JP2023088844A - ブランクマスク、ブランクマスク成膜装置及びブランクマスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造過程で発生し得る粗さ、厚さ、透過率、位相差、光学密度などの不均一性を解消したブランクマスク、その製造装置などを提供する。【解決手段】光透過性基板と；光透過性基板上に配置される遮光膜と；光透過性基板と遮光膜との間に配置される位相反転膜と；を含み、遮光膜の中心を基準とした中心測定領域、及び遮光膜の縁から２０ｍｍ離隔した縁測定領域を含み、中心測定領域及び縁測定領域のそれぞれは、辺の長さが２０μｍである正方形であり、中心測定領域で測定した中心Ｒｚ粗さを有し、縁測定領域で測定した縁Ｒｚ粗さを有し、下記式１－１で表されるＲｚ粗さの不均一度が２０％以下である、ブランクマスク及びこれと関連する成膜装置を提供する。［式１－１］Ｒｚ粗さの不均一度＝（中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｚ粗さ）×１００％。【選択図】図１
Description
具現例は、ブランクマスク、ブランクマスク成膜装置及びブランクマスクの製造方法に関する。
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。主に用いられている露光光源として、１９３ｎｍの波長のフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザーなどがある。
ブランクマスクは、用途に応じて、光透過性基板、及び光透過性基板上に成膜された位相反転膜、又は遮光膜などを含むことができる。光透過性基板は、光透過特性を有する素材を形状加工した後、研磨及び洗浄過程などを経て製造することができる。
ウエハ上に現像される回路パターンが微細化されるに伴い、四角形状のブランクマスクの製造過程で発生し得る粗さ、厚さ、透過率、位相差、光学密度などの不均一性を極力解消して、パーティクルの発生を防止し、意図しないパターンが転写されるのを防止することが求められる。
前述した背景技術は、発明者が具現例の導出のために保有していた、または導出過程で習得した技術情報であって、必ずしも本発明の出願前に一般公衆に公開された公知技術であるとは限らない。
関連する先行技術として、韓国登録特許第１０－１３１９６５９号に開示された"フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法"などがある。
具現例の目的は、製造過程で発生し得る粗さ、厚さ、透過率、位相差、光学密度などの不均一性を解消したブランクマスク、その製造装置などを提供することにある。
具現例の他の目的は、補助ヒータが備えられた成膜装置、及びこれを通じて物性の均一性が確保されたブランクマスクを提供することにある。
上記の目的を達成するために、具現例に係るブランクマスクは、
光透過性基板と；
前記光透過性基板上に配置される遮光膜と；
前記光透過性基板と前記遮光膜との間に配置される位相反転膜と；を含み、
前記遮光膜の中心を基準とした中心測定領域、及び前記遮光膜の縁から２０ｍｍ離隔した縁測定領域を含み、
前記中心測定領域及び前記縁測定領域のそれぞれは、辺の長さが２０μｍである正方形であり、
前記中心測定領域で測定した中心Ｒｚ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｚ粗さを有し、
下記式１－１で表されるＲｚ粗さの不均一度が２０％以下であってもよい。
光透過性基板と；
前記光透過性基板上に配置される遮光膜と；
前記光透過性基板と前記遮光膜との間に配置される位相反転膜と；を含み、
前記遮光膜の中心を基準とした中心測定領域、及び前記遮光膜の縁から２０ｍｍ離隔した縁測定領域を含み、
前記中心測定領域及び前記縁測定領域のそれぞれは、辺の長さが２０μｍである正方形であり、
前記中心測定領域で測定した中心Ｒｚ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｚ粗さを有し、
下記式１－１で表されるＲｚ粗さの不均一度が２０％以下であってもよい。
［式１－１］
Ｒｚ粗さの不均一度＝（中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｚ粗さ）×１００％
Ｒｚ粗さの不均一度＝（中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｚ粗さ）×１００％
一具現例において、前記遮光膜の縁は、４つの辺で構成され、
前記縁測定領域は、前記４つの辺のうちの２つの辺から同じ間隔で離隔した４個の縁測定領域を含むことができる。
前記縁測定領域は、前記４つの辺のうちの２つの辺から同じ間隔で離隔した４個の縁測定領域を含むことができる。
一具現例において、前記中心測定領域で測定した中心Ｒｓｋ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｓｋ粗さを有し、
下記式１－２で表されるＲｓｋ粗さの差が０．５ｎｍ以下であってもよい。
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｓｋ粗さを有し、
下記式１－２で表されるＲｓｋ粗さの差が０．５ｎｍ以下であってもよい。
［式１－２］
Ｒｓｋ粗さの差＝（中心Ｒｓｋ粗さと縁Ｒｓｋ粗さとの差の絶対値）
Ｒｓｋ粗さの差＝（中心Ｒｓｋ粗さと縁Ｒｓｋ粗さとの差の絶対値）
一具現例において、前記中心測定領域で測定した中心Ｒｋｕ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｋｕ粗さを有し、
下記式１－３で表されるＲｋｕ粗さの不均一度が４０％以下であってもよい。
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｋｕ粗さを有し、
下記式１－３で表されるＲｋｕ粗さの不均一度が４０％以下であってもよい。
［式１－３］
Ｒｋｕ粗さの不均一度＝（中心Ｒｋｕ粗さと縁Ｒｋｕ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｋｕ粗さ）×１００％
Ｒｋｕ粗さの不均一度＝（中心Ｒｋｕ粗さと縁Ｒｋｕ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｋｕ粗さ）×１００％
一具現例において、前記位相反転膜は、
前記位相反転膜の中心を基準とした第２中心測定領域、及び前記位相反転膜の縁から２０ｍｍ離隔した第２縁測定領域を含み、
前記第２中心測定領域で測定した第２中心厚さを有し、
前記第２縁測定領域で測定した第２縁厚さを有し、
下記式２－１で表される厚さの不均一度が１．８％以下であってもよい。
前記位相反転膜の中心を基準とした第２中心測定領域、及び前記位相反転膜の縁から２０ｍｍ離隔した第２縁測定領域を含み、
前記第２中心測定領域で測定した第２中心厚さを有し、
前記第２縁測定領域で測定した第２縁厚さを有し、
下記式２－１で表される厚さの不均一度が１．８％以下であってもよい。
［式２－１］
厚さの不均一度＝（第２中心厚さと第２縁厚さとの差の絶対値／第２中心厚さ）×１００％
厚さの不均一度＝（第２中心厚さと第２縁厚さとの差の絶対値／第２中心厚さ）×１００％
一具現例において、前記位相反転膜は、
前記第２中心測定領域で測定した第２中心透過率を有し、
前記第２縁測定領域で測定した第２縁透過率を有し、
下記式２－２で表される透過率の不均一度が５．２％以下であってもよい。
前記第２中心測定領域で測定した第２中心透過率を有し、
前記第２縁測定領域で測定した第２縁透過率を有し、
下記式２－２で表される透過率の不均一度が５．２％以下であってもよい。
［式２－２］
透過率の不均一度＝（第２中心透過率と第２縁透過率との差の絶対値／第２中心透過率）×１００％
透過率の不均一度＝（第２中心透過率と第２縁透過率との差の絶対値／第２中心透過率）×１００％
一具現例において、前記位相反転膜は、
前記第２中心測定領域で測定した第２中心位相差を有し、
前記第２縁測定領域で測定した第２縁位相差を有し、
下記式２－３で表される位相差の不均一度が１％以下であってもよい。
前記第２中心測定領域で測定した第２中心位相差を有し、
前記第２縁測定領域で測定した第２縁位相差を有し、
下記式２－３で表される位相差の不均一度が１％以下であってもよい。
［式２－３］
位相差の不均一度＝（第２中心位相差と第２縁位相差との差の絶対値／第２中心位相差）×１００％
