KR101071471B1 - 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법 - Google Patents

포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101071471B1
KR101071471B1 KR1020087023496A KR20087023496A KR101071471B1 KR 101071471 B1 KR101071471 B1 KR 101071471B1 KR 1020087023496 A KR1020087023496 A KR 1020087023496A KR 20087023496 A KR20087023496 A KR 20087023496A KR 101071471 B1 KR101071471 B1 KR 101071471B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light shielding
shielding film
film
photomask blank
photomask
Prior art date
Application number
KR1020087023496A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080106307A (ko
Inventor
다께유끼 야마다
마사루 미쯔이
Original Assignee
호야 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 호야 가부시키가이샤 filed Critical 호야 가부시키가이샤
Publication of KR20080106307A publication Critical patent/KR20080106307A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101071471B1 publication Critical patent/KR101071471B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/46Antireflective coatings
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80Etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes
    • H01L21/0276Photolithographic processes using an anti-reflective coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0332Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

차광막의 웨트 에칭 특성을 최적화시킴으로써 단면 형상이 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있고, 또한 패턴의 까칠함이 매우 작은 차광막의 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 제공한다. 차광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 마스크 패턴을 마스크로 하여 웨트 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제작 방법에 대응하는 처리용의 포토마스크 블랭크로서, 상기 차광막은, 크롬을 함유하는 재료로 이루어지고, 또한 X선 회절에 의한 CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈가 10㎚ 이하이다. 또한, 상기 차광막을 웨트 에칭 처리에 의해 패터닝하여 상기 기판 상에 차광막 패턴이 형성된 포토마스크를 얻는다.
투광성 기판, 차광막, 레지스트막, 포토마스크 블랭크, 포토마스크

Description

포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법{PHOTOMASK BLANK AND PHOTOMASK, AND THEIR MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 차광막 패턴 형성을 위한 웨트 에칭 처리용에 차광막의 웨트 에칭 특성을 최적화시킨 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, FPD 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크, 이러한 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조 공정에서는, 포토리소그래피법을 이용하여 미세 패턴의 형성이 행해지고 있다. 이 미세 패턴의 형성에는 통상적으로, 포토마스크라고 불리고 있는 기판이 사용된다. 이 포토마스크는, 일반적으로 투광성의 글래스 기판 상에, 금속 박막 등으로 이루어지는 차광성의 미세 패턴을 형성한 것이며, 이 포토마스크의 제조에서도 포토리소그래피법이 이용되고 있다.
포토리소그래피법에 의한 포토마스크의 제조에는, 글래스 기판 등의 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크가 이용된다. 이 포토마스크 블랭크를 이용한 포토마스크의 제조는, 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트막에 대해, 원하는 패턴 노광을 실시하는 노광 공정과, 원하는 패턴 노광에 따라서 상기 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 현상 공정과, 레지스트 패턴을 따라서 상기 차광막을 에칭하는 에칭 공정과, 잔존한 레지스트 패턴을 박리 제거하는 공정을 갖고 행해지고 있다. 상기 현상 공정에서는, 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트막에 대해 원하는 패턴 노광을 실시한 후에 현상액을 공급하여, 현상액에 가용한 레지스트막의 부위를 용해하고, 레지스트 패턴을 형성한다. 또한, 상기 에칭 공정에서는, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 예를 들면 웨트 에칭에 의해, 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 차광막이 노출된 부위를 용해하고, 이에 의해 원하는 마스크 패턴을 투광성 기판 상에 형성한다. 이렇게 하여, 포토마스크가 완성된다.
특허 문헌 1에는, 웨트 에칭에 적합한 마스크 블랭크로서, 투명 기판 상에, 크롬 탄화물을 함유하는 크롬막을 차광막으로서 구비한 포토마스크 블랭크가 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는, 동일하게 웨트 에칭에 적합한 마스크 블랭크로서, 투명 기판 상에, 하프톤 재료막과 금속막의 적층막을 갖고, 이 금속막은 표면측으로부터 투명 기판측을 향하여 에칭 레이트가 상이한 재료로 구성되는 영역이 존재하고 있고, 예를 들면 CrN/CrC의 금속막과 CrON의 반사 방지막으로 이루어지는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크가 기재되어 있다.
