KR100596110B1 - 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크 - Google Patents

포토마스크용 블랭크 및 포토마스크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 기판상에 한층 이상의 차광막 및 한층 이상의 반사 방지막을 갖는 포토마스크용 블랭크에 있어서, 상기 차광막 및 반사 방지막이 모두 CrCO층 또는 CrCON층, 또는 CrCO층과 CrCON층을 조합한 복합층으로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 막 응력이 작아지며 막 형성 전후의 기판의 휘어짐을 저감시킬 수 있고 왜곡이 없는 정확한 패턴 형성이 가능해진다.
포토마스크, 포토마스크용 블랭크, 차광막, 반사 방지막.

Description

포토마스크용 블랭크 및 포토마스크 {Photomask Blank and Photomask}
도 1은 본 발명의 실시예에 관련된 포토마스크용 블랭크의 단면도.
도 2는 동일한 포토마스크의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 포토마스크용 블랭크의 단면도.
도 4는 동일한 포토마스크의 단면도.
도 5는 포토마스크의 제조법을 나타낸 설명도이며, 도 5a는 레지스트막을 형성한 상태, 도 5b는 레지스트막을 패턴화한 상태, 도 5c는 드라이 에칭 또는 웨트 에칭을 행한 상태, 도 5d는 레지스트막을 제거한 상태의 개략 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 11 : 기판
2, 12 : 반사 방지막
3, 13 : 차광막
본 발명은 포토리소그래피에 사용하는 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 LSI, VLSI 등의 고밀도 반도체 집적 회로, CCD (전 하 결합 소자), LCD (액정 표시 소자)용 칼라 필터 및 자기 헤드 등의 미세 가공에 적합하게 사용되는 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크에 관한 것이다.
종래, LSI, VLSI 등의 고밀도 반도체 집적 회로, CCD (전하 결합 소자), LCD (액정 표시 소자)용 칼라 필터 및 자기 헤드 등의 미세 가공에는 포토마스크를 사용한 포토리소그래피 기술이 이용되고 있다.
상기 포토마스크로서는 석영 유리, 알루미노실리케이트 유리 등의 투명한 기판상에 통상 크롬계 차광막을 스퍼터링법 또는 진공 증착법 등으로 형성시킨 포토마스크용 블랭크의 차광막에 소정의 패턴을 형성한 포토마스크가 사용되고 있다.
이러한 포토마스크는 기판상에 크롬계 차광막을 형성시킨 포토마스크용 블랭크에 포토레지스트나 전자선 레지스트를 도포한 후, 소정의 패턴에 선택적으로 노광하고, 현상 공정, 린스 공정 및 건조 공정을 거쳐 레지스트 패턴을 형성한다. 계속해서 이 레지스트 패턴을 마스크하여, 질산세륨암모늄과 과염소산의 혼합 수용액으로 이루어지는 에칭액을 사용하여 웨트 에칭을 하거나 또는 염소계 가스를 사용한 드라이 에칭함으로써 마스크되어 있지 않은 부분의 크롬계 막을 제거하고 그 후 레지스트를 제거함으로써 차광부와 투광부로 이루어지는 소정의 패턴을 갖는 포토마스크를 형성할 수 있다.
이 경우 크롬계 차광막은 광 반사율이 크고 피노광물인 반도체 기판에서 반사한 광이 투영 렌즈를 통해 포토마스크에서 반사하고, 다시 반도체 기판으로 되돌아가는 것을 방지하기 때문에 차광막의 표면, 또는 표면 및 이면에 반사 방지막을 통상 형성하고 있다.
이러한 반사 방지막을 갖는 포토마스크 및 포토마스크용 블랭크로서는 투명 기판상에 반사 방지막으로서 크롬탄화물 및 크롬질화물을 함유하는 크롬탄화질화물막과, 차광막으로서 크롬막과, 크롬탄화물 및 크롬질화물을 함유하는 크롬탄화질화물막을 순차 적층한 포토마스크 블랭크가 제안되어 있다 (일본 특허 공고 소(昭) 62-37385호 공보). 또한 반사 방지막으로서 CrON을 사용한 것 (일본 특허 공고 소(昭) 61-46821호 공보, 일본 특허 공고 소(昭) 62-32782호 공보) 등이 제안되어 있다. 또한 차광막으로서 Cr을 사용한 것 (일본 특허 공고 소(昭) 61-46821호 공보), 차광막으로서 CrC를 사용한 것 (일본 특허 공고 소(昭) 62-27387호 공보), 또는 차광막으로서 CrN을 사용한 것 (일본 특허 공고 소(昭) 62-27386호 공보, 일본 특허 공고 소(昭) 62-27387호 공보) 등이 제안되어 있다.
