空白掩模、使用其的光掩模以及半导体元件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种空白掩模、使用其的光掩模以及半导体元件的制造方法。根据本发明专利技术的一实施例的空白掩模包括透光基板及配置在透光基板的多层遮光膜。多层遮光膜包括第一遮光膜和第二遮光膜。式1中的多层遮光膜的EA值为2nm2以下：[式1]EA＝(BC

【技术实现步骤摘要】
空白掩模、使用其的光掩模以及半导体元件的制造方法


[0001]本实施方式涉及空白掩模、使用其的光掩模以及半导体元件的制造方法等。

技术介绍

[0002]随着半导体装置等的高集成化，需要半导体装置的电路图案的精细化。由此，进一步强调作为使用光掩模在晶圆表面上显影电路图案的技术的光刻技术的重要性。
[0003]为了显影精细化的电路图案，要求在曝光工艺中所使用的曝光光线线线源实现短波长化。最近使用的曝光光线线线源包括ArF准分子激光器(波长为193nm)等。
[0004]另一方面，光掩模包括二元掩模(Binary mask)、相移掩模(Phaseshift mask)等。
[0005]二元掩模具有在透光基板上形成遮光层图案的结构。在二元掩模的形成有图案的表面中，不包括遮光层的透射部将会使曝光光线线线穿透，而包括遮光层的遮光部将会阻挡曝光光线线线，从而在晶圆表面的抗蚀剂膜上使图案曝光。然而，在二元掩模中，随着图案变得更精细，因在曝光工艺中在透射部的边缘处产生的光的衍射而精细图案显影上可能会出现问题。
[0006]相移掩模包括利文森型(Levenson type)掩模、支腿型(Outrigger type)和半色调型(Half
‑
tone type)掩模。其中，半色调型相移掩模具有在透光基板上配置有由半透光膜形成的图案的结构。在半色调型相移掩模的配置有图案的表面上，不包括半透射层的透射部将会使曝光光线线线穿透，而包括半透射层的半透射部将会使衰减了的曝光光线线线穿透。上述衰减了的曝光光线线线与通过透射部的曝光光线线线相比具有相位差。由此，在透射部的边缘处所产生的衍射光被透射了所述半透射部的曝光光线线线抵消，从而相移掩模能够在晶圆的表面形成更精细的精细图案。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：韩国公开专利第10
‑
2007
‑
0060529号
[0010]专利文献2：日本授权专利第5562835号

