TWI842005B - 空白罩幕、使用該空白罩幕的光罩幕以及半導體器件的製造方法 - Google Patents

Abstract

本實施方式涉及一種空白罩幕及使用該空白罩幕的光罩 幕。上述空白罩幕包括透光基板及位於上述透光基板上的遮光膜。遮光膜包括過渡金屬、氧及氮中的至少一種。遮光膜表面包括將上述遮光膜表面橫縱三等分切割而形成的九個區域。遮光膜表面具有在上述九個區域中分別測量的Rsk值，上述Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下，遮光膜表面具有在上述九個區域中分別測量的Rku值，上述Rku值的平均值為3以下。上述空白罩幕等通過在遮光膜的表面適用有效地抑制疑似缺陷形成的遮光膜來在高靈敏度缺陷檢查時能夠容易地進行缺陷判定。

Description

空白罩幕、使用該空白罩幕的光罩幕以及半導 體器件的製造方法

本實施方式涉及空白罩幕及使用其的光罩幕。

由於半導體裝置等的高集成化，需要半導體裝置的電路圖案的微細化。由此，進一步強調作為使用光罩幕在晶圓表面上顯影電路圖案的技術的光刻技術的重要性。

為了顯影微細化的電路圖案，需要在曝光工藝中使用的曝光光源的短波長化。最近使用的曝光光源包括ArF准分子雷射器(波長193nm)等。

另一方面，光罩幕包括二元罩幕(Binary mask)、相移罩幕(Phase shift mask)等。

二元罩幕具有在透光基板上形成遮光層圖案的結構。二元罩幕，在形成有圖案的一面，通過不包括遮光層的透射部使曝光光線透射，並通過包括遮光層的遮光部阻擋曝光光線，從而在 晶圓表面的抗蝕膜上對圖案進行曝光。然而，在二元罩幕中，隨著圖案越微細化，由於在曝光工序中在透射部的邊緣處產生的光的繞射，微細圖案顯影可能會出現問題。

相移罩幕包括利文森型(Levenson type)罩幕、支腿型(Outrigger type)罩幕及半色調型(Half-tone type)罩幕。其中，半色調型相移罩幕具有在透光基板上形成有由半透射膜形成的圖案的結構。半色調型相移罩幕，在形成有圖案的一面，通過不包括半透射層的透射部使曝光光線透射，並通過包括半透射層的半透射部使衰減的曝光光線透射。上述衰減的曝光光線與通過透射部的曝光光線相比具有相位差。由此，在透射部的邊緣處產生的繞射光因透射半透射部的曝光光線而抵消，相移罩幕能夠在晶圓表面形成更精細的精細圖案。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1韓國公開專利第10-2012-0057488號

專利文獻2韓國公開專利第10-2014-0130420號

本實施方式的目的在於，提供空白罩幕等，遮光膜的面內方向的厚度均勻性優異，且在高靈敏度缺陷檢查時容易判定缺陷。

根據本說明書的一實施例的空白罩幕，包括：透光基板；以及遮光膜，位於上述透光基板上。

上述遮光膜含有氧和氮中的至少一種以及過渡金屬。

上述遮光膜表面包括將上述遮光膜表面橫縱三等分切割而形成的九個區域。

上述遮光膜表面具有在上述九個區域中分別測量的Rsk值，上述Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下。

上述遮光膜表面具有在上述九個區域中分別測量的Rku值，上述Rku值的平均值為3以下。

上述Rsk值的標準偏差值可以為0.6以下。

上述Rku值的標準偏差值可以為0.9以下。

上述Rku值的最大值與最小值的差值可以為2.2以下。

上述Rku值的最大值可以為4.6以下。

上述Rsk值的最大值與最小值的差值可以為1.7以下。

當從截面觀察上述遮光膜時，上述遮光膜的截面可以包括作為一末端的第一邊緣和作為另一末端的第二邊緣。

當從截面觀察上述遮光膜時，在上述遮光膜截面的中央部測量的上述遮光膜厚度為Hc，在上述第一邊緣測量的上述遮光膜厚度為H1，在上述第二邊緣測量的上述遮光膜厚度為H2。

上述遮光膜的|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的更大的值可以小於5Å。

上述|Hc-H1|值是從Hc值減去H1值的絕對值，上述|Hc-H2|值是從Hc值減去H2值的絕對值。

上述遮光膜包括：第一遮光層；以及第二遮光層，設置在上述第一遮光層上。

上述第二遮光層的過渡金屬的含量可以大於上述第一遮光層的過渡金屬的含量。

上述過渡金屬可以包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一種。

根據本說明書的另一實施例的光罩幕包括：透光基板，以及，遮光圖案膜，位於上述透光基板上。

上述遮光圖案膜含有氧和氮中的至少一種以及過渡金屬。

上述光罩幕上表面包括將上述光罩幕上表面橫縱三等分切割而形成的九個區域。

上述光罩幕上表面具有在位於上述九個區域的上述遮光圖案膜上表面分別測量的Rsk值，上述Rsk值的平均值可以為-0.64以上且0以下。

上述光罩幕上表面具有在位於上述九個區域的上述遮光圖案膜上表面分別測量的Rku值，上述Rku值的平均值可以為3以下。

根據本說明書的又一實施例的半導體元件的製造方法包括：準備步驟，設置光源、光罩幕及塗有抗蝕膜的半導體晶圓；曝光步驟，通過上述光罩幕，將從上述光源入射的光選擇性地透 射至上述半導體晶圓上；以及顯影步驟，在上述半導體晶圓上顯影圖案。

上述光罩幕包括：透光基板；以及遮光圖案膜，設置在上述透光基板上。

上述遮光圖案膜含有氧和氮中的至少一種以及過渡金屬。

上述光罩幕上表面包括將上述光罩幕上表面橫縱三等分切割而形成的九個區域。

上述光罩幕上表面具有在位於上述九個區域的遮光圖案膜上表面分別測量的Rsk值，上述Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下，

上述光罩幕上表面具有在位於上述九個區域的遮光圖案膜上表面分別測量的Rku值，上述Rku值的平均值為3以下。

在根據本實施方式的空白罩幕等中，遮光膜的面內方向的厚度均勻性優異，且易於在高靈敏度缺陷檢查時判定缺陷。

100:空白罩幕

10:透光基板

20:遮光膜

21:第一遮光層

22:第二遮光層

25:遮光圖案膜

30:相移膜

50:濺射靶

200:光罩幕

Le1:第一邊緣

Le2:第二邊緣

c:中心點

Lb:形成在遮光膜與透光基板之間的界面

H1:在第一邊緣測量的遮光膜厚度

H2:在第二邊緣測量的遮光膜厚度

Hc:在遮光膜的中心點測量的遮光膜厚度

L1:第一邊

L2:第二邊

L3:第三邊

L4:第四邊

A:濺射靶的旋轉軸

a1:第一區域

a2:第二區域

a3:第三區域

Dn:北向

De:東向

Dw:西向

Ds:南向

圖1為以截面說明根據本說明書的一實施例的空白罩幕的示意圖。

圖2為說明在遮光膜的截面中測量遮光膜的厚度分佈的方法 的示意圖。

圖3為以截面說明根據本說明書的另一實施例的空白罩幕的示意圖。

圖4為以截面說明根據本說明書的又一實施例的空白罩幕的示意圖。

圖5為以截面說明根據本說明書的又一實施例的空白罩幕的示意圖。

圖6為在本實施方式中將成膜步驟完成之後位於濺射室內的遮光膜的表面和濺射靶相關聯來說明的示意圖。

在下文中，將對實施例進行詳細描述，以便本實施方式所屬領域的普通技術人員能夠容易地實施實施例。本實施方式可通過多種不同的方式實現，並不限定於在此說明的實施例。

當在所提及的含義中出現固有的製造及物質允許誤差時，在本說明書中使用的程度的術語「約」或「實質上」等用於表達其數值或接近其數值的意思，並旨在防止用於理解本實施方式所公開的準確的或絕對的數值被任何不合情理的第三方不正當或非法地使用。