또한 해상도를 높이기 위해서 하프톤막을 형성한 위에 크롬계 막을 형성한 포토마스크용 블랭크도 실용화되어 있다.
그런데 포토마스크는 패턴을 정확하게 전사하기 위해서는 기판이 평탄한 것이 강하게 요구되지만 아무리 평탄한 기판을 사용하여도 이 기판상에 2층 또는 3층 이상의 복수층의 크롬계막을 형성하면 이들 복수층의 크롬계 막 자체의 막 응력이 커져, 막 형성 전후에 기판이 휘어 표면 평탄성이 저하된다는 문제가 있다. 또한 막 자체의 응력에 의해 표면 평탄도가 변화된 기판은 이 시점에서는 평탄하더라도 그 후, 크롬계 막에 패턴을 형성하여 크롬계 막을 제거하면 이로 인하여 기판의 평탄도가 변화하여 기판이 휘어 이러한 포토마스크로부터 실리콘 기판 등의 위에 마스크 패턴을 전사하면 소정의 패턴으로부터 왜곡이 생기게 되는 문제가 있다.
최근, 반도체 집적 회로 장치에 있어서 고집적화, 미세화가 진행되고 반도체 기판상에 형성되는 회로 패턴의 미세화에 따라 포토마스크상의 패턴의 미세화도 급속히 진행됨으로써 상기와 같은 막 응력에 의한 막 형성 전후에서의 기판의 휘어짐이 발생하여 원하는 위치와 다른 위치에 패턴이 형성되어 버리는 것이 큰 문제가 되고 있다. 또한 이 기판의 휘어짐에 의한 위치의 변화는 특히 패턴이 미세한 것 일수록 그 비율이 크고, 더욱 심각한 문제가 되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 투명 기판상에 형성된 차광막 및 반사 방지막 자체의 막 응력에 의한 막 형성 전후에서의 기판의 휘어짐이 없고, 원하는 미세한 패턴을 왜곡 없이 정확하게 형성할 수 있는 고성능 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토를 중첩한 결과, 투명 기판상에 한 층 이상의 차광막 및 한 층 이상의 반사 방지막을 갖는 포토마스크 또는 포토마스크용 블랭크에 있어서, 상기 차광막 및 반사 방지막을 모두 CrCO층 또는 CrCON층, 또는 CrCO층과 CrCON층을 조합한 복합층으로 형성함으로써 이들 CrCON층 및 CrCO층은 종래의 Cr막과 비교하여 막 응력이 작고, 차광막 및 반사 방지막의 막 형성 전후에 기판의 휘어짐의 양의 변화가 매우 작고, 표면 평탄도가 높은 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크가 얻어진다는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명은 하기의 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크를 제공한다.
청구항 1:
투명 기판상에 한 층 이상의 차광막 및 한 층 이상의 반사 방지막을 갖는 포토마스크용 블랭크에 있어서, 상기 차광막 및 반사 방지막이 모두 CrCO층 또는 CrCON층, 또는 CrCO층과 CrCON 층을 조합한 복합층으로부터 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크용 블랭크.
청구항 2:
제1항에 있어서, 차광막으로서 CrCO층 및 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 포토마스크용 블랭크.
청구항 3:
제1항에 있어서, 차광막으로서 CrCON층 및 반사 방지막으로서 CrCON 층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 포토마스크용 블랭크.
청구항 4:
제1항에 있어서, 제1 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCO층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 포토마스크용 블랭크.
청구항 5:
제1항에 있어서, 제1 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCON층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 포토마스크용 블랭크.
청구항 6:
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차광막 및 반사 방지막을 합한 막 전체의 막 응력이 0.2 GPa 이하인 포토마스크용 블랭크.
청구항 7:
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 차광막 및 반사 방지막의 막 형성 전후에서의 기판의 휘어짐의 변화량이 0.2 ㎛ 이하인 포토마스크용 블랭크.