그런데, 액정 표시 장치에서의 예를 들면, 컬러 필터나 TFT(박막 트랜지스터) 어레이, 반사판 등의 부품을 제조할 때에 사용되는 포토마스크는, LSI용의 포토마스크에 비해 기판 사이즈가 크다. 따라서, 기판 사이즈가 클수록, 기판 사이즈가 작은 경우에 비해, 제조 원리상의 한계면(제조 방법이나 제조 장치에 유래하 는 한계면)의 요인 및 제조 조건의 변동(프로세스 변동)의 요인에 기초하여, 면 내 및 기판 사이에서 여러 가지 특성(막 조성, 막질, 투과율, 반사율, 광학 농도, 에칭 특성, 기타 광학 특성, 막 두께 등)의 변동이 생기기 쉬워, 이 때문에 면 내 및 기판 사이의 여러 가지 특성이 균일한 것을 얻기 어렵다고 하는 특색이 있다. 이러한 특색은, FPD(플랫 패널 디스플레이)가 한층 더한 다른 대형화ㆍ고정밀화에 수반하여 증장되는 경향이 있다.
최근 액정 표시 장치의 고정밀화에 수반하여, 포토마스크에 형성되는 패턴의 최소 선폭은 2∼3㎛ 정도였던 것이, 1㎛ 정도 이하까지 미세화되어 오고 있다. 그와 같은 상황 하에서, 그 밖의 치수 정밀도(선폭 공차, 토탈 피치 정밀도, 겹침 정밀도)도 보다 엄격해지는 경향이 있다.
또한, 이와 같이 액정 표시 장치의 패턴을 고정밀화하기 위해서는, 미세화된 마스크 패턴의 정밀도가 양호한 패턴 전사를 행할 필요가 있다. 그로 인해, 대형의 기판 전체면에 걸쳐서 형성되는 마스크 패턴에 까칠함이 생기지 않아, 단면 형상이 양호한 것이 요망된다. 예를 들면, 포토마스크에 형성되는 마스크 패턴의 단면 형상은 막 면에 대해 대략 수직 형상인 것이 바람직하다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공고 소62-32782호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특허 제2983020호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
종래, 액정 표시 장치의 제조에 사용되는 포토마스크의 원판으로 되는 포토 마스크 블랭크로서는, 글래스 기판 상에 산화 크롬(CrO)막과 크롬(Cr)막을 적층한 차광막이 형성된 것이나, 글래스 기판 상에 산화 크롬(CrO)막과 크롬(Cr)막과 산화 크롬(CrO)막을 적층한 차광막이 형성된 것을 사용하고 있었다. 또한, 전술한 산화 크롬(CrO)막은 노광광에 대한 막 면의 반사를 저감시키는 반사 방지 기능을 가진 반사 방지막이다.
그리고, 전술한 포토마스크 블랭크를, 질산제2셀륨암모늄과 과염소산과 순수의 에천트를 이용하여, 차광막 상에 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하여 웨트 에칭에 의해 차광막 패턴을 형성하여, 포토마스크를 제작하고 있었다.
그러나, 최근 마스크 패턴의 미세화가 진행되고 있는 상황 하에서는, 종래의 차광막에서는 마스크 패턴의 까칠함(마스크 패턴을 평면에서 보았을 때의 패턴 엣지 러프네스(패턴 엣지의 오목부와 볼록부의 최대 거리))을 무시할 수 없는 상황으로 되고, 또한 단면 형상이 양호(수직)한 패턴이 얻어지지 않는다고 하는 문제가 생겼다. 이 마스크 패턴에서의 까칠함이나, 패턴의 단면 형상은 포토 마스터를 사용하여 액정 표시 장치를 제작한 경우에, 표시 불균일을 일으키는 원인으로 된다.
그래서 본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 차광막의 웨트 에칭 특성을 최적화시킴으로써 단면 형상이 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있고, 또한 패턴의 까칠함이 매우 작은 차광막의 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법을 제공하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
전술한 바와 같이, 종래는 차광막의 막 두께나, 차광막의 깊이 방향에서의 조성 경사 등의 제약으로부터, 웨트 에칭 처리에 의해 형성되는 차광막 패턴의 단면 형상을 양호하게 마무리하는 것이 곤란하다는 문제를 감안하여, 본 발명자는 예의 연구한 결과, 크롬계 차광막을 구성하는 크롬의 결정성과 차광막의 웨트 에칭 특성은 상관 관계가 있는 것을 밝혀내고, 또한 이 크롬의 결정성을 제어함으로써, 차광막의 웨트 에칭 특성을 제어하여, 결과 차광막 패턴의 단면 형상이 양호한 형상으로 되도록 컨트롤할 수 있고, 또한 패턴 까칠함이 매우 작아지는 것을 발견하였다.
즉, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
<구성 1>
투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 마스크 패턴을 마스크로 하여 웨트 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제작 방법에 대응하는 웨트 에칭 처리용의 포토마스크 블랭크로서, 상기 차광막은, 크롬을 함유하는 재료로 이루어지고, 또한 X선 회절에 의한 CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈가 10㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크이다.
