JP2023070084A - ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク - Google Patents

ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク Download PDF

Info

Publication number
JP2023070084A
JP2023070084A JP2022165904A JP2022165904A JP2023070084A JP 2023070084 A JP2023070084 A JP 2023070084A JP 2022165904 A JP2022165904 A JP 2022165904A JP 2022165904 A JP2022165904 A JP 2022165904A JP 2023070084 A JP2023070084 A JP 2023070084A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
value
light shielding
shielding film
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022165904A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7482187B2 (ja
Inventor
ソン、ソンフン
Sung Hoon Son
イ、ゴンゴン
Geongon Lee
チェ、スクヨン
Suk Young Choi
イ、ヒョンジュ
Hyeong Ju Lee
キム、スヒョン
Soohyun Kim
キム、ソンユン
Suhyeon Kim
ジョン、ミンギョ
Min Gyo Jeong
シン、インキュン
Inkyun Shin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Enpulse Co Ltd
Original Assignee
SKC Solmics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKC Solmics Co Ltd filed Critical SKC Solmics Co Ltd
Publication of JP2023070084A publication Critical patent/JP2023070084A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7482187B2 publication Critical patent/JP7482187B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G03F1/58—Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/48—Protective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/60—Substrates
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

【課題】長時間の洗浄工程で強い耐久性を有する多層遮光膜が適用されたブランクマスク及それを用いたフォトマスクを提供すること。【解決手段】ブランクマスクは、光透過性基板、及び光透過性基板上に配置される多層遮光膜を含む。多層遮光膜は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含む。多層遮光膜は、第１遮光膜、及び第１遮光膜上に配置される第２遮光膜を含む。多層遮光膜の下記式１のＥＡ値が２ｎｍ２以下である。［式１］JPEG2023070084000015.jpg1027式１において、ＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した多層遮光膜の断面の面積である。ＡＣ値は、ブランクマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した多層遮光膜の断面の面積である。オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。【選択図】図１

Description

具現例は、ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスクなどに関する。
半導体デバイスなどの高集積化により、半導体デバイスの回路パターンの微細化が求められている。これにより、ウエハの表面上にフォトマスクを用いて回路パターンを現像する技術であるリソグラフィー技術の重要性が益々高まっている。
微細化された回路パターンを現像するためには、露光工程で用いられる露光光源の短波長化が要求される。最近用いられている露光光源としてはＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）などがある。
一方、フォトマスクにはバイナリマスク（Ｂｉｎａｒｙ ｍａｓｋ）と位相反転マスク（Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｍａｓｋ）などがある。
バイナリマスクは、光透過性基板上に遮光層パターンが形成された構成を有する。バイナリマスクは、パターンが形成された面において、遮光層を含まない透過部は露光光を透過させ、遮光層を含む遮光部は露光光を遮断することによって、ウエハ表面のレジスト膜上にパターンを露光させる。但し、バイナリマスクは、パターンが微細化されるほど、露光工程で透過部の縁部で発生する光の回折により微細パターンの現像に問題が発生することがある。
位相反転マスクとしては、レベンソン型（Ｌｅｖｅｎｓｏｎ ｔｙｐｅ）、アウトリガー型（Ｏｕｔｒｉｇｇｅｒ ｔｙｐｅ）、及びハーフトーン型（Ｈａｌｆ－ｔｏｎｅ ｔｙｐｅ）がある。その中でハーフトーン型位相反転マスクは、光透過性基板上に半透過膜で形成されたパターンが形成された構成を有する。ハーフトーン型位相反転マスクは、パターンが形成された面において、半透過層を含まない透過部は露光光を透過させ、半透過層を含む半透過部は減衰された露光光を透過させる。前記減衰された露光光は、透過部を通過した露光光と比較して位相差を有するようになる。これにより、透過部の縁部で発生する回折光は、半透過部を透過した露光光によって相殺され、位相反転マスクは、ウエハの表面にさらに精巧な微細パターンを形成することができる。
韓国公開特許第１０－２００７－００６０５２９号 日本登録特許第５５６２８３５号
具現例の目的は、長時間の洗浄工程で強い耐久性を有する多層遮光膜が適用されたブランクマスク及それを用いたフォトマスクを提供することである。
本明細書の一実施例に係るブランクマスクは、光透過性基板、及び前記光透過性基板上に配置される多層遮光膜を含む。
前記多層遮光膜は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含む。
前記多層遮光膜は、第１遮光膜、及び前記第１遮光膜上に配置される第２遮光膜を含む。
前記多層遮光膜の下記式１のＥＡ値が２ｎｍ２以下である。
［式１］
Figure 2023070084000002
前記式１において、前記ＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した前記多層遮光膜の断面の面積である。
前記ＡＣ値は、前記ブランクマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光膜の断面の面積である。
前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液である。
前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
前記第１遮光膜は、下部遮光層、及び前記下部遮光層上に配置される付着強化層を含むことができる。
前記付着強化層の厚さは１Å以上１５Å以下であってもよい。
前記下部遮光層の遷移金属含量値から前記付着強化層の遷移金属含量値を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下であってもよい。
前記第２遮光膜の遷移金属含量から前記付着強化層の遷移金属含量を引いた値の絶対値は３５ａｔ％以下であってもよい。
前記下部遮光層の酸素含量値から前記付着強化層の酸素含量値を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下であってもよい。
前記下部遮光層の窒素含量値から前記付着強化層の窒素含量値を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下であってもよい。
前記第２遮光膜の酸素含量から前記付着強化層の酸素含量を引いた値の絶対値は３５ａｔ％以下であってもよい。
前記第２遮光膜の窒素含量から前記付着強化層の窒素含量を引いた値の絶対値は２５ａｔ％以下であってもよい。
前記付着強化層の成膜直後に前記付着強化層の上面のＲｓｋ（歪度）値は－３以上－１．１以下であってもよい。
前記付着強化層の成膜直後に前記付着強化層の上面のＲｋｕ（尖度）値は５．５以上であってもよい。
前記付着強化層の成膜直後に前記付着強化層の上面のＲａ（算術平均偏差）値は０．４ｎｍ以上３ｎｍ以下であってもよい。
前記第２遮光膜の遷移金属含量から前記下部遮光層の遷移金属含量を引いた値の絶対値は５ａｔ％以上３５ａｔ％以下であってもよい。
前記遷移金属は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ及びＨｆのうちの少なくともいずれか１つを含むことができる。
本明細書の他の実施例に係るフォトマスクは光透過性基板を含む。
前記光透過性基板は遮光領域を含む。
前記フォトマスクは、前記遮光領域上に配置される多層遮光パターン膜を含む。
前記多層遮光パターン膜は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含む。
前記多層遮光パターン膜は、第１遮光膜、及び前記第１遮光膜上に配置される第２遮光膜を含む。
前記多層遮光パターン膜の下記式２のｐＥＡ値が２ｎｍ２以下である。
［式２］
Figure 2023070084000003
前記式２において、前記ｐＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積である。
前記ｐＡＣ値は、前記フォトマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積である。
前記Ｎ値は、前記フォトマスクの断面で観察される遮光領域の個数である。
前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液である。
前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
本明細書の更に他の実施例に係る半導体素子の製造方法は、光源、フォトマスク、及びレジスト膜が塗布された半導体ウエハを配置する準備ステップと、前記フォトマスクを介して、前記光源から入射された光を前記半導体ウエハ上に選択的に透過させて出射する露光ステップと、前記半導体ウエハ上にパターンを現像する現像ステップとを含む。
前記フォトマスクは光透過性基板を含む。
前記光透過性基板は遮光領域を含む。
前記フォトマスクは、前記遮光領域上に配置される多層遮光パターン膜を含む。
前記多層遮光パターン膜は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含む。
前記多層遮光パターン膜は、第１遮光膜、及び前記第１遮光膜上に配置される第２遮光膜を含む。
前記多層遮光パターン膜の下記式２のｐＥＡ値が２ｎｍ２以下である。
［式２］
Figure 2023070084000004
