgang kann mit einem Intervall von 15 Sekunden oder mehr unmittelbar nach der Bildung eines Dünnfilms (z. B. der ersten lichtblockierenden Schicht), der in Kontakt mit einer unteren Oberfläche der zweiten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, durchgeführt werden. Der zweite lichtblockierende Schichtbildungsvorgang kann mit einem Intervall von 20 Sekunden oder mehr unmittelbar nach der Bildung des Dünnfilms, der in Kontakt mit der unteren Oberfläche der zweiten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, durchgeführt werden. Der zweite lichtblockierende Schichtbildungsvorgang kann innerhalb eines Intervalls von 30 Sekunden unmittelbar nach der Bildung des Dünnfilms, der in Kontakt mit der unteren Oberfläche der zweiten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, durchgeführt werden.
  • Der zweite lichtblockierende Schichtbildungsvorgang kann nach dem vollständigen Ablassen des atmosphärischen Gases, das auf die Bildung des Dünnfilms (z. B. der ersten lichtblockierenden Schicht), der in Kontakt mit der unteren Oberfläche der zweiten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, aus der Sputterkammer angewendet wird, durchgeführt werden. Der zweite lichtblockierende Schichtbildungsvorgang kann innerhalb von 10 Sekunden ab einem Zeitpunkt, wenn das atmosphärische Gas, das auf die Bildung des Dünnfilms, der in Kontakt mit der unteren Oberfläche der zweiten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, angewendet wird, vollständig abgelassen ist, durchgeführt werden. Der zweite lichtblockierende Schichtbildungsvorgang kann innerhalb von 5 Sekunden ab dem Zeitpunkt, wenn das atmosphärische Gas, das auf die Bildung des Dünnfilms, der in Kontakt mit der unteren Oberfläche der zweiten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, angewendet wird, vollständig abgelassen ist, durchgeführt werden.
  • In diesen Fällen kann eine Zusammensetzung der zweiten lichtblockierenden Schicht genauer gesteuert werden.
  • Im zweiten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang kann ein Verhältnis der Strömungsrate des reaktiven Gases zu der Strömungsrate des Inertgases, das in dem atmosphärischen Gas enthalten ist, 0,4 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,5 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,65 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 1 oder weniger betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,9 oder weniger betragen.
  • In dem atmosphärischen Gas kann ein Verhältnis einer Strömungsrate von Ar-Gas zu der Gesamtströmungsrate des Inertgases 0,8 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,9 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 0,95 oder mehr betragen. Das Strömungsratenverhältnis kann 1 oder weniger betragen.
  • Im zweiten lichtblockierenden Schichtbildungsvorgang kann ein Verhältnis eines Sauerstoffgehalts zu einem Stickstoffgehalt, der in dem reaktiven Gas enthalten ist, 0,3 oder weniger betragen. Das Verhältnis kann 0,1 oder weniger betragen. Das Verhältnis kann 0,001 oder mehr betragen. Das Verhältnis kann 0 oder mehr betragen.
  • Diese Fälle können dazu beitragen, die kornbezogenen Eigenschaften der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht innerhalb eines zuvor eingestellten Bereichs in der Ausführungsform zu steuern.
  • Die Bildung der zweiten lichtblockierenden Schicht kann für eine Zeit von 10 Sekunden oder mehr und 30 Sekunden oder weniger durchgeführt werden. Die Bildung der zweiten lichtblockierenden Schicht kann für eine Zeit von 15 Sekunden oder mehr und 25 Sekunden oder weniger durchgeführt werden. In diesen Fällen kann, wenn die lichtblockierende Musterschicht durch Trockenätzen gebildet wird, die Form der lichtblockierenden Musterschicht genauer gesteuert werden.
  • Im thermischen Verarbeitungsvorgang kann die lichtblockierende Schicht thermisch verarbeitet werden. Ein Substrat, auf dem die lichtblockierende Schicht gebildet ist, ist in der thermischen Verarbeitungskammer angeordnet, und dann kann die lichtblockierende Schicht thermisch verarbeitet werden. Gemäß der Ausführungsform kann eine innere Spannung der lichtblockierenden Schicht durch Durchführen des thermischen Verarbeitungsvorgangs an der gebildeten lichtblockierenden Schicht verringert werden, und die Größe eines durch Rekristallisation gebildeten Kristallkorns kann eingestellt werden.