在本說明書全文中，馬庫什型描述中包括的術語「……的組合」是指從馬庫什型描述的組成要素組成的組中選擇的一個或多個組成要素的混合或組合，從而意味著本發明包括選自由上 述組成要素組成的組中的一個或多個組成要素。

在本說明書全文中，「A和/或B」形式的記載意指「A、B或A和B」。

在本說明書全文中，除非有特別說明，如「第一」、「第二」或「A」、「B」等的術語為了互相區別相同術語而使用。

在本說明書中，B位於A上的含義是指B位於A上或其中間存在其他層的情況下B位於A上或可位於A上，不應限定於B以接觸的方式位於A表面的含義來解釋。

除非有特別說明，在本說明書中單數的表述解釋為包括上下文所解釋的單數或複數的含義。

在本說明書中，室溫是指20℃以上且25℃以下的溫度。

在本說明書中，疑似缺陷是指，位於遮光膜表面，因不會導致空白罩幕的分辨率下降而不屬於實際缺陷，但在用高靈敏度缺陷檢測設備檢測時判定為缺陷的缺陷。

Rsk值是根據ISO_4287評估的值。Rsk值表示測量對象表面輪廓(surface profile)的高度對稱性(偏度，skewness)。

Rku值是基於ISO_4287評估的值。Rku值表示測量對象表面輪廓的銳度(峰度，kurtosis)。

峰(peak)是指遮光膜表面輪廓中位於基準線(意味著表面輪廓中的高度平均線)上方的輪廓部分。

谷(valley)是指遮光膜表面輪廓中位於基準線下方的輪廓部分。

在本說明書中，標準偏差是指樣本標準偏差。

隨著半導體的高集成化，需要在半導體晶圓上形成更精細的電路圖案。隨著在半導體晶圓上顯影的圖案的線寬進一步減小，用於顯影上述圖案的光罩幕的分辨率相關問題也趨於增加。由此，空白罩幕和光罩幕需要更嚴格地防止由於微小缺陷引起的分辨率劣化，因此以更高的靈敏度執行對於上述空白罩幕等的缺陷檢查。當在高靈敏度條件下檢查遮光膜表面時，不僅可以檢測到實際缺陷，還可以檢測到許多疑似缺陷。此外，為了從檢查結果數據區分出實際缺陷而需要額外的檢查過程，因此空白罩幕生產過程可能變得更加複雜。

另一方面，遮光膜的厚度根據遮光膜中的位置可能會有微妙的變化。這些遮光膜的厚度變化可能導致遮光膜的面內方向上的光學特性變化。另外，當對上述遮光膜進行圖案化時，在遮光膜中厚度較薄的部分中，在遮光膜的面內方向上可能會發生過度蝕刻，而厚度較厚的部分中，在遮光膜的深度方向上可能會發生不夠充分的蝕刻。隨著在半導體晶圓上顯影的圖案的線寬進一步減小，由於在遮光膜的面內方向上發生的微小厚度變化，可能容易發生上述問題。因此，需要更精確地控制遮光膜的厚度變化。

本實施方式的發明人通過實驗確認，可以提供適用了如下所述的遮光膜的空白罩幕，上述遮光膜通過控制遮光膜的面內方向上的粗糙度分佈等，即使在高靈敏度缺陷檢查時也容易檢測實際缺陷。

在下文中，將詳細描述本實施方式。

圖1為說明根據本說明書的一實施例的空白罩幕的示意圖。將參照圖1具體說明本實施方式。

空白罩幕100包括：透光基板10，以及遮光膜20，設置在上述透光基板10上。

作為透光基板10的材質，只要是對曝光光線具有透光性且可適用於空白罩幕100的材質，就不受限制。具體而言，透光基板10對於波長為193nm的曝光光線的透射率可以為85%以上。上述透射率可以為87%以上。上述透射率可以為99.99%以下。例如，可以將合成石英基板適用於透光基板10。在這種情況下，透光基板10可以抑制透射上述透光基板10的光的衰減(attenuated)。

通過調節透光基板10的平坦度、粗糙度等表面特性，能夠抑制光學畸變的發生。

遮光膜20可以位於透光基板10的上表面(top side)。

遮光膜20可以具有將從透光基板10的下表面(bottom side)側入射的曝光光線的至少一定部分阻擋的特性。此外，當相移膜30等位於透光基板10和遮光膜20之間時(參照圖4)，在將上述相移膜30等蝕刻成圖案形狀的過程中，遮光膜20可以用作蝕刻罩幕。

遮光膜20含有氧及氮中的至少一種以及過渡金屬。

遮光膜的表面粗糙度(surface roughness)特性

遮光膜20表面包括將上述遮光膜20表面橫縱三等分切割而形成的九個區域。

遮光膜20表面具有在上述九個區域中分別測量的Rsk值，上述Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下。

遮光膜20表面有在上述九個區域中分別測量的Rku值，上述Rku值的平均值為3以下。

由於遮光膜20是通過濺射工序形成的，因此在遮光膜20的表面上可能會形成峰和谷。一些峰和谷可能具有可被認為疑似缺陷的高度、形狀等。若不控制峰和谷分佈，在高靈敏度缺陷檢測時檢測為疑似缺陷的頻率可能會更高。

為了提高高靈敏度缺陷檢查的精度，可以考慮使用蝕刻氣體等來降低以Ra值等為代表的遮光膜20的表面粗糙度的方法。然而，由於檢測設備的高檢測靈敏度，即使在具有低粗糙度特性的遮光膜表面上，仍然也可以檢測到許多疑似缺陷。

另一方面，本實施方式的發明人通過實驗確認，遮光膜表面的偏度和峰度特性是影響疑似缺陷判定的因素之一。具體而言，缺陷檢查的執行方式為：通過將檢查光照射到檢查對象表面並檢測和分析形成在檢查對象表面上的反射光以檢測缺陷。檢查光從遮光膜的表面反射，反射光的角度和強度等會根據表面粗糙度特性而改變。這可能成為降低高靈敏度缺陷檢測精度的因素。

在本實施方式中，通過調節在遮光膜20表面的各區域所測得的Rsk值和Rku值的平均值等，並將在本實施方式中公開的 遮光膜的層結構、各層的組成等適用於遮光膜，從而可有效減少在遮光膜表面上檢測到的疑似缺陷的數量。尤其，通過控制遮光膜20表面上的每個區域的Rsk值和Rku值的平均值和偏差等，可以有效地防止缺陷檢查精度降低。

可以通過在濺射工序中控制基板與靶之間的距離、基板的旋轉速度等濺射工序條件來調節遮光膜20表面的各區域的Rsk值和Rku值的平均值、偏差等。單獨地或同時地，在成膜之後的對遮光膜20表面的熱控制、冷卻處理等也可能會影響表面特性。此外，隨著遮光膜的表面粗糙度變得更細，可能影響到表面能的因素，即遮光膜中包含的組成等也可能影響遮光膜的表面特性。關於上述控制手段的詳細說明與以下內容重複，因此將省略。

在遮光膜20表面的各個區域中測量Rsk值和Rku值的方法如下。

將待測對象遮光膜20的表面橫縱三等分切割，總共分成九個區域。遮光膜20表面上的各個區域的Rsk值和Rku值是在各個區域的中心區域測量的。各個區域的中心區域是指位於各個區域的中心部(中央部)的寬度為1μm且長度為1μm的區域。

