KR101032705B1 - 마스크 블랭크, 마스크 블랭크의 제조 방법 및 포토마스크 - Google Patents

마스크 블랭크, 마스크 블랭크의 제조 방법 및 포토마스크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하고, 노광광을 조사하여 피전사체 상에 상기 패턴을 전사하기 위해 이용되는 포토마스크로 제조되는 마스크 블랭크로서, 기판 상에, 상기 노광광 중 350㎚ 파장 이상의 노광광에 대한 투과율이 80% 이상이고, 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 50% 이하이며, 300㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 20% 이하인 광학특성을 갖는 필터막이 성막된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 노광 장치에 광학 필터를 설치할 필요없이, 원하지 않는 노광광은 필터링(filtering) 할 수 있다.

Description

마스크 블랭크, 마스크 블랭크의 제조 방법 및 포토마스크{MASK BLANK, METHOD FOR MANUFACTURING MASK BLANK AND PHOTOMASK}
본 발명은 마스크 블랭크, 그 마스크 블랭크의 제조 방법 및 마스크 블랭크로부터 제조된 포토마스크에 관한 것으로서, 특히 플랫 패널 디스플레이를 제조하는데 이용되는 포토마스크로 제조되는 마스크 블랭크에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display : 이하, FPD라 함) 디바이스를 제조하기 위한 리소그래피 공정에서는 공통적으로 마스크 블랭크로부터 제조된 포토마스크를 이용한 패턴의 전사가 행해지고 있다.
마스크 블랭크는 합성 석영 유리 등으로 이루어지는 투광성 기판의 주 표면 상에 금속을 포함하는 박막이 형성되고, 박막 위에 레지스트막이 형성된 것이다. 여기서 박막은 광학적 특징에 따라 차광막, 반사방지막, 위상반전막, 반투광막, 반사막 등으로 나눌 수 있고, 이러한 박막들 중 둘 이상의 박막이 혼용되어 사용되기도 한다.
반도체 디바이스 제조용 포토마스크는 일반적으로 한 변이 6인치(152㎜)이고, FPD 디바이스 제조용 포토마스크는 한 변이 300㎜ 이상으로 반도체 디바이스 제조용 포토마스크에 비해 상대적으로 대형이다. FPD 디바이스 제조용 포토마스크는 프로젝션 방식이나 근접 노광 방식의 노광 장치에 탑재되어 사용된다.
노광 장치에는 원하는 파장의 노광광만을 투과시키는 필터가 설치되어 있어, 노광에 필요한 노광광만을 얻어서 사용한다. FPD를 제조하는데 사용되는 노광광은 일반적으로 i-line(365㎚), h-line(405㎚), 및 g-line(436㎚)을 포함하는 복수의 노광광이다. 복수의 노광광은 단일 파장의 노광광에 비해 3배의 노광 강도를 얻을 수 있기 때문에 생산성 향상에 도움이 된다. 이 복수의 노광광은 주로 초고압 수은등으로부터 방사되는 광원으로부터 얻어진다.
초고압 수은등으로부터 방사되는 노광광은 도 1에 도시된 바와 같이 250㎚에서 600㎚까지 광범위한 광 분포를 갖는다. FPD 디바이스를 제조하는데 있어서, 불필요한 350㎚ 파장 이하의 노광광은 피전사체에 불량 패턴을 야기시킬 수 있다. 특히, 313㎚ 파장의 노광광과 303㎚ 파장의 노광광은 그 상대강도가 h-line만큼 커서, 이러한 강도가 큰 불필요한 파장의 노광광에 의해 피전사체에 정확한 패턴을 형성할 수가 없게 된다. 따라서, 350㎚ 파장 이하의 노광광은 피전사체에 도달하지 않도록 차단시켜 주어야 한다.
종래에는 이와 같이 원하는 파장의 노광광만을 얻기 위하여 노광 장치 내에 원하는 파장의 노광광을 투과시키고, 원하지 않는 노광광은 차단시키는 광학 필터가 설치되어 있었다.