前記式２において、前記ｐＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積である。
前記ｐＡＣ値は、前記フォトマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積である。
前記Ｎ値は、前記フォトマスクの断面で観察される遮光領域の個数である。
前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液である。
前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
具現例に係るブランクマスクなどは、長時間の洗浄工程で強い耐久性を有することができる。
本明細書が開示する一実施例に係るブランクマスクを説明する概念図である。 本明細書が開示する他の実施例に係るブランクマスクを説明する概念図である。 本明細書が開示する更に他の実施例に係るブランクマスクを説明する概念図である。 本明細書が開示する更に他の実施例に係るフォトマスクを説明する概念図である。
以下、具現例の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、実施例について詳細に説明する。しかし、具現例は、様々な異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
本明細書で使用される程度の用語「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有の製造及び物質の許容誤差が提示されるとき、その数値で又はその数値に近接した意味で使用され、具現例の理解を助けるために正確又は絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使用される。
本明細書全体において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ」という用語は、マーカッシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群から選択される１つ以上の混合又は組み合わせを意味するものであって、前記構成要素からなる群から選択される１つ以上を含むことを意味する。
本明細書全体において、「Ａ及び／又はＢ」の記載は、「Ａ、Ｂ、または、Ａ及びＢ」を意味する。
本明細書全体において、「第１」、「第２」又は「Ａ」、「Ｂ」のような用語は、特に説明がない限り、同一の用語を互いに区別するために使用される。
本明細書において、Ａ上にＢが位置するという意味は、Ａ上にＢが位置したり、それらの間に別の層が位置しながらＡ上にＢが位置したりすることができることを意味し、Ａの表面に当接してＢが位置することに限定されて解釈されない。
本明細書において、単数の表現は、特に説明がなければ、文脈上解釈される単数又は複数を含む意味で解釈される。
本明細書において、表面プロファイル（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｆｉｌｅ）は、表面で観察される輪郭形状を意味する。
Ｒｓｋ値は、ＩＳＯ＿４２８７に準拠して評価される値である。Ｒｓｋ値は、測定対象の表面プロファイル（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｆｉｌｅ）の歪度（ｓｋｅｗｎｅｓｓ）を示す。
Ｒｋｕ値は、ＩＳＯ＿４２８７に準拠して評価される値である。Ｒｋｕ値は、測定対象の表面プロファイルの尖度（ｋｕｒｔｏｓｉｓ）を示す。
ピーク（ｐｅａｋ）は、遮光膜の表面プロファイルにおいて基準線（表面プロファイルにおける高さの平均線を意味する）の上部に位置した部分である。
バレー（ｖａｌｌｅｙ）は、遮光膜の表面プロファイルにおいて基準線の下部に位置した部分である。
Ｒｑ値は、ＩＳＯ＿４２８７に準拠して評価される値である。Ｒｑ値は、測定対象の表面プロファイルの平均二乗偏差である。
Ｒａ値は、ＩＳＯ＿４２８７に準拠して評価される値である。Ｒａ値は、測定対象の表面プロファイルの算術平均偏差である。
Ｒｚ値は、ＩＳＯ＿４２８７に準拠して評価される値である。Ｒｚ値は、測定対象の表面プロファイルの１０点平均粗さである。
Ｒｐｖ値は、測定対象の表面での最大ピーク高さの値と最大バレー深さの値を合わせた値である。
本明細書において、室温は、２０℃以上２５℃以下を意味する。
半導体の高集積化に伴い、半導体ウエハ上にさらに微細化された回路パターンを形成することが要求される。半導体ウエハ上に現像されるパターンの線幅がさらに減少するに伴い、前記パターンの線幅がさらに微細かつ精巧に制御される必要がある。
遮光膜、または前記遮光膜をパターニングして形成した遮光パターン膜に洗浄工程を行うことができる。洗浄工程としては、遮光膜の表面に吸着された有機物、その他の異物を除去するための目的で行われる一般の洗浄法、及びフォトマスク内の遮光パターン膜の線幅を微細に調節するために行われる強化洗浄法などがある。強化洗浄法は、一般の洗浄法に比べて相対的に酸化力が高い洗浄溶液を用いるか、または洗浄時間が長くなり得る。
一方、エッチング特性、光学特性などを考慮して、遮光膜は２層以上の多層構造で形成され得る。多層構造の遮光膜は、強化洗浄法によって洗浄を行う場合に、洗浄溶液と接触する遮光膜の側面、特に、前記側面内の層間の界面付近で損傷が発生することがある。そこで、具現例の発明者らは、強化洗浄を行う前後の遮光膜の断面の面積の差が減少した多層構造の遮光膜を適用することによって、このような問題を解決できることを確認し、具現例を完成した。
以下、具現例について具体的に説明する。
図１は、本明細書が開示する一実施例に係るブランクマスクを説明する概念図である。前記図１を参照して具現例のブランクマスクを説明する。
ブランクマスク１００は、光透過性基板１０、及び前記光透過性基板１０上に配置される多層遮光膜２０を含む。
光透過性基板１０の素材は、露光光に対する光透過性を有し、ブランクマスク１００に適用できる素材であれば制限されない。具体的には、光透過性基板１０の波長１９３ｎｍの露光光に対する透過率は８５％以上であってもよい。前記透過率は８７％以上であってもよい。前記透過率は９９．９９％以下であってもよい。例示的に、光透過性基板１０は合成クォーツ基板が適用されてもよい。このような場合、光透過性基板１０は、前記光透過性基板１０を透過する光の減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）を抑制することができる。
また、光透過性基板１０は、平坦度及び粗さなどの表面特性を調節して光学歪みの発生を抑制することができる。
多層遮光膜２０は、光透過性基板１０の上面（ｔｏｐ ｓｉｄｅ）上に位置することができる。
多層遮光膜２０は、光透過性基板１０の下面（ｂｏｔｔｏｍ ｓｉｄｅ）側に入射する露光光を少なくとも一定部分遮断する特性を有することができる。また、光透過性基板１０と多層遮光膜２０との間に位相反転膜３０（図３参照）などが位置する場合、多層遮光膜２０は、前記位相反転膜３０などをパターンの形状通りにエッチングする工程でエッチングマスクとして使用され得る。
多層遮光膜２０は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含む。
多層遮光膜２０は、第１遮光膜２１、及び前記第１遮光膜２１上に配置される第２遮光膜２２を含むことができる。
第１遮光膜２１と第２遮光膜２２は、互いに異なる遷移金属含量を有する。
洗浄溶液に対する遮光膜の耐久性
多層遮光膜２０の下記式１のＥＡ値が２ｎｍ２以下である。
［式１］
Figure 2023070084000005
前記式１において、前記ＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した前記多層遮光膜２０の断面の面積である。
前記ＡＣ値は、前記ブランクマスク１００をＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光膜２０の断面の面積である。
前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液である。
前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
多層構造を有する遮光膜の場合、遮光膜内に含まれた各層は、隣接する層とかなりの大きさの物性差があり得る。これにより、層間界面で十分な強度の結合エネルギーが形成されないことがある。
強化洗浄を行う過程において、洗浄溶液と接触する遮光膜の表面における相対的に機械的物性が弱い領域で、遮光膜を構成する一部が脱落するなどの損傷が発生することがある。特に、遮光膜が多層構造を有する場合に、遮光膜の側面における層間の界面付近で損傷が発生する可能性が相対的に高くなり得る。
具現例は、強化洗浄前後に測定した多層遮光膜の断面の面積の差、すなわちＥＡ値を減少させた多層遮光膜を適用することで、強化洗浄を行う場合にも遮光膜が安定した耐久性を有するようにすることができる。
多層遮光膜２０のＥＡ値を測定する方法は、以下の通りである。
ブランクマスク１００を横１５ｍｍ、縦１５ｍｍのサイズに加工し、加工されたブランクマスクの表面をＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）処理する。その後、前記加工されたブランクマスクの断面イメージをＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）測定装備を通じて測定する。ＴＥＭ測定装備は、例示的にＪＥＯＬ ＬＴＤ社のＪＥＭ－２１００Ｆ ＨＲモデルを適用できる。ブランクマスクの断面イメージからＢＣ値を算出する。
加工されたブランクマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬して強化洗浄を行う。ＳＣ－１溶液の含量は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％適用する。その後、加工されたブランクマスクを取り出し、オゾン水を用いて、加工されたブランクマスクの表面に残留するＳＣ－１溶液を除去する。オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液を適用する。ＳＣ－１溶液による浸漬及びオゾン水によるリンスは、室温で行う。
その後、ＢＣ値を測定する方法と同じ方法によりＡＣ値を測定する。そして、前記測定したＢＣ値及びＡＣ値からブランクマスク１００のＥＡ値を算出する。
多層遮光膜２０の前記ＥＡ値は２ｎｍ２以下であってもよい。前記ＥＡ値は１．５ｎｍ２以下であってもよい。前記ＥＡ値は１．４ｎｍ２以下であってもよい。前記ＥＡ値は１ｎｍ２以下であってもよい。前記ＥＡ値は０．１ｎｍ２以上であってもよい。前記ＥＡ値は０．３ｎｍ２以上であってもよい。このような場合、強化洗浄による遮光膜の損傷を効果的に減少させることができる。
付着強化層の粗さ特性及び厚さ
図２は、本明細書の他の実施例に係るブランクマスクを説明する概念図である。前記図２を参照して具現例のブランクマスクを説明する。
第１遮光膜２１は、下部遮光層２１１、及び前記下部遮光層２１１上に配置される付着強化層２１２を含むことができる。
付着強化層２１２上に第２遮光膜２２が配置され得る。
具現例は、第１遮光膜２１に付着強化層２１２を適用することによって、第１遮光膜２１と、第１遮光膜２１上に接して形成された他の薄膜、特に第２遮光膜２２との間の付着力を向上させることができる。具体的には、付着強化層２１２をはじめとする多層遮光膜２０内の各薄膜別の組成差などを制御して、薄膜間の化学的付着力を向上させることができる。これと共に、第１遮光膜２１に粗さ特性が制御された付着強化層２１２を適用することによって、付着強化層２１２と、付着強化層２１２上に積層された他の薄膜との接する面積を高めて物理的付着力を向上させることができる。
付着強化層２１２の厚さは、１Å以上１５Å以下であってもよい。