使用二維粗糙度儀，在非接觸模式(Non-contact mode)下將掃描速度設定為0.5Hz來在上述中心區域測量Rsk值和Rku值。例如，可以通過適用韓國帕克(Park Systems)股份有限公司的XE-150模型來測量Rsk值和Rku值，上述XE-150模型中適用作為韓國帕克股份有限公司的懸臂(Cantilever)模型的PPP-NCHR 作為探針。

從在各個區域測得的Rsk值和Rku值計算Rsk值和Rku值的平均值、標準偏差等。

遮光膜20表面具有在上述九個區域中分別測量的Rsk值，上述Rsk值的平均值可以為-0.64以上且0以下。上述Rsk值的平均值可以為-0.635以上且-0.1以下。上述Rsk值的平均值可以為-0.63以上且-0.4以下。

遮光膜20表面具有在上述九個區域中分別測量的Rku值，上述Rku值的平均值可以為3以下。上述Rku值的平均值可以為2.95以下。上述Rku值的平均值可以為2.9以下。上述Rku值的平均值可以為2.75以上。

在這種情況下，遮光膜20的整個表面可以具有均勻的表面粗糙度特性，並且可以有效地抑制因表面粗糙度特性形成疑似缺陷。

可以控制在遮光膜表面上的各個區域中測量的Rsk值和Rku值的偏差。在遮光膜表面的各區域測得的Rsk值和Rku值的平均值控制在預設範圍內，當上述Rsk值和Rku值的偏差得到控制時，在遮光膜表面整體上可以減少疑似缺陷。因此，當以高靈敏度檢查遮光膜的缺陷時，可以獲得更準確的結果。

遮光膜20表面具有在上述九個區域中分別測量的Rsk值，上述Rsk值的標準偏差值可以為0.6以下。上述Rsk值的標準偏差值可以為0.5以下。上述Rsk值的標準偏差值可以為0.4以 下。上述Rsk值的標準偏差值可以為0.1以上。在這種情況下，通過控制各個區域的偏度特性來可以部分地抑制根據峰和谷分佈產生的疑似缺陷。

遮光膜20表面具有在上述九個區域中分別測量的Rku值，上述Rku值的標準偏差值可以為0.9以下。上述Rku值的標準偏差值可以為0.85以下。上述Rku值的標準偏差值可以為0.8以下。上述Rku值的標準偏差值可以為0.6以下。上述Rku值的標準偏差值可以為0.1以上。上述Rku值的標準偏差值可以為0.5以上。在這種情況下，可以控制在遮光膜表面上產生的反射光的路徑，且能夠更容易地檢測缺陷。

遮光膜20表面具有在上述九個區域中分別測量的Rku值，上述Rku值的最大值與最小值之差值可以為2.2以下。上述差值可以為2.12以下。上述差值可以為2以下。上述差值可以為0.1以上。在這種情況下，在高靈敏度缺陷檢查時，可以有效地抑制由峰引起的檢查光的散射現象導致的缺陷檢查精度降低。

上述Rku值的最大值可以為4.6以下。上述最大值可以為4.3以下。上述最大值可以為4.2以下。上述最大值可以為4.1以下。上述最大值可以為2以上。在這種情況下，可以有效地抑制反射光的散射現象，上述反射光的散射現象由具有相對高峰度的一些峰發生。

遮光膜20的表面具有在上述九個區域中分別測量的Rsk值，上述Rsk值的最大值與最小值之差值可以為1.7以下。上述差 值可以為1.6以下。上述差值可以為1.3以下。上述差值可以為0.1以上。在這種情況下，能夠調節遮光膜20表面的整個區域的峰和谷分佈的偏度特性，因此便於缺陷檢測。

遮光膜的厚度分佈

圖2為說明在遮光膜的截面中測量遮光膜的厚度分佈的方法的示意圖。將參照圖2說明本實施方式。

當從截面觀察遮光膜20時，遮光膜20的截面可以包括作為一末端的第一邊緣Le1和作為另一末端的第二邊緣Le2。

當從截面觀察遮光膜20時，在遮光膜截面的中心部測量的遮光膜厚度為Hc，在第一邊緣測量的遮光膜厚度為H1，在第二邊緣測量的遮光膜厚度為H2。

遮光膜的|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的較大的值可以小於5Å。

上述|Hc-H1|值是從Hc值減去H1值的絕對值。

上述|Hc-H2|值是從Hc值減去H2值的絕對值。

在進行濺射之前，將濺射靶在濺射室中設置成相對於透光基板10的表面的垂直方向傾斜。這是為了防止在成膜過程中在濺射靶表面產生的粒子污染成膜對象表面。

為了提高遮光膜表面的缺陷檢查精度，在形成遮光膜時，可以在靠近成膜對象表面的位置設置濺射靶。在濺射靶表面產生的濺射粒子沉積在成膜對象表面上。濺射靶與成膜對象表面之間的距離越近，濺射粒子以越強的能量與成膜對象表面碰撞並 沉積，所形成的遮光膜可能具有相對較高的緻密度。此外，遮光膜的緻密度越高，可以誘導更均勻的表面形成。上述表面可以表現出相對低的偏度和/或峰度值。通過實驗確認，當以高靈敏度檢查上述遮光膜表面的缺陷時，可能會出現相對高的檢查精度。

然而，在形成遮光膜時，在將濺射靶傾斜設置而不是在成膜對象表面的垂直方向上設置的情況下，根據在成膜對象表面中的位置，成膜對象表面與濺射靶之間的距離會不同。濺射靶與基板表面之間的距離越近，可以發生越多濺射粒子的沉積。在成膜對象表面中，在位於相對更靠近濺射靶的位置的外圍部，可形成比中央部更厚的遮光膜。

在進行濺射過程中，成膜對象表面的外圍部中的一個地點與濺射靶之間的距離比中央部變化更大。在這種情況下，在成膜對象表面的外圍部上可以沉積與中央部相比具有相對寬範圍的能量分佈的濺射粒子。這可能成為遮光膜外圍部的緻密度降低的原因。在具有低緻密度的遮光膜上可能形成相對粗糙的表面。

在需要形成精密遮光圖案膜的空白罩幕的遮光膜形成方面，這種緻密度偏差可能會影響製成品的質量。並且，判斷為上述偏差還與缺陷檢查時的疑似缺陷有關。

本實施方式可以控制遮光膜20表面的各個區域的Rsk值和Rku值的平均值等，同時控制遮光膜20的面內方向上的厚度分佈。由此，能夠減少高靈敏度缺陷檢查時的遮光膜20表面的疑似缺陷數量，同時有效地抑制遮光膜20的光學特性在面內方向上變 化。

在遮光膜截面上觀察到的遮光膜的厚度分佈可以通過在形成遮光膜時控制靶與基板的距離、基板的旋轉速度等濺射工序條件、遮光膜表面內各區域的熱處理和冷卻處理工序條件、遮光膜層結構等的方法來調節。由於與下面將描述的遮光膜的製備方法的說明重複，因此將省略其詳細說明。

當從截面觀察遮光膜20時，通過如下方法測量在上述遮光膜20的中心測量的膜厚與在上述遮光膜20的各個邊緣測量的膜厚之間的差值。

使用透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscopy，TEM)測量裝置測量作為測量對象的遮光膜20的截面圖像。

