JP2024028138A - ブランクマスク及びそれを用いたフォトマスク - Google Patents

Abstract

【解決手段】一実施例に係るブランクマスク１００は、光透過性基板１０と、前記光透過性基板上に配置される多層膜２０とを含む。多層膜は、前記光透過性基板上に配置される遮光膜２２、及び前記光透過性基板と前記遮光膜との間に配置され、前記遮光膜と向かい合う上面及び前記上面に連結される側面を含む位相反転膜２１を含む。遮光膜は、前記位相反転膜の上面及び側面を覆うように配置される。多層膜の上面視において、前記多層膜は、中央部２０１、及び前記中央部を取り囲む外周部２０２を含む。外周部は、屈曲した上面を有する。【効果】このような場合、洗浄液などによる位相反転膜の損傷を実質的に抑制し、位相反転膜及び遮光膜の角部に由来するパーティクルの発生頻度を効果的に低減することができる。【選択図】図２Ａ

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。

日本登録特許第４５８７８０６号 日本登録特許第５１４１５０４号 韓国登録特許第１０－１０７９７５９号

具現例の目的は、洗浄液などによる位相反転膜の損傷を実質的に抑制し、位相反転膜及び遮光膜に由来するパーティクルの発生頻度が効果的に減少したブランクマスクなど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、光透過性基板と、前記光透過性基板上に配置される多層膜とを含む。

前記多層膜は、前記光透過性基板上に配置される遮光膜、及び前記光透過性基板と前記遮光膜との間に配置され、前記遮光膜と向かい合う上面及び前記上面に連結される側面を含む位相反転膜を含む。

前記遮光膜は、前記位相反転膜の上面及び側面を覆うように配置される。

前記多層膜の上面視において、前記多層膜は、中央部、及び前記中央部を取り囲む外周部を含む。

前記外周部は、屈曲した上面を有する。

前記光透過性基板は、前記位相反転膜と向かい合う上面を含むことができる。

前記遮光膜は、前記光透過性基板の上面の少なくとも一部を覆うように設けられ得る。

前記光透過性基板は、前記光透過性基板の上面に連結される側面をさらに含むことができる。

前記光透過性基板の側面は、前記光透過性基板の上面から折り曲げられて延びる第１面、及び前記第１面から前記ブランクマスクの上下方向に延びる第２面を含むことができる。

前記遮光膜は、前記光透過性基板の第１面の少なくとも一部を覆うように設けられ得る。

前記多層膜の上面視において、前記光透過性基板の面積（Ａ）、前記遮光膜の面積（Ｂ）、及び前記位相反転膜の面積（Ｃ）が下記式１の条件を満たすことができる。

前記多層膜の外周部は、前記多層膜の縁側から前記多層膜の内側方向に前記多層膜の厚さが連続的に増加する傾斜領域を含むことができる。

前記多層膜の最外郭に前記傾斜領域が配置され得る。

前記多層膜の断面視において、前記傾斜領域は、前記多層膜の面内方向に０．２ｍｍ～１．０ｍｍの幅を有することができる。

前記多層膜で測定した下記式２によるｄＴ値のうちの最大値が１０ｎｍ～３０ｎｍであり得る。

［式２］
ｄＴ＝Ｔ１－Ｔ２

前記式２において、前記Ｔ１は、前記多層膜内に位置する第１点で測定した前記多層膜の厚さである。

前記Ｔ２は、前記第１点から前記多層膜の一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第２点で測定した前記多層膜の厚さである。

前記多層膜で測定した下記式３によるｄｄＴ値のうちの最大値が３０ｎｍ以下であり得る。

［式３］
ｄｄＴ＝｜（Ｔ１－Ｔ２）－（Ｔ２－Ｔ３）｜

前記式３において、前記Ｔ１は、前記多層膜内に位置する第１点で測定した前記多層膜の厚さである。

前記Ｔ２は、前記第１点から前記多層膜の一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第２点で測定した前記多層膜の厚さである。

前記Ｔ３は、前記第２点から前記多層膜の前記一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第３点で測定した前記多層膜の厚さである。

前記多層膜は、前記光透過性基板と向かい合う下面を含むことができる。

前記位相反転膜は、前記光透過性基板と向かい合う下面を含むことができる。

断面視において、前記多層膜の下面は、一端である第１縁、及び前記第１縁に対向して位置する他端である第２縁を含むことができる。

前記多層膜の断面視において、前記位相反転膜の下面は、前記第１縁に隣接して位置する一端である第３縁、及び前記第２縁に隣接して位置する他端である第４縁を含むことができる。

前記第１縁と前記第３縁との間の距離の値、及び前記第２縁と前記第４縁との間の距離の値のうち小さい値は０．１ｎｍ以上であり得る。

本明細書の他の実施例に係るフォトマスクは、前記ブランクマスクから具現される。

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前記ブランクマスクから具現される。

具現例に係るブランクマスクなどは、洗浄液などによる位相反転膜の損傷が実質的に抑制され、位相反転膜及び遮光膜に由来するパーティクルの発生頻度が効果的に減少することができる。

本明細書の一実施例に係るブランクマスクの平面図である。 多層膜の外周部を説明する概念図である。 多層膜の外周部を説明する概念図である。 多層膜の外周部を説明する概念図である。 多層膜などの下面の縁を説明する概念図である。 図３Ａの多層膜の外周部の部分拡大図である。 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。 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。 実施例１の遮光膜及び実施例２の多層膜の表面プロファイルを示すグラフである。

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、「取り囲む」は、取り囲まれる対象に接して取り囲むこと、及び取り囲まれる対象に接することなく取り囲むことをいずれも含む意味で解釈される。

製造されたブランクマスクに残留する汚染源を除去するために、ブランクマスクを洗浄することができる。ブランクマスクの洗浄工程に適用される洗浄溶液は、相対的に化学的反応性が高い溶液が適用される場合が多い。ブランクマスクに含まれた薄膜のうちの位相反転膜は、他の薄膜に比べて相対的に耐化学性が劣る。特に、位相反転膜の側面は、洗浄過程で洗浄液に直接的にさらされるため、洗浄工程中に容易に損傷することがある。