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]本实施方式的目的在于，提供一种适用了在长时间的清洗工艺中具有高耐久性的多层遮光膜的空白掩模、使用该空白掩模的光掩模以及半导体元件的制造方法。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]根据本说明书的一实施例的空白掩模包括透光基板以及配置在所述透光基板上的多层遮光膜。
[0015]所述多层遮光膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
[0016]所述多层遮光膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜。
[0017]下述式1中的所述多层遮光膜的EA值为2nm2以下。
[0018][式1][0019][0020]在上述式1中，所述BC值是在清洗前测定的所述多层遮光膜的截面的面积；
[0021]所述AC值是将所述空白掩模在SC
‑
1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗后测定的所述多层遮光膜的截面的面积。
[0022]所述SC
‑
1溶液是包含14.3重量％的NH4OH、14.3重量％的H2O2以及71.4重量％的H2O的溶液。
[0023]所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
[0024]所述第一遮光膜可以包括下部遮光层和配置在所述下部遮光层上的附着增强层。
[0025]所述附着增强层的厚度可以为以上且以下。
[0026]通过从所述下部遮光层的过渡金属的含量值减去所述附着增强层的过渡金属的含量值来获得的值的绝对值可以为10原子％以下。
[0027]通过从所述第二遮光膜的过渡金属的含量减去所述附着增强层的过渡金属的含量来获得的值的绝对值可以为35原子％以下。
[0028]通过从所述下部遮光层的氧含量值减去所述附着增强层的氧含量值来获得的值的绝对值可以为10原子％以下。
[0029]通过从所述下部遮光层的氮含量值减去所述附着增强层的氮含量值来获得的值的绝对值可以为10原子％以下。
[0030]通过从所述第二遮光膜的氧的含量减去所述附着增强层的氧的含量来获得的值的绝对值可以为35原子％以下。
[0031]通过从所述第二遮光膜的氮的含量减去所述附着增强层的氮的含量来获得的值的绝对值可以为25原子％以下。
[0032]在形成所述附着增强层后，所述附着增强层的上表面的Rsk(偏度)值可以为
‑
3以上且值为
‑
1.1以下。
[0033]在形成所述附着增强层后，所述附着增强层的上表面的Rku(峰度)值可以为5.5以上。
[0034]在形成所述附着增强层后，所述附着增强层的上表面的Ra(算术平均偏差)值可以为0.4nm以上且3nm以下。
[0035]通过从所述第二遮光膜的过渡金属的含量减去所述下部遮光层的过渡金属的含量来获得的值的绝对值可以为5原子％以上且35原子％以下。
[0036]所述过渡金属可以包括Cr、Ta、Ti以及Hf中的至少一种。
[0037]根据本说明书的另一实施例的光掩模包括透光基板。
[0038]所述透光基板包括遮光区域。
[0039]所述光掩模包括配置在所述遮光区域上的多层遮光图案膜。
[0040]所述多层遮光图案膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
[0041]所述多层遮光图案膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜。
[0042]下述式2中的所述多层遮光图案膜的pEA值为2nm2以下。
[0043][式2][0044][0045]在上述式2中，所述pBC值是在实施清洗前测定的所述多层遮光图案膜的截面的面积。
[0046]所述pAC值是将所述光掩模在SC
‑
1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗后测定的所述多层遮光图案膜的截面的面积。
[0047]所述N值是在所述光掩模的截面上观察到的遮光区域的数量。
[0048]所述SC
‑
1溶液是包含14.3重量％的NH4OH、14.3重量％的H2O2以及71.4重量％的H2O的溶液。
[0049]所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。
[0050]根据本说明书的再一实施例的半导体元件的制造方法，其包括：准备步骤，用于配置光源、光掩模及涂有抗蚀剂膜的半导体晶圆；曝光步骤，通过所述光掩模将从所述光源入射的光选择性地透射在所述半导体晶圆上并使该光出射；及显影步骤，在所述半导体晶圆上显影图案。
[0051]所述光掩模包括透光基板。
[0052]所述透光基板包括遮光区域。
[0053]所述光掩模包括配置在所述遮光区域上的多层遮光图案膜。
[0054]所述多层遮光图案膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种。
[0055]所述多层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空白掩模，其特征在于，包括：透光基板，以及多层遮光膜，配置在所述透光基板上；所述多层遮光膜包含过渡金属、氧以及氮中的至少一种；所述多层遮光膜包括第一遮光膜和配置在所述第一遮光膜上的第二遮光膜；下述式1中的所述多层遮光膜的EA值为2nm2以下；[式1]在上述式1中，所述BC值是在实施清洗之前测定的所述多层遮光膜的截面的面积；所述AC值是将所述空白掩模在SC
‑
1溶液中浸渍800秒并用臭氧水冲洗之后测定的所述多层遮光膜的截面的面积；所述SC
‑
1溶液是包含14.3重量％的NH4OH、14.3重量％的H2O2以及71.4重量％的H2O的溶液；所述臭氧水是将超纯水用作溶剂且基于重量计含有20ppm的臭氧的溶液。2.根据权利要求1所述的空白掩模，其特征在于，所述第一遮光膜包括下部遮光层和配置在所述下部遮光层上的附着增强层，所述附着增强层的厚度为以上且以下。3.根据权利要求2所述的空白掩模，其特征在于，从所述下部遮光层的过渡金属的含量减去所述附着增强层的过渡金属的含量而获得的值的绝对值为10原子％以下。4.根据权利要求2所述的空白掩模，其特征在于，从所述第二遮光膜的过渡金属的含量减去所述附着增强层的过渡金属的含量而获得的值的绝对值为35原子％以下。5.根据权利要求2所述的空白掩模，其特征在于，从所述下部遮光层的氧的含量减去所述附着增强层的氧的含量而获得的值的绝对值为10原子％以下，从所述下部遮光层的氮的含量减去所述附着增强层的氮的含量而获得的值的绝对值为10原子％以下。6.根据权利要求2所述的空白掩模，其特征在于，从所述第二遮光膜的氧的含量减去所述附着增强层的氧的含量而获得的值的绝对值为35原子％以下,从所述第二遮光膜的氮的含量减去所述附着增强层的氮的含量而获得的值的绝对值为25原子％以下。7.根据权利要求2所述的空白掩模，其特征在于，在形成所述附着增强层之后，所述附着增强层的上表面的Rsk值为
‑
3以上且
‑
1.1以下，Rku值为5.5以上，所述Rsk值为偏度值，所述Rku值为峰度值。8.根据权利要求2所述的空白掩模，其特征在于，
在形成所述附着增强层之后，所述附着增强层的上表面的Ra值为0.4nm以上且3nm以下，所述Ra值为算术平均偏差值。9.根据权利要求1所述的空白...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晟熏，李乾坤，崔石荣，李亨周，金修衒，金星润，郑珉交，申仁均，
申请(专利权)人：SKC索密思株式会社，
类型：发明
国别省市：