位相差の不均一度＝（第２中心位相差と第２縁位相差との差の絶対値／第２中心位相差）×１００％
一具現例において、前記遮光膜は、
前記中心測定領域で測定した中心厚さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁厚さを有し、
下記式１－４で表される厚さの不均一度が２％以下であってもよい。
前記中心測定領域で測定した中心厚さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁厚さを有し、
下記式１－４で表される厚さの不均一度が２％以下であってもよい。
［式１－４］
厚さの不均一度＝（中心厚さと縁厚さとの差の絶対値／中心厚さ）×１００％
厚さの不均一度＝（中心厚さと縁厚さとの差の絶対値／中心厚さ）×１００％
一具現例において、前記遮光膜は、
前記中心測定領域で測定した中心光学密度を有し、
前記縁測定領域で測定した縁光学密度を有し、
下記式１－５で表される光学密度の不均一度が２．７％以下であってもよい。
前記中心測定領域で測定した中心光学密度を有し、
前記縁測定領域で測定した縁光学密度を有し、
下記式１－５で表される光学密度の不均一度が２．７％以下であってもよい。
［式１－５］
光学密度の不均一度＝（中心光学密度と縁光学密度との差の絶対値／中心光学密度）×１００％
光学密度の不均一度＝（中心光学密度と縁光学密度との差の絶対値／中心光学密度）×１００％
上記の目的を達成するために、具現例に係る成膜装置は、
チャンバと；
前記チャンバ内の対象基板が載置されるステージと；
前記対象基板が成膜される原料ターゲットを含むターゲット部と；
前記対象基板を加熱するように前記ステージと離隔して配置される補助ヒータと；を含み、前記のブランクマスクを製造することができる。
チャンバと；
前記チャンバ内の対象基板が載置されるステージと；
前記対象基板が成膜される原料ターゲットを含むターゲット部と；
前記対象基板を加熱するように前記ステージと離隔して配置される補助ヒータと；を含み、前記のブランクマスクを製造することができる。
一具現例において、前記ターゲット部は、ＤＣスパッタリング又はＲＦスパッタリングを介して前記対象基板を成膜させるように設けられ、
前記補助ヒータは、前記ステージの側面から５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下で離隔し、
前記ステージ及び前記ターゲット部は回転可能なものであってもよい。
前記補助ヒータは、前記ステージの側面から５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下で離隔し、
前記ステージ及び前記ターゲット部は回転可能なものであってもよい。
一具現例において、前記補助ヒータは、熱輻射を介して前記ステージ上の対象基板を加熱するように設けられてもよい。
上記の目的を達成するために、具現例に係るブランクマスクの製造方法は、
前記の成膜装置を介したブランクマスクの製造方法であって、
前記対象基板は光透過性基板であり、
前記光透過性基板上に位相反転膜を成膜する第１成膜ステップと；
前記位相反転膜上に遮光膜を成膜する第２成膜ステップと；を含み、
前記第１成膜ステップで前記補助ヒータの電力は０．３ｋＷ以上１．５ｋＷ以下であり、
前記第２成膜ステップで前記補助ヒータの電力は０．１ｋＷ以上０．６ｋＷ以下であってもよい。
前記の成膜装置を介したブランクマスクの製造方法であって、
前記対象基板は光透過性基板であり、
前記光透過性基板上に位相反転膜を成膜する第１成膜ステップと；
前記位相反転膜上に遮光膜を成膜する第２成膜ステップと；を含み、
前記第１成膜ステップで前記補助ヒータの電力は０．３ｋＷ以上１．５ｋＷ以下であり、
前記第２成膜ステップで前記補助ヒータの電力は０．１ｋＷ以上０．６ｋＷ以下であってもよい。
具現例に係るブランクマスクは、成膜時に熱分布を均一にすることで、縁領域と中心領域との物性の差が大きくなく、フォトマスクとして製造時に容易に微細回路パターンを形成することができる。
以下、発明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、一つ以上の具現例について添付の図面を参照して詳細に説明する。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。明細書全体にわたって類似の部分に対しては同一の図面符号を付した。
本明細書において、ある構成が他の構成を「含む」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、それ以外の他の構成を除くものではなく、他の構成をさらに含むこともできることを意味する。
本明細書において、ある構成が他の構成と「連結」されているとするとき、これは、「直接的に連結」されている場合のみならず、「それらの間に他の構成を介在して連結」されている場合も含む。
本明細書において、Ａ上にＢが位置するという意味は、Ａ上に直接当接してＢが位置するか、またはそれらの間に他の層が位置しながらＡ上にＢが位置することを意味し、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、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、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。
ブランクマスク
前記の目的を達成するために、具現例に係るブランクマスクは、
光透過性基板と、
前記光透過性基板上に配置される遮光膜と、
前記光透過性基板と前記遮光膜との間に配置される位相反転膜とを含み、
前記遮光膜の中心を基準とした中心測定領域、及び前記遮光膜の縁から２０ｍｍ離隔した縁測定領域を含み、
前記測定領域は、辺の長さが２０μｍである正方形であり、
前記中心測定領域で測定した中心Ｒｚ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｚ粗さを有し、
下記式１－１で表されるＲｚ粗さの不均一度が２０％以下であってもよい。
前記の目的を達成するために、具現例に係るブランクマスクは、
光透過性基板と、
前記光透過性基板上に配置される遮光膜と、
前記光透過性基板と前記遮光膜との間に配置される位相反転膜とを含み、
前記遮光膜の中心を基準とした中心測定領域、及び前記遮光膜の縁から２０ｍｍ離隔した縁測定領域を含み、
前記測定領域は、辺の長さが２０μｍである正方形であり、
前記中心測定領域で測定した中心Ｒｚ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｚ粗さを有し、
下記式１－１で表されるＲｚ粗さの不均一度が２０％以下であってもよい。
［式１－１］
Ｒｚ粗さの不均一度＝（中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｚ粗さ）×１００％
Ｒｚ粗さの不均一度＝（中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｚ粗さ）×１００％
前記光透過性基板は、キセノン（Ｘｅ２）、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）などを光源とする１７２ｎｍ、１９３ｎｍ、２４８ｎｍの波長帯の露光光に対して透光性を有する材料が適用されてもよい。前記光透過性基板としては、ソーダライム、石英ガラス（Ｑｕａｒｔｚ ｇｌａｓｓ）またはフッ化カルシウムなどであってもよく、例示的に石英ガラスであってもよい。
前記光透過性基板は、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）を光源とする１９３ｎｍの波長のレーザーで少なくとも８５％以上、１００％以下の透過率を有することができる。
位相反転膜は、透過する露光光の強度を減衰し、位相差を調節して、フォトマスクの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り、遮光膜は、露光光を遮断する役割を行い、パターンの形成に寄与する。
前記位相反転膜は、モリブデンと、珪素、窒素、酸素及び炭素からなる群から選択されたいずれか１つ以上の元素とを含むことができ、例示的に、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＣＯ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＯＮなどを含むことができる。