在遮光膜20的截面圖像中，指定第一邊緣Le1和第二邊緣Le2，且測量第一邊緣Le1處的遮光膜厚度H1和第二邊緣Le2處的遮光膜厚度H2。

在遮光膜20的截面圖像中，測量遮光膜厚度Hc，上述厚度Hc為在遮光膜截面的中心處測量的厚度。Hc是在中心點c測量的遮光膜的厚度。中心點c是在上述遮光膜20的截面圖像中位於界面Lb的中心的點，上述界面Lb形成在遮光膜20與透光性基板10之間。當在遮光膜與透光基板之間存在另一薄膜時，在遮光膜的截面圖像中，中心點是位於界面的中心的點，上述界面為形成在遮光膜與上述另一薄膜之間的界面。

從測量的H1值、H2值及Hc值計算|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的大的值。

為了便於對測量對象遮光膜表面進行聚焦離子束(Focused Ion Beam，FIB)處理，可以通過將一個空白罩幕的中心部和外周部切割成一定的面積來製備多個測量對象樣品。具體而言，對位於測量對象空白罩幕的中央部(中心部)的寬度為5cm且長度為5cm的區域進行切割，以製備第一樣品。對位於上述中央部的左側且包括遮光膜的一邊的寬度為5cm且長度為5cm的區域進行切割，以製備第二樣品。對位於上述中央部的右側且包括與遮光膜的上述一邊相對的另一邊的寬度為5cm且長度為5cm的區域進行切割，以製備第三樣品。

之後，用聚焦離子束(Focused Ion Beam，FIB)處理上述第一樣品、第二樣品及第三樣品的上表面(即，遮光膜表面)。

在聚焦離子束處理後，通過TEM測量裝置獲得第一樣品的截面圖像，並從上述截面圖像測量Hc值。另外，通過TEM測量裝置獲得第二樣品和第三樣品的截面圖像，從上述截面圖像測量H1值和H2值，並計算|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的大的值。

例如，可以使用由JEOL LTD公司製備的JEM-2100F HR模型來測量試片的TEM圖像。

上述|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的大的值可以小於5Å。在這種情況下，可以實質上抑制遮光膜的光學特性在面內方向上變化。

遮光膜的組成及層結構

圖3為說明根據本說明書的另一實施例的空白罩幕100的示意圖。將參照上述圖3說明本實施方式。

遮光膜20可以包括：第一遮光層21；以及第二遮光層22，設置在上述第一遮光層21上。

第二遮光層22可以含有氧和氮中的至少一種以及過渡金屬。第二遮光層22可以包含50原子%以上且80原子%以下的過渡金屬。第二遮光層22可以包含55原子%以上且75原子%以下的過渡金屬。第二遮光層22可以包含60原子%以上且70原子%以下的過渡金屬。

第二遮光層22的對應於氧或氮的元素的含量可以是10原子%以上且35原子%以下。第二遮光層22的對應於氧或氮的元素的含量可以是15原子%以上且25原子%以下。

第二遮光層22可以包含5原子%以上且20原子%以下的氮。第二遮光層22可以包含7原子%以上且13原子%以下的氮。

在這種情況下，遮光膜20可以通過與相移膜30(參照圖4)一起形成層疊體來有助於實質上阻擋曝光光線。

第一遮光層21可以包括過渡金屬、氧及氮。第一遮光層21可以包含30原子%以上且60原子%以下的過渡金屬。第一遮光層21可以包含35原子%以上且55原子%以下的過渡金屬。第一遮光層21可以包含40原子%以上且50原子%以下的過渡金屬。

第一遮光層21的氧含量和氮含量的總和可以是40原子%以上且70原子%以下。第一遮光層21的氧含量和氮含量的總和可 以是45原子%以上且65原子%以下。第一遮光層21的氧含量和氮含量的總和可以是50原子%以上且60原子%以下。

第一遮光層21可以包含20原子%以上且40原子%以下的氧。第一遮光層21可以包含23原子%以上且33原子%以下的氧。第一遮光層21可以包含25原子%以上且30原子%以下的氧。

第一遮光層21可以包含5原子%以上且20原子%以下的氮。第一遮光層21可以包含7原子%以上且17原子%以下的氮。第一遮光層21可以包含10原子%以上且15原子%以下的氮。

在這種情況下，第一遮光層21可以有助於使遮光膜20具有優異的消光特性。

上述過渡金屬可以包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一種。上述過渡金屬可以是Cr。

第一遮光層21的膜厚可以是250Å以上且650Å以下。第一遮光層21的膜厚可以是350Å以上且600Å以下。第一遮光層21的膜厚可以是400Å以上且550Å以下。在這種情況下，第一遮光層21可以有助於使遮光膜20有效地阻擋曝光光線。

第二遮光層22的膜厚可以是30Å以上且200Å以下。第二遮光層22的膜厚可以是30Å以上且100Å以下。第二遮光層22的膜厚可以是40Å以上且80Å以下。在這種情況下，第二遮光層22可以有助於提高遮光膜20的消光特性，並有助於進一步精確地控制遮光圖案膜25的側面輪廓，上述遮光圖案膜25為在對遮光膜20進行圖案化時形成。

第二遮光層22的膜厚相對於第一遮光層21的膜厚的比率可以為0.05以上且0.3以下。上述膜厚比率可以為0.07以上且0.25以下。上述膜厚比率可以為0.1以上且0.2以下。在這種情況下，遮光膜20具有足夠的消光特性，並有助於進一步精確地控制遮光圖案膜25的側面輪廓，上述遮光圖案膜25為在對遮光膜20進行圖案化時形成。

第二遮光層22的過渡金屬的含量可以大於第一遮光層21的過渡金屬的含量。

為了更精確地控制遮光圖案膜25的側面表面輪廓，並保證在缺陷檢查中遮光膜表面對檢查光的反射率具有適合檢查的值，在第二遮光層22的過渡金屬的含量需要大於第一遮光層21的過渡金屬的含量，上述遮光圖案膜25通過對遮光膜20進行圖案化而形成。然而，在這種情況下，在對所形成的遮光膜20進行熱處理的過程中，在第二遮光層22中所含的過渡金屬可能發生恢復、再結晶和晶粒生長。當在過渡金屬含量高的第二遮光層22中發生晶粒生長時，由於過度生長的過渡金屬粒子，遮光膜20的表面的粗糙度特性可能會過度變化。這可能成為在遮光膜表面形成大量疑似缺陷的原因。

在本實施方式中，在使第二遮光層22的過渡金屬含量大於第一遮光層21的過渡金屬含量的同時，可以將遮光膜20的各區域的Rsk值的平均值等控制在本實施方式中預設的範圍內。由此，遮光膜20具有期望的光學特性和蝕刻特性，同時，能夠有效 地減少上述遮光膜20表面的疑似缺陷的數量。

遮光膜的光學特性

對於波長為193nm的光，遮光膜20可以具有1%以上的透射率。對於波長為193nm的光，遮光膜20可以具有1.3%以上的透射率。對於波長為193nm的光，遮光膜20可以具有1.4%以上的透射率。對於波長為193nm的光，遮光膜20可以具有2%以下的透射率。

對於波長為193nm的光，遮光膜20可以具有1.8以上的光學密度。對於波長為193nm的光，遮光膜20可以具有1.9以上的光學密度。對於波長為193nm的光，遮光膜20可以具有3以下的光學密度。

在這種情況下，包括遮光膜20的薄膜可以有效地阻擋曝光光線的透射。

其他薄膜

圖4為說明根據本說明書的另一實施例的空白罩幕100的示意圖。將參照圖4說明本實施方式的空白罩幕100。

相移膜30可以位於透光基板10和遮光膜20之間。相移膜30是一種如下所述的薄膜，能夠衰減穿透上述相移膜30的曝光光線的強度，並調節相位差，以實質上抑制在圖案邊緣處產生的繞射光。