그러나, 종래 노광 장치 내에 설치된 광학 필터는 FPD 디바이스를 제조하기 위한 반복적인 노광에 의해 표면이 열화되어, 투과되는 노광광의 에너지 특성을 나쁘게 한다. 그래서, 노광 장치의 필터는 주기적으로 교체해줘야 하지만, 필터를 교체하는 데에는 많은 비용이 소요된다.
따라서, 본 발명은 노광 장치에 광학 필터를 설치할 필요 없이, 원하는 파장의 노광광, 특히 350㎚ 파장 이상의 노광광만을 투과시키는 필터막을 갖는 마스크 블랭크 및 그러한 마스크 블랭크를 제조하는 방법, 그리고 이 마스크 블랭크로부터 제조된 포토마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
[구성 1] 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하고, 노광광을 조사하여 피전사체 상에 상기 패턴을 전사하기 위해 이용되는 포토마스크로 제조되는 마스크 블랭크로서, 기판 상에, 상기 노광광 중 350㎚ 파장 이상의 노광광에 대한 투과율이 80% 이상이고, 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 50% 이하이며, 300㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 20% 이하인 광학특성을 갖는 필터막이 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 2] 구성 1에 있어서, 상기 필터막은 Si, Ti, Ce, Cr, Al, Mg, Ta, Zr, Mo, Zn, MoSi, Ca 중 어느 하나 이상의 물질에 대한 산화막, 질화막 또는 불화막을 포함하는 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 3] 구성 1에 있어서, 상기 필터막은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것이고, 상기 필터막의 최하층과 최상층은 상기 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막 중 상대적으로 굴절률이 큰 동일한 막이 성막된 것을 특징으로 마스크 블랭크.
[구성 4] 구성 1에 있어서, 상기 필터막은 굴절률이 1.0 이상의 차이를 갖는 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 5] 구성 1에 있어서, 상기 필터막은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 5층 이상 반복 적층하여 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 6] 구성 1에 있어서, 상기 필터막은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 5㎚ 내지 30㎚의 두께로 반복 적층하여 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 7] 구성 1에 있어서, 상기 필터막은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것이고, 전체 막 두께가 100㎚ 내지 1000㎚인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 8] 구성 1에 있어서, 상기 노광광은 초고압 수은등으로부터 방사되는 250㎚ 내지 600㎚ 파장의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 9] 구성 1 내지 구성 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 필터막 위, 또는 상기 기판과 상기 필터막 사이, 또는 상기 필터막이 성막된 기판 면의 반대쪽 면 위에, 한 층 이상의 금속막 또는 상기 금속막이 패터닝된 금속막 패턴이 더 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 10] 구성 1 내지 구성 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 마스크 블랭크는 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display)를 제조하기 위해 이용되는 포토마스크로 제조되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
[구성 11] 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하고, 노광광을 조사하여 피전사체 상에 상기 패턴을 전사하기 위해 이용되는 포토마스크로 제조되는 마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 기판 상에, 상기 노광광 중 350㎚ 파장 이상의 노광광에 대한 투과율이 80% 이상이고, 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 50% 이하이며, 300㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 20% 이하인 광학특성을 갖는 필터막을 성막하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
[구성 12] 구성 11에 있어서, 상기 필터막을 성막하는 공정은 Si, Ti, Ce, Cr, Al, Mg, Ta, Zr, Mo, Zn, MoSi, Ca 중 어느 하나 이상의 물질에 대한 산화막, 질화막 또는 불화막을 포함하는 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
[구성 13] 구성 11항에 있어서, 상기 필터막을 성막하는 공정은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 이빔 증착(Electron Beam Evaporation)법에 의해 반복 적층하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
[구성 14] 구성 11에 있어서, 상기 필터막을 성막하는 공정은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 5층 이상 반복 적층하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
[구성 15] 구성 11에 있어서, 상기 필터막을 성막하는 공정은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 상기 필터막의 전체 막 두께가 100㎚ 내지 1000㎚가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
[구성 16] 구성 11 내지 구성 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 필터막 위, 또는 상기 기판과 상기 필터막 사이, 또는 상기 필터막이 성막된 반대쪽 기판 면 위에, 한 층 이상의 금속막 또는 상기 금속막이 패터닝된 금속막 패턴을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
[구성 17] 구성 1 내지 구성 8 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크 또는 구성 11 내지 구성 15 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법을 통해 제조된 마스크 블랭크로부터 패턴이 형성된 포토마스크.