一方、洗浄を終えたブランクマスクから、時間が経過するにつれて持続的にパーティクルが発生する問題が生じることもある。これは、ブランクマスクの保管及び移動中に、洗浄溶液によって損傷した位相反転膜に由来したパーティクルが形成されたり、衝撃や酸化などによって遮光膜が損傷してパーティクルが多数形成されたりするためであると考えられる。特に、遮光膜の角部が外部の衝撃に脆弱であると考えられる。

具現例の発明者らは、遮光膜に位相反転膜の上面及び側面を覆う構造を適用し、遮光膜の外周部が屈曲した上面を有するようにすることによって、洗浄溶液から位相反転膜を安定的に保護することができ、位相反転膜及び遮光膜に由来するパーティクルの形成を効果的に抑制することができることを実験的に確認し、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。

多層膜の形状及び構造
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平面図である。図２Ａ乃至図２Ｃは、多層膜の外周部を説明する概念図である。前記図１、及び図２Ａ乃至図２Ｃ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と、前記光透過性基板１０上に配置される多層膜２０とを含む。

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、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。

多層膜２０は、光透過性基板１０上に配置される遮光膜２２、及び前記光透過性基板１０と前記遮光膜２２との間に配置され、前記遮光膜２２と向かい合う上面及び前記上面に連結される側面を含む位相反転膜２１を含む。

位相反転膜２１は、前記位相反転膜２１を透過する露光光の強度を減衰する機能を有する。これを通じて、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ことができる。

遮光膜２２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。遮光膜２２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、遮光膜２２は、位相反転膜２１をパターニングする工程においてエッチングマスクとして使用され得る。

遮光膜２２は、位相反転膜２１の上面２１ｆ及び側面２１ｓを覆うように配置される。前記遮光膜２２は、位相反転膜２１の上面２１ｆに接して配置され得る。前記遮光膜２２は、位相反転膜２１の側面２１ｓに接して配置され得る。遮光膜２２と位相反転膜２１との間に他の薄膜（図示せず）が位置する場合、遮光膜２２は、位相反転膜２１の上面２１ｆ及び側面２１ｓに接することなく配置され得る。このような構造を有する遮光膜は、洗浄工程において洗浄溶液から位相反転膜２１を安定的に保護することができる。

多層膜２０の上面視において、前記多層膜２０は、中央部２０１と、前記中央部２０１を取り囲む外周部２０２とを含む。

中央部２０１は、多層膜２０の中心（中央）に位置し、相対的に均一な厚さ分布を有する領域である。中央部２０１が相対的に均一な厚さ分布を有するということは、中央部２０１内の各地点で測定した下記式２によるｄＴ値の絶対値が８ｎｍ以下であることを意味する。

［式２］
ｄＴ＝Ｔ１－Ｔ２

前記式２において、前記Ｔ１は、前記多層膜２０の上面に位置する第１点で測定した前記多層膜２０の厚さである。

前記Ｔ２は、前記第１点から前記多層膜２０の一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第２点で測定した前記多層膜２０の厚さである。

多層膜の前記一縁は、多層膜の縁のうち、第１点と最も近くに位置したものである。

前記Ｔ１値及びＴ２値は、表面プロフィルメータ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定する。例示的に、スタイラス半径（Ｓｔｙｌｕｓ ｒａｄｉｕｓ）を１２．５μｍ、Ｆｏｒｃｅを３．００ｍｇに設定し、Ｈｉｌｌｓ＆Ｖａｌｌｅｙｓ測定方式を適用して、表面プロフィルメータを用いてＴ１値及びＴ２値を測定することができる。

Ｔ１値及びＴ２値は、測定対象のブランクマスク１００自体で測定してもよく、または前記ブランクマスク１００をカッティングして形成したサンプルで測定してもよい。

測定しようとするブランクマスク１００の光透過性基板１０が縁に面取り面（ｃｈａｍｆｅｒ）を含む場合（図４参照）、多層膜２０において前記面取り面上に形成された部分は測定対象から除外する。

例示的に、表面プロフィルメータは、Ｖｅｅｃｏ社のＤｅｋｔａｋ１５０モデルを適用することができる。

外周部２０２は、多層膜２０において中央部２０１を除いた残りの領域を意味する。

外周部２０２は、屈曲した上面を有する。外周部２０２が屈曲した上面を有するということは、外周部２０２において、多層膜２０の面内方向に多層膜２０の厚さが少なくとも一部で連続的に変化することを意味する（図２Ａ乃至図２Ｃ参照）。

多層膜の外周部に屈曲した上面を適用する場合、ブランクマスクの保管又は移動中に多層膜に外力が作用する際に、多層膜内の特定の部分に外力が過度に集中して多層膜が損傷することを実質的に抑制することができる。

光透過性基板１０は、位相反転膜２１と向かい合う上面を含むことができる。遮光膜２２は、光透過性基板１０の上面の少なくとも一部を覆うように設けられ得る。具体的に、遮光膜２２は、光透過性基板１０の上面において位相反転膜２１が位置しない領域の全部又は一部を覆うことができる。このような場合、多層膜は、位相反転膜の側面が外部に露出しない構造を有することができる。

多層膜２０の上面視において、光透過性基板１０の面積（Ａ）、前記遮光膜２２の面積（Ｂ）、及び前記位相反転膜２１の面積（Ｃ）が、下記式１の条件を満たすことができる。

前記条件を満たす場合、洗浄工程において、耐洗浄性が脆弱な位相反転膜が、洗浄溶液から安定的に保護され得る。

図３Ａは、多層膜などの下面の縁を説明する概念図であり、図３Ｂは、図３Ａの多層膜の外周部の部分拡大図である。以下、図３Ａ及び図３Ｂを参照して具現例のブランクマスクを説明する。

多層膜２０の外周部２０２は、多層膜２０の縁側から多層膜２０の内側方向に前記多層膜２０の厚さが連続的に増加する傾斜領域ＳＡを含むことができる。傾斜領域ＳＡにおいて、多層膜２０の縁側から多層膜２０の内側方向に多層膜２０の厚さが不規則かつ連続的に増加することができる。

傾斜領域ＳＡは、多層膜２０の外周部２０２の少なくとも一部の領域に形成されてもよい。傾斜領域ＳＡは、多層膜２０の外周部２０２の全領域に形成されてもよい。多層膜２０の外周部２０２は、一つの傾斜領域ＳＡまたは複数個の傾斜領域ＳＡを含むことができる。