付着強化層２１２を成膜する過程において、成膜対象の表面にスパッタリング粒子を散発的に蒸着して付着強化層２１２の表面が粗面（ｒｏｕｇｈ ｓｕｒｆａｃｅ）を形成するようにすることができる。但し、スパッタリングを一定時間以上持続すると、散発的に蒸着されたスパッタリング粒子間に他のスパッタリング粒子が蒸着するようになり、付着強化層２１２の表面の粗さは、具現例で目的とする粗さよりも低くなることがある。具現例は、付着強化層２１２の厚さを制御することで、付着強化層２１２の表面が多層遮光膜２０内の層間の付着力を向上させるのに適した粗さ特性を有するようにすることができる。
付着強化層２１２の厚さは、ＴＥＭイメージの測定を通じて測定することができる。ＴＥＭイメージの測定方法は、前述したＥＡ値の測定に適用された方法と同じ方法により測定することができる。
付着強化層２１２の厚さは１Å以上１５Å以下であってもよい。前記厚さは３Å以上であってもよい。前記厚さは５Å以上であってもよい。前記厚さは１５Å以下であってもよい。前記厚さは１０Å以下であってもよい。このような場合、付着強化層２１２の上面に接した薄膜と付着強化層２１２との間の機械的付着力を向上させることを助けることができる。
付着強化層２１２の成膜直後に付着強化層２１２の上面のＲｓｋ（歪度）値は－３以上－１．１以下であってもよい。
スパッタリングされた表面において、バレーが分布する比率が過度に高い場合、ピークは、相対的に外部衝撃によって壊れやすい形状を有する傾向があり得る。このような問題を考慮して、具現例は、付着強化層２１２の成膜直後に付着強化層２１２の上面の歪度を制御することができる。これを通じて、付着強化層２１２の表面積を高めると同時に、付着強化層２１２の表面に他の薄膜をスパッタリングする過程でピークが損傷して発生するパーティクルの量を減少させることができる。
付着強化層２１２の上面のＲｓｋ（歪度）値を測定する方法は、以下の通りである。
Ｒｓｋ（歪度）値は、付着強化層２１２の表面の中心部（中央部）に位置した横１μｍ、縦１μｍの領域で測定する。２次元粗さ測定器を用いて、前記領域で、スキャン速度を０．５Ｈｚに設定し、非接触モード（Ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｍｏｄｅ）でＲｓｋ（歪度）値を測定する。例示的に、探針としてＰａｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ社のカンチレバー（Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ）モデルであるＰＰＰ－ＮＣＨＲを適用したＰａｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ社のＸＥ－１５０モデルを２次元粗さ測定器として適用してＲｓｋ（歪度）値を測定することができる。
付着強化層２１２の成膜直後に付着強化層２１２の上面のＲｓｋ（歪度）値は－３以上－１．１以下であってもよい。前記Ｒｓｋ（歪度）値は－２．５以上であってもよい。前記Ｒｓｋ（歪度）値は－２以上であってもよい。前記Ｒｓｋ（歪度）値は－１．２以下であってもよい。前記Ｒｓｋ（歪度）値は－１．５以下であってもよい。このような場合、付着強化層２１２の表面積を高めながらも、付着強化層２１２の上面でスパッタリングを行う過程で発生するパーティクル量を減少させることができる。
付着強化層２１２の成膜直後に前記付着強化層２１２の上面のＲｋｕ（尖度）値は５．５以上であってもよい。
具現例は、付着強化層２１２の上面の尖度特性を制御することができる。これを通じて、付着強化層２１２の上面に接して成膜される他の薄膜の下面が付着強化層２１２の上面の表面にさらに強力に固着されるようにすることができる。
付着強化層２１２の上面のＲｋｕ（尖度）値を測定する方法は、前述したＲｓｋ（歪度）値を測定する方法と同一である。
付着強化層２１２の成膜直後に付着強化層２１２の上面のＲｋｕ（尖度）値は５．５以上であってもよい。前記Ｒｋｕ（尖度）値は７以上であってもよい。前記Ｒｓｋ（尖度）値は１０以上であってもよい。前記Ｒｋｕ（尖度）値は２０以下であってもよい。前記Ｒｋｕ（尖度）値は１８以下であってもよい。前記Ｒｋｕ（尖度）値は１５以下であってもよい。前記Ｒｋｕ（尖度）値は１３以下であってもよい。このような場合、付着強化層２１２と、前記付着強化層２１２の上面に接する薄膜との間の付着力をさらに向上させることを助けることができる。
具現例は、付着強化層２１２の上面の表面粗さを制御することで、強化洗浄での多層遮光膜２０の耐久性をさらに向上させると共に、付着強化層２１２の面内方向への光学特性の変動を効果的に抑制することができる。
表面粗さを示すパラメータであるＲａ（算術平均偏差）値、Ｒｑ（平均二乗偏差）値、Ｒｚ（１０点平均粗さ）値及びＲｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）は、前述したＲｓｋ（歪度）値を測定する方法と同じ方法により測定することができる。
付着強化層２１２の成膜直後に前記付着強化層２１２の上面のＲｑ（平均二乗偏差）値は０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｑ（平均二乗偏差）値は０．７ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒｑ（平均二乗偏差）値は２ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｑ（平均二乗偏差）値は１．５ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｑ（平均二乗偏差）値は１．１ｎｍ以下であってもよい。
付着強化層２１２の成膜直後に前記付着強化層２１２の上面のＲａ（算術平均偏差）値は０．４ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒａ（算術平均偏差）値は０．５ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒａ（算術平均偏差）値は３ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒａ（算術平均偏差）値は２ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒａ（算術平均偏差）値は１ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒａ（算術平均偏差）値は０．９ｎｍ以下であってもよい。
付着強化層２１２の成膜直後に前記付着強化層２１２の上面のＲｚ（１０点平均粗さ）値は６．５ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒｚ（１０点平均粗さ）値は７ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒｚ（１０点平均粗さ）値は８ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒｚ（１０点平均粗さ）値は２０ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｚ（１０点平均粗さ）値は１０ｎｍ以下であってもよい。
付着強化層２１２の成膜直後に前記付着強化層２１２の上面のＲｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）値は６ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）値は７ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）値は７．２ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）値は８ｎｍ以上であってもよい。前記Ｒｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）値は１０ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）値は９ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）値は８．８ｎｍ以下であってもよい。
このような場合、強化洗浄過程で洗浄溶液による多層遮光膜２０の側面の損傷を効果的に抑制することができ、多層遮光膜２０の面内方向への光学特性の変動を効果的に抑制することができる。
付着強化層の組成
付着強化層２１２と下部遮光層２１１との組成差、及び付着強化層２１２と第２遮光膜２２との組成差を制御することで、洗浄溶液に対する多層遮光膜２０の耐久性をさらに向上させることができる。
具体的には、付着強化層２１２と下部遮光層２１１との組成、特に遷移金属の含量の差を制御することで、付着強化層２１２と下部遮光層２１１との表面エネルギーなどの物性の差を調節することができる。これを通じて、付着強化層２１２の表面の原子と下部遮光層２１１の表面の原子との結合が容易に形成されるようにして、付着強化層２１２と下部遮光層２１１との間にさらに向上した付着力が形成されるようにすることができる。同様に、付着強化層２１２と第２遮光膜２２との遷移金属の含量の差を制御することで、付着強化層２１２と第２遮光膜２２との間に一定レベル以上の付着力が形成されるようにすることができる。結果的に、付着強化層２１２を適用していない多層遮光膜と比較して、洗浄溶液に対してさらに優れた耐久性を有する多層遮光膜を成膜することができる。
下部遮光層２１１、付着強化層２１２及び第２遮光膜２２の元素別の含量は、ＸＰＳ（Ｘ－ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて遮光膜のデプスプロファイル（ｄｅｐｔｈ ｐｒｏｆｉｌｅ）を測定して確認できる。具体的には、ブランクマスクを横１５ｍｍ、縦１５ｍｍのサイズに加工して試験片を準備する。その後、前記試験片をＸＰＳ測定装備内に配置し、前記サンプルの中心部に位置する横４ｍｍ、縦２ｍｍの領域をエッチングして各薄膜別の遷移金属の含量を測定する。
例示的に、各薄膜の元素別の含量は、サーモサイエンティフィック（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）社のＫ－ａｌｐｈａモデルを通じて測定できる。
下部遮光層２１１の遷移金属含量値から付着強化層２１２の遷移金属含量値を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は８ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は０ａｔ％以上であってもよい。
下部遮光層２１１の酸素含量値から付着強化層２１２の酸素含量値を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は８ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は０ａｔ％以上であってもよい。
下部遮光層２１１の窒素含量値から付着強化層２１２の窒素含量値を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は８ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は０ａｔ％以上であってもよい。
このような場合、下部遮光層２１１と付着強化層２１２とが接した界面で強力な付着力が形成され得る。
第２遮光膜２２の遷移金属含量から付着強化層２１２の遷移金属含量を引いた値の絶対値は３５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は３０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は２５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は１０ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は１５ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は２０ａｔ％以上であってもよい。