[구성 18] 구성 9에 기재된 마스크 블랭크로부터 패턴이 형성된 포토마스크.
[구성 19] 구성 10에 기재된 마스크 블랭크로부터 패턴이 형성된 포토마스크.
[구성 20] 구성 17에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법을 통해 제조된 마스크 블랭크로부터 패턴이 형성된 포토마스크.
본 발명에 따른 마스크 블랭크는 원하는 파장의 노광광, 특히 350㎚ 파장 이상의 노광광을 투과시키고, 330㎚ 파장 이하의 노광광은 거의 차단시키는 필터막을 갖기 때문에, 노광 장치에 광학 필터를 별도로 설치할 필요가 없다. 따라서, 광학 필터가 열화됨으로 인하여 노광광의 에너지 특성이 나빠질 염려가 없고, 광학 필터를 교체하는데 드는 비용과 수고를 줄일 수 있다.
도 1은 초고압 수은등으로부터 방사되는 노광광의 분광 분포를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 마스크 블랭크의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 필터막을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 포토마스크의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실험예 1에 따른 필터막의 투과율 특성 곡선이다.
도 6은 본 발명의 실험예 2에 따른 필터막의 투과율 특성 곡선이다.
도 7은 본 발명의 실험예 3에 따른 필터막의 투과율 특성 곡선이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 마스크 블랭크의 개략적인 단면도이다.
본 발명은 포토마스크로 제조되는 마스크 블랭크(10)에 관한 것으로서, 기판(11) 상에 원하는 노광광에 대해서만 투과시키고, 원하지 않는 노광광에 대해서는 차단시키는 광학특성을 갖는 필터막(12)이 성막된 것이다. 본 명세서에서 노광광을 차단시킨다는 의미는 반드시 투과율이 0%라는 것은 아니다. 원하지 않는 노광광의 투과율은 피전사체에 대한 노광에 영향을 미치지 않는 정도이면 족하다. 피전사체에 대한 노광에 영향을 미치지 않는 정도는 투과율의 상대 강도가 50% 이하인 것이다. 본 발명의 포토마스크는 FPD 디바이스, 특히 액정 표시 장치(LCD)를 제조하는데 적합하다.
상기와 같은 기능을 하는 본 발명의 필터막(12)은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막하는 것으로 달성될 수 있다. 필터막(12)은 굴절률이 1.0 이상의 차이를 갖는 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막될 수 있다. 이와 같이, 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하는 것에 의해, 특정 파장의 노광광을 차단시키고, 원하는 파장의 노광광만을 투과시키는 필터 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 마스크 블랭크(10)는 금속막(13)을 더 포함할 수 있다. 또한, 마스크 블랭크(10)는 금속막(13)을 패터닝하기 위한 레지스트막(14)을 더 포함할 수 있다. 금속막(13)은 하나 이상의 금속을 포함하는 타겟을 이용한 스퍼터링(Sputtering)법에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 레지스트막(14)은 레지스트 용액을 기판(11) 위에 떨어뜨리고 기판(11)을 회전시켜서 기판(11) 전체 면에 넓게 퍼지도록 하여 형성하거나, 노즐을 이용하여 스캔 방식으로 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 마스크 블랭크(10)는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 필터막(12)이 기판(11)과 금속막(13) 사이에 형성되거나, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 금속막(13)이 성막된 기판(11)의 주표면과 반대쪽인 기판(11)의 이면에 형성되거나, 또는 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 금속막(13)이 패터닝된 금속막 패턴(13a) 위에 형성될 수 있다. 도 2의 (c)에 도시된 마스크 블랭크(10)는 포토마스크라고 부를 수도 있다. 금속막 패턴(13a)은 해상 한계 이하의 선폭을 갖는 슬릿(slit) 패턴을 포함한다. 이러한 금속막(13)의 슬릿 패턴은 노광광의 회절에 의해 투과량이 소정량 저감되는 반투과 효과를 나타낸다.