對於波長為193nm的光，相移膜30可以具有170°以上且190°以下的相位差。對於波長為193nm的光，相移膜30可以 具有175°以上且185°以下的相位差。對於波長為193nm的光，相移膜30可以具有3%以上且10%以下的透射率。對於波長為193nm的光，相移膜30可以具有4%以上且8%以下的透射率。在這種情況下，可以提高包括上述相移膜30的光罩幕200的分辨率。

相移膜30可以包括過渡金屬和矽。相移膜30可以包括過渡金屬、矽、氧及氮。上述過渡金屬可以是鉬。

遮光膜20上可設有硬罩幕(圖中未示出)。當蝕刻遮光膜20圖案時，硬罩幕可以用作蝕刻罩幕膜。硬罩幕可以包括矽、氮及氧。

光罩幕

圖5為說明根據本說明書的另一實施例的光罩幕200的示意圖。將參照圖5說明本實施方式的光罩幕200。

根據本說明書的另一實施例的光罩幕200包括：透光基板10；以及遮光圖案膜25，位於上述透光基板10上。

上述遮光圖案膜25含有氧和氮中的至少一種以及過渡金屬。

上述光罩幕200上面包括將上述光罩幕200上面橫縱三等分切割而形成的九個區域。

在位於上述光罩幕200的上面的各個區域的遮光圖案模25的表面上測量的Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下。

在位於上述光罩幕200的上面的各個區域的遮光圖案模25的表面上測量的Rku值的平均值為3。

可以通過對在上面說明的空白罩幕100的遮光膜20進行圖案化來形成遮光圖案膜25。

用於測量在遮光圖案膜25的表面測得的Rsk值的平均值和Rku值的平均值的方法，與測量在遮光膜20表面的各個區域測得的Rsk值的平均值和Rku值的平均值的方法相同，但不同之處在於測量對象是遮光圖案膜25的上表面，而不是遮光膜20表面，上述遮光圖案膜25位於光罩幕200上面的各個區域，上述遮光膜20位於空白罩幕100。

遮光圖案膜25的物理性能、組成及結構等的說明與空白罩幕100的遮光膜20的說明重複，因此將省略說明。

遮光膜的製備方法

根據本說明書的一實施例的空白罩幕的製備方法可以包括準備步驟，在上述準備步驟中，將透光基板和濺射靶設置在濺射室中，使得透光基板和濺射靶之間的距離為260mm以上且300mm以下。

根據本說明書的一實施例的空白罩幕的製備方法可以包括成膜步驟，在上述成膜步驟中，將氛圍氣體注入到濺射室內，對濺射靶施加電力，以25rpm以上的速度旋轉透光基板，從而形成遮光膜。

成膜步驟可以包括：第一遮光層成膜過程，在透光基板上形成第一遮光層；以及第二遮光層成膜過程，在上述第一遮光層上形成第二遮光層。

根據本說明書的一實施例的空白罩幕的製備方法可以包括熱處理步驟，在上述熱處理步驟中，將遮光膜表面橫縱五等分切割而分成25個區域，在分別單獨控制的溫度下對上述25個區域進行熱處理。

上述熱處理步驟，可以在200℃以上且400℃以下的溫度下進行熱處理。

上述熱處理步驟可以進行5分鐘以上且30分鐘以下。

根據本說明書的一實施例的空白罩幕的製備方法可以包括冷卻步驟，在上述冷卻步驟中，對經過上述熱處理步驟的遮光膜進行冷卻。

在準備步驟中，可以考慮遮光膜的組成來選擇濺射靶。作為濺射靶，可以適用一種含有過渡金屬的靶。濺射靶可以為包括兩個以上的靶，且其中一個為含有過渡金屬的靶。含有過渡金屬的靶可以含有90原子%以上的過渡金屬。含有過渡金屬的靶可以含有95原子%以上的過渡金屬。含有過渡金屬的靶可以含有99原子%的過渡金屬。

過渡金屬可以包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一種。過渡金屬可以包括Cr。

關於設置在濺射室中的透光基板的內容與上述內容重複，因此將省略說明。

在準備步驟中，透光性基板與濺射靶之間的距離是指，濺射靶的中心點與包括透光基板的上表面在內的表面之間的垂直 距離(T/S距離)。

在準備步驟中，可以在濺射室內設置透光基板和濺射靶，使得透光基板和濺射靶之間的距離為260mm以上且300mm以下。可以設置透光基板和濺射靶，使得上述透光基板和濺射靶之間的距離為270mm以上且290mm以下。在這種情況下，可以有效地減少遮光膜的面內方向上的厚度變化幅度。此外，由於形成的遮光膜的緻密度提高，因此通過熱處理步驟和冷卻步驟可以容易地控制遮光膜表面的粗糙度特性。

在準備步驟中，可以將磁體設置在濺射室中。磁體可以設置在與濺射靶中發生濺射的一面相對的表面上。

在成膜步驟中，在形成遮光膜所包含的各層時，可以採用不同的成膜工序條件。尤其，考慮到遮光膜的消光特性及蝕刻特性等，可以對各層採用不同的條件，例如，氛圍氣體組成、施加到濺射靶的電力、成膜時間等。

在成膜步驟中，基板的旋轉速度可以為25rpm以上。上述旋轉速度可以為30rpm以上。上述旋轉速度可以為100rpm以下。在這些情況下，可以有效地減少所形成的遮光膜的面內方向上的厚度變化幅度。此外，可以將遮光膜表面中各個區域的表面粗糙度特性調節在本實施方式中預設的範圍內。

氛圍氣體可以包括非活性氣體、反應氣體和濺射氣體。非活性氣體是不包含用於構成成膜薄膜的元素的氣體。反應氣體是包含用於構成成膜薄膜的元素的氣體。濺射氣體是在電漿氛圍 中離子化並與靶碰撞的氣體。

非活性氣體可以包括氦。

反應氣體可以包括含有氮元素的氣體。例如，上述含有氮元素的氣體可以為N₂、NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅等。反應氣體可以包括含有氧元素的氣體。例如，上述含有氧元素的氣體可以為O₂、CO₂等。反應氣體可以包括含有氮元素的氣體和含有氧元素的氣體。上述反應氣體可以包括同時含有氮元素和氧元素的氣體。例如，上述同時含有氮元素和氧元素的氣體可以為NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅等。

濺射氣體可以為Ar氣體。

作為向濺射靶施加電力的電源，可以使用DC電源，或可以使用RF電源。

在第一遮光層21成膜過程中，施加到濺射靶的電力可以為1.5kW以上且2.5kW以下。在第一遮光層21成膜過程中，施加到濺射靶的電力可以為1.6kW以上且2kW以下。

在第一遮光層21成膜過程中，在氛圍氣體中，相對於反應氣體的流量的非活性氣體的流量比率可以為1.5以上且3以下。上述流量比率可以為1.8以上且2.7以下。上述流量比率可以為2以上且2.5以下。

反應氣體中，相對於氧含量的氮含量比率可以為1.5以上且4以下。反應氣體中，相對於氧含量的氮含量的比率可以為2以上且3以下。反應氣體中，相對於氧含量的的氮含量的比率可 以為2.2以上且2.7以下。

在這種情況下，第一遮光層21可以有助於使遮光膜20具有優異的消光特性。此外，可以通過提高第一遮光層21的蝕刻速度來助於使遮光圖案膜25的側面表面輪廓具有接近垂直於透光基板10的形狀，上述遮光圖案膜25通過對遮光膜20進行圖案化而形成。