多層膜２０の最外郭に傾斜領域ＳＡが配置され得る。多層膜２０の断面視において、傾斜領域ＳＡは、前記多層膜２０の面内方向に０．２ｍｍ～１．０ｍｍの幅ｗを有することができる。前記幅ｗは０．３ｍｍ以上であってもよい。前記幅ｗは０．８ｍｍ以下であってもよい。このような場合、多層膜の側面が多層膜の耐衝撃性を向上させるのに適した傾斜を有するようにするのに役立ち得る。

例示的に、多層膜２０の断面で観察した傾斜領域ＳＡの面内方向の幅ｗは、表面プロフィルメータを通じて測定することができる。表面プロフィルメータを通じて前記幅を測定する方法は、前述した内容と重複するので省略する。

位相反転膜２１は、光透過性基板１０と向かい合う下面を含むことができる。

多層膜２０は、光透過性基板１０と向かい合う下面を含むことができる。

多層膜２０の下面は、位相反転膜２１の下面が水平に延びた面であり得る。このような場合、多層膜２０の下面は、位相反転膜２１の下面を含むことができる。

断面視において、多層膜２０の下面は、一端である第１縁ｅ１、及び前記第１縁ｅ１に対向して位置する他端である第２縁ｅ２を含むことができる。位相反転膜２１の下面は、第１縁ｅ１に隣接して位置する一端である第３縁ｅ３、及び前記第２縁ｅ２に隣接して位置する他端である第４縁ｅ４を含むことができる。第１縁ｅ１と第３縁ｅ３は互いに並んでいてもよく、第２縁ｅ２と第４縁ｅ４は互いに並んでいてもよいが、これに限定されるものではない。

第１縁ｅ１と第３縁ｅ３との間の距離の値、及び第２縁ｅ２と第４縁ｅ４との間の距離の値のうち小さい値は０．１ｎｍ以上であってもよい。前記小さい値は０．３ｎｍ以上であってもよい。前記小さい値は０．５ｎｍ以上であってもよい。前記小さい値は１ｎｍ以上であってもよい。前記小さい値は１．５ｎｍ以上であってもよい。前記小さい値は５ｎｍ以下であってもよい。前記小さい値は３ｎｍ以下であってもよい。

このような場合、洗浄工程による位相反転膜の側面の化学的損傷を効果的に抑制することができる。

多層膜２０の断面で観察した各縁間の距離の値は、表面プロフィルメータを通じて測定する。具体的に、表面プロフィルメータを用いて多層膜２０の表面プロファイルを測定し、前記多層膜２０の遮光膜２２をエッチングして除去する。その後、位相反転膜２１の表面プロファイルを測定して、前記各縁間の距離の値を算出する。

例示的に、スタイラス半径（Ｓｔｙｌｕｓ ｒａｄｉｕｓ）を１２．５μｍ、Ｆｏｒｃｅを３．００ｍｇに設定し、Ｈｉｌｌｓ＆Ｖａｌｌｅｙｓ測定方式を適用して、多層膜及び位相反転膜の表面プロファイルを測定することができる。

多層膜２０で測定した式２によるｄＴ値のうちの最大値が１０ｎｍ～３０ｎｍであってもよい。

具現例は、多層膜２０で測定したｄＴ値の最大値を、具現例で予め設定した範囲内に制御することができる。これを通じて、多層膜の上面の角張った程度を下げて、多層膜の耐久性をさらに向上させると同時に、限定された面積を有する基板上で位相反転膜の側面を安定的に保護することができる。

多層膜２０で測定したｄＴ値の最大値は１０ｎｍ～３０ｎｍであってもよい。前記最大値は１２ｎｍ以上であってもよい。前記最大値は１４ｎｍ以上であってもよい。前記最大値は２８ｎｍ以下であってもよい。前記最大値は２６ｎｍ以下であってもよい。前記最大値は２４ｎｍ以下であってもよい。このような場合、洗浄液から位相反転膜を効果的に保護することができ、多層膜の耐久性をさらに向上させることができる。

多層膜２０で測定した下記式３によるｄｄＴ値のうちの最大値が２５ｎｍ以下であってもよい。

［式３］
ｄｄＴ＝｜（Ｔ１－Ｔ２）－（Ｔ２－Ｔ３）｜

前記式３において、前記Ｔ１は、前記多層膜２０内に位置する第１点で測定した前記多層膜２０の厚さである。

前記Ｔ２は、前記第１点から前記多層膜２０の一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第２点で測定した前記多層膜２０の厚さである。

前記Ｔ３は、前記第２点から前記多層膜２０の前記一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第３点で測定した前記多層膜２０の厚さである。

具現例は、多層膜２０で測定したｄｄＴ値のうちの最大値を、具現例で予め設定した範囲内に制御することができる。これを通じて、多層膜２０の上面が比較的滑らかな形状を有するようにして、多層膜２０の損傷によるパーティクルの発生頻度を効果的に低減することができる。

式３によるｄｄＴ値は、前記Ｔ１値、Ｔ２値及びＴ３値から算出する。前記Ｔ１値、Ｔ２値及びＴ３値は、表面プロフィルメータを通じて測定する。前記Ｔ１値、Ｔ２値及びＴ３値を測定する方法は、前述した内容と重複するので省略する。

多層膜２０で測定した式３によるｄｄＴ値のうちの最大値は３０ｎｍ以下であってもよい。前記最大値は２８ｎｍ以下であってもよい。前記最大値は２５ｎｍ以下であってもよい。前記最大値は２２ｎｍ以下であってもよい。前記最大値は１ｎｍ以上であってもよい。前記最大値は５ｎｍ以上であってもよい。前記最大値は１０ｎｍ以上であってもよい。このような場合、多層膜２０の耐衝撃性がさらに向上することができる。

図４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。以下、図４を参照して具現例のブランクマスクを説明する。

光透過性基板１０は、前記光透過性基板１０の上面に連結される側面をさらに含むことができる。

光透過性基板１０の側面は、前記光透過性基板１０の上面から折り曲げられて延びる第１面ｓ１と、前記第１面ｓ１から前記ブランクマスク１００の上下方向に延びる第２面ｓ２とを含むことができる。