기판(11)은 한 변이 150㎜ 이상인 사각형의 투명한 기판(11)이고, 합성 석영 유리, 소다 라임 글래스 기판, 무알카리 글래스 기판, 저열 팽창 글래스 기판 등을 들 수 있다.
금속막(13)은 하나 이상의 금속을 포함하는 적어도 한 층 이상의 막이다. 금속막(13)은 금속의 종류 및 금속과 함께 첨가되는 물질의 조성비에 따라, 또한 금속막(13)의 두께에 따라 굴절율, 투과율, 반사율 등의 광학 특성이 달라지게 되고, 특정한 광학 특성에 따라 금속막(13)은 투광성막, 차광성막, 반투광성막, 위상 시프트막, 반사방지막, 반사막, 광흡수막 등으로 구분될 수 있다. 금속막(13)은 상기 광학 특성과는 상관없이, 에칭 특성에 따라서도, 식각 중지막, 하드마스크막 등으로 구분될 수 있다. 금속막(13)은 종류가 다른 2층 이상의 막이 성막된 것일 수 있고, 그 중 일부가 패터닝된 것일 수도 있다.
본 발명의 필터막(12)은 원하는 파장의 노광광에 대해서는 80% 이상의 투과율을 나타내고, 원하는 않는 파장의 노광광에 대해서는 50% 이하의 투과율을 나타낸다. 구체적으로, 본 발명의 필터막(12)은 350㎚ 파장 이상의 노광광에 대해서는 80% 이상의 투과율을 나타내고, 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대해서는 50% 이하의 투과율을 나타내며, 300㎚ 파장 이하의 노광광에 대해서는 20% 이하의 투과율을 나타낸다.
본 발명은, 본 발명에 따라 제조된 포토마스크를 이용하여 리소그래피에 의해 FPD 디바이스를 제조할 때, i선(365㎚), h선(405㎚), 및 g선(436㎚)을 이용한다. i선(365㎚), h선(405㎚), 및 g선(436㎚)은 도 1에 도시된 바와 같이 초고압 수은등으로부터 방사되는 250㎚ 내지 600㎚ 파장 범위에 걸친 노광광의 광원으로부터 얻는다. 따라서, 본 발명의 필터막(12)은 초고압 수은등으로부터 방사되는 i선(365㎚), h선(405㎚), 및 g선(436㎚)에 대한 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대해서는 투과율이 50% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 300㎚ 파장 이하의 노광광에 대해서는 투과율이 20% 이하인 것이 바람직하다. g선 파장을 초과하는 노광광에 대해서도 차단시켜서 투과율이 60% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 장파장의 노광광은 노광 특성에 거의 영향을 미치지 않는다. 노광 특성에 악영향을 미치는 파장은 330㎚ 파장 이하의 노광광이다.