  • Im thermischen Verarbeitungsvorgang kann eine atmosphärische Temperatur in der thermischen Verarbeitungskammer 150 °C oder mehr betragen. Die atmosphärische Temperatur kann 200 °C oder mehr betragen. Die atmosphärische Temperatur kann 250 °C oder mehr betragen. Die atmosphärische Temperatur kann 400 °C oder weniger betragen. Die atmosphärische Temperatur kann 350 °C oder weniger betragen.
  • Der thermische Verarbeitungsvorgang kann für 5 Minuten oder mehr durchgeführt werden. Der thermische Verarbeitungsvorgang kann für 10 Minuten oder mehr durchgeführt werden. Der thermische Verarbeitungsvorgang kann für 60 Minuten oder weniger durchgeführt werden. Der thermische Verarbeitungsvorgang kann für 45 Minuten oder weniger durchgeführt werden. Der thermische Verarbeitungsvorgang kann für 25 Minuten oder weniger durchgeführt werden.
  • In diesen Fällen kann ein Grad des Wachstums von Kristallkörnern in der lichtblockierenden Schicht gesteuert werden, um der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht zu helfen, eine Korngröße und Rauheitseigenschaften innerhalb eines zuvor eingestellten Bereichs in der Ausführungsform aufzuweisen, und eine innere Spannung der lichtblockierenden Schicht kann effektiv entfernt werden.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer Rohmaske gemäß der Ausführungsform kann ferner einen Kühlvorgang des Kühlens der thermisch verarbeiteten lichtblockierenden Schicht umfassen. In dem Kühlvorgang kann eine Kühlplatte auf dem lichtdurchlässigen Substrat installiert werden, um die lichtblockierende Schicht zu kühlen.
  • Ein Trennungsabstand zwischen dem lichtdurchlässigen Substrat und der Kühlplatte kann 0,05 mm oder mehr und 2 mm oder weniger betragen. Eine Kühltemperatur der Kühlplatte kann 10 °C oder mehr und 40 °C oder weniger betragen. Der Kühlvorgang kann für 5 Minuten oder mehr und 20 Minuten oder weniger durchgeführt werden.
  • In diesen Fällen kann das fortgesetzte Wachstum von Kristallkörnern aufgrund von Restwärme in der thermisch verarbeiteten lichtblockierenden Schicht effektiv unterdrückt werden.
  • Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Vorbereitungsvorgang des Anordnens einer Lichtquelle und eines Halbleiterwafers, auf dem eine Fotomaske und eine Resistschicht aufgebracht sind, einen Belichtungsvorgang des selektiven Übertragens und Emittierens von Licht, das von der Lichtquelle einfällt, durch die Fotomaske zu dem Halbleiterwafer und einen Entwicklungsvorgang des Entwickelns eines Musters auf dem Halbleiterwafer.
  • Die Fotomaske umfasst ein lichtdurchlässiges Substrat und eine lichtblockierende Musterschicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist.
  • Die lichtblockierende Musterschicht enthält ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff.
  • Ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Musterschicht reicht von 14 nm bis 24 nm.
  • Im Vorbereitungsvorgang ist die Lichtquelle eine Vorrichtung, die in der Lage ist, Belichtungslicht einer kurzen Wellenlänge zu erzeugen. Das Belichtungslicht kann Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger sein. Die Belichtungslichtquelle kann ArF-Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm sein.
  • Eine Linse kann zusätzlich zwischen der Fotomaske und dem Halbleiterwafer angeordnet sein. Die Linse weist eine Funktion des Reduzierens einer Schaltungsmusterform auf der Fotomaske und des Übertragens der reduzierten Schaltungsmusterform auf den Halbleiterwafer auf. Die Linse ist nicht beschränkt, solange sie im Allgemeinen auf einen ArF-Halbleiterwafer-Belichtungsprozess angewendet werden kann. Beispielsweise kann eine Linse aus Calciumfluorid (CaF2) als Linse verwendet werden.
  • In dem Belichtungsvorgang kann das Belichtungslicht selektiv auf den Halbleiterwafer durch die Fotomaske übertragen werden. In diesem Fall kann eine chemische Degeneration in einem Abschnitt der Resistschicht auftreten, auf den das Belichtungslicht einfällt.