前記位相反転膜は、少なくともＭｏＳｉを含む場合、
モリブデン０．００１ａｔ％以上１０ａｔ％以下；及び
シリコン２０ａｔ％以上９９ａｔ％以下で含むことができ、
窒素０．００１ａｔ％以上６５ａｔ％以下；
酸素０．１ａｔ％以上３５ａｔ％以下；及び
炭素０．００１ａｔ％以上２０ａｔ％以下で含むこともできる。
モリブデン０．００１ａｔ％以上１０ａｔ％以下；及び
シリコン２０ａｔ％以上９９ａｔ％以下で含むことができ、
窒素０．００１ａｔ％以上６５ａｔ％以下；
酸素０．１ａｔ％以上３５ａｔ％以下；及び
炭素０．００１ａｔ％以上２０ａｔ％以下で含むこともできる。
また、前記位相反転膜は、
モリブデン０．００１ａｔ％以上６ａｔ％以下；及び
シリコン２５ａｔ％以上９８ａｔ％以下で含むことができ、
窒素０．００１ａｔ％以上６０ａｔ％以下；
酸素１．０ａｔ％以上３０ａｔ％以下；及び
炭素０．００１ａｔ％以上１５ａｔ％以下で含むこともできる。
モリブデン０．００１ａｔ％以上６ａｔ％以下；及び
シリコン２５ａｔ％以上９８ａｔ％以下で含むことができ、
窒素０．００１ａｔ％以上６０ａｔ％以下；
酸素１．０ａｔ％以上３０ａｔ％以下；及び
炭素０．００１ａｔ％以上１５ａｔ％以下で含むこともできる。
前記位相反転膜は、およそ１５ｎｍ以上９０ｎｍ以下の厚さを有することができる。
前記位相反転膜は、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）を光源とする１９３ｎｍの波長のレーザーで１％以上３０％以下の透過率を有してもよく、または３％以上１０％以下の透過率を有してもよい。また、前記位相反転膜は、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）を光源とする１９３ｎｍの波長のレーザーに対する位相差が１７０°以上１９０°以下であってもよく、または１７５°以上１８５°以下であってもよい。このような場合、前記ブランクマスク用積層体をフォトマスクとして活用する際に解像度が向上することができる。
前記位相反転膜の縁は、４つの辺で構成され得、四角形状を含むことができる。
前記位相反転膜は、その中心を基準とした第２中心測定領域、及び前記位相反転膜の縁から２０ｍｍ離隔した第２縁測定領域を有することができる。
前記位相反転膜の中心は、位相反転膜の重心であり得る。例示的に、前記位相反転膜を上部から見た平面図の形状が４つの辺で構成される図形であるとき、前記中心は、その図形の重心であり得る。そして、'中心を基準'ということは、測定領域の中心と前記位相反転膜の中心の位置が同一になるようにすることを意味する。
また、前記第２縁測定領域は、前記４つの辺のうちの２つの辺から同じ間隔で離隔した４個の第２縁測定領域であり得る。例示的に、前記位相反転膜の上辺、下辺、左辺及び右辺のうち、上辺と左辺から同じ間隔で離隔したもの、上辺と右辺から同じ間隔で離隔したもの、左辺と下辺から同じ間隔で離隔したもの、下辺と右辺から同じ間隔で離隔したものが４個の第２縁測定領域であり得る。
前記位相反転膜において、前記第２中心測定領域及び第２縁測定領域で物性を測定して均一度を判断する。第２縁測定領域が複数である場合、それぞれの第２縁測定領域の物性を測定した平均を、第２縁測定領域の物性と見なすことができる。
前記位相反転膜は、前記第２中心測定領域で測定した第２中心厚さを有することができ、前記第２縁測定領域で測定した第２縁厚さを有することができる。
前記位相反転膜は、下記式２－１で表される厚さの不均一度が１．８％以下であってもよく、１．２％以下であってもよく、または０．８％以下であってもよい。前記厚さの不均一度は０．１％以上であってもよい。
［式２－１］
厚さの不均一度＝（第２中心厚さと第２縁厚さとの差の絶対値／第２中心厚さ）×１００％
厚さの不均一度＝（第２中心厚さと第２縁厚さとの差の絶対値／第２中心厚さ）×１００％
前記位相反転膜は、前記第２中心厚さと第２縁厚さとの差が１２オングストローム以下であってもよく、８オングストローム以下であってもよく、または４．８オングストローム以下であってもよい。前記厚さの差は０．１オングストローム以上であってもよい。
前記位相反転膜は、このような厚さの不均一度を有することによって、位相反転膜の中心部分と縁部分との厚さの差を最小化することができ、後続の遮光膜の成膜時に良好な品質を確保することができる。
前記位相反転膜は、前記第２中心測定領域で測定した第２中心透過率を有することができ、前記第２縁測定領域で測定した第２縁透過率を有することができる。
前記位相反転膜は、下記式２－２で表される透過率の不均一度が５．２％以下であってもよく、４．８％以下であってもよく、または４．５％以下であってもよい。前記透過率の不均一度は０．１％以上であってもよい。
［式２－２］
透過率の不均一度＝（第２中心透過率と第２縁透過率との差の絶対値／第２中心透過率）×１００％
透過率の不均一度＝（第２中心透過率と第２縁透過率との差の絶対値／第２中心透過率）×１００％
前記位相反転膜は、前記第２中心透過率と第２縁透過率との差が０．３３％以下であってもよく、０．３％以下であってもよく、または０．２８％以下であってもよい。前記透過率の差は０．０５％以上であってもよい。
前記位相反転膜は、このような透過率の不均一度を有することによって、位相反転膜の中心部分と縁部分との透過率の差を最小化することができ、これを通じて、製造されるブランクマスク及びフォトマスクの良好な品質を確保することができる。
前記位相反転膜は、前記第２中心測定領域で測定した第２中心位相差を有することができ、前記第２縁測定領域で測定した第２縁位相差を有することができる。
前記位相反転膜は、下記式２－３で表される位相差の不均一度が１％以下であってもよく、０．８％以下であってもよく、または０．４４％以下であってもよい。前記位相差の不均一度は０．０１％以上であってもよい。
［式２－３］
位相差の不均一度＝（第２中心位相差と第２縁位相差との差の絶対値／第２中心位相差）×１００％
位相差の不均一度＝（第２中心位相差と第２縁位相差との差の絶対値／第２中心位相差）×１００％
前記位相反転膜は、前記第２中心位相差と第２縁位相差との差が２．４°以下であってもよく、１．６°以下であってもよく、または０．７６°以下であってもよい。前記位相差の差は０．１°以上であってもよい。
前記位相反転膜は、このような位相差の不均一度を有することによって、位相反転膜の中心部分と縁部分との位相差の差を最小化することができ、これを通じて、製造されるブランクマスク及びフォトマスクの良好な品質を確保することができる。
前記位相反転膜の厚さは、各測定領域で透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）により得られた写真を通じて算出することができ、透過率及び位相差は、各測定領域で位相差／透過率測定器（ナノビュー社のＭＧ－Ｐｒｏ）を通じて測定することができ、下記実験例にその過程を記載した。
前記遮光膜は、クロム、タンタル、チタン及びハフニウムからなる群から選択されたいずれか１つ以上を含む遷移金属と、酸素、窒素及び炭素からなる群から選択された１つ以上の非金属元素とを含むことができる。
前記遮光膜は、ＣｒＯ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣＮ及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つ以上を含むことができる。
前記遮光膜は、多層構造を有するものであり得、２層構造を有するものであってもよい。例示的に、前記遮光膜の表面強度などを制御する目的で、遮光膜の表面側に酸素又は窒素の含量が高くなるように遮光膜上層を構成することができる。前記遮光膜上層以外の遮光膜は、区別する目的で遮光膜下層と称する。
前記遮光膜の厚さは３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であってもよく、または４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であってもよい。
前記遮光膜下層と遮光膜上層は、１：０．０２以上０．２５以下の厚さ比を有してもよく、または１：０．０４以上１：０．１８以下の厚さ比を有してもよい。