도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 기판(11)의 이면에 필터막(12)이 형성된 마스크 블랭크(10)와, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 금속막 패턴(13a) 위에 필터막(12)이 형성된 마스크 블랭크(10)의 경우에는 금속막(13)과 필터막(12)의 재료에 한정은 없다. 다만, 도 2의 (a)에 도시된 마스크 블랭크(10)의 경우, 필터막(12)이 기판(11)과 금속막(13) 사이에 형성되어 있기 때문에, 필터막(12)과 금속막(13)의 에칭 특성이 같으면, 금속막(13)을 에칭하여 패터닝할 때, 필터막(12)이 에칭될 수 있다. 따라서, 기판(11)과 금속막(13) 사이에 필터막(12)이 형성된 마스크 블랭크(10)에서 금속막(13)과 필터막(12)은 에칭 특성이 서로 다른 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 만약 그렇지 않다면, 금속막(13)을 에칭할 때 필터막(12)이 에칭되지 않도록, 금속막(13)과 필터막(12) 사이에 식각 방지막(미도시)을 더 성막할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 필터막(12)을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 필터막(12)은 종래 공지된 화학적 진공 증착(Chemical Vapor Deposition)법, 물리적 진공 증착(Physical Vapor Deposition)법 등에 의해 성막될 수 있다. 특히, 본 발명의 필터막(12)은 이빔 증착(Electron Beam Evaporation)법에 의해 성막되는 것이 바람직하다. 이빔 증착법은 1㎚ 단위로 막의 미세한 두께 조절이 가능하기 때문에 본 발명의 필터막(12)을 성막하는데 유리하다.
필터막(12)은 하나의 막이 5㎚ 내지 30㎚의 두께로 형성되는 것이 바람직하고, 또한 적층되는 막의 수는 5층 내지 30층인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 적층되는 막의 수는 10층 내지 25층인 것이 바람직하다. 따라서, 반복 적층된 필터막(12)의 전체 막 두께는 100㎚ 내지 1000㎚인 것이 바람직하다. 반복 적층된 필터막(12)의 전체 막 두께가 1000㎚를 초과하거나, 반복 적층된 막의 수가 30층을 초과하면, 막의 응력으로 인해 필링(peeling) 현상이 발생할 수 있기 때문에, 전체 막두께는 1000㎚ 이하이고, 30층 이하인 것이 바람직하다. 또한, 필터막(12)의 전체 막 두께가 100㎚보다 작거나, 반복 적층된 막의 수가 5층보다 적으면, 원하지 않는 노광광을 차단시키는 효과가 작아진다. 따라서, 전체 막두께는 100㎚ 이상이고, 5층 이상인 것이 바람직하다. 반복 적층되는 막의 두께는 동일할 필요는 없다.
반복 적층되는 필터막(12)의 재료로는 예를 들어, Si, Ti, Ce, Cr, Al, Mg, Ta, Zr, Mo, Zn, MoSi, Ca 중 어느 하나 이상의 물질과 O, N, C, F, B 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 재료를 들 수 있다. 특히, 필터막(12)은 Si, Ti, Ce, Cr, Al, Mg, Ta, Zr, Mo, Zn, MoSi, Ca 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 두 가지 이상의 산화막과 불화막이 교대로 반복 적층되는 것이 바람직하다. 필터막(12)을 구성하는 막의 재료는, 예를 들어, MgF2, TiO2, SiO2, Al2O3, ZrO2, Ta2O5 등을 들 수 있다. 또한 상기 재료에 미량의 불순물이 첨가될 수도 있다.
필터막(12)은 굴절률이 상대적으로 큰 막이 최하층(12-1)에 배치되고, 또한 굴절률이 상대적으로 큰 막이 최상층(12-n)에 배치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 원하지 않는 노광광을 차단하는 필터 효과를 얻기 위해서, 기판(11)의 굴절률이 대략 1.54이므로, 기판(10)에 접하는 최하층(12-1)의 막은 기판(11)의 굴절률보다 커야 하고, 또한, 공기의 굴절률이 대략 1이므로, 공기에 접하는 최상층(12-n)의 막은 공기의 굴절률보다 커야 하기 때문이다. 필터막(12)을 형성하는 최하층(12-1)과 최상층(12-n)은 동일한 막으로 형성되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 산화막은 굴절률이 높고 불화막은 굴절률이 낮다. 따라서, Si, Ti, Ce, Cr, Al, Mg, Ta, Zr, Mo, Zn, MoSi, Ca 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 산화막이 필터막(12)의 최하층(12-1)과 최상층(12-n)에 배치되어 각각 기판(11)과 공기에 접하도록 하는 것이 바람직하다. 다만, SiO2의 경우에는 예외로 굴절률이 낮기 때문에, 다른 산화막과 함께 교대로 반복 적층하여 필터막(12)을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 포토마스크(20)의 개략적인 단면도이다. 본 발명에 따른 포토마스크(20)는 본 발명의 마스크 블랭크(10)로부터 금속막(13)이 패터닝되어 금속막 패턴(13a)이 형성된 것이다. 금속막(13)을 패터닝하는 방법은 레지스트막(14)을 묘화 및 현상하여 레지스트막 패턴을 형성하고, 이 레지스트막 패턴을 마스크로써 금속막(13)을 습식 에칭 또는 건식 에칭하는 것이다. 본 발명에서 마스크 블랭크(10)로부터 포토마스크(20)를 제조하는데 있어, 필터막(12)은 패터닝할 필요는 없지만, 필요에 따라 에칭하여 패터닝할 수도 있다.