청구항 8:
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 포토마스크용 블랭크를 리소그래피법에 의해 패턴 형성하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
본 발명에 의하면, 투명 기판상에 CrCO층 또는 CrCON층, 또는 CrCO층과 CrCON층을 조합한 복합층으로 이루어지는 차광막 및 반사 방지막을 갖는 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크는 그 막 응력이 매우 작기 때문에 차광막 및 반사 방지막을 막 형성 후에 기판의 휘어짐이 생기는 일이 없어, 원하는 미세한 패턴을 왜곡이 생기지 않게 정확하게 형성할 수 있고, 또한 반도체 집적 회로 장치의 고집적화, 미세화에 충분히 대응할 수 있는 것이다.
또한 본 발명의 CrCO막 및 CrCON막은 스퍼터 가스로서 CO보다 안전한 CO2를 사용하여 막 형성시킬 수 있으며, 이 CO2 가스는 산소 가스 등보다 반응성이 낮기 때문에, 챔버 내에서 넓은 범위로 균일하게 가스가 들어갈 수 있어, 형성되는 CrCO막 및 CrCON막의 막질이 균일해진다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 포토마스크용 블랭크는 도 1 및 3에 나타낸 것과 같이, 석영, CaF2 등의 노광광이 투과하는 기판 (1)상에, 한 층 이상의 차광막 (3)과 한 층 이상의 반사 방지막 (2)를 가지며, 이들 차광막 (3) 및 반사 방지막 (2)이 모두 CrCO층 또는 CrCON층, 또는 CrCO층과 CrCON층을 조합한 복합층으로부터 형성되어 이루어지는 것이다.
이 경우, 도 1에 나타낸 것과 같이 차광막 한 층 및 반사 방지막 한 층으로 합계 2층 구조인 포토마스크용 블랭크의 경우, 기판상에 차광막, 이 차광막상에 반사 방지막을 순차 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 2층 구조막으로서는 (1) 차광막으로서 CrCON층 및 반사 방지막으로서 CrCON층, (2) 차광막으로서 CrCO층 및 반사 방지막으로서 CrCO층, (3) 차광막으로서 CrCON층 및 반사 방지막으로서 CrCO층, 및 (4) 차광막으로서 CrCO층 및 반사 방지막으로서 CrCON층의 합계 4 종류의 패턴을 취할 수 있다. 이들 중에서도 (1) 차광막으로서 CrCON층 및 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 것, 및 (2) 차광막으로서 CrCO층 및 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 도 3에 나타낸 것과 같이 차광막 한 층 및 반사 방지막 2층으로 합계 3층 구조인 포토마스크용 블랭크의 경우, 기판면상에 제1 반사 방지막, 이 제1 반사 방지막상에 차광막, 그리고 이 차광막상에 제2 반사 방지막을 순차 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 3층 구조막으로서는 (1) 제1 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCON층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCON층, (2) 제1 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCO층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCON층, (3) 제1 반사 방지막으로서 CrCO층, 차광막으로서 CrCO층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCO층, (4) 제1 반사 방지막으로서 CrCO층, 차광막으로서 CrCON층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCO층, (5) 제1 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCON층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCO층, (6) 제1 반사 방지막으로서 CrCO층, 차광막으로서 CrCO층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCON층, (7) 제1 반사 방지막으로서 CrCO층, 차광막으로서 CrCON층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCON층, 및 (8) 제1 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCO층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCO층의 합계 8 종류의 패턴을 취할 수 있다. 이들 중에서도, (1) 제1의 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCON층, 및 제2의 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 것, 및 (2) 제1의 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCO층, 및 제2의 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 CrCO막의 조성은 C가 1 원자% 이상 20 원자% 이하, O가 5 원자% 이상 60 원자% 이하, 나머지가 Cr인 것이 바람직하다.
상기 CrCON막의 조성은 C가 1 원자% 이상 20 원자% 이하, O가 5 원자% 이상 60 원자% 이하, N이 1 원자% 이상 60 원자% 이하, 나머지는 Cr인 것이 바람직하다.
또한, 반사 방지막의 두께는 스텝퍼 등의 노광기에 사용하는 광의 파장을 λ, 막의 굴절율을 n이라 하면 λ/4n 정도로 하면 좋다. 차광막의 두께는 광을 충분히 차광할 수 있는 막 두께로 하면 좋고, 통상 30 내지 150 nm 정도이다.