第２遮光膜２２の酸素含量から付着強化層２１２の酸素含量を引いた値の絶対値は３５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は３０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は１０ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は１５ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は２０ａｔ％以上であってもよい。
第２遮光膜２２の窒素含量から付着強化層２１２の窒素含量を引いた値の絶対値は２５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は２０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は１５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は５ａｔ％以上であってもよい。
このような場合、多層遮光膜は、多層構造を有しても長時間の洗浄工程で安定した耐久性を示すことができる。
付着強化層２１２は、遷移金属と、酸素及び窒素を含むことができる。付着強化層２１２は遷移金属を３０ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は遷移金属を３５ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は遷移金属を３８ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は遷移金属を６０ａｔ％以下含んでもよい。付着強化層２１２は遷移金属を５５ａｔ％以下含んでもよい。付着強化層２１２は遷移金属を４５ａｔ％以下含んでもよい。
付着強化層２１２の酸素含量及び窒素含量を合わせた値は２５ａｔ％以上であってもよい。前記値は４０ａｔ％以上であってもよい。前記値は４５ａｔ％以上であってもよい。前記値は８０ａｔ％以下であってもよい。前記値は６０ａｔ％以下であってもよい。前記値は５５ａｔ％以下であってもよい。
付着強化層２１２は酸素を２０ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は酸素を３０ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は酸素を３５ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は酸素を６０ａｔ％以下含んでもよい。付着強化層２１２は酸素を５０ａｔ％以下含んでもよい。付着強化層２１２は酸素を４５ａｔ％以下含んでもよい。
付着強化層２１２は窒素を５ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は窒素を７ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は窒素を２０ａｔ％以下含んでもよい。付着強化層２１２は窒素を１５ａｔ％以下含んでもよい。
付着強化層２１２は炭素を５ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は炭素を７ａｔ％以上含んでもよい。付着強化層２１２は炭素を２０ａｔ％以下含んでもよい。付着強化層２１２は炭素を１５ａｔ％以下含んでもよい。
このような場合、付着強化層と前記付着強化層の隣接層（特に、下部遮光層又は第２遮光膜）との表面エネルギーの差を減少させることができる。
多層遮光膜の組成及び厚さ
多層遮光膜２０は、ドライエッチング方法を通じてパターニングされ得る。ドライエッチング過程において、多層遮光膜２０の上部は、下部に比べてエッチングガスに相対的に長い時間露出され得る。これにより、多層遮光パターン膜が予め設計された形状を有するのに困難が発生することがある。
具現例は、多層遮光膜２０に求められる光学特性、パターニングを通じて形成された多層遮光パターン膜の形状などを考慮して、多層遮光膜２０内に含まれた薄膜の組成、厚さ、スパッタリング時の工程条件などを制御することができる。
第１遮光膜２１は、遷移金属と、酸素及び窒素を含むことができる。第１遮光膜２１は遷移金属を３０ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は遷移金属を３５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は遷移金属を３８ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は遷移金属を６０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光膜２１は遷移金属を５５ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光膜２１は遷移金属を４５ａｔ％以下含んでもよい。
第１遮光膜２１の酸素含量及び窒素含量を合わせた値は２５ａｔ％以上であってもよい。前記値は４０ａｔ％以上であってもよい。前記値は４５ａｔ％以上であってもよい。前記値は８０ａｔ％以下であってもよい。前記値は６０ａｔ％以下であってもよい。前記値は５５ａｔ％以下であってもよい。
第１遮光膜２１は酸素を２０ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は酸素を３０ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は酸素を３５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は酸素を６０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光膜２１は酸素を５０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光膜２１は酸素を４５ａｔ％以下含んでもよい。
第１遮光膜２１は窒素を５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は窒素を７ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は窒素を２０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光膜２１は窒素を１５ａｔ％以下含んでもよい。
第１遮光膜２１は炭素を５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は炭素を７ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光膜２１は炭素を２０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光膜２１は炭素を１５ａｔ％以下含んでもよい。
下部遮光層２１１は、遷移金属と、酸素及び窒素を含むことができる。下部遮光層２１１は遷移金属を３０ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は遷移金属を３５ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は遷移金属を３８ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は遷移金属を６０ａｔ％以下含んでもよい。下部遮光層２１１は遷移金属を５５ａｔ％以下含んでもよい。下部遮光層２１１は遷移金属を４５ａｔ％以下含んでもよい。
下部遮光層２１１の酸素含量及び窒素含量を合わせた値は２５ａｔ％以上であってもよい。前記値は４０ａｔ％以上であってもよい。前記値は４５ａｔ％以上であってもよい。前記値は８０ａｔ％以下であってもよい。前記値は６０ａｔ％以下であってもよい。前記値は５５ａｔ％以下であってもよい。
下部遮光層２１１は酸素を２０ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は酸素を３０ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は酸素を３５ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は酸素を６０ａｔ％以下含んでもよい。下部遮光層２１１は酸素を５０ａｔ％以下含んでもよい。下部遮光層２１１は酸素を４５ａｔ％以下含んでもよい。
下部遮光層２１１は窒素を５ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は窒素を７ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は窒素を２０ａｔ％以下含んでもよい。下部遮光層２１１は窒素を１５ａｔ％以下含んでもよい。
下部遮光層２１１は炭素を５ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は炭素を７ａｔ％以上含んでもよい。下部遮光層２１１は炭素を２０ａｔ％以下含んでもよい。下部遮光層２１１は炭素を１５ａｔ％以下含んでもよい。
このような場合、第１遮光膜２１は、多層遮光膜が優れた消光特性を有するように助けることができ、多層遮光膜にさらに精巧なドライエッチングを行うことができる。
第２遮光膜２２は、遷移金属と、酸素及び／又は窒素とを含むことができる。第２遮光膜２２は遷移金属を５０ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光膜２２は遷移金属を５５ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光膜２２は遷移金属を６０ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光膜２２は遷移金属を８０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光膜２２は遷移金属を７５ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光膜２２は遷移金属を７０ａｔ％以下含んでもよい。
第２遮光膜２２の酸素含量及び窒素含量を合わせた値は１０ａｔ％以上であってもよい。前記値は２０ａｔ％以上であってもよい。前記値は２５ａｔ％以上であってもよい。前記値は６０ａｔ％以下であってもよい。前記値は４０ａｔ％以下であってもよい。前記値は３５ａｔ％以下であってもよい。
第２遮光膜２２は酸素を５ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光膜２２は酸素を２０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光膜２２は酸素を１５ａｔ％以下含んでもよい。
第２遮光膜２２は窒素を５ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光膜２２は窒素を１０ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光膜２２は窒素を１５ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光膜２２は窒素を４０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光膜２２は窒素を３０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光膜２２は窒素を２５ａｔ％以下含んでもよい。