第一遮光層21的成膜時間可以為200秒以上且300秒以下。第一遮光層21的成膜時間可以為210秒以上且240秒以下。在這種情況下，第一遮光層21可以有助於使遮光膜20具有充分的消光特性。

在第二遮光層22成膜過程中，施加到濺射靶的電力可以為1kW以上且2kW以下。在第二遮光層22成膜過程中，施加到濺射靶的電力可以為1.2kW以上且1.7kW以下。

在第二遮光層22成膜過程中，在氛圍氣體中，反應氣體的流量相對於非活性氣體的流量比率可以為0.3以上且0.8以下。上述流量比率可以為0.4以上且0.6以下。

在第二遮光層22的成膜過程中，在反應氣體中，氧含量相對於氮含量比率可以為0.3以下。在反應氣體中，氧含量相對於氮含量的比率可以為0.1以下。在反應氣體中，氧含量相對於氮含量的比率可以為0.001以上。

在這種情況下，可以有助於使遮光膜20具有穩定的消光特性。

第二遮光層22的成膜時間可以為10秒以上且30秒以下。第二遮光層22的成膜時間可以為15秒以上且25秒以下。在這種情況下，第二遮光層22可以被包括於遮光膜20中而有助於抑制曝光光線的透射。

圖6為說明在成膜步驟完成之後位於濺射室內的遮光膜表面的示意圖。在下文中，將參照圖6說明本實施方式。

在成膜步驟完成後，位於腔室內的遮光膜20表面，包括作為按順時針方向依次設置的邊緣，即第一邊L1、第二邊L2、第三邊L3及第四邊L4。第一邊L1是上述四個邊緣中與濺射靶最近的邊緣。

將從遮光膜20表面的中心朝向第一邊L1的方向稱為東側方向De。將從遮光膜20表面的中心朝向第三邊L3的方向稱為西向Dw。將從遮光膜20的表面的中心朝向第四邊L4的方向稱為北向Dn。將從遮光膜20表面的中心朝向第二邊L2的方向稱為南向Ds。遮光膜20表面包括將上述遮光膜20表面橫縱五等分切割而形成的25個區域。

在上述25個區域中，第一區域a1包括：位於遮光膜20表面中央的區域；從位於上述中央的區域朝向北向Dn的兩個區域；以及，從位於上述中央的區域朝向南向Ds的兩個區域。第二區域a2由位於與第一區域a1相接的區域中不與第二邊L2或第四邊L4相接的區域構成。第三區域a3由除第一區域a1和第二區域a2之外的區域構成。

在對剛完成成膜步驟後的遮光膜20的表面進行高靈敏度缺陷檢查時，相比於遮光膜20的中央部，遮光膜20表面的外圍部存在檢測出相對較多疑似缺陷的傾斜。這被認為是，由於遮光膜20的外圍部與中央部相比具有相對低的緻密度而導致。

另一方面，在完成成膜步驟後的遮光膜20的表面的第一區域a1內，可以具有相對均勻的粗糙度特性分佈。這被認為是，在成膜步驟完成之後，仍會在遮光膜20的表面上進行暫時性的濺射粒子沉積。即使中斷對濺射靶50的供電且終止透光基板10的旋轉，也會由於殘留在腔室中的濺射粒子，而在遮光膜20的表面上發生暫時性的濺射。此時，第一區域a1中包含的各地點形成與濺射靶50的表面差不多的距離，使得位於第一區域a1的遮光膜20表面上沉積具有相對窄範圍的能量分佈的濺射粒子。由此，在第一區域a1中可以表現出相對較均勻的粗糙度特性分佈。

在本實施方式中，可以對完成成膜步驟後的遮光膜20的各區域，採用不同的條件來進行熱處理和冷卻處理。在這種情況下，可以提供如下所述的遮光膜，具有相對均勻厚度，且在遮光膜20表面的整個區域進行高靈敏度缺陷檢查時，有效地減少疑似缺陷檢測數量，且能夠抑制取決於檢查位置的缺陷檢查精度變化。

在熱處理步驟中，可以對遮光膜20表面的25個區域以分別獨立控制的溫度進行熱處理。具體而言，可以在遮光膜表面的各區域設置加熱器。各區域的加熱器可以設置在透光基板側。

各區域的加熱器的溫度可以在200℃以上且400℃以下範 圍內被分別獨立控制。

在熱處理步驟中，熱處理溫度是指各區域的加熱器溫度。

在第一區域a1中，可以在150℃以上且350℃以下的溫度下進行熱處理。在第一區域a1中，可以在200℃以上且300℃以下的溫度下進行熱處理。

在第三區域a3中，可以在200℃以上且400℃以下的溫度下進行熱處理。在第三區域a3中，可以在250℃以上且350℃以下的溫度下進行熱處理。第三區域a3的熱處理溫度減去第一區域a1的熱處理溫度的值可以為20℃以上且70℃以下。

第二區域a2與第三區域a3相接，上述第三區域a3在比第一區域a1相對更高的溫度下進行熱處理。對第三區域a3進行熱處理時產生的熱量可能會影響到第二區域a2。考慮到這一點，第二區域a2的熱處理溫度可以為第一區域a1的熱處理溫度和第三區域a3的熱處理溫度之間的值。第二區域a2的熱處理溫度可以與第一區域a1的熱處理溫度相同。

熱處理步驟可以進行5分鐘以上且30分鐘以下。熱處理步驟可以進行10分鐘以上且20分鐘以下。在這種情況下，可以在遮光膜20表面的整個區域提高缺陷檢查的精度。另外，可以有效地減輕遮光膜的內部應力。

空白罩幕100可以在完成熱處理步驟後的2分鐘內進行冷卻步驟。在這種情況下，可以有效地防止由遮光膜20中的餘熱導致的過渡金屬粒子的晶粒生長。

在冷卻步驟中，通過在冷卻板的每個角處設置具有預設長度的翅片(pin)，並將空白罩幕100設置在上述翅片上，使得基板朝向冷卻板，從而可以控制空白罩幕100的冷卻速度。

在冷卻步驟中，在冷卻板採用的冷卻溫度可以為10℃以上且30℃以下。上述冷卻溫度可以為15℃以上且25℃以下。

在冷卻步驟中，空白罩幕100和冷卻板之間的隔開距離可以為0.01mm以上且30mm以下。上述隔開距離可以為0.05mm以上且5mm以下。上述隔開距離可以為0.1mm以上且2mm以下。

在空白罩幕100中，通過在透光基板側設置冷卻板來進行冷卻時，遮光膜20的冷卻速度可能比透光基板的冷卻速度稍低。因此，在通過冷卻板進行冷卻處理的同時，採用在遮光膜的表面上噴射冷卻氣體的方法，可以更有效地去除形成在遮光膜20上的餘熱。

可向遮光膜20表面的第一邊L1側和第三邊L3側注入冷卻氣體，來控制各區域的冷卻速度。

在熱處理步驟中，相比於第一區域a1和第二區域a2，遮光膜20表面的第三區域a3可以在相對較高的熱處理溫度下進行熱處理。在這種情況下，與其他區域相比，第三區域a3中由餘熱導致的過渡金屬粒子的再結晶和晶粒生長的發生可能性可能相對高。若不控制過渡金屬粒子的晶粒生長，則第三區域a3的表面輪廓可能會發生變形，從而導致粗糙度特性的變化，這可能會成為 降低缺陷檢查的精度的原因。

因此，將用於注入冷卻氣體的噴嘴設置在遮光膜20的第一邊L1側和第三邊L3側，從而提高位於第一邊L1側和第三邊L3側的第三區域a3的冷卻速度，尤其，可以有效地阻斷在第三區域a3可能發生的過渡金屬的晶粒生長。