前記遮光膜下層は、前記遷移金属を３０ａｔ％以上４７ａｔ％以下含んでもよく、または３５．５ａｔ％以上４２ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜下層は、酸素及び窒素を３８ａｔ％以上５２ａｔ％以下含んでもよく、または４２．５ａｔ％以上４７．５ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜下層は、酸素を２８ａｔ％以上４５ａｔ％以下含んでもよく、または３３ａｔ％以上４２ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜下層は、窒素を５ａｔ％以上１６ａｔ％以下含んでもよく、または８ａｔ％以上１３ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜下層は炭素をさらに含むことができる。前記遮光膜下層は、炭素を１０ａｔ％以上２０ａｔ％以下含んでもよく、または１４ａｔ％以上１５．５ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜上層は、前記遷移金属を５０ａｔ％以上６５ａｔ％以下含んでもよく、または５２ａｔ％以上６０ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜上層は、前記酸素及び窒素を１８ａｔ％以上４５ａｔ％以下含んでもよく、または２１ａｔ％以上４１ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜上層は、酸素を７ａｔ％以上２４ａｔ％以下含んでもよく、または１０ａｔ％以上２１ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜上層は、窒素を８ａｔ％以上３０ａｔ％以下含んでもよく、または１１ａｔ％以上２５ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜上層は炭素をさらに含むことができる。前記遮光膜上層は、炭素を３．５ａｔ％以上１８ａｔ％以下含んでもよく、または６．５ａｔ％以上１５ａｔ％以下含んでもよい。
前記遮光膜は、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）を光源とする１９３ｎｍの波長のレーザーに対する反射率が約３５％以下であってもよく、または約３０％以下であってもよい。前記反射率は、約２０％以上であってもよく、約２３％以上であってもよく、または約２５％以上であってもよい。
前記遮光膜の縁は、前記位相反転膜と同様に、４つの辺で構成され得、四角形状を含むことができる。
前記遮光膜は、その中心を基準とした中心測定領域、及び前記遮光膜の縁から２０ｍｍ離隔した縁測定領域を有することができる。
前記遮光膜の中心は、遮光膜の重心であり得る。例示的に、前記遮光膜を上部から見た平面図の形状が４つの辺で構成される図形であるとき、前記中心は、その図形の重心であり得る。そして、'中心を基準'ということは、測定領域の中心と前記遮光膜の中心の位置が同一になるようにすることを意味する。
また、前記縁測定領域は、前記４つの辺のうちの２つの辺から同じ間隔で離隔した４個の縁測定領域であり得る。例示的に、前記遮光膜の上辺、下辺、左辺及び右辺のうち、上辺と左辺から同じ間隔で離隔したもの、上辺と右辺から同じ間隔で離隔したもの、左辺と下辺から同じ間隔で離隔したもの、下辺と右辺から同じ間隔で離隔したものが４個の縁測定領域であり得る。
前記遮光膜において、前記中心測定領域及び縁測定領域で物性を測定して均一度を判断する。縁測定領域が複数である場合、それぞれの縁測定領域の物性を測定した平均を、縁測定領域の物性と見なすことができる。
前記遮光膜は、前記中心測定領域で測定した中心Ｒｚ粗さを有することができ、前記縁測定領域で測定した縁Ｒｚ粗さを有することができる。
前記遮光膜は、下記式１－１で表されるＲｚ粗さの不均一度が２０％以下であってもよく、１２％以下であってもよく、１０％以下であってもよく、または８．２％以下であってもよい。前記Ｒｚ粗さの不均一度は、０．０１％以上であってもよく、０．１％以上であってもよく、または０．３％以上であってもよい。
［式１－１］
Ｒｚ粗さの不均一度＝（中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｚ粗さ）×１００％
Ｒｚ粗さの不均一度＝（中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｚ粗さ）×１００％
前記遮光膜は、中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとのＲｚ粗さの差が１．５ｎｍ以下であってもよく、０．８ｎｍ以下であってもよく、または０．５４ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｚ粗さの差は０．００１ｎｍ以上であってもよく、または０．０１ｎｍ以上であってもよい。
前記遮光膜は、このようなＲｚ粗さの不均一度を有することによって、遮光膜の中心部分と縁部分とのＲｚ粗さの差を最小化することができ、後続の洗浄過程の効率性が改善され得る。これを通じて製造されるフォトマスクの全体的な厚さの均一性を示し、良好な品質を確保することができ、意図しないパターンが転写されることを最小化することができる。
前記遮光膜は、前記中心測定領域で測定した中心Ｒｓｋ粗さを有することができ、前記縁測定領域で測定した縁Ｒｓｋ粗さを有することができる。
前記遮光膜は、下記式１－２で表される中心測定領域と縁測定領域とのＲｓｋ粗さの差が０．５ｎｍ以下であってもよく、０．４ｎｍ以下であってもよく、または０．３４ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｓｋ粗さの差は０．００１ｎｍ以上であってもよく、または０．０１ｎｍ以上であってもよい。
［式１－２］
Ｒｓｋ粗さの差＝（中心Ｒｓｋ粗さと縁Ｒｓｋ粗さとの差の絶対値）
Ｒｓｋ粗さの差＝（中心Ｒｓｋ粗さと縁Ｒｓｋ粗さとの差の絶対値）
前記遮光膜は、このようなＲｓｋ粗さの不均一度を有することによって、遮光膜の中心部分と縁部分とのＲｓｋ粗さの差を最小化することができ、これを通じて製造されるフォトマスクの良好な品質を確保することができる。
前記遮光膜は、前記中心測定領域で測定した中心Ｒｋｕ粗さを有することができ、前記縁測定領域で測定した縁Ｒｋｕ粗さを有することができる。
前記遮光膜は、下記式１－３で表されるＲｋｕ粗さの不均一度が４０％以下であってもよく、３３％以下であってもよく、または２８．５％以下であってもよい。前記Ｒｋｕ粗さの不均一度は、０．０１％以上であってもよく、０．１％以上であってもよく、または０．５％以上であってもよい。
［式１－３］
Ｒｋｕ粗さの不均一度＝（中心Ｒｋｕ粗さと縁Ｒｋｕ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｋｕ粗さ）×１００％
Ｒｋｕ粗さの不均一度＝（中心Ｒｋｕ粗さと縁Ｒｋｕ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｋｕ粗さ）×１００％
前記遮光膜は、中心Ｒｋｕ粗さと縁Ｒｋｕ粗さとのＲｋｕ粗さの差が１．３ｎｍ以下であってもよく、１．０ｎｍ以下であってもよく、または０．６７ｎｍ以下であってもよい。前記Ｒｋｕ粗さの差は０．００１ｎｍ以上であってもよく、または０．０１ｎｍ以上であってもよい。
前記遮光膜は、このようなＲｋｕ粗さの不均一度を有することによって、遮光膜の中心部分と縁部分とのＲｋｕ粗さの差を最小化することができ、これを通じて製造されるフォトマスクの良好な品質を確保することができる。
前記遮光膜の各Ｒｚ、Ｒｓｋ、Ｒｋｕ粗さは、前記各測定領域で粗さ測定器（Ｐａｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ社のＰＰＰ－ＮＣＨＲ）を通じて測定することができ、厚さは、各測定領域で透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）により得られた写真を通じて算出することができ、光学密度は、分光楕円計測器（ナノビュー社、ＭＧ－Ｐｒｏ）を通じて測定することができ、下記実験例にその過程を記載した。
前記遮光膜は、前記中心測定領域で測定した中心厚さを有することができ、前記縁測定領域で測定した縁厚さを有することができる。