  • In dem Entwicklungsvorgang kann das Muster auf dem Halbleiterwafer durch Verarbeiten des Halbleiterwafers, der dem Belichtungsvorgang unterzogen wurde, mit einem Entwickler entwickelt werden. Wenn die aufgebrachte Resistschicht ein positiver Resist ist, kann der Abschnitt der Resistschicht, auf den das Belichtungslicht einfällt, durch den Entwickler aufgelöst werden. Wenn die aufgebrachte Resistschicht ein negativer Resist ist, kann ein Abschnitt der Resistschicht, auf den das Belichtungslicht nicht einfällt, durch den Entwickler aufgelöst werden. Die Resistschicht wird durch einen Prozess unter Verwendung des Entwicklers zu einem Resistmuster gebildet. Ein Muster kann unter Verwendung des Resistmusters als eine Maske auf dem Halbleiterwafer gebildet werden.
  • Eine Beschreibung der Fotomaske überlappt den oben beschriebenen Inhalt und wird daher weggelassen.
  • Im Folgenden werden spezifische Beispiele ausführlicher beschrieben.
  • Herstellungsbeispiele: Bildung einer lichtblockierenden Schicht
  • Beispiel 1: Ein lichtdurchlässiges Substrat aus Quarz mit 6 Zoll horizontal, 6 Zoll vertikal, einer Dicke von 0,25 Zoll und einer Ebenheit von weniger als 500 nm wurde in einer Kammer einer Gleichstromsputtervorrichtung angeordnet. Ein Sputtertarget mit einer in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung wurde so in der Kammer angeordnet, dass ein T/S-Abstand 255 mm betrug und ein Winkel zwischen dem Substrat und dem Target 25 Grad betrug. Ein Magnet wurde auf einer hinteren Oberfläche des Sputtertargets installiert.
  • Danach wurde ein atmosphärisches Gas, in dem 19 Vol.-% Ar, 11 Vol.-% N2, 36 Vol.-% CO2 und 34 Vol.-% He gemischt wurden, in die Kammer eingeführt, und eine erste lichtblockierende Schicht wurde durch Durchführen eines Sputterprozesses für 250 Sekunden durch Anwenden einer Leistung von 1,85 kW auf das Sputtertarget und einer Magnetdrehzahl von 113 U/min gebildet.
  • Nachdem die Bildung der ersten lichtblockierenden Schicht abgeschlossen war, wurde ein Atmosphärengas, in dem 57 Vol.-% Ar und 43 Vol.-% N2 gemischt wurden, auf die erste lichtblockierende Schicht in der Kammer eingeführt, und eine zweite lichtblockierende Schicht wurde durch Durchführen eines Sputterprozesses für 250 Sekunden durch Anwenden einer Leistung von 1,85 kW auf das Sputtertarget und einer Magnetdrehzahl von 113 U/min gebildet.
  • Eine Probe, auf der die Bildung der zweiten lichtblockierenden Schicht abgeschlossen war, wurde in einer thermischen Verarbeitungskammer angeordnet. Danach wurde eine thermische Verarbeitung für 15 Minuten durch Anwenden einer Umgebungstemperatur von 250 °C durchgeführt.
  • Eine Kühlplatte, auf die eine Kühltemperatur im Bereich von 10 °C bis 40 °C angewendet wurde, wurde auf dem Substrat einer Rohmaske installiert, die dem thermischen Verarbeitungsprozess unterzogen wurde, und dann wurde eine Kühlverarbeitung durchgeführt. Ein Abstand zwischen dem Substrat der Rohmaske und der Kühlplatte wurde auf 0,1 mm eingestellt. Die Kühlverarbeitung wurde für 5 bis 20 Minuten durchgeführt.
  • Beispiel 2: Eine Probe einer Rohmaske wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass ein Sputtertarget als ein Target mit einer in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung im Vorbereitungsvorgang angeordnet wurde und eine Umgebungstemperatur von 300 °C im thermischen Verarbeitungsvorgang angewendet wurde.
  • Beispiele 3 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3: Proben von Rohmasken wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass ein Sputtertarget als ein Target mit einer in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung im Vorbereitungsvorgang angeordnet wurde.
  • Die Zusammensetzung des Sputtertargets, die für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel angewendet wurde, ist in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
    Bewertungsbeispiel: Kornbezogene Messung
  • Ein Mittelwert der Korngrößen und die Anzahl der Körner pro Flächeneinheit der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel wurden durch SEM gemessen.