遮光膜２２は、前記光透過性基板１０の第１面ｓ１の少なくとも一部を覆うように設けられ得る。

光透過性基板１０の側面に前記第１面ｓ１及び第２面ｓ２を同時に適用する場合、衝撃による角部の損傷が抑制され得る。

具現例は、遮光膜２２が光透過性基板１０の第１面ｓ１の少なくとも一部を覆う構造を適用することができる。これを通じて、遮光膜は、位相反転膜の側面をさらに安定的に保護することができる。

図５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。以下、図５を参照して具現例のブランクマスクを説明する。

遮光膜２２は、第１遮光層２２１と、前記第１遮光層２２１上に配置される第２遮光層２２２とを含むことができる。

多層膜の厚さ
多層膜２０の中央部２０１の厚さは８０ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは９０ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは１００ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは１１０ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは１６０ｎｍ以下であってもよい。前記厚さは１５０ｎｍ以下であってもよい。前記厚さは１４０ｎｍ以下であってもよい。前記厚さは１３０ｎｍ以下であってもよい。このような場合、多層膜２０は、露光光の透過を実質的に抑制することができる。

多層膜２０の外周部２０２の厚さの最小値は０．１ｎｍ以上であってもよい。前記最小値は０．３ｎｍ以上であってもよい。前記最小値は０．５ｎｍ以上であってもよい。前記最小値は５ｎｍ以下であってもよい。前記最小値は３ｎｍ以下であってもよい。

多層膜２０の縁で測定した多層膜２０の厚さは０．１ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは０．３ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは０．５ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは５ｎｍ以下であってもよい。前記厚さは３ｎｍ以下であってもよい。

遮光膜２２の縁で測定した遮光膜２２の厚さは０．１ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは０．３ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは０．５ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは５ｎｍ以下であってもよい。前記厚さは３ｎｍ以下であってもよい。

このような場合、多層膜の側面部及び角部の耐久性をさらに向上させることができる。

多層膜２０の厚さ及び遮光膜２２の縁での遮光膜２２の厚さは、表面プロフィルメータを通じて測定する。前記厚さを測定する方法は、前述した内容と重複するので省略する。

遮光膜２２の厚さは２８０～８５０Åであってもよい。前記厚さは３８０～７００Åであってもよい。前記厚さは４４０～６３０Åであってもよい。このような場合、遮光膜は、安定した消光特性を示すことができる。

第１遮光層２２１の厚さは２５０～６５０Åであってもよい。第１遮光層２２１の厚さは３５０～６００Åであってもよい。第１遮光層２２１の厚さは４００～５５０Åであってもよい。

第２遮光層２２２の厚さは３０～２００Åであってもよい。第２遮光層２２２の厚さは３０～１００Åであってもよい。第２遮光層２２２の厚さは４０～８０Åであってもよい。

このような場合、遮光膜２２は、優れた消光特性を示すことができ、さらに精巧な遮光パターン膜の具現が可能である。

第１遮光層２２１の厚さに対する第２遮光層２２２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遮光パターン膜の側面の形状をさらに精巧に制御することができる。

遮光膜２２及び遮光膜２２に含まれた各層の厚さは、ＴＥＭを通じて測定する。遮光膜２２及び遮光膜２２に含まれた各層の厚さは、多層膜２０の中央部２０１に対応する領域で測定する。

位相反転膜２１の厚さは４０ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは５０ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは６０ｎｍ以上であってもよい。前記厚さは１００ｎｍ以下であってもよい。前記厚さは９０ｎｍ以下であってもよい。前記厚さは８０ｎｍ以下であってもよい。このような場合、位相反転膜は、回折光を相殺させるのに十分な位相転移特性を示すことができる。

位相反転膜２１の厚さは、ＴＥＭを通じて測定する。位相反転膜２１の厚さは、多層膜２０の中央部２０１に対応する領域で測定する。

多層膜内の各薄膜別の組成
具現例は、多層膜２０に要求される耐久性、エッチング特性などを考慮して、多層膜２０内の各膜別の組成などを制御することができる。

多層膜２０の各薄膜内の元素別の含量は、ＸＰＳ（Ｘ－ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いたデプスプロファイル（ｄｅｐｔｈ ｐｒｏｆｉｌｅ）を測定して確認する。具体的には、ブランクマスク１００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層の元素別の含量を測定する。

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することができる。

第１遮光層２２１は遷移金属を２５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は遷移金属を３０ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は遷移金属を３５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は遷移金属を５０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光層２２１は遷移金属を４５ａｔ％以下含んでもよい。

第１遮光層２２１は酸素を３０ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は酸素を３５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は酸素を５５ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光層２２１は酸素を５０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光層２２１は酸素を４５ａｔ％以下含んでもよい。

第１遮光層２２１は窒素を２ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は窒素を５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は窒素を８ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は窒素を２５ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光層２２１は窒素を２０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光層２２１は窒素を１５ａｔ％以下含んでもよい。

第１遮光層２２１は炭素を２ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は炭素を５ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は炭素を１０ａｔ％以上含んでもよい。第１遮光層２２１は炭素を２５ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光層２２１は炭素を２０ａｔ％以下含んでもよい。第１遮光層２２１は炭素を１８ａｔ％以下含んでもよい。

このような場合、遮光膜２２が優れた消光特性を有するようにするのに役立ち、第１遮光層が第２遮光層に比べて相対的に高いエッチング速度を有するようにするのに役立ち得る。

第２遮光層２２２は遷移金属を４０ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は遷移金属を４５ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は遷移金属を５０ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は遷移金属を７０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光層２２２は遷移金属を６５ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光層２２２は遷移金属を６２ａｔ％以下含んでもよい。

第２遮光層２２２は酸素を５ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は酸素を８ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は酸素を１０ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は酸素を３５ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光層２２２は酸素を３０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光層２２２は酸素を２５ａｔ％以下含んでもよい。

第２遮光層２２２は窒素を５ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は窒素を８ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は窒素を３０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光層２２２は窒素を２５ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光層２２２は窒素を２０ａｔ％以下含んでもよい。

第２遮光層２２２は炭素を１ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は炭素を４ａｔ％以上含んでもよい。第２遮光層２２２は炭素を２５ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光層２２２は炭素を２０ａｔ％以下含んでもよい。第２遮光層２２２は炭素を１６ａｔ％以下含んでもよい。