前記遮光膜は、下記式１－４で表される厚さの不均一度が２％以下であってもよく、１．５％以下であってもよく、または１．１％以下であってもよい。前記厚さの不均一度は０．０５％以上であってもよい。
［式１－４］
厚さの不均一度＝（中心厚さと縁厚さとの差の絶対値／中心厚さ）×１００％
厚さの不均一度＝（中心厚さと縁厚さとの差の絶対値／中心厚さ）×１００％
前記遮光膜は、前記中心厚さと縁厚さとの差が１０オングストローム以下であってもよく、７オングストローム以下であってもよく、または５．７オングストローム以下であってもよい。前記厚さの差は０．１オングストローム以上であってもよい。
前記遮光膜は、このような厚さの不均一度を有することによって、遮光膜の中心部分と縁部分との厚さの差を最小化することができ、これを通じて製造されるフォトマスクの良好な品質を確保することができる。
前記遮光膜は、前記中心測定領域で測定した中心光学密度を有することができ、前記縁測定領域で測定した縁光学密度を有することができる。
前記遮光膜は、下記式１－５で表される光学密度の不均一度が２．７％以下であってもよく、２．０％以下であってもよく、または１．３％以下であってもよい。前記光学密度の不均一度は０％以上であってもよく、または０．０５％以上であってもよい。
［式１－５］
光学密度の不均一度＝（中心光学密度と縁光学密度との差の絶対値／中心光学密度）×１００％
光学密度の不均一度＝（中心光学密度と縁光学密度との差の絶対値／中心光学密度）×１００％
前記遮光膜は、前記中心光学密度と縁光学密度との差が０．０４以下であってもよく、０．０３以下であってもよく、または０．０２５以下であってもよい。前記光学密度の差は０以上であってもよく、または０．０００１以上であってもよい。
前記遮光膜は、このような光学密度の不均一度を有することによって、遮光膜の中心部分と縁部分との光学密度の差を最小化することができ、これを通じて製造されるフォトマスクの良好な品質を確保することができる。
前記ブランクマスクは、特有の熱処理を通じて全体的な物性の均一度を確保することで、露光工程で意図しないパターンが転写されることを防止することができる。また、高品質の集積回路パターンを形成するフォトマスクなどに適用され得る。
成膜装置１０００
前記の目的を達成するために、具現例に係る成膜装置１０００は、
チャンバ１００と；
前記チャンバ内の対象基板１０が載置されるステージ３００と；
前記対象基板が成膜される原料ターゲット２１０を含むターゲット部２００と；
前記対象基板を加熱するように前記ステージと離隔して配置される補助ヒータ２２０と；を含むことで、前記ブランクマスクを製造することができる。
前記の目的を達成するために、具現例に係る成膜装置１０００は、
チャンバ１００と；
前記チャンバ内の対象基板１０が載置されるステージ３００と；
前記対象基板が成膜される原料ターゲット２１０を含むターゲット部２００と；
前記対象基板を加熱するように前記ステージと離隔して配置される補助ヒータ２２０と；を含むことで、前記ブランクマスクを製造することができる。
前記対象基板１０は、位相反転膜の成膜時に光透過性基板であり得、遮光膜の成膜時に、光透過性基板上に位相反転膜が成膜された積層体であり得る。
前記ターゲット部２００は、ＤＣスパッタリング又はＲＦスパッタリングを介して前記対象基板１０に原料の成膜が行われるようにすることができ、所定の回転速度で回転可能なものであり得る。
前記ターゲット部２００は、一端に原料物質２１０を含むことができ、前記原料物質は、位相反転膜の原料または遮光膜の原料が含まれたスパッタリング用ターゲットであってもよい。
前記ターゲット部２００の原料ターゲット２１０と、前記ステージ３００に載置される対象基板１０との最短距離Ｔ／Ｓは、１５０ｍｍ以上４００ｍｍ以下であってもよく、または２００ｍｍ以上３５０ｍｍ以下であってもよい。
前記補助ヒータ２２０は、前記ステージ３００の一側面から最短距離で５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下で離隔したものであってもよく、または７０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で離隔したものであってもよい。図１に示されたように、前記補助ヒータは、前記ステージの一側面及び他側面から同じ距離で離隔して複数個備えられ得る。
前記補助ヒータ２２０は、熱輻射を介して前記ステージ３００上の対象基板１０を加熱するように設けられ得る。
前記補助ヒータ２２０は、例示的に、０．１ｋＷ以上１．５ｋＷ以下の電力を持って熱を放射する赤外線ヒータであってもよい。
前記補助ヒータ２２０の電力に対する熱輻射エネルギーの変換効率は６０％以上８５％以下であり得る。
前記ステージ３００は、前記対象基板１０を固定し、所定の速度で回転させることができる。
前記成膜装置１０００は、前記ターゲット部２００に電力を供給する電源４００を含むことができる。
前記成膜装置１０００は、前記チャンバ１００内のガスを排気する真空ポンプ５００を含むことができる。
前記成膜装置１０００は、成膜時にチャンバ１００に投入されるガスを貯蔵するガス貯蔵部６００、及びガスの流量を調節する流量調節部６１０を含むことができる。
前記成膜装置１０００は、別途の熱輻射補助ヒータ２２０を備えることで、対象基板上に位相反転膜又は遮光膜の成膜時に全体的な成膜均一度を確保することができる。
ブランクマスクの製造方法
前記の目的を達成するために、具現例に係るブランクマスクの製造方法は、
前記の成膜装置１０００を介したもので、
対象基板１０は光透過性基板であり、
前記光透過性基板上に位相反転膜を成膜する第１成膜ステップと、
前記位相反転膜上に遮光膜を成膜する第２成膜ステップとを含み、
前記第１成膜ステップで前記補助ヒータ２２０の電力は０．３ｋＷ以上１．５ｋＷ以下であり、
前記第２成膜ステップで前記補助ヒータの電力は０．１ｋＷ以上０．６ｋＷ以下であってもよい。
前記の目的を達成するために、具現例に係るブランクマスクの製造方法は、
前記の成膜装置１０００を介したもので、
対象基板１０は光透過性基板であり、
前記光透過性基板上に位相反転膜を成膜する第１成膜ステップと、
前記位相反転膜上に遮光膜を成膜する第２成膜ステップとを含み、
前記第１成膜ステップで前記補助ヒータ２２０の電力は０．３ｋＷ以上１．５ｋＷ以下であり、
前記第２成膜ステップで前記補助ヒータの電力は０．１ｋＷ以上０．６ｋＷ以下であってもよい。
前記第１成膜ステップは、光透過性基板上にスパッタリングなどの方法により位相反転膜を成膜することができる。前記スパッタリングは、ＤＣスパッタリングであってもよく、またはＲＦスパッタリングであってもよい。
前記第１成膜ステップにおいて、前記ターゲット部２００の原料物質２１０は、主にモリブデン及びシリコンを含むことができ、例示的に、Ｍｏが５ａｔ％～２０ａｔ％、Ｓｉが７０ａｔ％～９７ａｔ％であり得、炭素５０ｐｐｍ～２３０ｐｐｍ、酸素４００ｐｐｍ～８００ｐｐｍを含むことができる。
前記第１成膜ステップのターゲット部２００の原料物質２１０と対象基板１０との最短距離は１５０ｍｍ以上４００ｍｍ以下であってもよく、または２００ｍｍ以上３５０ｍｍ以下であってもよい。
前記第１成膜ステップのターゲット部２００の原料物質２１０は、対象基板１０に対して１０°以上４０°以下傾斜するように配置されてもよい。
前記第１成膜ステップで前記ターゲット部２００の回転速度は、例示的に５０ｒｐｍ以上２５０ｒｐｍ以下であってもよい。初期のｒｐｍは８０ｒｐｍ以上１２０ｒｐｍ以下であり得、漸進的に最大ｒｐｍまで所定の速度で上昇することができる。８ｒｐｍ／ｍｉｎ以上１２ｒｐｍ／ｍｉｎ以下の速度で最大ｒｐｍである１３０ｒｐｍ以上２５０ｒｐｍ以下まで上昇することができる。このような速度を有することによって、成膜時に均一度の向上に役立ち得る。
前記第１成膜ステップで前記ターゲット部２００の磁場は１０ｍＴ以上１００ｍＴ以下であってもよい。
前記第１成膜ステップで前記補助ヒータ２２０は、前記ステージ３００の側面から最短距離で５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下離隔した状態、または７０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下離隔した状態で、成膜される対象基板の表面に向かって熱を放射することができる。
前記第１成膜ステップで前記補助ヒータ２２０の電力は、０．３ｋＷ以上１．５ｋＷ以下であってもよく、０．３ｋＷ以上１．２ｋＷ以下であってもよく、または０．４ｋＷ以上１．０ｋＷ以下であってもよい。このような電力及び間隔を有することによって、対象基板上に位相反転膜の成膜が行われる際に効果的に均一度が維持され得るようにする。