冷卻氣體可以是非活性氣體。例如，冷卻氣體可以是氦。

在冷卻步驟中，用於噴射冷卻氣體的噴嘴可以設置成與遮光膜表面所在的表面形成40°以上且80°以下的角度。

在冷卻步驟中，通過噴嘴噴射的冷卻氣體的流量可以為10sccm以上且90sccm以下。上述流量可以為30sccm以上且70sccm以下。

在冷卻步驟中，在第三區域a3中測量的冷卻速度可以比第一區域a1和第二區域a2的冷卻速度相對高。

第三區域a3的冷卻速度可以為0.6℃/s以上且1.2℃/s以下。第三區域a3的冷卻速度可以為0.8℃/s以上且1℃/s以下。

第一區域a1和第二區域a2的冷卻速度可以為0.4℃/s以上且1℃/s以下。第一區域a1和第二區域a2的冷卻速度可以為0.6℃/s以上且0.8℃/s以下。

從第三區域a3的冷卻速度減去第一區域a1的冷卻速度的值可以為0.05℃/s以上且0.3℃/s以下。

冷卻步驟可以進行1分鐘以上且10分鐘以下。冷卻步驟可以進行3分鐘以上且7分鐘以下。

在這種情況下，可以有效地抑制由於遮光膜中的餘熱引起的遮光膜表面的粗糙度特性變化。

半導體器件的製造方法

根據本說明書的又一實施例的半導體元件的製造方法包括：準備步驟，設置光源、光罩幕200及塗有抗蝕膜的半導體晶圓；曝光步驟，通過上述光罩幕200，將從上述光源入射的光選擇性地透射至上述半導體晶圓上；以及顯影步驟，在上述半導體晶圓上顯影圖案。

光罩幕200包括：透光基板10；以及遮光圖案膜25，設置在上述透光基板10上。

遮光圖案膜25含有氧及氮中的至少一種以及過渡金屬。

光罩幕200上表面包括將上述光罩幕200上表面橫縱三等分切割而形成的九個區域。

光罩幕200上面具有在位於上述九個區域的遮光圖案膜上面分別測量的Rsk值，上述Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下。

光罩幕200上面具有在位於上述九個區域的遮光圖案膜上面分別測量的Rku值，上述Rku值的平均值為3以下。

在準備步驟中，光源是能夠產生短波長曝光光線的裝置。曝光光線可以是具有200nm以下的波長的光。曝光光線可以是具有193nm的波長的ArF光。

在光罩幕200和半導體晶圓之間還可以設置透鏡。透鏡 具有縮小光罩幕200上的電路圖案形狀並將其轉印到半導體晶圓上的功能。作為透鏡，只要通常適用於ArF半導體晶圓曝光工藝中，就不受限制。例如，上述透鏡可以是由氟化鈣(CaF₂)構成的透鏡。

在曝光步驟中，可以通過光罩幕200將曝光光線選擇性地透射到半導體晶圓上。在這種情況下，在抗蝕膜中曝光光線入射的部分可能發生化學變性。

在顯影步驟中，可以對已經完成曝光步驟的半導體晶圓進行顯影溶液處理，以在半導體晶圓上顯影圖案。當所塗布的抗蝕膜是正性抗蝕劑(positive resist)時，在抗蝕膜中，曝光光線入射的部分可能被顯影溶液溶解。當所塗布的抗蝕膜是負性抗蝕劑(negative resist)時，在抗蝕膜中，曝光光線未入射的部分可能被顯影溶液溶解。通過顯影溶液處理，抗蝕膜形成為抗蝕劑圖案。可以通過使用上述抗蝕劑圖案作為罩幕，在半導體晶圓上形成圖案。

關於光罩幕200的說明與前面的內容重複，因此將省略說明。

以下，將對具體實施例進行更詳細的說明。

製備例：遮光膜的成膜

實施例1：在DC濺射設備的腔室內，設置寬度為6英寸、長度為6英寸、厚度為0.25英寸的透光石英基板。將鉻靶設置在腔室中，使得T/S距離為280mm，且基板與靶之間形成25度角 度。

之後，將混合有21體積比%的Ar、11體積比%的N₂、32體積比%的CO₂及36體積比%的He而成的氛圍氣體引入到腔室中，對濺射靶施加1.85kW的電力，以30rpm的基板旋轉速度進行濺射工序250秒，以形成第一遮光層。

在形成第一遮光層之後，將混合有57體積比%的Ar和43體積比%的N₂而成的氛圍氣體引入到腔室中，對濺射靶施加1.5kW的電力，以30rpm的基板旋轉速度進行濺射工序25秒，從而製備形成有第二遮光層的空白罩幕樣品。

將完成第二遮光層成膜後的樣品設置在熱處理室內，在樣品的靠近基板的一側的各個區域設置單獨的加熱器。之後，將第一區域和第二區域的加熱器的溫度設為250℃，將第三區域的加熱器的溫度設為300℃，進行15分鐘的熱處理。

在經過熱處理的樣品的靠近基板的一側設置冷卻溫度為23℃的冷卻板。在遮光膜表面的第一邊和第三邊側，分別設置三個噴嘴，使得噴嘴與基板表面所在的表面形成的角度為70°。之後，通過噴嘴以50sccm的流量注入冷卻氣體，進行冷卻處理5分鐘。作為冷卻氣體，採用氦。

在遮光膜表面的第三區域內的一點測得的冷卻速度為0.91℃/s，在遮光膜表面的第一區域和第二區域內的一點測得的冷卻速度為0.76℃/s。

實施例2：以與實施例1相同的條件製備空白罩幕樣品。 但不同之處在於，當形成遮光膜時，T/S值為290mm，且基板旋轉速度為40rpm。

實施例3：以與實施例1相同的條件製備空白罩幕樣品。但不同之處在於，當形成遮光膜時，基板旋轉速度為40rpm。

比較例1：以與實施例1相同的條件製備空白罩幕樣品。但不同之處在於，當形成遮光膜時，T/S值為290mm。就熱處理而言，在遮光膜的整個區域中進行了15分鐘，其中，加熱器的溫度採用250℃。就冷卻處理而言，在樣品的靠近基板的一側設置冷卻板，其中，冷卻版的冷卻溫度為23℃，並進行冷卻處理5分鐘。沒有採用冷卻氣體。

比較例2：以與比較例1相同的條件製備空白罩幕樣品。但不同之處在於，當形成遮光膜時，T/S值為280mm，且基板旋轉速度為20rpm。

比較例3：以與比較例1相同的條件製備空白罩幕樣品。但不同之處在於，當形成遮光膜時，T/S值為255mm。

比較例4：以與比較例1相同的條件製備空白罩幕樣品。但不同之處在於，當形成遮光膜時，T/S值為310mm。

每個實施例和比較例的成膜條件、熱處理以及冷卻處理條件記載於下述表1。

評估例：遮光膜表面粗糙度特性的測量

將各個實施例和比較例的樣品的遮光膜表面橫縱三等分切割，總共分成九個區域。此後，在各區域的中心區域測量Rsk 值和Rku值。各區域的中心區域是指位於各區域的中心部(中央部)的寬度為1μm且長度為1μm的區域。

使用二維粗糙度儀，在非接觸模式(Non-contact mode)下將掃描速度設定為0.5Hz來在上述中心區域測量Rsk值和Rku值。粗糙度儀為韓國帕克(Park Systems)股份有限公司的XE-150模型，上述XE-150模型中適用作為韓國帕克股份有限公司的懸臂(Cantilever)模型的PPP-NCHR作為探針。