このような場合、多層膜がさらに向上した耐久性を有するのに寄与することができ、遮光膜にさらに精巧なパターニングを具現できるようにするのに役立ち得る。

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。前記遷移金属はＣｒであってもよい。

位相反転膜２１は遷移金属を１～１０原子％含んでもよい。位相反転膜２１は遷移金属を２～７原子％含んでもよい。

位相反転膜２１は珪素を１５～６０原子％含んでもよい。位相反転膜２１は珪素を２５～５０原子％含んでもよい。

位相反転膜２１は窒素を３０～６０原子％含んでもよい。位相反転膜２１は窒素を３５～５５原子％を含んでもよい。

位相反転膜２１は酸素を５～３５原子％含んでもよい。位相反転膜２１は酸素を１０～２５原子％含んでもよい。

このような場合、位相反転膜２１は、短波長の露光光、具体的に２００ｎｍ以下の波長を有する光を用いたリソグラフィー工程に適した光学特性を有することができる。

位相反転膜２１に適用される遷移金属は、モリブデン、タンタル、及びジルコニウムのうちの少なくともいずれか１つ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。

位相反転膜２１は、前記言及された元素以外に他の元素をさらに含むことができる。例示的に、位相反転膜２１は、アルゴン、ヘリウムなどを含むことができる。

多層膜の光学特性
波長１９３ｎｍの光に対する多層膜２０の光学密度が２．５以上であってもよい。前記光学密度が２．８以上であってもよい。前記光学密度が３．０以上であってもよい。前記光学密度が５．０以下であってもよい。

波長１９３ｎｍの光に対する遮光膜２２の光学密度が１．３以上であってもよい。波長１９３ｎｍの光に対する遮光膜２２の光学密度が１．４以上であってもよい。

波長１９３ｎｍの光に対する遮光膜２２の透過率が２％以下であってもよい。波長１９３ｎｍの光に対する遮光膜２２の透過率が１．９％以下であってもよい。

このような場合、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。

波長１９３ｎｍの光に対する位相反転膜２１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２１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２１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２１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。

多層膜及び前記多層膜に含まれた薄膜別の光学密度、透過率及び位相差は、分光エリプソメータ（ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定する。例示的に、光学密度などは、ナノビュー社のＭＧ－Ｐｒｏモデルを用いて測定することができる。

その他の薄膜
遮光膜２２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２２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。

遮光膜２２上にレジスト膜（図示せず）が位置することができる。レジスト膜は、遮光膜２２の上面に接して形成されてもよい。レジスト膜は、遮光膜２２上に配置された他の薄膜の上面に接して形成されてもよい。

レジスト膜は、電子ビームの照射及び現像を通じてレジストパターン膜を形成することができる。レジストパターン膜は、遮光膜２２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。

レジスト膜は、ポジティブレジスト（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｉｓｔ）が適用されてもよい。レジスト膜は、ネガティブレジスト（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｒｅｓｉｓｔ）が適用されてもよい。例示的に、レジスト膜は、Ｆｕｊｉ社のＦＥＰ２５５モデルを適用することができる。

フォトマスク
本明細書の更に他の実施例に係るフォトマスクは、前記ブランクマスクから具現され得る。

ブランクマスクについての説明は、前述した内容と重複するので省略する。

ブランクマスクの製造方法
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、光透過性基板上に多層膜を形成する多層膜形成ステップを含む。多層膜形成ステップは、光透過性基板上に位相反転膜を形成する位相反転膜形成過程と、前記位相反転膜上に遮光膜を形成する遮光膜形成過程とを含むことができる。

位相反転膜形成過程において、光透過性基板及びスパッタリングターゲットが配置されたスパッタリングチャンバを用いてスパッタリングを行うことができる。これを通じて、前記光透過性基板上に位相反転膜を成膜することができる。

光透過性基板についての説明は、前述した内容と重複するので省略する。

位相反転膜形成過程において、成膜される位相反転膜の組成を考慮してスパッタリングターゲットを適用することができる。

位相反転膜形成過程において、遷移金属と珪素をいずれも含有する一つのスパッタリングターゲットを適用してもよい。位相反転膜形成過程において、遷移金属を含有したスパッタリングターゲットと珪素を含有したスパッタリングターゲットを含んで２つ以上のスパッタリングターゲットを適用してもよい。

位相反転膜形成過程において一つのスパッタリングターゲットが適用される場合、前記スパッタリングターゲットの遷移金属の含量は３０ａｔ％以下であってもよい。前記遷移金属の含量は２０ａｔ％以下であってもよい。前記遷移金属の含量は２ａｔ％以上であってもよい。

前記スパッタリングターゲットの珪素の含量は７０ａｔ％以上であってもよい。前記珪素の含量は８０ａｔ％以上であってもよい。前記珪素の含量は９８ａｔ％以下であってもよい。

位相反転膜形成過程でスパッタリングチャンバ内に雰囲気ガスを注入することができる。雰囲気ガスは、不活性ガス及び反応性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。

不活性ガスは、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を含むことができる。不活性ガスはアルゴンを含むことができる。不活性ガスは、成膜される薄膜の応力調節などの目的のためにヘリウムをさらに含むことができる。

雰囲気ガスはアルゴンを２体積％以上含んでもよい。雰囲気ガスはアルゴンを５体積％以上含んでもよい。雰囲気ガスはアルゴンを３０体積％以下含んでもよい。雰囲気ガスはアルゴンを２０体積％以下含んでもよい。

雰囲気ガスはヘリウムを２０体積％以上含んでもよい。雰囲気ガスはヘリウムを２５体積％以上含んでもよい。雰囲気ガスはヘリウムを３０体積％以上含んでもよい。雰囲気ガスはヘリウムを６０体積％以下含んでもよい。雰囲気ガスはヘリウムを５５体積％以下含んでもよい。雰囲気ガスはヘリウムを５０体積％以下含んでもよい。

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、Ｎ_２、ＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５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Ｏ_２、ＣＯ_２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、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５などであってもよい。

雰囲気ガスは反応性ガスを２０体積％以上含んでもよい。雰囲気ガスは反応性ガスを３０体積％以上含んでもよい。雰囲気ガスは反応性ガスを４０体積％以上含んでもよい。雰囲気ガスは反応性ガスを８０体積％以下含んでもよい。