前記第１成膜ステップで前記ステージ３００は、所定の速度で回転することができる。例示的に、２ｒｐｍ以上５０ｒｐｍ以下であってもよく、または５ｒｐｍ以上２０ｒｐｍ以下であってもよい。このようなｒｐｍを有することによって、位相反転膜の均一度がさらに高くなり得る。
前記第１成膜ステップでチャンバ１００に投入される投入ガスは、アルゴンなどのスパッタリングガスと、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、亜酸化窒素、酸化窒素、二酸化窒素、アンモニア、メタンなどを含む反応性ガスとを含むことができ、前記反応性ガスは、例示的に窒素及び酸素を含むことができる。
前記第１成膜ステップのチャンバ１００内の真空度は、１０－４Ｐａ以上１０－１Ｐａ以下であってもよい。このような真空度で、スパッタリングされる粒子の加速エネルギーを適切に調節し、成膜安定性を確保することができる。
前記第１成膜ステップにおいて、前記投入ガスは、体積を基準として全体１００％に対してアルゴン５％以上２０％以下、窒素４２％以上６２％以下、ヘリウム２８％以上４８％以下含まれてもよい。
前記第１成膜ステップで前記スパッタリングガスの流量は、５ｓｃｃｍ以上１００ｓｃｃｍ以下であってもよく、５０ｓｃｃｍ以下であってもよく、または２０ｓｃｃｍ以下であってもよい。前記反応性ガスの流量は、５ｓｃｃｍ以上２００ｓｃｃｍ以下であってもよく、または１５０ｓｃｃｍ以下であってもよい。
前記第１成膜ステップは、下記式１で表されるＤｅｌ＿１が０である点での入射光の光子エネルギー（ＰＥ）が１．５ｅＶ～３．０ｅＶのいずれか１つのｅＶ値になるまで行うことができる。
［式１］
前記式１において、前記ＤＰＳ値は、次のｉ）及びｉｉ）のいずれか１つの値である。
入射角を６４．５°として適用して位相反転膜の表面を分光エリプソメータで測定したとき、ｉ）反射光のＰ波とＳ波との位相差が１８０°以下であれば、前記Ｐ波とＳ波との位相差であり、ｉｉ）反射光のＰ波とＳ波との位相差が１８０°を超えれば、３６０°から前記Ｐ波とＳ波との位相差を引いた値である。
前記入射角は、分光エリプソメータの入射光と位相反転膜の法線（ｎｏｒｍａｌ ｌｉｎｅ）とがなす角度であり得る。
前記分光エリプソメータを介した測定は、例示的に、ナノビュー社のＭＧ－Ｐｒｏモデルを用いて測定できる。測定時に固定された入射角で、入射光の光子エネルギー値を相対的に高いか又は低い範囲に設定して、反射光のＰ波とＳ波との位相差分布を測定することによって、成膜された膜の上層、下層の光学特性を測定できる。
前記ブランクマスクの製造方法は、前記第１成膜ステップが行われた位相反転膜／光透過性基板の積層体を熱処理する第１熱処理ステップをさらに含むことができる。
前記第１熱処理ステップは、別途の熱処理工程用チャンバ内で行われてもよく、または成膜が行われたチャンバ内で行われてもよい。例示的に、５℃／ｍｉｎ以上８０℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で３００℃以上６００℃以下の温度に昇温させ、昇温された最大温度で２０分以上１２０分以下の時間熱処理が行われてもよい。熱処理後に自然冷却が行われ得、その後、３００℃の窒素（Ｎ２）ガスを０．１ｓｌｍ以上１０ｓｌｍ以下の流量でチャンバ内に導入することができる。
前記第１熱処理ステップはまた、前記補助ヒータ２２０を介した熱輻射も同時に行われ得る。このとき、補助ヒータの電力及び離隔距離は、前記第１成膜ステップと同一であり得る。
前記第１成膜ステップ又は第１熱処理ステップの後に、位相反転膜に遮光膜を成膜する第２成膜ステップが行われ得る。
前記第２成膜ステップは、光透過性基板上の位相反転膜上にスパッタリングなどの方法により遮光膜を成膜することができる。前記スパッタリングは、ＤＣスパッタリングであってもよく、またはＲＦスパッタリングであってもよい。
前記第２成膜ステップで前記ターゲット部２００の原料物質２１０は、主にクロム、タンタル、チタン及びハフニウムからなる群から選択された１つの遷移金属を含むことができ、クロムを含むことができる。
前記第２成膜ステップのターゲット部２００の原料物質２１０と、位相反転膜が成膜された対象基板との最短距離は１５０ｍｍ以上４００ｍｍ以下であってもよく、または２００ｍｍ以上３５０ｍｍ以下であってもよい。
前記第２成膜ステップのターゲット部２００の原料物質２１０は、位相反転膜が成膜された対象基板に対して１０°以上４０°以下傾斜するように配置されてもよい。
前記第２成膜ステップで前記ターゲット部２００の回転速度は、例示的に５０ｒｐｍ以上２５０ｒｐｍ以下であってもよい。初期のｒｐｍは８０ｒｐｍ以上１２０ｒｐｍ以下であり得、漸進的に最大ｒｐｍまで所定の速度で上昇することができる。８ｒｐｍ／ｍｉｎ以上１２ｒｐｍ／ｍｉｎ以下の速度で最大ｒｐｍである１３０ｒｐｍ以上２５０ｒｐｍ以下まで上昇することができる。このような速度を有することによって、成膜時に均一度の向上に役立ち得る。
前記第２成膜ステップで前記ターゲット部２００の磁場は１０ｍＴ以上１００ｍＴ以下であってもよい。
前記第２成膜ステップで前記補助ヒータ２２０は、前記ステージ３００の側面から最短距離で５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下離隔した状態、または７０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下離隔した状態で、成膜される表面に向かって熱を放射することができる。
前記第２成膜ステップで前記補助ヒータ２２０の電力は、０．１ｋＷ以上１．０ｋＷ以下であってもよく、０．１５ｋＷ以上０．８ｋＷ以下であってもよく、または０．２５ｋＷ以上０．５ｋＷ以下であってもよい。このような電力及び間隔を有することによって、位相反転膜上に遮光膜の成膜が行われる際に効果的に均一度が維持され得るようにする。
前記第２成膜ステップで前記ステージ３００は、所定の速度で回転することができ、例示的に、２ｒｐｍ以上５０ｒｐｍ以下であってもよく、または５ｒｐｍ以上２０ｒｐｍ以下であってもよい。このようなｒｐｍを有することによって、遮光膜の均一度がさらに高くなり得る。
前記第２成膜ステップでチャンバ１００に投入される投入ガスは、アルゴンなどのスパッタリングガスと、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、亜酸化窒素、酸化窒素、二酸化窒素、アンモニア、メタンなどを含む反応性ガスとを含むことができ、前記反応性ガスは、例示的に窒素及び酸素を含むことができる。
前記第２成膜ステップのチャンバ１００内の真空度は、１０－４Ｐａ以上１０－１Ｐａ以下であってもよい。このような真空度で、スパッタリングされる粒子の加速エネルギーを適切に調節し、成膜安定性を確保することができる。
前記第２成膜ステップは、遮光膜下層の成膜過程と遮光膜上層の成膜過程とに細分化できる。
前記第２成膜ステップの遮光膜下層の成膜過程において、前記投入ガスは、体積を基準として全体１００％に対してアルゴン１４％以上２４％以下、窒素７％以上１５％以下、ヘリウム２９％以上３９％以下、二酸化炭素３２％以上４２％以下含まれてもよい。
前記第２成膜ステップの遮光膜上層の成膜過程において、前記投入ガスは、体積を基準として全体１００％に対してアルゴン４７％以上６７％以下、窒素３３％以上５３％以下含まれてもよい。
前記第２成膜ステップで前記スパッタリングガスの流量は、５ｓｃｃｍ以上１００ｓｃｃｍ以下であってもよく、５０ｓｃｃｍ以下であってもよく、または２０ｓｃｃｍ以下であってもよい。前記反応性ガスの流量は、５ｓｃｃｍ以上２００ｓｃｃｍ以下であってもよく、または１５０ｓｃｃｍ以下であってもよい。
前記第２成膜ステップの遮光膜下層の成膜過程は、分光エリプソメータで測定した反射光のＰ波とＳ波との位相差が１４０°である点での入射光の光子エネルギー（ＰＥ）が１．４ｅＶ～２．４ｅＶのいずれか１つのｅＶ値になるまで行うことができる。
前記第２成膜ステップの遮光膜上層の成膜過程は、分光エリプソメータで測定した反射光のＰ波とＳ波との位相差が１４０°である点での入射光の光子エネルギー（ＰＥ）が２．２５ｅＶ～３．２５ｅＶのいずれか１つのｅＶ値になるまで行うことができる。
前記ブランクマスクの製造方法は、前記第２成膜ステップが行われた遮光膜／位相反転膜／光透過性基板の積層体を熱処理する第２熱処理ステップをさらに含むことができる。