[실험예]
이하, 본 발명에 따른 실험예를 설명한다.
유리 기판(합성 석영(Qz), 사이즈 6×6×0.25inch) 상에, 이빔 증착 장치를 이용하여 Ta2O5와 MgF2를 반복 적층하여 필터막을 형성하였다. 굴절률이 상대적으로 큰 Ta2O5를 기판 상에 먼저 적층하고, MgF2를 그 다음 적층하여 반복 적층하고, 마지막 최상층에 Ta2O5를 적층하였다.
실험예 1에서는 Ta2O5와 MgF2를 13층으로 반복 적층하였고, 실험예 2에서는 17층으로 반복 적층하였으며, 실험예 3에서는 25층으로 반복 적층하였다. 반복 적층된 막의 두께는 아래 표 1과 같다.
층 물질 두께 [㎚]
실험예 1 실험예 2 실험예 3
25 Ta2O5 - - 12
24 MgF2 - - 28
23 Ta2O5 - - 8
22 MgF2 - - 28
21 Ta2O5 - - 24
20 MgF2 - - 28
19 Ta2O5 - - 8
18 MgF2 - - 28
17 Ta2O5 - 12 24
16 MgF2 - 28 28
15 Ta2O5 - 8 8
14 MgF2 - 28 28
13 Ta2O5 12 24 24
12 MgF2 28 28 28
11 Ta2O5 8 8 8
10 MgF2 28 28 28
9 Ta2O5 24 24 24
8 MgF2 28 28 28
7 Ta2O5 8 8 8
6 MgF2 28 28 28
5 Ta2O5 24 24 24
4 MgF2 28 28 28
3 Ta2O5 8 8 8
2 MgF2 28 28 28
1 (기판 측) Ta2O5 12 12 12
전체 막 두께 - 264 352 528
상기와 같이 실험예 1에서는 필터막을 13층의 264㎚ 두께로 성막하고, 실험예 2에서는 필터막을 17층의 352㎚ 두께로 성막하고, 실험예 3에서는 필터막을 25층의 528㎚ 두께로 성막한 마스크 블랭크의 분광 투과율을 측정하였다. 분광 투과율은 분광 광도계(히타치 제작소사제 : U-4100)에 의해 측정하였다.
도 5 내지 도 7은 각각 본 발명의 실험예 1 내지 3에 따른 필터막의 투과율 특성 곡선이다. 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실험예 1 내지 3에서 제조된 필터막을 갖는 마스크 블랭크는 350㎚ 파장 이상의 노광광에 대해서는 모두 80% 이상 투과시키는 것을 알 수 있었다. 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대해서는 대략 50% 이하(실험예 1), 40% 이하(실험예 2), 20% 이하(실험예 3)로 투과시키고, 300㎚ 파장 이하의 노광광에 대해서는 대략 20% 이하(실험예 1), 18% 이하(실험예 2), 10% 이하(실험예 3)로 투과시키는 것을 알 수 있었다.