位相反転膜形成過程において、ターゲットと基板との間の距離であるＴ／Ｓ距離を２４０ｍｍ～２６０ｍｍとして適用することができる。基板とターゲットとの間の角度は２０°～３０°として適用することができる。基板の回転速度は２ＲＰＭ～２０ＲＰＭであってもよい。

位相反転膜形成過程において、スパッタリングターゲットに電力を加えてスパッタリングを行うことができる。スパッタリングターゲットに電力を加える電源はＤＣ電源であってもよく、またはＲＦ電源であってもよい。

スパッタリングターゲットに加える電力は１ｋＷ～３ｋＷであってもよい。前記電力は１．５ｋＷ～２．５ｋＷであってもよい。前記電力は１．８ｋＷ～２．２ｋＷであってもよい。

位相反転膜形成過程において、スパッタリングを６００秒以上８００秒以下の間行うことができる。

位相反転膜の成膜時に光透過性基板上にマスクシールド（Ｍａｓｋ Ｓｈｉｅｌｄ）を配置することができる。マスクシールドは、開口部、及び前記開口部を取り囲むシールド部を含むことができる。このような場合、スパッタリングが行われる間、マスクシールドは、開口部に向かうスパッタリング粒子を通過させ、シールド部に向かうスパッタリング粒子が基板上に蒸着されることを防ぐことができる。これを通じて、成膜される位相反転膜の形状及び面積を制御することができる。

蒸着対象基板の上面の面積に対するマスクシールドの開口部の面積の比率は０．９８以下であってもよい。前記比率は０．９５以下であってもよい。前記比率は０．９３以下であってもよい。前記比率は０．５以上であってもよい。

マスクシールドの開口部は正方形の形状を有することができる。蒸着対象基板の一辺の長さに対するマスクシールドの開口部の一辺の長さの比率は０．９８以下であってもよい。前記比率は０．７以上であってもよい。前記比率は０．８以上であってもよい。

位相反転膜形成過程において、マスクシールドは、蒸着対象基板の上面から０．５ｍｍ以上離隔して配置されてもよい。マスクシールドは、蒸着対象基板の上面から１ｍｍ以上離隔して配置されてもよい。マスクシールドは、蒸着対象基板の上面から５ｍｍ以下離隔して配置されてもよい。

このような場合、遮光膜の成膜を通じた位相反転膜の側面の保護が容易なように位相反転膜の形状及び面積が制御され得る。

マスクシールドの素材は、スパッタリング分野で適用可能な素材であれば制限されない。例示的に、マスクシールドの素材はアルミニウム合金であってもよい。

成膜された位相反転膜は、内部応力の解消及び耐光性の向上のために熱処理され得る。

ブランクマスクの製造方法は、位相反転膜上に遮光膜を形成する遮光膜形成過程を含む。

遮光膜形成過程に適用されるスパッタリングターゲットは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ及びＨｆのうちの少なくともいずれか１つを９０重量％以上含んでもよい。前記スパッタリングターゲットは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ及びＨｆのうちの少なくともいずれか１つを９５重量％以上含んでもよい。前記スパッタリングターゲットは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ及びＨｆのうちの少なくともいずれか１つを９９重量％以上含んでもよい。前記スパッタリングターゲットは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ及びＨｆのうちの少なくともいずれか１つを９９重量％以上含んでもよい。

遮光膜形成過程に適用されるスパッタリングターゲットはＣｒを９０重量％以上含んでもよい。前記スパッタリングターゲットはＣｒを９５重量％以上含んでもよい。前記スパッタリングターゲットはＣｒを９９重量％以上含んでもよい。前記スパッタリングターゲットはＣｒを１００重量％以下含んでもよい。

遮光膜形成過程は、第１遮光層成膜工程及び第２遮光層成膜工程を含むことができる。遮光膜形成過程において、遮光膜に含まれた各層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、各層別に要求される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、スパッタリングターゲットに加える電力、成膜時間などの各種工程条件を各層別に異なって適用することができる。

雰囲気ガスは、不活性ガス及び反応性ガスを含むことができる。

不活性ガスは、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を含むことができる。不活性ガスはアルゴンを含むことができる。不活性ガスは、成膜される薄膜の応力調節などの目的のためにヘリウムをさらに含むことができる。

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、Ｎ_２、ＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５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Ｏ_２、ＣＯ_２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、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５などであってもよい。

遮光膜形成過程において、遮光膜の成膜時に位相反転膜上にマスクシールドを配置することができる。

位相反転膜形成過程に適用されたマスクシールドの開口部の面積に対する、遮光膜形成過程に適用されたマスクシールドの開口部の面積の比率は１．０１以上であってもよい。前記比率は１．０２以上であってもよい。前記比率は１．０３以上であってもよい。前記比率は５以下であってもよい。

位相反転膜形成過程及び遮光膜形成過程に適用されたマスクシールドの開口部は、正方形の形状を有することができる。位相反転膜形成過程に適用されたマスクシールドの開口部の一辺の長さに対する、遮光膜形成過程に適用されたマスクシールドの開口部の一辺の長さの比率は１．００５以上であってもよい。前記比率は１．０１以上であってもよい。前記比率は２．３以下であってもよい。

遮光膜形成過程において、マスクシールドは、蒸着対象基板の上面から０．５ｍｍ以上離隔して配置されてもよい。マスクシールドは、蒸着対象基板の上面から１ｍｍ以上離隔して配置されてもよい。マスクシールドは、蒸着対象基板の上面から５ｍｍ以下離隔して配置されてもよい。

このような場合、洗浄液から位相反転膜を安定的に保護することができ、パーティクルの発生頻度が減少した多層膜を形成することができる。

マスクシールドの素材は、スパッタリング分野で適用可能な素材であれば制限されない。例示的に、マスクシールドの素材はアルミニウム合金であってもよい。

第１遮光層成膜工程において、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。

第１遮光層成膜工程において、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０．５以上であってもよい。前記流量の比率は０．７以上であってもよい。前記流量の比率は１．５以下であってもよい。前記流量の比率は１．２以下であってもよい。前記流量の比率は１以下であってもよい。

前記雰囲気ガスにおいて、不活性気体全体の流量に対するアルゴン気体の流量の比率は０．２以上であってもよい。前記流量の比率は０．２５以上であってもよい。前記流量の比率は０．３以上であってもよい。前記流量の比率は０．５５以下であってもよい。前記流量の比率は０．５以下であってもよい。前記流量の比率は０．４５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１．８以上３．８以下であってもよい。前記比率は２以上３．５以下であってもよい。