之後，從在各個區域測得的Rsk值和Rku值計算各實施例和比較例的Rsk值和Rku值的平均值、標準偏差、最大值及最小值等。

各實施例和比較例的測量和計算結果記載於下述表2及表3。

評估例：遮光膜厚度分佈測量

在實施例和比較例中，對位於樣品的中央部(中心部)的寬度為5cm且長度為5cm的區域進行切割，以製備第一樣品。對位於上述中央部的左側且包括遮光膜的一邊的寬度為5cm且長度為5cm的區域進行切割，以製備第二樣品。對位於上述中央部的右側且包括與遮光膜的上述一邊相對的另一邊的寬度為5cm且長度為5cm的區域進行切割，以製備第三樣品。之後，用聚焦離子束(Focused Ion Beam，FIB)處理上述第一樣品、第二樣品及第三樣品的上面(即，遮光膜表面)後，通過使用日本電子光學實驗室(Japan Electron Optics Laboratory，JEOL)的JEM-2100F HR 模型來獲得上述樣品的TEM圖像。

在上述樣品的TEM圖像中，指定遮光膜的第一邊緣和第二邊緣，且測量第一邊緣Le1處的遮光膜厚度H1、第二邊緣處的遮光膜厚度H2及遮光膜中心點(遮光膜和透光基板之間形成的界面的中心點)處的遮光膜厚度Hc。從各實施例和比較例測量的H1值、H2值及Hc值計算|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的更大的值。

各實施例和比較例的測量和計算結果記載於下述表4。

評估例：通過高靈敏度缺陷檢測測量是否檢測到疑似缺陷

取出在標準機械接口盒(Standard Mechanical Interface Pod，SMIF pod)中保管的各實施例和比較例的樣品，進行缺陷檢查。具體而言，在樣品的遮光膜表面上，將位於上述遮光膜表面的中央的寬度為146mm且長度為146mm的區域確定為測量部位。

使用日本雷射科技股份有限公司(Lasertec Corporation)的M6641S型號在檢查光的波長為532nm、以設備中的設定值為基準雷射功率(Laser power)為0.4以上且0.5以下，載物台速度為2的條件下對測量部位進行缺陷檢查。

之後，通過測量上述測量部位的圖像，在每個實施例和比較例的根據上述缺陷檢查的結果值中區分出相當於疑似缺陷的缺陷，將其結果記載於下述表4。

*對於Rsk和Rku值的標準偏差，適用Excel的STDEV.S函數。

在上述表3中，實施例1至3的Rsk值的平均值包括於-0.64至0，相反，比較例2至4的Rsk值的平均值為-0.645以下。

至於Rku值的平均值，實施例1至3的Rku值的平均值為3以下，相反，比較例1、2及4的Rku值的平均值大於3。

至於Rsk值的標準偏差，實施例1至3的Rsk值的標準偏差為0.6以下，相反，比較例1、4的Rsk值的標準偏差大於0.6。

至於Rku值的標準偏差，實施例1至3的Rku值的標準偏差為0.9以下，相反，比較例1、4的Rku值的標準偏差大於0.9。

在實施例1至3中，Rku值的最大值為4.6以下，Rku值的最大值與最小值之差為2.2以下，而在比較例1、2及4中，Rku值的最大值大於4.6，Rku值的最大值與最小值之差大於2.2。

至於Rsk值的最大值與最小值之差，實施例1至3的Rsk值的最大值與最小值之差為1.7以下，相反，比較例1、4的Rsk值的最大值與最小值之差為1.7以上。

在遮光膜的厚度分佈中，據測量，實施例1至3的差值小於5Å，而比較例1至4的差值為5Å以上。

至於疑似缺陷檢測數量，實施例1至3被檢測為10個以下，而比較例1至4被測量為60個以上。

以上對優選實施例進行了詳細說明，但本發明的範圍並不限定於此，利用所附發明要求保護範圍中所定義的本實施方式的基本概念的本發明所屬技術領域的普通技術人員的各種變形及改良形態也屬於本發明的範圍。

100:空白罩幕

10:透光基板

20:遮光膜

Claims (11)

1. 一種空白罩幕，包括： 透光基板；以及 遮光膜，位於所述透光基板上， 所述遮光膜含有氧和氮中的至少一種以及過渡金屬， 所述遮光膜表面包括九個區域，由將所述遮光膜表面橫縱三等分切割而成， 所述遮光膜表面具有在所述九個區域中分別測量的Rsk值，所述Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下， 所述遮光膜表面具有在所述九個區域中分別測量的Rku值，所述Rku值的平均值為3以下。
2. 如請求項1所述的空白罩幕，其中所述Rsk值的標準偏差值為0.6以下。
3. 如請求項1所述的空白罩幕，其中所述Rku值的標準偏差值為0.9以下。
4. 如請求項1所述的空白罩幕，其中所述Rku值的最大值與最小值的差值為2.2以下。
5. 如請求項1所述的空白罩幕，其中所述Rku值的最大值為4.6以下。
6. 如請求項1所述的空白罩幕，其中所述Rsk值的最大值與最小值的差值為1.7以下。
7. 如請求項1所述的空白罩幕，其中： 當從截面觀察所述遮光膜時，所述遮光膜的截面包括： 第一邊緣，作為一末端；以及 第二邊緣，作為另一末端， 當從截面觀察所述遮光膜時，在所述遮光膜截面的中央部測量的所述遮光膜厚度為Hc，在所述第一邊緣測量的所述遮光膜厚度為H1，在所述第二邊緣測量的所述遮光膜厚度為H2， 所述遮光膜的|Hc-H1|值和|Hc-H2|值中的大的值小於5Å， 所述|Hc-H1|值是從Hc值減去H1值的絕對值， 所述|Hc-H2|值是從Hc值減去H2值的絕對值。
8. 如請求項1所述的空白罩幕，其中所述遮光膜包括： 第一遮光層；以及 第二遮光層，設置在所述第一遮光層上， 所述第二遮光層的過渡金屬的含量大於所述第一遮光層的過渡金屬的含量。
9. 如請求項1所述的空白罩幕，其中所述過渡金屬包括Cr、Ta、Ti及Hf中的至少一種。
10. 一種光罩幕，包括： 透光基板；以及 遮光圖案膜，位於所述透光基板上； 所述遮光圖案膜含有氧和氮中的至少一種以及過渡金屬， 所述光罩幕上表面包括九個區域，由將所述光罩幕上表面橫縱三等分切割而成， 所述光罩幕上表面具有Rsk值，所述Rsk值為在位於所述九個區域的所述遮光圖案膜上表面分別測量的值，所述Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下， 所述光罩幕上表面具有Rku值，所述Rku值為在位於所述九個區域的所述遮光圖案膜上表面分別測量的值，所述Rku值的平均值為3以下。
11. 一種半導體器件的製造方法，包括： 準備步驟，設置光源、光罩幕及塗有抗蝕膜的半導體晶圓； 曝光步驟，通過所述光罩幕，將從所述光源入射的光選擇性地透射至所述半導體晶圓上；以及 顯影步驟，在所述半導體晶圓上顯影圖案， 所述光罩幕包括： 透光基板；以及 遮光圖案膜，設置在所述透光基板上， 所述遮光圖案膜含有氧和氮中的至少一種以及過渡金屬， 所述光罩幕上表面包括九個區域，由將所述光罩幕上表面橫縱三等分切割而成， 所述光罩幕上表面具有Rsk值，所述Rsk值為在位於所述九個區域的所述遮光圖案膜上表面分別測量的值，所述Rsk值的平均值為-0.64以上且0以下， 所述光罩幕上表面具有Rku值，所述Rku值為在位於所述九個區域的所述遮光圖案膜上表面分別測量的值，所述Rku值的平均值為3以下。

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