第２遮光膜２２は炭素を１ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光膜２２は炭素を１０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光膜２２は炭素を７ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光膜２２は炭素を５ａｔ％以下含んでもよい。
このような場合、多層遮光膜が優れた消光特性を有すると共に、欠陥の検査に適した光学特性を有するように助けることができる。また、前記多層遮光膜から形成される多層遮光パターン膜が予め設計された形状通りに形成され得るように助けることができる。
第２遮光膜２２の遷移金属含量から前記下部遮光層２１１の遷移金属含量を引いた値の絶対値は３５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は３０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は２５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は５ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は１０ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は１５ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は２０ａｔ％以上であってもよい。
第２遮光膜２２の酸素含量から下部遮光層２１１の酸素含量を引いた値の絶対値は３５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は３０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は１０ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は１５ａｔ％以上であってもよい。前記絶対値は２０ａｔ％以上であってもよい。
第２遮光膜２２の窒素含量から下部遮光層２１１の窒素含量を引いた値の絶対値は２５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は２０ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は１５ａｔ％以下であってもよい。前記絶対値は５ａｔ％以上であってもよい。
このような組成を有する第２遮光膜２２と下部遮光層２１１との間に付着強化層２１２を適用する場合、付着強化層による付着力向上の効果をさらに高めることができる。
遷移金属は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ及びＨｆのうちの少なくともいずれか１つを含むことができる。遷移金属はＣｒであってもよい。
第１遮光膜２１の厚さは２５０～６５０Åであってもよい。第１遮光膜２１の厚さは３５０～６００Åであってもよい。第１遮光膜２１の厚さは４００～５５０Åであってもよい。
下部遮光層２１１の厚さは２５０～６５０Åであってもよい。下部遮光層２１１の厚さは３５０～６００Åであってもよい。下部遮光層２１１の厚さは４００～５５０Åであってもよい。
このような場合、第１遮光膜２１が優れた消光特性を有するように助けることができる。
第２遮光膜２２の厚さは３０～２００Åであってもよい。第２遮光膜２２の厚さは３０～１００Åであってもよい。第２遮光膜２２の厚さは４０～８０Åであってもよい。このような場合、多層遮光膜をさらに精巧にパターニングすることができるので、フォトマスクの解像度をさらに向上させることができる。
第１遮光膜２１の厚さに対する第２遮光膜２２の厚さの比率は０．０５～０．３であってもよい。前記厚さの比率は０．０７～０．２５であってもよい。前記厚さの比率は０．１～０．２であってもよい。このような場合、パターニングを通じて形成される多層遮光パターン膜の側面形状をさらに精巧に制御することができる。
第１遮光膜２１の厚さに対する付着強化層の厚さの比率は０．００５～０．０５であってもよい。前記厚さの比率は０．０１～０．０４であってもよい。前記厚さの比率は０．０１５～０．０３であってもよい。このような場合、多層遮光膜は、洗浄溶液に対して安定した耐久性を有することができる。
多層遮光膜の光学特性
波長１９３ｎｍの光に対する多層遮光膜２０の光学密度が１．３以上であってもよい。波長１９３ｎｍの光に対する多層遮光膜２０の光学密度が１．４以上であってもよい。
波長１９３ｎｍの光に対する多層遮光膜２０の透過率が２％以下であってもよい。波長１９３ｎｍの光に対する多層遮光膜２０の透過率が１．９％以下であってもよい。
このような場合、多層遮光膜は、露光光の透過を効果的に遮断することを助けることができる。
多層遮光膜の光学密度及び透過率は、分光楕円計測器を用いて測定できる。例示的に、多層遮光膜の光学密度及び透過率は、ナノビュー社のＭＧ－Ｐｒｏモデルを用いて測定できる。
その他の薄膜
図３は、本明細書の更に他の実施例に係るブランクマスクを説明する概念図である。前記図３を参照して、以下の内容を説明する。
光透過性基板１０と多層遮光膜２０との間に位相反転膜３０が配置され得る。位相反転膜３０は、前記位相反転膜３０を透過する露光光の光強度を減衰し、露光光の位相差を調節して、転写パターンの縁部に発生する回折光を実質的に抑制する薄膜である。
波長１９３ｎｍの光に対する位相反転膜３０の位相差が１７０～１９０°であってもよい。波長１９３ｎｍの光に対する位相反転膜３０の位相差が１７５～１８５°であってもよい。
波長１９３ｎｍの光に対する位相反転膜３０の透過率が３～１０％であってもよい。波長１９３ｎｍの光に対する位相反転膜３０の透過率が４～８％であってもよい。
このような場合、パターン膜の縁部で発生し得る回折光を効果的に抑制することができる。
波長１９３ｎｍの光に対する位相反転膜３０と多層遮光膜２０を含む薄膜の光学密度が３以上であってもよい。波長１９３ｎｍの光に対する位相反転膜３０と多層遮光膜２０を含む薄膜の光学密度が３．２以上であってもよい。このような場合、前記薄膜は、露光光の透過を効果的に抑制することができる。
位相反転膜３０の位相差、透過率、及び位相反転膜３０と多層遮光膜２０を含む薄膜の光学密度は、分光楕円計測器を用いて測定できる。例示的に、分光楕円計測器は、ナノビュー社のＭＧ－Ｐｒｏモデルを用いることができる。
位相反転膜３０は、遷移金属及び珪素を含むことができる。位相反転膜３０は、遷移金属、珪素、酸素及び窒素を含むことができる。前記遷移金属はモリブデンであってもよい。
多層遮光膜２０上にハードマスク（図示せず）が位置することができる。ハードマスクは、遮光膜２０のパターンエッチング時にエッチングマスク膜の機能を行うことができる。ハードマスクは、珪素、窒素及び酸素を含むことができる。
フォトマスク
図４は、本明細書の更に他の実施例に係るフォトマスクを説明する概念図である。前記図４を参照して、以下の内容を説明する。
本明細書の他の実施例に係るフォトマスク２００は光透過性基板１０を含む。
光透過性基板１０は遮光領域５１を含む。
フォトマスク２００は、遮光領域上に配置される多層遮光パターン膜２５を含む。
多層遮光パターン膜２５は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含む。
多層遮光パターン膜２５は、第１遮光膜２１、及び前記第１遮光膜２１上に配置される第２遮光膜２２を含む。
多層遮光パターン膜２５の下記式２のｐＥＡ値が２ｎｍ２以下である。
［式２］
Figure 2023070084000006
前記式２において、前記ｐＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した多層遮光パターン膜２５の断面の面積である。
前記ｐＡＣ値は、前記フォトマスク２００をＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光パターン膜２５の断面の面積である。
前記Ｎ値は、前記フォトマスクの断面で観察される遮光領域の個数である。
前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液である。
前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
フォトマスク２００に含まれた光透過性基板１０についての説明は、前述した内容と重複するので省略する。
遮光領域５１は、光透過性基板の表面において、多層遮光パターン膜が配置される領域である。
多層遮光パターン膜のｐＥＡ値を測定する方法は、前述した多層遮光膜のＥＡ値を測定する方法と同一である。但し、測定対象は、多層遮光膜ではなく多層遮光パターン膜であり、式１によるＥＡ値ではなく式２によるｐＥＡ値を算出する。
多層遮光パターン膜２５は、前述した多層遮光膜２０をパターニングして形成することができる。
多層遮光パターン膜２５の層構造、物性、組成などについての説明は、先の遮光膜についての説明と重複するので省略する。
多層遮光膜の製造方法
本明細書の一実施例に係るブランクマスクの製造方法は、遷移金属を含むスパッタリングターゲット及び光透過性基板をスパッタリングチャンバ内に配置する準備ステップと；光透過性基板上に第１遮光膜を成膜する第１遮光膜成膜ステップと；第１遮光膜上に第２遮光膜を成膜する第２遮光膜成膜ステップと；を含む。
第１遮光膜成膜ステップは、光透過性基板上に下部遮光層を成膜する下部遮光層成膜過程と；成膜された下部遮光層上に付着強化層を成膜する付着強化層成膜過程と；を含む。
準備ステップにおいて、遮光膜の組成を考慮して、遮光膜を成膜する際のターゲットを選択することができる。スパッタリングターゲットは、遷移金属を含有する一つのターゲットを適用してもよい。スパッタリングターゲットは、遷移金属を含有する一つのターゲットを含めて２以上のターゲットを適用してもよい。遷移金属を含有するターゲットは、遷移金属を９０ａｔ％以上含んでもよい。遷移金属を含有するターゲットは、遷移金属を９５ａｔ％以上含んでもよい。遷移金属を含有するターゲットは、遷移金属を９９ａｔ％含んでもよい。
遷移金属は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ及びＨｆのうちの少なくともいずれか１つを含むことができる。遷移金属はＣｒを含むことができる。
スパッタリングチャンバ内に配置される光透過性基板については、前述した内容と重複するので省略する。
準備ステップにおいて、スパッタリングチャンバ内にマグネットを配置することができる。マグネットは、スパッタリングターゲットにおけるスパッタリングが発生する一面に対向する面に配置され得る。
多層遮光膜成膜ステップにおいて、多層遮光膜に含まれた各薄膜別にスパッタリング工程の条件を異なって適用することができる。具体的には、各薄膜別に要求される表面粗さ特性、耐薬品性、消光特性及びエッチング特性などを考慮して、雰囲気ガスの組成、チャンバ内の圧力、スパッタリングターゲットに加える電力、成膜時間、基板の回転速度などの各種工程条件を各薄膜別に異なって適用することができる。
雰囲気ガスは、不活性ガス、反応性ガス及びスパッタリングガスを含むことができる。不活性ガスは、成膜された薄膜を構成する元素を含まないガスである。反応性ガスは、成膜された薄膜を構成する元素を含むガスである。スパッタリングガスは、プラズマ雰囲気でイオン化してターゲットと衝突するガスである。
不活性ガスはヘリウムを含むことができる。
反応性ガスは、窒素元素を含むガスを含むことができる。前記窒素元素を含むガスは、例示的にＮ２、ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５などであってもよい。反応性ガスは、酸素元素を含むガスを含むことができる。前記酸素元素を含むガスは、例示的にＯ２、ＣＯ２などであってもよい。反応性ガスは、窒素元素を含むガス、及び酸素元素を含むガスを含むことができる。前記反応性ガスは、窒素元素と酸素元素の両方を含むガスを含むことができる。前記窒素元素と酸素元素の両方を含むガスは、例示的にＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、Ｎ２Ｏ５などであってもよい。