このような場合、成膜された第１遮光層は、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、遮光膜のパターニング過程で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。

第１遮光層成膜工程は、２００秒以上３００秒以下の時間行ってもよい。第１遮光層成膜工程は、２３０秒以上２８０秒以下の時間行ってもよい。このような場合、成膜された第１遮光層は、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。

第２遮光層成膜工程において、スパッタリングターゲットに加える電力を１～２ｋＷ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遮光層の耐衝撃性がさらに向上することができ、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遮光層成膜工程において、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０．４以上であってもよい。前記流量の比率は０．５以上であってもよい。前記流量の比率は０．６５以上であってもよい。前記流量の比率は１以下であってもよい。前記流量の比率は０．９以下であってもよい。前記流量の比率は０．８以下であってもよい。

前記雰囲気ガスにおいて、不活性気体全体の流量に対するアルゴン気体の流量の比率は０．８以上であってもよい。前記流量の比率は０．９以上であってもよい。前記流量の比率は０．９５以上であってもよい。前記流量の比率は１以下であってもよい。

第２遮光層成膜工程において、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。前記比率は０以上であってもよい。

このような場合、遮光膜の表面が安定した耐久性及び優れた消光特性を有するようにすることができる。

第２遮光層成膜工程は、１０秒以上３０秒以下の時間行ってもよい。第２遮光層の成膜時間は、１５秒以上２５秒以下の時間行ってもよい。このような場合、優れた耐久性を有する遮光膜を形成することができ、遮光膜のパターニングをさらに精巧に具現することができる。

遮光膜の内部応力を解消するために、多層膜に熱処理を行うことができる。

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、前記ブランクマスクから具現されたものである。

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（ＣａＦ_２）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、レジスト膜における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、レジスト膜における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、レジスト膜における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：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、平坦度５００ｎｍ未満のクォーツ素材の光透過性基板を配置した。光透過性基板は、縁に幅０．４５ｍｍの面取り面が適用された。Ｔ／Ｓ距離が２５５ｍｍ、基板とターゲットとの間の角度が２５°を形成するようにスパッタリングターゲットをチャンバ内に配置した。前記スパッタリングターゲットのモリブデンの含量は１０ａｔ％、珪素の含量は９０ａｔ％である。

光透過性基板上に、横１４９．４ｍｍ、縦１４９．４ｍｍの開口部を有するアルミニウム合金素材のマスクシールドを配置した。マスクシールドは、光透過性基板の上面から２ｍｍ離隔した位置に配置した。

その後、Ａｒ：Ｎ_２：Ｈｅ＝９：５２：３９の比率で混合された雰囲気ガスをチャンバ内に導入し、スパッタリング電力を２ｋＷに設定して、位相反転膜の成膜を６００秒以上８００秒以下の時間行った。

成膜を終えた位相反転膜を、１Ｐａで４００℃で３０分間アニーリングした後、自然冷却した。

実施例２：実施例１と同じ条件で光透過性基板上に位相反転膜を成膜した。前記位相反転膜上に第１遮光層を成膜した。第１遮光層の成膜時のスパッタリングターゲットはクロムターゲットを適用し、Ｔ／Ｓ距離及び基板とターゲットとの間の角度は、位相反転膜の成膜時と同様に適用した。

第１遮光層の成膜時に、位相反転膜上に、横１５１．４ｍｍ、縦１５１．４ｍｍの開口部を有するアルミニウム合金素材のマスクシールドを配置した。マスクシールドは、位相反転膜の上面から２ｍｍ離隔した位置に配置した。

第１遮光層成膜工程において、Ａｒ１９体積比％、Ｎ_２１１体積比％、ＣＯ_２３６体積比％、Ｈｅ３４体積比％が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、２５０秒間スパッタリング工程を行って第１遮光層を成膜した。

第１遮光層の成膜を終えた後、第１遮光層上に、Ａｒ５７体積比％とＮ_２４３体積比％が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、２５秒間スパッタリング工程を行って第２遮光層を成膜した。第２遮光層の成膜時のマスクシールドの配置条件は、第１遮光層の成膜時と同様に適用した。

第２遮光層の成膜を終えたブランクマスクを熱処理チャンバ内に配置した。その後、雰囲気温度を２５０℃として適用して１５分間熱処理を行った。

比較例１：位相反転膜及び遮光膜の成膜時にマスクシールドを適用しなかった以外は、実施例２と同様の方法でブランクマスクを製造した。

評価例：位相反転膜及び多層膜の表面プロファイルの測定
実施例１の位相反転膜及び実施例２の多層膜の表面プロファイルを測定した。具体的に、各サンプル別にマスクの縁からマスクの内側方向に０．５ｍｍ離隔した地点を測定開始点として設定した。前記開始点からマスクの内側方向に４ｍｍ離隔した地点までの区間で薄膜の表面プロファイル（即ち、各位置での薄膜の厚さ）を０．１ｍｍ間隔で測定した。表面プロファイルは、Ｖｅｅｃｏ社のＤｅｋｔａｋ１５０モデルの表面プロフィルメータを用いて測定した。測定時にスタイラス半径（Ｓｔｙｌｕｓ ｒａｄｉｕｓ）を１２．５μｍ、Ｆｏｒｃｅを３．００ｍｇに設定し、Ｈｉｌｌｓ＆Ｖａｌｌｅｙｓ測定方式を適用した。

実施例１の各位置別の位相反転膜の厚さ、及び実施例２の各位置別の多層膜の厚さ、ｄＴ値及びｄｄＴ値は下記表１に記載し、実施例２のｄＴ値の最大値及びｄｄＴ値の最大値は下記表２に記載した。実施例１及び２から測定した表面プロファイルを示すグラフは図６に記載した。

評価例：洗浄工程による位相反転膜の損傷の程度の評価
実施例２及び比較例１のブランクマスクをＳＣ－１（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｌｅａｎ－１）溶液に８００秒間浸漬し、オゾン水で洗浄した。前記ＳＣ－１溶液は、ＮＨ_４ＯＨを１４．３重量％、Ｈ_２Ｏ_２を１４．３重量％、Ｈ_２Ｏを７１．４重量％含む溶液を適用した。