前記第２熱処理ステップは、別途の熱処理工程用チャンバ内で行われてもよく、または成膜が行われたチャンバ内で行われてもよい。例示的に、１００℃以上５００℃以下の温度で５分以上６０分以下の時間熱処理が行われてもよい。熱処理後に自然冷却が行われ得、２０℃以上３０℃以下の温度で１分以上２０分以下の時間冷却が行われ得る。
前記第２熱処理ステップはまた、前記補助ヒータ２２０を介した熱輻射も同時に行われ得る。このとき、前記補助ヒータの電力及び離隔距離は、前記第２成膜ステップと同一であり得る。
以下、具体的な実施例を通じて本発明をより具体的に説明する。下記の実施例は本発明の理解を助けるための例示に過ぎず、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
＜実施例１＞ 補助ヒータを介したブランクマスクの製造１
成膜装置であるＤＣスパッタリング装備のチャンバ内のステージ上に、横６インチ、縦６インチ、厚さ０．２５インチの石英ガラスからなる光透過性基板を配置した。
成膜装置であるＤＣスパッタリング装備のチャンバ内のステージ上に、横６インチ、縦６インチ、厚さ０．２５インチの石英ガラスからなる光透過性基板を配置した。
１）位相反転膜の成膜、第１成膜ステップ
モリブデンと珪素が１：９の原子比で含まれた原料物質を含むターゲットをターゲット部に配置し、ターゲットと光透過性基板との間の距離が２５５ｍｍ、角度が２５°になるようにした。ターゲット部のターゲットの後面には、４０ｍＴの磁場を有し得るマグネトロンを配置した。光透過性基板が配置されたステージの一側面から１００ｍｍ離隔した位置に、補助ヒータである赤外線ヒータを配置した。
モリブデンと珪素が１：９の原子比で含まれた原料物質を含むターゲットをターゲット部に配置し、ターゲットと光透過性基板との間の距離が２５５ｍｍ、角度が２５°になるようにした。ターゲット部のターゲットの後面には、４０ｍＴの磁場を有し得るマグネトロンを配置した。光透過性基板が配置されたステージの一側面から１００ｍｍ離隔した位置に、補助ヒータである赤外線ヒータを配置した。
体積を基準としてアルゴン：窒素：ヘリウムが１０：５２：３８の比率を有する投入ガスをチャンバ内に導入した。同時に、２．０５ｋＷの電力を印加し、ターゲット部の回転速度が、初期の１００ｒｐｍから１分当たり１１ｒｐｍの速度で上昇して１５５ｒｐｍまで上昇するようにし、前記ステージの回転速度も１０ｒｐｍになるようにし、赤外線ヒータに０．５Ｗの電力を印加した。成膜される領域は、光透過性基板の表面の横１３２ｍｍ、縦１３２ｍｍの面積で設定した領域内に限定した。成膜過程は、下記式１によるＤｅ１＿１の値が０である点での光子エネルギー（ＰＥ）が２．０ｅＶになるまで行った。
［式１］
前記式１において、前記ＤＰＳ値は、次のｉ）及びｉｉ）のいずれか１つの値である。
入射角を６４．５°として適用して位相反転膜の表面を分光エリプソメータで測定したとき、ｉ）反射光のＰ波とＳ波との位相差が１８０°以下であれば、前記Ｐ波とＳ波との位相差であり、ｉｉ）反射光のＰ波とＳ波との位相差が１８０°を超えれば、３６０°から前記Ｐ波とＳ波との位相差を引いた値である。
位相反転膜の成膜後、２００℃の温度、１Ｐａの圧力が維持されるチャンバ内で１５℃／ｍｉｎの昇温速度で４００℃まで昇温させ、この温度で３０分間熱処理した。その後、自然冷却し、３００℃の窒素ガスを１ｓｌｍの流量でチャンバ内に３０分間投入した。熱処理時に、前記補助ヒータに、位相反転膜の成膜過程で行った条件で電力を印加した。
２）遮光膜の成膜、第２成膜ステップ
位相反転膜が成膜された光透過性基板の積層体をチャンバ内に配置した。クロムを含むターゲットをターゲット部に配置し、ターゲットと光透過性基板との間の距離が２８０ｍｍ、角度が２５°になるようにした。ターゲット部のターゲットの後面には、４０ｍＴの磁場を有し得るマグネトロンを配置した。ステージの一側面から１００ｍｍ離隔した位置に、補助ヒータである赤外線ヒータを配置した。
位相反転膜が成膜された光透過性基板の積層体をチャンバ内に配置した。クロムを含むターゲットをターゲット部に配置し、ターゲットと光透過性基板との間の距離が２８０ｍｍ、角度が２５°になるようにした。ターゲット部のターゲットの後面には、４０ｍＴの磁場を有し得るマグネトロンを配置した。ステージの一側面から１００ｍｍ離隔した位置に、補助ヒータである赤外線ヒータを配置した。
２－１）遮光膜下層の成膜過程
体積を基準としてアルゴン：窒素：ヘリウム：二酸化炭素が１９：１１：３４：３７の比率を有する投入ガスをチャンバ内に導入した。同時に、１．３５ｋＷの電力を印加し、ターゲット部の回転速度が、初期の１００ｒｐｍから１分当たり１１ｒｐｍの速度で上昇して１５５ｒｐｍまで上昇するようにし、前記ステージの回転速度も１０ｒｐｍになるようにし、赤外線ヒータに０．３Ｗの電力を印加した。成膜過程は、分光エリプソメータで測定したＰ波とＳ波との位相差が１４０°である点での入射光の光子エネルギー（ＰＥ）が２．０ｅＶになるまで行った。
体積を基準としてアルゴン：窒素：ヘリウム：二酸化炭素が１９：１１：３４：３７の比率を有する投入ガスをチャンバ内に導入した。同時に、１．３５ｋＷの電力を印加し、ターゲット部の回転速度が、初期の１００ｒｐｍから１分当たり１１ｒｐｍの速度で上昇して１５５ｒｐｍまで上昇するようにし、前記ステージの回転速度も１０ｒｐｍになるようにし、赤外線ヒータに０．３Ｗの電力を印加した。成膜過程は、分光エリプソメータで測定したＰ波とＳ波との位相差が１４０°である点での入射光の光子エネルギー（ＰＥ）が２．０ｅＶになるまで行った。
２－２）遮光膜上層の成膜過程
体積を基準としてアルゴン：窒素が５７：４３の比率を有する投入ガスをチャンバ内に導入した。同時に、１．８５ｋＷの電力を印加し、ターゲット部の回転速度が、初期の１００ｒｐｍから１分当たり１１ｒｐｍの速度で上昇して１５５ｒｐｍまで上昇するようにし、前記ステージの回転速度も１０ｒｐｍになるようにし、赤外線ヒータに０．３Ｗの電力を印加した。成膜過程は、分光エリプソメータで測定したＰ波とＳ波との位相差が１４０°である点での入射光の光子エネルギー（ＰＥ）が２．９５ｅＶになるまで行った。
体積を基準としてアルゴン：窒素が５７：４３の比率を有する投入ガスをチャンバ内に導入した。同時に、１．８５ｋＷの電力を印加し、ターゲット部の回転速度が、初期の１００ｒｐｍから１分当たり１１ｒｐｍの速度で上昇して１５５ｒｐｍまで上昇するようにし、前記ステージの回転速度も１０ｒｐｍになるようにし、赤外線ヒータに０．３Ｗの電力を印加した。成膜過程は、分光エリプソメータで測定したＰ波とＳ波との位相差が１４０°である点での入射光の光子エネルギー（ＰＥ）が２．９５ｅＶになるまで行った。
遮光膜の成膜後、２５０℃で１５分間熱処理し、２５で５分間冷却処理してブランクマスクを製造した。熱処理時に、前記補助ヒータに、遮光膜の成膜過程で行った条件で電力を印加した。
＜実施例２～６＞ 補助ヒータを介したブランクマスクの製造２～６
前記実施例１の位相反転膜及び遮光膜の成膜において、赤外線ヒータの離隔距離及び印加電力を下記表１の条件に変更し、それ以外の条件は同様にして実施例２～６のブランクマスクを製造した。
前記実施例１の位相反転膜及び遮光膜の成膜において、赤外線ヒータの離隔距離及び印加電力を下記表１の条件に変更し、それ以外の条件は同様にして実施例２～６のブランクマスクを製造した。
＜比較例１＞ 補助ヒータなしのブランクマスクの製造
前記実施例１の位相反転膜及び遮光膜の成膜において、赤外線ヒータを備えないようにし、それ以外の条件は同様にして比較例１のブランクマスクを製造した。
前記実施例１の位相反転膜及び遮光膜の成膜において、赤外線ヒータを備えないようにし、それ以外の条件は同様にして比較例１のブランクマスクを製造した。
＜実験例＞ 遮光膜の表面のＲｚ、Ｒｓｋ及びＲｋｕ粗さの測定
前記実施例１～６及び比較例１で製造されたブランクマスク積層体において、遮光膜の表面のＲｚ、Ｒｓｋ及びＲｋｕ粗さを粗さ測定器（Ｐａｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ社、ＰＰＰ－ＮＣＨＲ）を通じて測定した。
前記実施例１～６及び比較例１で製造されたブランクマスク積層体において、遮光膜の表面のＲｚ、Ｒｓｋ及びＲｋｕ粗さを粗さ測定器（Ｐａｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ社、ＰＰＰ－ＮＣＨＲ）を通じて測定した。