スパッタリングガスは、アルゴン（Ａｒ）ガスであってもよい。
スパッタリングターゲットに電力を加える電源は、ＤＣ電源を使用してもよく、またはＲＦ電源を使用してもよい。
第１遮光膜成膜ステップにおいて、まず、下部遮光層を成膜することができる。
下部遮光層成膜過程において、スパッタリングターゲットに加える電力を１．５ｋＷ以上２．５ｋＷ以下として適用してもよい。前記スパッタリングターゲットに加える電力を１．６ｋＷ以上２ｋＷ以下として適用してもよい。
下部遮光層成膜過程において、雰囲気ガスの不活性気体の流量に対する反応性気体の流量の比率は１．５以上３以下であってもよい。前記流量の比率は１．８以上２．７以下であってもよい。前記流量の比率は２以上２．５以下であってもよい。
前記雰囲気ガスにおいて、反応性気体に含まれた窒素含量に対する酸素含量の比率は１．５以上４以下であってもよい。前記比率は２以上３以下であってもよい。前記比率は２．２以上２．７以下であってもよい。
このような場合、下部遮光層は、多層遮光膜が十分な消光特性を有することを助けることができる。また、多層遮光膜のパターニング過程で多層遮光パターン膜の形状を精密に制御することを助けることができる。
下部遮光層の成膜は、２００秒以上３００秒以下の時間行ってもよい。下部遮光層の成膜は、２１０秒以上２４０秒以下の時間行ってもよい。このような場合、多層遮光膜が十分な消光特性を有するように助けることができる。
下部遮光層上に付着強化層を成膜することができる。付着強化層は、下部遮光層の上面に成膜されてもよい。付着強化層は、下部遮光層上に配置された他の薄膜の上面に成膜されてもよい。
付着強化層成膜過程において、スパッタリングターゲットに加える電力を１．５ｋＷ以上２．５ｋＷ以下として適用してもよい。前記電力を１．６ｋＷ以上２ｋＷ以下として適用してもよい。このような場合、付着強化層２１２の表面粗さ特性を具現例で予め設定された範囲内に制御することを助けることができる。
付着強化層成膜過程は、付着強化層の下面に接して配置された薄膜（一例として、下部遮光層）の成膜を完了したときから１５秒以上経過した後に行ってもよい。付着強化層成膜過程は、付着強化層の下面に接して配置された薄膜の成膜を完了したときから２０秒以上経過した後に行ってもよい。付着強化層成膜過程は、付着強化層の下面に接して配置された薄膜の成膜を完了したときから３０秒以内に行ってもよい。
付着強化層成膜過程は、付着強化層の下面に接して配置された薄膜（一例として、下部遮光層）の成膜に適用された雰囲気ガスをスパッタリングチャンバから完全に排気した後に行われ得る。付着強化層成膜過程は、付着強化層の下面に接して配置された薄膜の成膜に適用された雰囲気ガスを完全に排気した時点から１０秒内に行われてもよい。付着強化層成膜過程は、付着強化層の下面に接して配置された薄膜の成膜に適用された雰囲気ガスを完全に排気した時点から５秒内に行われてもよい。
このような場合、付着強化層の組成をさらに精密に制御することができる。
付着強化層成膜過程において、雰囲気ガスに含まれた不活性気体の流量に対する反応性気体の流量の比率は０．２以上０．８以下であってもよい。前記流量の比率は０．３以上０．７以下であってもよい。前記流量の比率は０．３５以上０．６以下であってもよい。
前記反応性気体に含まれた窒素含量に対する酸素含量の比率は０．２以下であってもよい。前記比率は０．１以下であってもよい。前記比率は０．００１以上であってもよい。
このような場合、下部遮光層と付着強化層との表面エネルギーの差をさらに減少させることができる。
付着強化層の成膜は、１秒以上１５秒以下の時間行ってもよい。付着強化層の成膜は、２秒以上８秒以下の時間行ってもよい。
このような場合、付着強化層の厚さ及び表面粗さ特性を具現例で予め設定した範囲内に制御することができる。
付着強化層の成膜直後の付着強化層の表面粗さ特性についての説明は、前述した内容と重複するので省略する。
付着強化層上に第２遮光膜を成膜することができる。第２遮光膜は、付着強化層の上面に接して形成されてもよい。第２遮光膜は、付着強化層上に配置された他の薄膜の表面に接して形成されてもよい。
第２遮光膜成膜ステップにおいて、スパッタリングターゲットに加える電力を１～２ｋＷとして適用してもよい。前記電力を１．２～１．７ｋＷとして適用してもよい。このような場合、第２遮光膜が目的とする光学特性及びエッチング特性を有することを助けることができる。
第２遮光膜成膜ステップは、第２遮光膜の下面と接して配置された薄膜（一例として付着強化層）の成膜直後から１５秒以上経過した後に行われてもよい。第２遮光膜成膜ステップは、第２遮光膜の下面と接して配置された薄膜の成膜直後から２０秒以上経過した後に行われてもよい。第２遮光膜成膜ステップは、第２遮光膜の下面と接して配置された薄膜の成膜直後から３０秒以内に行われてもよい。
第２遮光膜成膜ステップは、第２遮光膜の下面に接して配置された薄膜（一例として、付着強化層）の成膜に適用された雰囲気ガスをスパッタリングチャンバから完全に排気した後に行われ得る。第２遮光膜成膜ステップは、第２遮光膜の下面に接して配置された薄膜の成膜に適用された雰囲気ガスを完全に排気した時点から１０秒内に行われてもよい。第２遮光膜成膜ステップは、第２遮光膜の下面に接して配置された薄膜の成膜に適用された雰囲気ガスを完全に排気した時点から５秒内に行われてもよい。
このような場合、第２遮光膜の組成をさらに細密に制御することができる。
第２遮光膜成膜ステップにおいて、雰囲気ガスに含まれた不活性気体の流量に対する反応性気体の流量の比率は０．３～０．７であってもよい。前記流量の比率は０．４～０．６であってもよい。
第２遮光膜成膜ステップにおいて、反応性気体に含まれた窒素含量に対する酸素含量の比率は０．３以下であってもよい。前記比率は０．１以下であってもよい。前記比率は０．００１以上であってもよい。
このような場合、多層遮光膜をパターニングして形成される多層遮光パターン膜の形状をさらに精巧に制御することができる。
第２遮光膜の成膜は、１０秒以上３０秒以下の時間行ってもよい。第２遮光膜の成膜時間は、１５秒以上２５秒以下の時間行ってもよい。このような場合、ドライエッチングを通じた多層遮光パターン膜の形成時に、多層遮光パターン膜の形状をさらに精巧に制御することができる。
半導体素子の製造方法
本明細書の他の実施例に係る半導体素子の製造方法は、光源、フォトマスク、及びレジスト膜が塗布された半導体ウエハを配置する準備ステップと、前記フォトマスクを介して、前記光源から入射された光を前記半導体ウエハ上に選択的に透過させて出射する露光ステップと、前記半導体ウエハ上にパターンを現像する現像ステップとを含む。
フォトマスクは光透過性基板を含む。
光透過性基板は遮光領域を含む。
フォトマスクは、遮光領域上に配置される多層遮光パターン膜を含む。
前記多層遮光パターン膜は、第１遮光膜、及び前記第１遮光膜上に配置され、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含む第２遮光膜を含む。
前記多層遮光パターン膜は、第１遮光膜、及び前記第１遮光膜上に配置される第２遮光膜を含む。
多層遮光パターン膜の下記式２のｐＥＡ値が２ｎｍ２以下である。
［式２］
Figure 2023070084000007
前記式２において、前記ｐＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積である。
前記ｐＡＣ値は、前記フォトマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積である。
前記Ｎ値は、前記フォトマスクの断面で観察される遮光領域の個数である。
前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液である。
前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
準備ステップにおいて、光源は、短波長の露光光を発生させることができる装置である。露光光は、波長２００ｎｍ以下の光であってもよい。露光光は、波長１９３ｎｍのＡｒＦ光であってもよい。
フォトマスクと半導体ウエハとの間にレンズがさらに配置されてもよい。レンズは、フォトマスク上の回路パターンの形状を縮小して半導体ウエハ上に転写する機能を有する。レンズは、ＡｒＦ半導体ウエハ露光工程に一般に適用できるものであれば限定されない。例示的に、前記レンズは、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）で構成されたレンズを適用できる。
露光ステップにおいて、フォトマスクを介して、半導体ウエハ上に露光光を選択的に透過させることができる。このような場合、レジスト膜において露光光が入射した部分で化学的変性が発生することができる。
現像ステップにおいて、露光ステップを終えた半導体ウエハを現像溶液で処理して半導体ウエハ上にパターンを現像することができる。塗布されたレジスト膜がポジティブレジスト（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｉｓｔ）である場合、レジスト膜において露光光が入射した部分が現像溶液によって溶解され得る。塗布されたレジスト膜がネガティブレジスト（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｒｅｓｉｓｔ）である場合、レジスト膜において露光光が入射していない部分が現像溶液によって溶解され得る。現像溶液の処理によって、レジスト膜はレジストパターンとして形成される。前記レジストパターンをマスクとして半導体ウエハ上にパターンを形成することができる。
フォトマスクについての説明は、前述の内容と重複するので省略する。
以下、具体的な実施例についてより詳細に説明する。
製造例：多層遮光膜の成膜
実施例１：ＤＣスパッタリング装備のチャンバ内に、横６インチ、縦６インチ、厚さ０．２５インチのクォーツ素材の光透過性基板を配置した。クロムターゲットは、Ｔ／Ｓ距離が２５５ｍｍ、基板とターゲットとの間の角度が２５°を形成するようにチャンバ内に配置した。
その後、光透過性基板上に、下部遮光層及び前記下部遮光層上に配置された付着強化層を含む第１遮光膜を成膜した。具体的に、Ａｒ：Ｎ２：ＣＯ２＝３：２：５の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、スパッタリングターゲットに加える電力を１．８５ｋＷとして適用し、基板の回転速度を３０ＲＰＭとして適用して、スパッタリング工程を２００秒以上２５０秒以下の時間行って下部遮光層を成膜した。
下部遮光層の成膜を終えた後、Ａｒ：Ｎ２：ＣＯ２＝３：２：５の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、スパッタリングターゲットに加える電力を１．８５ｋＷとして適用し、基板の回転速度を３０ＲＰＭとして適用して、スパッタリング工程を２秒間行って下部遮光層上に付着強化層を成膜した。下部遮光層の成膜を終えた後から２０秒後にスパッタリングターゲットに電力を供給し、雰囲気ガスは、下部遮光層の成膜に適用された雰囲気ガスをチャンバから完全に排気した時点から５秒以内に注入した。
付着強化層の成膜を終えた後、Ａｒ：Ｎ２＝６．５：３．５の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、スパッタリングターゲットに加える電力を１．５ｋＷとして適用し、基板の回転速度を３０ＲＰＭとして適用して、付着強化層の上面にスパッタリング工程を１０秒以上３０秒以下の時間行って第２遮光膜を成膜した。
実施例２：実施例１と同じ条件で多層遮光膜を成膜した。但し、付着強化層成膜過程において、Ａｒ：Ｎ２：ＣＯ２＝３：１：６の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、スパッタリングターゲットに加える電力を１．８３ｋＷとして適用した。