  • Insbesondere wurde die Messvergrößerung des SEM auf 150 k, eine Spannung auf 5,0 kV und ein WD auf 4 mm eingestellt, und ein Bild der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht wurde gemessen. Der Mittelwert der Korngrößen der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht wurde von dem Bild durch ein in ASTM E112-96e1 offenbartes Abfangverfahren gemessen.
  • Außerdem wurde die Anzahl der Körner in einer Fläche von 1 µm horizontal und 1 µm vertikal im SEM-Bild gemessen. Wenn die Anzahl der Körner berechnet wurde, wurden Körner, die sich über eine Seite der Fläche von 1 µm horizontal und 1 µm vertikal befinden, als 0,5 berechnet, und Körner, die sich über eine Ecke der Fläche befinden und nur teilweise beobachtet werden, wurden als 0,25 berechnet.
  • Die gemessenen Ergebnisse für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt.
    Bewertungsbeispiel: Bewertung, ob die lichtblockierende Musterschicht defekt ist
  • Nachdem die Resistschicht für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel auf der oberen Oberfläche der lichtblockierenden Schicht der Probe war, wurden Kontaktlochmuster in einem zentralen Abschnitt der Resistschicht unter Verwendung eines Elektronenstrahls gebildet. Die Kontaktlochmuster bestanden aus insgesamt 156 Kontaktlochmustern, die 13 in einer horizontalen Richtung und 12 in einer vertikalen Richtung gebildet wurden. Ein Durchmesser jedes Kontaktlochmusters wurde auf einen Bereich von 60 nm bis 80 nm eingestellt.
  • Dann wurde ein Bild einer Oberfläche der gemusterten Resistschicht für jede Probe gemessen. Ein Fall, in dem die Anzahl der als Defekte detektierten Resistkontaktlochmuster für jede Probe 6 oder mehr war, wurde als F (Resist) bewertet.
  • Die Strukturierung wurde auf der lichtblockierenden Schicht für jede Probe durchgeführt, die nicht als F (Resist) bewertet wurde. Dann wurde die gemusterte Resistschicht entfernt, und dann wurde ein Bild der Oberfläche der gemusterten lichtblockierenden Schicht gemessen. Ein Fall, in dem die Anzahl der als Defekte detektierten Kontaktlochmuster der lichtblockierenden Schicht für jede Probe 6 oder mehr war, wurde als F (lichtblockierende Schicht) bewertet, wohingegen ein Fall, in dem die Anzahl der als Defekte detektierten Kontaktlochmuster der lichtblockierenden Schicht für jede Probe 5 oder weniger war, als P bewertet wurde.
  • Die gemessenen Ergebnisse für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt.
  • Bewertungsbeispiel: Messung der Ätzeigenschaften der lichtblockierenden Schicht
  • Zwei Proben von Beispiel 1 wurden jeweils in eine Größe von 15 mm horizontal und 15 mm vertikal verarbeitet. Eine Oberfläche der verarbeiteten Probe wurde mit einem FIB verarbeitet und in einem JEM-2100F HR-Modell von JEOL Ltd. platziert, und ein TEM-Bild der Probe wurde gemessen. Dicken der ersten lichtblockierenden Schicht und der zweiten lichtblockierenden Schicht wurden aus dem TEM-Bild berechnet.
  • Dann wurde in Bezug auf eine Probe von Beispiel 1 eine zum Ätzen der ersten lichtblockierenden Schicht und der zweiten lichtblockierenden Schicht mit Ar-Gas erforderliche Zeit gemessen. Insbesondere wurde die Probe in einem K-Alpha-Modell von Thermo Fisher Scientific Inc. platziert, und eine Fläche von 4 mm horizontal und 2 mm vertikal in einem zentralen Abschnitt der Probe wurde mit Ar-Gas geätzt, um eine Ätzzeit für jede Schicht zu messen. Wenn die Ätzzeit für jede Schicht gemessen wurde, wurde ein Vakuumpegel in der Messinstrumentausrüstung auf 1,0·10-8 mbar eingestellt, eine Röntgenquelle war Monochromator Al Kα (1486,6 eV), die Anodenleistung wurde auf 72 W eingestellt, eine Anodenspannung wurde auf 12 kV eingestellt, und eine Spannung eines Ar-Ionenstrahls wurde auf 1 kV eingestellt.