이와 같이, 실험예에서 제조된 마스크 블랭크는 350㎚ 파장 이상의 노광광에 대해서는 80% 이상 투과시키고 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대해서는 50% 이하로 투과시키는 광학 필터와 같은 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.
이상, 본 발명을 실험예를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는, 상기 실험예에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 상기 실험예에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 것은 당업자에게 명백하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이 특허 청구 범위의 기재로부터 분명하다.
10 : 마스크 블랭크
11 : 기판
12 : 필터막
13 : 금속막
14 : 레지스트막
20 : 포토마스크

Claims (20)

  1. 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하고, 노광광을 조사하여 피전사체 상에 상기 패턴을 전사하기 위해 이용되는 포토마스크로 제조되는 마스크 블랭크로서,
    기판 상에, 상기 노광광 중 350㎚ 파장 이상의 노광광에 대한 투과율이 80% 이상이고, 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 50% 이하이며, 300㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 20% 이하인 광학특성을 갖는 필터막이 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터막은 Si, Ti, Ce, Cr, Al, Mg, Ta, Zr, Mo, Zn, MoSi, Ca 중 어느 하나 이상의 물질에 대한 산화막, 질화막 또는 불화막을 포함하는 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터막은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것이고,
    상기 필터막의 최하층과 최상층은 상기 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막 중 상대적으로 굴절률이 큰 동일한 막이 성막된 것을 특징으로 마스크 블랭크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터막은 굴절률이 1.0 이상의 차이를 갖는 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터막은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 5층 이상 반복 적층하여 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필터막은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것이고, 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막은 하나의 막이 5㎚ 내지 30㎚의 두께로 반복 적층된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터막은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막된 것이고, 전체 막 두께가 100㎚ 내지 1000㎚인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 노광광은 초고압 수은등으로부터 방사되는 250㎚ 내지 600㎚ 파장의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터막 위, 또는 상기 기판과 상기 필터막 사이, 또는 상기 필터막이 성막된 기판 면의 반대쪽 면 위에, 한 층 이상의 금속막 또는 상기 금속막이 패터닝된 금속막 패턴이 더 성막된 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크 블랭크는 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display)를 제조하기 위해 이용되는 포토마스크로 제조되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  11. 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하고, 노광광을 조사하여 피전사체 상에 상기 패턴을 전사하기 위해 이용되는 포토마스크로 제조되는 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
    기판 상에, 상기 노광광 중 350㎚ 파장 이상의 노광광에 대한 투과율이 80% 이상이고, 330㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 50% 이하이며, 300㎚ 파장 이하의 노광광에 대한 투과율이 20% 이하인 광학특성을 갖는 필터막을 성막하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 필터막을 성막하는 공정은 Si, Ti, Ce, Cr, Al, Mg, Ta, Zr, Mo, Zn, MoSi, Ca 중 어느 하나 이상의 물질에 대한 산화막, 질화막 또는 불화막을 포함하는 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 성막하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 필터막을 성막하는 공정은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 이빔 증착(Electron Beam Evaporation)법에 의해 반복 적층하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 필터막을 성막하는 공정은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 5층 이상 반복 적층하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 필터막을 성막하는 공정은 굴절률이 서로 다른 두 가지 이상의 막을 반복 적층하여 상기 필터막의 전체 막 두께가 100㎚ 내지 1000㎚가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터막 위, 또는 상기 기판과 상기 필터막 사이, 또는 상기 필터막이 성막된 반대쪽 기판 면 위에, 한 층 이상의 금속막 또는 상기 금속막이 패터닝된 금속막 패턴을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크 또는 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법을 통해 제조된 마스크 블랭크로부터 패턴이 형성된 포토마스크.
  18. 제9항에 기재된 마스크 블랭크로부터 패턴이 형성된 포토마스크.
  19. 제10항에 기재된 마스크 블랭크로부터 패턴이 형성된 포토마스크.
  20. 제16항에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법을 통해 제조된 마스크 블랭크로부터 패턴이 형성된 포토마스크.
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