<구성 2>
상기 차광막은, X선 회절법에 의해 얻어지는 회절 피크가 CrN(200)인 회절 피크와 Cr(110)인 회절 피크를 갖는 막인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 포토마스크 블랭크이다.
<구성 3>
상기 차광막은, 깊이 방향의 대략 전역에서 질소(N)가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 포토마스크 블랭크이다.
<구성 4>
상기 차광막의 상층부에 산소를 함유하는 반사 방지층을 형성하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크이다.
<구성 5>
상기 포토마스크 블랭크는, FPD 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크이다.
<구성 6>
구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크에서의 상기 차광막을, 웨트 에칭 처리에 의해 패터닝하여 상기 투광성 기판 상에 차광막 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 포토마스크이다.
<구성 7>
투광성 기판 상에, 크롬을 함유하는 재료로 이루어지는 타겟을 이용한 스퍼터링 성막에 의해, 크롬을 함유하는 차광막을 형성하는 공정을 갖는 포토마스크 블랭크의 제조 방법에서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 웨트 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제작 방법에 대응하는 웨트 에칭 처리용의 포토마스크 블랭크로서, 상기 웨트 에칭 처리에 의해 형성되는 차광막 패턴의 단면 형상이 소정의 형상으로 되도록, 상기 차광막을 구성하는 크롬의 결정성을 제어하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법이다.
<구성 8>
상기 차광막을 형성한 후, 그 차광막에 가해지는 열 처리 조건을 조정함으로써 상기 차광막을 구성하는 크롬의 결정성을 제어하는 것을 특징으로 하는 구성 7에 기재된 포토마스크 블랭크의 제조 방법이다.
<구성 9>
상기 열 처리는, 상기 차광막 상에 형성하는 레지스트막 형성 전, 또는 레지스트막 형성 후의 가열 처리인 것을 특징으로 하는 구성 7 또는 8에 기재된 포토마스크 블랭크의 제조 방법이다.
<구성 10>
상기 웨트 에칭 처리에 의해 형성되는 차광막 패턴의 단면 형상이 막 면에 대해 대략 수직으로 되는 형상인 것을 특징으로 하는 구성 7 내지 9 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크의 제조 방법이다.
<구성 11>
상기 포토마스크 블랭크는, FPD 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크인 것을 특징으로 하는 구성 7 내지 10 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크의 제조 방법이다.
<구성 12>
구성 7 내지 11 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 포토마스크 블랭크에서의 상기 차광막을, 웨트 에칭 처리에 의해 패터닝하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.
구성 1에 있는 바와 같이, 본 발명의 포토마스크 블랭크는 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 마스크 패턴을 마스크로 하여 웨트 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제작 방법에 대응하는 웨트 에칭 처리용의 포토마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 크롬을 함유하는 재료로 이루어지고, 또한 X선 회절에 의한 CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈가 10㎚ 이하인 막으로 한다.
이와 같이, 차광막의 결정성을, CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈가 10㎚ 이하로 함으로써, 차광막을 웨트 에칭에 의해 패터닝하였을 때에, 차광막 패턴의 까칠함도 매우 작게 하는 것이 가능해지고, 또한 차광막 패턴의 단면 형상이 양호한 형상으로 된다. 상기 차광막 패턴의 까칠함을 작게 하는 점에서는, CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈가 보다 작은 쪽이 바람직하지만, 차광막 패턴의 단면 형상이나 성막 속도 등의 생산성으로부터는, 결정자 사이즈는 지나치게 작아도 바람직하지 않다. 상기의 점을 고려하면 CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈는, 5㎚ 이상 10㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 구성 2에 있는 바와 같이, 차광막의 결정성은 X선 회절법에 의해 얻어지는 회절 피크가 CrN(200)인 회절 피크와 Cr(110)인 회절 피크를 더 가짐으로써, 차광막 패턴의 형상을 제어하기 쉬워지므로 바람직하다.
또한, 구성 3에 있는 바와 같이, 차광막은 깊이 방향의 전체 영역에서 질소(N)를 함유하는 막으로 함으로써, 웨트 에칭 속도를 높일 수 있어, 차광막 상에 형성하는 레지스트막의 박막화에 대응할 수 있으므로, 보다 미세하면서 고정밀한 차광막 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 구성 4에 있는 바와 같이, 상기 차광막은 그 상층부에 산소를 함유하는 반사 방지층을 형성할 수 있다. 이와 같은 반사 방지층을 형성함으로써, 노광 파장에서의 반사율을 저반사율로 억제할 수 있으므로, 마스크 패턴을 피전사체에 전사할 때에 투영 노광면과의 사이에서 다중 반사를 억제하여, 결상 특성의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 구성 5에 있는 바와 같이, 상기 포토마스크 블랭크는 대형의 기판이며, 기판 전체면에 걸쳐서 차광막 패턴의 치수 정밀도가 요구되는 FPD 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크에 적합하다.