  • Eine Ätzgeschwindigkeit für jede Schicht wurde aus den gemessenen Dicken und Ätzzeiten der ersten lichtblockierenden Schicht und der zweiten lichtblockierenden Schicht berechnet.
  • Die andere Probe von Beispiel 1 wurde mit einem chlorbasierten Gas geätzt, um eine zum Ätzen einer Gesamtheit der lichtblockierenden Schicht erforderliche Zeit zu messen. Ein Gas, das 90 Vol.-% bis 95 Vol.-% Chlorgas und 5 Vol.-% bis 10 Vol.-% Sauerstoffgas enthält, wurde als chlorbasiertes Gas verwendet. Eine Ätzgeschwindigkeit der lichtblockierenden Schicht für das chlorbasierte Gas wurde aus der Dicke und Ätzzeit der lichtblockierenden Schicht berechnet.
  • Gemessene Werte der Ätzgeschwindigkeiten für Ar-Gas und das chlorbasierte Gas in Beispiel 1 sind in der folgenden Tabelle 3 gezeigt.
  • Bewertungsbeispiel: Zusammensetzungsmessung für jede Schicht
  • Ein Gehalt jedes Elements in jeder Schicht in den lichtblockierenden Schichten von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurde unter Verwendung von XPS-Analyse gemessen. Insbesondere wurden Proben durch Verarbeiten jeder der Rohmasken von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 in eine Größe von 15 mm horizontal und 15 mm vertikal hergestellt. Nachdem die Probe in dem K-Alpha-Modell-Messinstrument von Thermo Fisher Scientific Inc. platziert wurde, wurde eine Fläche von 4 mm horizontal und 2 mm vertikal in einem zentralen Abschnitt der Probe geätzt, um den Gehalt jedes Elements in jeder Schicht zu messen. Die gemessenen Ergebnisse für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel sind in der folgenden Tabelle 4 gezeigt. [Tabelle 1]
    Gehalt für jedes Element des Sputtertargets
    Cr (Gew.-%) C (Gew.-%) 0 (Gew.-%) N (Gew.-%) Fe
    (Gew.-%) Gewicht (g)
    Beispiel 1 99,985 0,002 0,009 0,001 0,003 0,040
    Beispiel 2 99,985 0,002 0,009 0,001 0,003 0,040
    Beispiel 3 99,983 0,002 0,009 0,001 0,005 0,067
    Beispiel 4 99,988 0,001 0,009 0,001 0,001 0,013
    Beispiel 5 99,978 0,002 0,009 0,001 0,010 0,134
    Vergleichsbeispiel 1 99,988 0,002 0,009 0,001 0,000 0,000
    Vergleichsbeispiel 2 99,948 0,002 0,009 0,001 0,040 1,073
    Vergleichsbeispiel 3 99,908 0,003 0,008 0,001 0,080 1,073
    [Tabelle 2]
    Mittelwert der Korngrößen (nm) Anzahl der Körner pro 0,01 µm2 Bewertung, ob die lichtblockierende Musterschicht defekt ist
    Beispiel 1 17,65 33,5 P
    Beispiel 2 17,91 32,5 P
    Beispiel 3 16,22 40 P
    Beispiel 4 21,82 22 P
    Beispiel 5 14,63 49 P
    Vergleichsbeispiel 1 24,49 17,5 F (lichtblockierende Schicht)
    Vergleichsbeispiel 2 13,19 60 F (Resist)
    Vergleichsbeispiel 3 11,76 75,5 F (Resist)
    [Tabelle 3]
    Gemessene Ätzgeschwindigkeit (Å/s) der mit Ar-Gas geätzten ersten lichtblockierenden Schicht Gemessene Ätzgeschwindigkeit (Å/s) der mit Ar-Gas geätzten zweiten lichtblockierenden Schicht Gemessene Ätzgeschwindigkeit (Å/s) der mit chlorbasiertem Gas geätzten lichtblockierenden Schicht
    Beispiel 1 0,621 0,430 1,7
    [Tabelle 4]
    Cr (at%) C (at%) N (at%) 0 (at%)
    Beispiel 1 zweite lichtblockierende Schicht 57,4 10,9 16,0 15,7
    erste lichtblockierende Schicht 39,3 14,9 9,7 36,1
    Vergleichsbeispiel 1 zweite lichtblockierende Schicht 57,2 10,5 16,3 15,9
    erste lichtblockierende Schicht 39,6 14,7 9,4 36,3
  • Bei der Bewertung, ob die lichtblockierende Musterschicht defekt ist, wurden die Beispiele 1 bis 5 als P bewertet, wohingegen die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 als F bewertet wurden.