その後、前記マスクの断面をＴＥＭを通じて観察した。ブランクマスクの断面イメージから位相反転膜の損傷が観察されない場合にＰ、位相反転膜の損傷が観察される場合にＦと評価した。

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：パーティクルの評価
実施例及び比較例の多層膜の上面をイメージ測定し、観察されるパーティクルの数を測定した。具体的に、実施例及び比較例別のサンプルを、レーザーテック（Ｌａｓｅｒｔｅｃ）社のＭ６６４１Ｓモデルの欠陥検査機に配置した。その後、多層膜の上面内の横１４６ｍｍ、縦１４６ｍｍの領域でパーティクルの数を測定した。パーティクル数の測定時に、検査光は波長５３２ｎｍの緑色光レーザー、レーザーパワーは３０００ｍＷ（測定対象基板の表面で測定したレーザー出力１０５０ｍＷ）、ステージ（ｓｔａｇｅ）移動速度は２を適用して測定した。

その後、実施例及び比較例別のサンプルをＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）ポッド（ｐｏｄ）に一週間保管した後、欠陥検査機の内部で開封した。そして、ＳＭＩＦ保管前のパーティクルの測定時と同じ条件で多層膜の上面のパーティクルの数を測定した。

各サンプル別に、ＳＭＩＦ保管前のサンプルと比較してＳＭＩＦ保管後のサンプルで探知されたパーティクル数の増加が観察される場合にＦ、パーティクル数の増加が観察されない場合にＰと評価した。

実施例及び比較例別の測定結果は、下記表３に記載した。

前記表３において、実施例２は、位相反転膜の損傷の有無の評価及びパーティクルの評価においていずれもＰと評価されたのに対し、比較例１はいずれもＦと評価された。

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 多層膜
２０１ 中央部
２０２ 外周部
２１ 位相反転膜
２１ｆ 位相反転膜の上面
２１ｓ 位相反転膜の側面
２２ 遮光膜
２２１ 第１遮光層
２２２ 第２遮光層
ｅ１ 第１縁
ｅ２ 第２縁
ｅ３ 第３縁
ｅ４ 第４縁
ＳＡ 傾斜領域
ｗ 多層膜の最外郭に配置された傾斜領域の幅
ｓ１ 第１面
ｓ２ 第２面

Claims (11)

1. 光透過性基板と、前記光透過性基板上に配置される多層膜とを含み、
   前記多層膜は、前記光透過性基板上に配置される遮光膜、及び前記光透過性基板と前記遮光膜との間に配置され、前記遮光膜と向かい合う上面及び前記上面に連結される側面を含む位相反転膜を含み、
   前記遮光膜は、前記位相反転膜の上面及び側面を覆うように配置され、
   前記多層膜の上面視において、前記多層膜は、中央部、及び前記中央部を取り囲む外周部を含み、
   前記外周部は、屈曲した上面を有する、ブランクマスク。
2. 前記光透過性基板は、前記位相反転膜と向かい合う上面を含み、
   前記遮光膜は、前記光透過性基板の上面の少なくとも一部を覆うように設けられる、請求項１に記載のブランクマスク。
3. 前記光透過性基板は、前記光透過性基板の上面に連結される側面をさらに含み、
   前記光透過性基板の側面は、前記光透過性基板の上面から折り曲げられて延びる第１面、及び前記第１面から前記ブランクマスクの上下方向に延びる第２面を含み、
   前記遮光膜は、前記光透過性基板の第１面の少なくとも一部を覆うように設けられる、請求項２に記載のブランクマスク。
4. 前記多層膜の上面視において、前記光透過性基板の面積（Ａ）、前記遮光膜の面積（Ｂ）、及び前記位相反転膜の面積（Ｃ）が下記式１の条件を満たす、請求項１に記載のブランクマスク。
   
5. 前記多層膜の外周部は、前記多層膜の縁側から前記多層膜の内側方向に前記多層膜の厚さが連続的に増加する傾斜領域を含む、請求項１に記載のブランクマスク。
6. 前記多層膜の最外郭に前記傾斜領域が配置され、
   前記多層膜の断面視において、前記傾斜領域は、前記多層膜の面内方向に０．２ｍｍ～１．０ｍｍの幅を有する、請求項５に記載のブランクマスク。
7. 前記多層膜で測定した下記式２によるｄＴ値のうちの最大値が１０ｎｍ～３０ｎｍである、請求項５に記載のブランクマスク。
   ［式２］
   ｄＴ＝Ｔ１－Ｔ２
   （前記式２において、
   前記Ｔ１は、前記多層膜内に位置する第１点で測定した前記多層膜の厚さであり、
   前記Ｔ２は、前記第１点から前記多層膜の一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第２点で測定した前記多層膜の厚さである。）
8. 前記多層膜で測定した下記式３によるｄｄＴ値のうちの最大値が３０ｎｍ以下である、請求項１に記載のブランクマスク。
   ［式３］
   ｄｄＴ＝｜（Ｔ１－Ｔ２）－（Ｔ２－Ｔ３）｜
   （前記式３において、
   前記Ｔ１は、前記多層膜内に位置する第１点で測定した前記多層膜の厚さであり、
   前記Ｔ２は、前記第１点から前記多層膜の一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第２点で測定した前記多層膜の厚さであり、
   前記Ｔ３は、前記第２点から前記多層膜の前記一縁の方向に０．１ｍｍ離隔して位置する第３点で測定した前記多層膜の厚さである。）
9. 前記多層膜は、前記光透過性基板と向かい合う下面を含み、
   前記位相反転膜は、前記光透過性基板と向かい合う下面を含み、
   断面視において、前記多層膜の下面は、一端である第１縁、及び前記第１縁に対向して位置する他端である第２縁を含み、前記位相反転膜の下面は、前記第１縁に隣接して位置する一端である第３縁、及び前記第２縁に隣接して位置する他端である第４縁を含み、
   前記第１縁と前記第３縁との間の距離の値、及び前記第２縁と前記第４縁との間の距離の値のうち小さい値は０．１ｎｍ以上である、請求項１に記載のブランクマスク。
10. 請求項１に記載のブランクマスクから具現されたフォトマスク。
11. 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、請求項１に記載のブランクマスクから具現されたものである、半導体素子の製造方法。