본 발명의 포토마스크용 블랭크에 있어서는, 차광막 및 반사 방지막을 합한 막 전체의 막 응력이 0.2 GPa 이하인 것이 바람직하고, 특히 0 내지 0.1 GPa인 것이 바람직하다. 막 응력이 0.2 GPa를 초과하면 강한 막 응력 때문에 막 형성 전후에 기판의 휘어짐이 생겨, 정확한 패턴을 전사할 수 없게 되는 경우가 있다. 또한 이와 같이 막 응력이 작기 때문에, 예를 들면 6"각 기판에 있어서 차광막 및 반사 방지막의 막 형성 전후 기판의 휘어짐의 변화량이 0.2 ㎛ 이하, 바람직하게는 O 내지 O.1 ㎛ 이다.
이러한 본 발명의 크롬산화탄화물 (CrCO) 또는 크롬산화질화탄화물 (CrCON)은 타겟으로서 크롬을 사용한 반응성 스퍼터법에 의해, 기판측으로부터 순차적으로 막 형성함으로써 형성할 수 있다.
스퍼터법으로는 직류 (DC)전원을 사용거나, 고주파 (RF)전원을 사용할 수 있고, 또한 마그네트론 스퍼터링 방식 또는 컨벤셔널 방식일 수 있지만, DC 스퍼터 쪽이 기구가 단순하다는 점에서 바람직하다. 또한 마그네트론을 사용한 쪽이 막 형성 속도가 빨라지며 생산성이 향상된다는 점에서 바람직하다. 또한 막 형성 장치는 통과형이거나 매엽(枚葉)형이거나 상관없다.
구체적으로 CrCON막을 형성하는 경우에는 스퍼터 가스로서 CH4, CO2, CO 등의 탄소를 포함하는 가스와, NO, NO2, N2 등의 질소를 포함하는 가스와, CO2, NO, O2 등의 산소를 포함하는 가스를 각각 1종 이상을 도입하거나 이들에 Ar, Ne, Kr 등의 불활성 가스를 혼합한 가스를 사용할 수도 있다. 특히 탄소 공급원 및 산소 공급원 가스로서 CO2 가스를 사용하는 것이 기판면내의 균일성 및 제조시의 제어성 면에서 바람직하다. 도입 방법으로는 각종 스퍼터 가스를 각각 챔버 내에 도입하거나, 몇 종의 가스를 합하거나 모든 가스를 혼합하여 도입하여도 좋다.
CrCO막을 형성하는 경우에는 스퍼터 가스로서 CH4, CO2, CO 등의 탄소를 포함하는 가스와, CO2, O2 등의 산소를 포함하는 가스를 각각 1종 이상을 도입하거나 이들에 Ar, Ne, Kr 등의 불활성 가스를 혼합한 가스를 사용할 수 있다. 특히 스퍼터 가스로서 CO2, 또는 CO2와 불활성 가스와의 혼합 가스를 사용하면 안전하고, CO2 가스는 산소 등보다 반응성이 낮기 때문에, 챔버 내에서 넓은 범위로 균일하게 가스가 들어갈 수 있어, 형성되는 CrCO막의 막질이 균일해진다는 점에서 바람직하다. 도입 방법으로서는 각각 챔버 내에 도입하거나, 몇종의 가스를 합하거나 모든 가스를 혼합하여 도입할 수 있다.
타겟으로서는 크롬 단체뿐만 아니라 크롬이 주성분이면 좋고, 산소, 질소, 탄소 중 어느 하나를 포함하는 크롬, 또는 산소, 질소 및 탄소를 조합한 것을 크롬에 첨가한 타겟을 사용할 수도 있다.
막 형성에 사용하는 기판에 특별한 제약은 없으며, 예를 들면 투명한 석영, 알루미노실리케이트 유리, 불화칼슘, 불화마그네슘 등을 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 포토마스크용 블랭크의 막 구성은 Cr계 2층막 또는 3층막뿐만 아니라 4층 구조막으로 할 수도 있다. 또한 노광 파장의 위상을 변화시키는 위상 시프터막과 조합할 수도 있다. 또한, 투과형뿐만 아니라 반사형 마스크에도 적응시킬 수 있다.
이와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 포토마스크용 블랭크를 리소그래피법에 의해 패턴 형성함으로써, 도 2 및 4에 나타낸 바와 같이 CrCO층과 CrCON층으로 이루어지는 2층 및 3층 구조의 포토마스크를 얻을 수 있다. 이 경우, 차광막 및 반사 방지막의 막 형성 전후 또는 막 제거 전후 기판의 휘어짐의 변화량이 0.2 ㎛ 이하, 바람직하게는 0 내지 0.1 ㎛이기 때문에, 왜곡이 없는 정확한 패턴 형성이 가능해진다.