具体的には、図２に示されたように、遮光膜の中心点を基準として２０μｍ×２０μｍの範囲の測定領域を有するＣＴ、そして、四角形状の遮光膜の４つの縁から２０ｍｍ離隔し、前記ＣＴと同じ大きさの測定領域を有するＥＧ１～ＥＧ４の測定領域を区画した。前記各測定領域（ＣＴ、ＥＧ１～ＥＧ４）でスキャン速度０．５Ｈｚ、非接触モード（Ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｍｏｄｅ）の条件で各粗さを測定し、その結果を表２～表４に示した。
＊不均一度の百分率＝｛（ＣＴとＥＧ平均との差の絶対値）／ＣＴ｝×１００％
＊不均一度の百分率＝｛（ＣＴとＥＧ平均との差の絶対値）／ＣＴ｝×１００％
＊不均一度の百分率＝｛（ＣＴとＥＧ平均との差の絶対値）／ＣＴ｝×１００％
表２～表４の結果を参照すると、補助ヒータを介して製造された実施例の遮光膜の場合、比較例と比べてＲｚ、Ｒｓｋ及びＲｋｕ粗さの中心測定領域と縁測定領域との不均一度が少なく、良好な粗さ特性を示すことを確認した。
＜実験例＞ 各層の厚さ及び光学特性の測定
前記実施例１～６及び比較例１で製造されたブランクマスク積層体において、位相反転膜及び遮光膜の厚さを測定するために、次のような方法で行った。
前記実施例１～６及び比較例１で製造されたブランクマスク積層体において、位相反転膜及び遮光膜の厚さを測定するために、次のような方法で行った。
実施例及び比較例の積層体を、図２に示されたように、遮光膜の中心点を基準として２０μｍ×２０μｍの範囲の測定領域を有するＣＴ、そして、四角形状の遮光膜の４つの縁から２０ｍｍ離隔し、前記ＣＴと同じ大きさの測定領域を有するＥＧ１～ＥＧ４の測定領域を区画した。
各測定領域（ＣＴ、ＥＧ１～ＥＧ４）が切断されるように加工したサンプルを用意し、サンプルの上面をイオンビーム処理した後、サンプルの各測定領域（ＣＴ、ＥＧ１～ＥＧ４）の断面を透過電子顕微鏡（ＪＥＭ－２１００Ｆ ＨＲ）を通じて撮影した。撮影されたイメージから遮光膜及び位相反転膜層の厚さを測定し、その結果を表５及び表７に示した。
また、前記実施例１～６及び比較例１で製造されたブランクマスク積層体において、分光楕円計測器（ナノビュー社、ＭＧ－Ｐｒｏ）を通じて遮光膜の前記各測定領域（ＣＴ、ＥＧ１～ＥＧ４）で光学密度を測定し、その結果を表６に示した。
そして、前記実施例１～６及び比較例１で位相反転膜まで成膜した積層体において、位相反転膜の中心点を基準として２０μｍ×２０μｍの範囲の測定領域を有するＣＴ、そして、四角形状の位相反転膜の４つの縁から２０ｍｍ離隔し、前記ＣＴと同じ大きさの測定領域を有するＥＧ１～ＥＧ４の測定領域を区画した。
位相差及び透過率測定器（ナノビュー社、ＭＧ－Ｐｒｏ）を通じて位相反転膜の各測定領域（ＣＴ、ＥＧ１～ＥＧ４）で透過率及び位相差を測定した。具体的には、１９３ｎｍの波長のＡｒＦ光源を介して、位相反転膜が成膜された測定領域、及び位相反転膜が成膜されていない光透過性基板に光を照射して、両領域を透過した光間の位相差及び透過率の差値を算出し、その結果を表８及び表９に示した。
＊不均一度の百分率＝｛（ＣＴとＥＧ平均との差の絶対値）／ＣＴ｝×１００％
＊不均一度の百分率＝｛（ＣＴとＥＧ平均との差の絶対値）／ＣＴ｝×１００％
＊不均一度の百分率＝｛（ＣＴとＥＧ平均との差の絶対値）／ＣＴ｝×１００％
＊不均一度の百分率＝｛（ＣＴとＥＧ平均との差の絶対値）／ＣＴ｝×１００％
表５～表８の結果を参考にすると、補助ヒータを介して製造された実施例の遮光膜の場合、比較例と比べて厚さ、光学密度の中心測定領域と縁測定領域との不均一度が少なく、良好な特性を示すことを確認した。
また、補助ヒータを介して製造された実施例の位相反転膜の場合、比較例と比べて厚さ、透過率及び位相差の中心測定領域と縁測定領域との不均一度が少なく、良好な特性を示すことを確認した。
以上、本発明の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本発明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。
１０ 対象基板
１００ チャンバ
２００ ターゲット部
２１０ 原料ターゲット
２２０ 補助ヒータ
３００ ステージ
４００ 電源
５００ 真空ポンプ
６００ ガス貯蔵部
６１０ 流量調節部
１００ チャンバ
２００ ターゲット部
２１０ 原料ターゲット
２２０ 補助ヒータ
３００ ステージ
４００ 電源
５００ 真空ポンプ
６００ ガス貯蔵部
６１０ 流量調節部
Claims (10)
- 光透過性基板と、
前記光透過性基板上に配置される遮光膜と、
前記光透過性基板と前記遮光膜との間に配置される位相反転膜とを含み、
前記遮光膜の中心を基準とした中心測定領域、及び前記遮光膜の縁から２０ｍｍ離隔した縁測定領域を含み、
前記中心測定領域及び前記縁測定領域のそれぞれは、辺の長さが２０μｍである正方形であり、
前記中心測定領域で測定した中心Ｒｚ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｚ粗さを有し、
下記式１－１で表されるＲｚ粗さの不均一度が２０％以下である、ブランクマスク。
［式１－１］
Ｒｚ粗さの不均一度＝（中心Ｒｚ粗さと縁Ｒｚ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｚ粗さ）×１００％ - 前記遮光膜の縁は、４つの辺で構成され、
前記縁測定領域は、前記４つの辺のうちの２つの辺から同じ間隔で離隔した４個の縁測定領域を含む、請求項１に記載のブランクマスク。 - 前記中心測定領域で測定した中心Ｒｓｋ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｓｋ粗さを有し、
下記式１－２で表されるＲｓｋ粗さの差が０．５ｎｍ以下である、請求項１に記載のブランクマスク。
［式１－２］
Ｒｓｋ粗さの差＝（中心Ｒｓｋ粗さと縁Ｒｓｋ粗さとの差の絶対値） - 前記中心測定領域で測定した中心Ｒｋｕ粗さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁Ｒｋｕ粗さを有し、
下記式１－３で表されるＲｋｕ粗さの不均一度が４０％以下である、請求項１に記載のブランクマスク。
［式１－３］
Ｒｋｕ粗さの不均一度＝（中心Ｒｋｕ粗さと縁Ｒｋｕ粗さとの差の絶対値／中心Ｒｋｕ粗さ）×１００％ - 前記遮光膜は、
前記中心測定領域で測定した中心厚さを有し、
前記縁測定領域で測定した縁厚さを有し、
下記式１－４で表される厚さの不均一度が２％以下である、請求項１に記載のブランクマスク。
［式１－４］
厚さの不均一度＝（中心厚さと縁厚さとの差の絶対値／中心厚さ）×１００％ - 前記遮光膜は、
前記中心測定領域で測定した中心光学密度を有し、
前記縁測定領域で測定した縁光学密度を有し、
下記式１－５で表される光学密度の不均一度が２．７％以下である、請求項１に記載のブランクマスク。
［式１－５］
光学密度の不均一度＝（中心光学密度と縁光学密度との差の絶対値／中心光学密度）×１００％ - チャンバと、
前記チャンバ内の対象基板が載置されるステージと、
前記対象基板が成膜される原料ターゲットを含むターゲット部と、
前記対象基板を加熱するように前記ステージと離隔して配置される補助ヒータとを含み、
請求項１に記載のブランクマスクを製造する、成膜装置。 - 前記ターゲット部は、ＤＣスパッタリング又はＲＦスパッタリングを介して前記対象基板を成膜させるように設けられ、
前記補助ヒータは、前記ステージの側面から５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下で離隔し、
前記ステージ及び前記ターゲット部は回転可能なものである、請求項７に記載の成膜装置。 - 前記補助ヒータは、熱輻射を介して前記ステージ上の対象基板を加熱するように設けられる、請求項７に記載の成膜装置。
- 請求項７に記載の成膜装置を介したブランクマスクの製造方法であって、
前記対象基板は光透過性基板であり、
前記光透過性基板上に位相反転膜を成膜する第１成膜ステップと、
前記位相反転膜上に遮光膜を成膜する第２成膜ステップとを含み、
前記第１成膜ステップで前記補助ヒータの電力は０．３ｋＷ以上１．５ｋＷ以下であり、
前記第２成膜ステップで前記補助ヒータの電力は０．１ｋＷ以上０．６ｋＷ以下である、ブランクマスクの製造方法。
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