実施例３：実施例１と同じ条件で多層遮光膜を成膜した。但し、付着強化層成膜過程において、Ａｒ：Ｎ２：ＣＯ２＝４：１：５の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、付着強化層の成膜時間を５秒として適用し、スパッタリングターゲットに加える電力を１．５ｋＷとして適用した。
実施例４：実施例１と同じ条件で多層遮光膜を成膜した。但し、付着強化層成膜過程において、基板の回転速度を２０ＲＰＭとして適用した。
比較例１：実施例１と同じ条件で多層遮光膜を成膜した。但し、付着強化層成膜過程において、Ａｒ：Ｎ２＝３：７の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、スパッタリングターゲットに加える電力を２ｋＷとして適用した。
比較例２：実施例１と同じ条件で多層遮光膜を成膜した。但し、付着強化層成膜過程において、Ａｒ：Ｎ２＝３：７の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、基板の回転速度を１０ＲＰＭとして適用し、付着強化層の成膜時間を５秒として適用し、スパッタリングターゲットに加える電力を１．５ｋＷとして適用した。
比較例３：実施例１と同じ条件で多層遮光膜を成膜した。但し、付着強化層成膜過程において、Ａｒ：Ｎ２＝３：７の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、付着強化層の成膜時間を１０秒として適用し、基板の回転速度を５ＲＰＭとして適用した。
比較例４：実施例１と同じ条件で多層遮光膜を成膜した。但し、下部遮光層と第２遮光膜との間に付着強化層を成膜しなかった。
比較例５：実施例１と同じ条件で多層遮光膜を成膜した。但し、付着強化層成膜過程において、Ａｒ：Ｎ２：Ｏ２＝５：４：１の体積比で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入した。
実施例及び比較例別の成膜条件について下記表１に記載した。
評価例：ＥＡ値の測定
実施例及び比較例別の試験片のＥＡ値を測定した。具体的には、各実施例及び比較例別の試験片を横１５ｍｍ、縦１５ｍｍのサイズに加工した。その後、前記加工した試験片の上面をＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）処理した後、前記試験片の断面のＴＥＭイメージをＪＥＯＬ ＬＴＤ社のＪＥＭ－２１００Ｆ ＨＲモデルで測定した。前記ＴＥＭイメージから実施例及び比較例別のＢＣ値を算出した。
その後、加工された試験片をＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬して強化洗浄を行った。ＳＣ－１溶液の含量は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％適用した。その後、加工されたブランクマスクを取り出し、オゾン水を用いて、加工されたブランクマスクの表面に残留するＳＣ－１溶液を除去した。オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液を適用した。ＳＣ－１溶液による浸漬及びオゾン水によるリンスは、室温で行った。
その後、ＢＣ値を測定する方法と同じ方法によりＡＣ値を測定した。そして、前記測定したＢＣ値及びＡＣ値からブランクマスクのＥＡ値を算出した。
実施例及び比較例別の測定結果は、下記表２に記載した。
評価例：各薄膜別の厚さの測定
実施例及び比較例別の試験片のＴＥＭイメージを測定して、下部遮光層、付着強化層及び第２遮光膜の厚さを算出した。ＴＥＭイメージの測定方法は、先のＥＡ値の測定時に適用した方法と同じ方法を適用した。
実施例及び比較例別の測定結果は、下記表２に記載した。
評価例：光学特性の測定
ナノビュー社のＭＧ－Ｐｒｏモデルの分光楕円計測器を用いて、実施例及び比較例別の試験片の波長１９３ｎｍの光に対する光学密度及び透過率を測定した。
実施例及び比較例別の測定結果は、下記表２に記載した。
評価例：付着強化層の成膜直後の表面粗さの測定
実施例１～４及び比較例１～３及び５の試験片の製造過程において、付着強化層の成膜直後に付着強化層の表面のＲｓｋ（歪度）値、Ｒｋｕ（尖度）値、Ｒｑ（平均二乗偏差）値、Ｒａ（算術平均偏差）値、Ｒｚ（１０点平均粗さ）値、Ｒｐｖ（最大ピーク高さと最大バレー深さの和）値を測定した。具体的には、付着強化層の表面の中心部（中央部）に位置した横１μｍ、縦１μｍの領域で測定した。粗さ測定器を用いて、前記領域で、スキャン速度を０．５Ｈｚに設定し、非接触モード（Ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｍｏｄｅ）でＲｓｋ値などを測定した。粗さ測定器は、探針としてＰａｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ社のカンチレバー（Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ）モデルであるＰＰＰ－ＮＣＨＲを適用したＰａｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ社のＸＥ－１５０モデルを適用した。
実施例及び比較例別の測定結果は、下記表３に記載した。
評価例：薄膜別の組成の測定
実施例及び比較例別に各層及び各膜の元素別の含量をＸＰＳ分析を用いて測定した。具体的には、実施例及び比較例別のブランクマスクを横１５ｍｍ、縦１５ｍｍのサイズに加工して試験片を準備した。前記試験片をサーモサイエンティフィック（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）社のＫ－Ａｌｐｈａモデルの測定装備内に配置した後、前記試験片の中央部に位置した横４ｍｍ、縦２ｍｍの領域をエッチングして、各層及び各膜の元素別の含量を測定した。実施例及び比較例別の測定結果は、下記表４に記載した。
Figure 2023070084000008
Figure 2023070084000009
Figure 2023070084000010
Figure 2023070084000011
前記表２において、実施例１～４のＥＡ値は２ｎｍ２以下と測定されたのに対し、比較例１～５のＥＡ値は２ｎｍ２超と測定された。
前記表３において、実施例１～４のＲｓｋ（歪度）値は－３以上－１．１以下の値を示すのに対し、比較例１～３及び５のＲｓｋ（歪度）値は－１．１超の値を示した。
実施例１～４のＲｋｕ（尖度）値は５．５以上の値を示すのに対し、比較例１～３及び５のＲｋｕ（尖度）値は５．５未満の値を示した。
以上、好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲で定義している具現例の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
１００ ブランクマスク
１０ 光透過性基板
２０ 多層遮光膜
２１ 第１遮光膜
２１１ 下部遮光層
２１２ 付着強化層
２２ 第２遮光膜
２５ 多層遮光パターン膜
３０ 位相反転膜
５１ 遮光領域
２００ フォトマスク

Claims (12)

  1. 光透過性基板、及び前記光透過性基板上に配置される多層遮光膜を含み、
    前記多層遮光膜は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含み、
    前記多層遮光膜は、第１遮光膜、及び前記第１遮光膜上に配置される第２遮光膜を含み、
    前記多層遮光膜の下記式１のＥＡ値が２ｎｍ２以下である、ブランクマスク。
    ［式１］
    Figure 2023070084000012
    前記式１において、
    前記ＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した前記多層遮光膜の断面の面積であり、
    前記ＡＣ値は、前記ブランクマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光膜の断面の面積であり、
    前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液であり、
    前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
  2. 前記第１遮光膜は、下部遮光層、及び前記下部遮光層上に配置される付着強化層を含み、
    前記付着強化層の厚さは１Å以上１５Å以下である、請求項１に記載のブランクマスク。
  3. 前記下部遮光層の遷移金属含量から前記付着強化層の遷移金属含量を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下である、請求項２に記載のブランクマスク。
  4. 前記第２遮光膜の遷移金属含量から前記付着強化層の遷移金属含量を引いた値の絶対値は３５ａｔ％以下である、請求項２に記載のブランクマスク。
  5. 前記下部遮光層の酸素含量値から前記付着強化層の酸素含量値を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下であり、
    前記下部遮光層の窒素含量値から前記付着強化層の窒素含量値を引いた値の絶対値は１０ａｔ％以下である、請求項２に記載のブランクマスク。
  6. 前記第２遮光膜の酸素含量から前記付着強化層の酸素含量を引いた値の絶対値は３５ａｔ％以下であり、
    前記第２遮光膜の窒素含量から前記付着強化層の窒素含量を引いた値の絶対値は２５ａｔ％以下である、請求項２に記載のブランクマスク。
  7. 前記付着強化層の成膜直後に前記付着強化層の上面のＲｓｋ（歪度）値は－３以上－１．１以下であり、Ｒｋｕ（尖度）値は５．５以上である、請求項２に記載のブランクマスク。
  8. 前記付着強化層の成膜直後に前記付着強化層の上面のＲａ（算術平均偏差）値は０．４ｎｍ以上３ｎｍ以下である、請求項２に記載のブランクマスク。
  9. 前記第２遮光膜の遷移金属含量から前記下部遮光層の遷移金属含量を引いた値の絶対値は５ａｔ％以上３５ａｔ％以下である、請求項１に記載のブランクマスク。
  10. 前記遷移金属は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ及びＨｆのうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項１に記載のブランクマスク。
  11. 光透過性基板を含み、
    前記光透過性基板は遮光領域を含み、
    前記遮光領域上に配置される多層遮光パターン膜を含み、
    前記多層遮光パターン膜は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含み、
    前記多層遮光パターン膜は、第１遮光膜、及び前記第１遮光膜上に配置される第２遮光膜を含み、
    前記多層遮光パターン膜の下記式２のｐＥＡ値が２ｎｍ２以下である、フォトマスク。
    ［式２］
    Figure 2023070084000013
    前記式２において、
    前記ｐＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積であり、
    前記ｐＡＣ値は、前記フォトマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積であり、
    前記Ｎ値は、前記フォトマスクの断面で観察される遮光領域の個数であり、
    前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液であり、
    前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
  12. 光源、フォトマスク、及びレジスト膜が塗布された半導体ウエハを配置する準備ステップと、前記フォトマスクを介して、前記光源から入射された光を前記半導体ウエハ上に選択的に透過させて出射する露光ステップと、前記半導体ウエハ上にパターンを現像する現像ステップとを含み、