구체적으로는 본 발명의 포토마스크용 블랭크를 사용하여 포토마스크를 제조할 경우는 도 5a에 나타낸 것과 같이, 상기와 같이 하여 기판 (11)상에 제1 반사 방지막으로서 CrCON층 (또는 CrCO층) (12), 차광막으로서 CrCO층 (또는 CrCON 층) (13), 제2 반사 방지막으로서 CrCON 층 (또는 CrCO층) (12)을 순차 형성한 후, 레지스트막 (14)을 형성하여, 도 5b에 나타낸 것과 같이 레지스트막 (14)을 패턴화하고, 도 5c에 나타낸 것과 같이 제1 및 2 반사 방지막 (l2, 12), 차광막 (13)을 드라이 에칭 또는 웨트 에칭한 후, 도 5d에 나타낸 것과 같이, 레지스트막 (14)을 박리하는 방법을 채용할 수 있다. 이 경우 레지스트막의 도포, 패턴화 (노광, 현상), 드라이 에칭 또는 웨트 에칭, 레지스트막의 제거는 공지된 방법에 의해서 행할 수 있다.
본 발명의 포토마스크는 막 형성 전후의 기판의 휘어짐이 발생하는 일이 없어, 소망하는 미세한 폭의 패턴을 정확하게 형성할 수가 있으며 또한 반도체 집적 회로 장치 등에 있어서의 고집적화, 미세화에 충분히 대응할 수 있는 것이다.
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만 본 발명은 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
6"의 석영 기판상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 0.4 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCO를 70 nm 형성하였다. 이 CrCO의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 69 원자%, C가 13 원자%, O가 18 원자% 포함되어 있었다.
이 CrCO막상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 1.2 sccm, N2를 1.6 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCON을 25 nm 막 형성하였다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 42 원자%, C가 5 원자%, O가 43 원자%, N이 10 원자% 포함되어 있었다.
2층막의 형성 전후 기판의 휘어짐의 변화를 NIDEK의 FT-900으로 측정하였더니 0.04 ㎛로 매우 작았다. 또한 휘어짐의 변화량으로부터 계산한 2층막 전체의 막 응력은 0.03 GPa이었다.
<실시예 2>
6"의 석영 기판상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 1.2 sccm, N2를 1.6 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCON을 25 nm 막 형성하였다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 42 원자%, C가 5 원자%, O가 43 원자%, N가 10 원자% 포함되어 있었다.
이 CrCON 막상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 0.4 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCO를 70 nm 막 형성시켰다. 이 CrCO의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 69 원자%, C가 13 원자%, O가 18 원자% 포함되어 있었다.
다시 이 CrCO막상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 1.2 sccm, N2를 1.6 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W, DC 스퍼터법으로 CrCON을 25 nm 막 형성하여 크롬 3층막을 형성시켰다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 42 원자%, C가 5 원자%, O가 43 원자%, N이 10 원자% 포함되어 있었다.
3층막의 형성 전후 기판의 휘어짐의 변화를 동일하게 측정하였더니 0.03 ㎛로 매우 작았다. 또한 동일하게 구한 3층막 전체의 막 응력은 0.02 GPa 이었다.
<실시예 3>
6"의 석영 기판상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 1.2 sccm, N2를 1.6 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W, DC 스퍼터법으로 CrCON을 25 nm 막 형성시켰다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석하였더니 Cr이 42 원자%, C가 5 원자%, O가 43 원자%, N이 10 원자% 포함되어 있었다.
이 CrCON 막상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 0.4 sccm, N2를 0.4 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCON을 70 nm 막 형성시켰다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 63 원자%, C가 8 원자%, O가 20 원자%, N이 9 원자% 포함되어 있었다.
다시 이 CrCON막상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 1.2 sccm, N2를 1.6 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W, DC 스퍼터법으로 CrCON을 25 nm 막 형성하고, 크롬 3층막을 형성시켰다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 42 원자%, C가 5 원자%, O가 43 원자%, N가 10 원자% 포함되어 있었다.
3층막의 형성 전후 기판의 휘어짐의 변화를 동일하게 측정하였더니 0.05 ㎛로 매우 작았다. 또한 동일하게 구한 3층막 전체의 막 응력은 0.04 GPa이었다.