  • In Tabelle 3 wurde jeder gemessene Wert der Ätzgeschwindigkeit von Beispiel 1 so gemessen, dass er in einem durch die Ausführungsform begrenzten Bereich enthalten ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Rohmaske eine Fotomaske mit einer höheren Auflösung implementieren, die durch Strukturieren erhalten wird, und ein genaueres Ergebnis kann erhalten werden, wenn eine Defektinspektion auf einer Oberfläche einer lichtblockierenden Schicht mit hoher Empfindlichkeit durchgeführt wird.
  • Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben wurden, ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen, die von Fachleuten unter Verwendung des grundlegenden Konzepts der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, das durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, entwickelt wurden, fallen ferner in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
  • 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 101584383 [0007]
    • JP 5799063 [0007]
    • KR 1020210065049 [0007]

Claims (10)

  1. Rohmaske, umfassend: ein lichtdurchlässiges Substrat; und eine lichtblockierende Schicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist, wobei die lichtblockierende Schicht ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff enthält, und ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Schicht von 14 nm bis 24 nm reicht.
  2. Rohmaske nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Körner auf der Oberfläche der lichtblockierenden Schicht 20 oder mehr und 55 oder weniger pro 0,01 µm2 beträgt.
  3. Rohmaske nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: die lichtblockierende Schicht eine erste lichtblockierende Schicht und eine zweite lichtblockierende Schicht, die auf der ersten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, umfasst; und eine Ätzgeschwindigkeit der mit Argongas geätzten zweiten lichtblockierenden Schicht 0,3 Å/s oder mehr und 0,5 Å/s oder weniger beträgt.
  4. Rohmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die lichtblockierende Schicht eine erste lichtblockierende Schicht und eine zweite lichtblockierende Schicht, die auf der ersten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, umfasst; und eine Ätzgeschwindigkeit der mit Argongas geätzten ersten lichtblockierenden Schicht 0,56 Ä/s oder mehr beträgt.
  5. Rohmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ätzgeschwindigkeit der mit einem chlorbasierten Gas geätzten lichtblockierenden Schicht 1,5 Å/s oder mehr beträgt.
  6. Rohmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Übergangsmetall mindestens eines von Cr, Ta, Ti und Hf enthält und ferner Fe enthält.
  7. Rohmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtblockierende Schicht unter Verwendung eines Sputtertargets gebildet wird, das 0,0001 bis 0,035 Gewichtsteile Fe, bezogen auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Übergangsmetalls, enthält.
  8. Rohmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die lichtblockierende Schicht eine erste lichtblockierende Schicht und eine zweite lichtblockierende Schicht, die auf der ersten lichtblockierenden Schicht angeordnet ist, umfasst; und die zweite lichtblockierende Schicht 40 Atom-% oder mehr und 70 Atom-% oder weniger Übergangsmetall enthält.
  9. Fotomaske, umfassend: ein lichtdurchlässiges Substrat; und eine lichtblockierende Musterschicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist, wobei die lichtblockierende Musterschicht ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff enthält, und ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Musterschicht von 14 nm bis 24 nm reicht.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend: einen Vorbereitungsvorgang des Anordnens einer Lichtquelle und eines Halbleiterwafers, auf dem eine Fotomaske und eine Resistschicht aufgebracht sind; einen Belichtungsvorgang des selektiven Übertragens und Emittierens von Licht, das von der Lichtquelle einfällt, durch die Fotomaske zu dem Halbleiterwafer; und einen Entwicklungsvorgang des Entwickelns eines Musters auf dem Halbleiterwafer, wobei die Fotomaske ein lichtdurchlässiges Substrat und eine lichtblockierende Musterschicht, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist, umfasst, die lichtblockierende Musterschicht ein Übergangsmetall und mindestens eines von Sauerstoff und Stickstoff enthält, und ein Mittelwert der Korngrößen einer Oberfläche der lichtblockierenden Musterschicht von 14 nm bis 24 nm reicht.
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