    前記フォトマスクは光透過性基板を含み、
    前記光透過性基板は遮光領域を含み、
    前記フォトマスクは、前記遮光領域上に配置される多層遮光パターン膜を含み、
    前記多層遮光パターン膜は、遷移金属と、酸素及び窒素のうちの少なくともいずれか１つとを含み、
    前記多層遮光パターン膜は、第１遮光膜、及び前記第１遮光膜上に配置される第２遮光膜を含み、
    前記多層遮光パターン膜の下記式２のｐＥＡ値が２ｎｍ２以下である、半導体素子の製造方法。
    ［式２］
    Figure 2023070084000014
    前記式２において、
    前記ｐＢＣ値は、洗浄を行う前に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積であり、
    前記ｐＡＣ値は、前記フォトマスクをＳＣ－１溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水でリンスした後に測定した前記多層遮光パターン膜の断面の面積であり、
    前記Ｎ値は、前記フォトマスクの断面で観察される遮光領域の個数であり、
    前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ２Ｏ２を１４．３重量％、Ｈ２Ｏを７１．４重量％含む溶液であり、
    前記オゾン水は、超純水を溶媒としてオゾンを２０ｐｐｍ（重量基準）含む溶液である。
JP2022165904A 2021-11-03 2022-10-14 ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク Active JP7482187B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210149474A KR102475672B1 (ko) 2021-11-03 2021-11-03 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크
KR10-2021-0149474 2021-11-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023070084A true JP2023070084A (ja) 2023-05-18
JP7482187B2 JP7482187B2 (ja) 2024-05-13

Family

ID=84441384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022165904A Active JP7482187B2 (ja) 2021-11-03 2022-10-14 ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230135120A1 (ja)
JP (1) JP7482187B2 (ja)
KR (1) KR102475672B1 (ja)
CN (1) CN116068845A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018049111A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 Hoya株式会社 フォトマスクブランク、フォトマスクブランクの製造方法、及びそれらを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
JP2018194830A (ja) * 2017-05-18 2018-12-06 エスアンドエス テック カンパニー リミテッド 位相反転ブランクマスク及びその製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070060529A (ko) 2005-12-08 2007-06-13 주식회사 에스앤에스텍 반사방지막이 형성된 블랭크 마스크, 그 제조방법 및 이를이용한 포토마스크
KR20090016210A (ko) * 2007-08-10 2009-02-13 주식회사 에스앤에스텍 그레이톤 블랭크 마스크 및 그레이톤 포토마스크의 세정방법
KR101471354B1 (ko) * 2007-11-07 2014-12-24 주식회사 에스앤에스텍 대면적 투과 제어 블랭마스크 및 이를 이용한 포토마스크의제조방법
US8507155B2 (en) 2008-03-31 2013-08-13 Hoya Corporation Photomask blank, photomask, and method for manufacturing photomask blank
JPWO2009123167A1 (ja) * 2008-03-31 2011-07-28 Hoya株式会社 フォトマスクブランクおよびその製造方法
TWI457696B (zh) * 2008-03-31 2014-10-21 Hoya Corp 空白光罩、光罩及空白光罩之製造方法
KR20110016739A (ko) * 2009-08-12 2011-02-18 주식회사 에스앤에스텍 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조방법
JP5865263B2 (ja) * 2010-12-24 2016-02-17 Hoya株式会社 マスクブランク及びその製造方法、並びに転写用マスク及びその製造方法
JP5779290B1 (ja) * 2014-03-28 2015-09-16 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、位相シフトマスク、および半導体デバイスの製造方法
JP6150299B2 (ja) * 2014-03-30 2017-06-21 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスクの製造方法及び半導体装置の製造方法
JP6665571B2 (ja) * 2015-02-16 2020-03-13 大日本印刷株式会社 フォトマスク、フォトマスクブランクス、およびフォトマスクの製造方法
US10241390B2 (en) * 2016-02-24 2019-03-26 AGC Inc. Reflective mask blank and process for producing the reflective mask blank
TWI847949B (zh) * 2018-11-30 2024-07-01 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 光罩基底、光罩之製造方法及顯示裝置之製造方法
KR20200137938A (ko) * 2019-05-31 2020-12-09 주식회사 에스앤에스텍 블랭크마스크, 포토마스크 및 그의 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018049111A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 Hoya株式会社 フォトマスクブランク、フォトマスクブランクの製造方法、及びそれらを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
JP2018194830A (ja) * 2017-05-18 2018-12-06 エスアンドエス テック カンパニー リミテッド 位相反転ブランクマスク及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230135120A1 (en) 2023-05-04
TW202319832A (zh) 2023-05-16
KR102475672B1 (ko) 2022-12-07
CN116068845A (zh) 2023-05-05
JP7482187B2 (ja) 2024-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6594742B2 (ja) フォトマスクブランク及びそれを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
TWI620002B (zh) 遮罩基底及相移遮罩之製造方法
KR102234301B1 (ko) 포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 및 그들을 사용한 포토마스크의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법
JP7204496B2 (ja) 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法
TWI784733B (zh) 遮罩基底、轉印用遮罩之製造方法及半導體元件之製造方法
JP7340057B2 (ja) フォトマスクブランク及びそれを用いたフォトマスク
TW201814394A (zh) 光罩基底、相位偏移光罩、相位偏移光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法
JP2019148789A (ja) 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法
JP7297692B2 (ja) フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法、および表示装置の製造方法
JP7514897B2 (ja) ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク
WO2019188397A1 (ja) マスクブランク、位相シフトマスク及び半導体デバイスの製造方法
JP2022189860A (ja) フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法及び表示装置の製造方法
KR102435818B1 (ko) 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크
JP2023070084A (ja) ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク
JP6627926B2 (ja) 位相シフトマスクブランクスの製造方法
TWI853327B (zh) 空白遮罩、使用其之光罩以及半導體器件的製造方法
JP7528320B2 (ja) ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク
KR102660636B1 (ko) 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크
JP6947207B2 (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク
JP7254470B2 (ja) 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法
WO2023276398A1 (ja) マスクブランク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
TWI854972B (zh) 光罩基底、相偏移光罩及半導體裝置之製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231011

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7482187

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150