<실시예 4>
6"의 석영 기판상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 0.4 sccm, N2를 0.4 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCON을 70 nm 막 형성시켰다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 63 원자%, C가 8 원자%, O가 20 원자%, N이 9 원자% 포함되어 있었다.
이 CrCON 막상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 1.2 sccm, N2를 1.6 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCON을 25 nm 막 형성시켰다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 42 원자%, C가 5 원자%, O가 43 원자%, N이 10 원자% 포함되어 있었다.
2층막의 형성 전후 기판의 휘어짐의 변화를 동일하게 측정하였더니 0.04 ㎛ 로 매우 작았다. 또한 휘어짐의 변화량으로부터 계산한 2층막 전체의 막 응력은 0.03 GPa이었다.
<비교예 1>
6"의 석영 기판상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 1.2 sccm, N2를 1.6 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCON을 25 nm 막 형성시켰다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 42 원자%, C가 5 원자%, O가 43 원자%, N이 10 원자% 포함되어 있었다.
이 CrCON막상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm만 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 Cr을 70 nm 막 형성시켰다.
또한 이 Cr막상에 Cr을 타겟으로 하여 Ar을 5 sccm, CO2를 1.2 sccm, N2를 1.6 sccm 흘려, 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 130 W에서 DC 스퍼터법으로 CrCON을 25 nm 막 형성시켜, 크롬 3층막을 형성하였다. 이 CrCON의 막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr이 42 원자%, C가 5 원자%, O가 43 원자%, N이 10 원자% 포함되어 있었다.
3층막의 형성 전후 기판의 휘어짐의 변화를 동일하게 측정하였더니 1.63 ㎛로 컸다. 또한 동일하게 구한 3층막 전체의 막 응력은 1.5 GPa이었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
제1 반사 방지막 - CrCON CrCON - CrCON
차광막 CrCO CrCO CrCON CrCON Cr
제2 반사 방지막 CrCON CrCON CrCON CrCON CrCON
막 형성 전후의 기판의 휘어짐의 변화량 (㎛) 0.04 0.03 0.05 0.04 1.63
막 응력 (GPa) 0.03 0.02 0.04 0.03 1.5
본 발명에 의하면, 투명 기판상에 한 층 이상의 차광막 및 한 층 이상의 반사 방지막을 갖는 포토마스크용 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 차광막 및 반사방지막을 모두 CrCO층 또는 CrCON층, 또는 CrCO층과 CrCON층을 조합한 복합층으로 함으로써 막 응력을 작아지게 하고, 차광막 및 반사 방지막의 막 형성 전후의 기판의 휘어짐을 발생하지 않게 할 수 있으며, 왜곡이 없는 정확한 패턴 형성이 가능하게 된다.

Claims (10)

  1. 투명 기판상에 한 층 이상의 차광막 및 한 층 이상의 반사 방지막을 갖는 포토마스크용 블랭크에 있어서, 상기 차광막 및 반사 방지막이 모두 CrCO층 또는 CrCON층, 또는 CrCO층과 CrCON층을 조합한 복합층으로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크용 블랭크.
  2. 제1항에 있어서, 차광막으로서 CrCO층 및 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 포토마스크용 블랭크.
  3. 제1항에 있어서, 차광막으로서 CrCON층 및 반사 방지막으로서 CrCON 층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 포토마스크용 블랭크.
  4. 제1항에 있어서, 제1 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCO층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 포토마스크용 블랭크.
  5. 제1항에 있어서, 제1 반사 방지막으로서 CrCON층, 차광막으로서 CrCON층, 및 제2 반사 방지막으로서 CrCON층이 기판측으로부터 순차 형성되어 이루어지는 포토마스크용 블랭크.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차광막 및 반사 방지막을 합한 막 전체의 막 응력이 0.2 GPa 이하인 포토마스크용 블랭크.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 차광막 및 반사 방지막의 막 형성 전후에서의 기판의 휘어짐의 변화량이 0.2 ㎛ 이하인 포토마스크용 블랭크.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 포토마스크용 블랭크를 리소그래피법에 의해 패턴 형성하여 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  9. 제6항에 기재된 포토마스크용 블랭크를 리소그래피법에 의해 패턴 형성하여 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  10. 제7항에 기재된 포토마스크용 블랭크를 리소그래피법에 의해 패턴 형성하여 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
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