또한, 구성 6에 있는 바와 같이, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크에서의 상기 차광막을, 웨트 에칭 처리에 의해 패터닝하여 형성된 차광막 패턴은 단면 형상이 양호하며, 또한 차광막 패턴의 까칠함이 매우 작은 양호한 포토마스크로 된다.
또한, 구성 7에 있는 바와 같이, 투광성 기판 상에, 크롬을 함유하는 재료로 이루어지는 타겟을 이용한 스퍼터링 성막에 의해, 크롬을 함유하는 차광막을 형성 하는 공정을 갖는 포토마스크 블랭크의 제조 방법에서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 웨트 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제작 방법에 대응하는 웨트 에칭 처리용의 포토마스크 블랭크로서, 상기 웨트 에칭 처리에 의해 형성되는 차광막 패턴의 단면 형상이 소정의 형상으로 되도록, 상기 차광막을 구성하는 크롬의 결정성을 제어한다.
이와 같이, 차광막의 결정성을 제어함으로써, 차광막의 웨트 에칭 특성을 제어할 수 있고, 이에 의해 차광막 패턴의 단면 형상이 양호한 형상으로 되고, 또한 차광막 패턴의 까칠함이 매우 작아지도록 컨트롤할 수 있다.
예를 들면, 구성 8에 있는 바와 같이, 상기 차광막을 형성한 후, 그 차광막에 가해지는 열 처리 조건을 조정함으로써 상기 차광막을 구성하는 크롬의 결정성을 바람직하게 제어할 수 있다.
여기서, 크롬의 결정성은, 예를 들면 CrN(200)의 결정자 사이즈이며, 구성 8에 있는 바와 같이, 상기 차광막을 형성한 후, 그 차광막에 가해지는 열 처리 조건을 조정함으로써, 상기 차광막을 구성하는 크롬의 결정자 사이즈를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 구성 9에 있는 바와 같이, 차광막에 대한 열 처리는, 상기 차광막 상에 형성하는 레지스트막 형성 전, 또는 레지스트막 형성 후의 가열 처리이다. 일반적으로, 포토마스크 블랭크의 제조 공정에서, 차광막 형성 후에, 레지스트막 형성 전에 행해지는 부착력 향상을 목적으로 한 베이크 처리, 또는 레지스트막 형성 후의 프리베이크 처리가 행해진다. 따라서, 이들 가열 처리 조건을 조정함으로써, 차광막을 구성하는 크롬의 결정성(예를 들면 크롬의 결정자 사이즈)을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 구성 10에 있는 바와 같이, 상기 웨트 에칭 처리에 의해 형성되는 차광막 패턴의 단면 형상은, 막 면에 대해 대략 수직으로 되는 형상인 것이 바람직하고, 본 발명에 따르면, 차광막 패턴의 단면 형상을 양호하게 컨트롤할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 구성 11에 있는 바와 같이, 상기 포토마스크 블랭크는 대형의 기판으로서, 기판 전체면에 걸쳐서 차광막 패턴의 치수 정밀도가 요구되는 FPD 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크에 적합하다.
또한, 구성 12에 있는 바와 같이, 구성 7 내지 11 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 포토마스크 블랭크에서의 상기 차광막을, 웨트 에칭 처리에 의해 패터닝하는 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법에 의해, 웨트 에칭 처리에 의해 패터닝하여 형성된 차광막 패턴은 단면 형상이 양호하며, 또한 차광막 패턴의 까칠함이 매우 작은 양호한 포토마스크가 얻어진다.
[발명의 효과]
본 발명에 따르면, 차광막의 결정성을 CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈를 10㎚ 이하로 함으로써, 차광막의 웨트 에칭 특성을 최적화시켜, 차광막 패턴의 단면 형상이 양호한 형상으로 되고, 또한 차광막 패턴의 까칠함도 매우 작게 할 수 있는 포토마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해 얻어지는 포토마스크 블랭크에서의 차광막을 웨트 에칭 처리를 이용하여 패터닝함으로써, 단면 형상이 양호하며, 또한 패턴 까칠함이 매우 작은 양호한 차광막 패턴이 형성된 포토마스크를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의해 얻어지는 포토마스크 블랭크의 일 실시 형태를 도시하는 단면도.
도 2는 포토마스크 블랭크를 이용한 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 단면도.
<부호의 설명>
1 : 투광성 기판
2 : 차광막
3 : 레지스트막
2a : 차광막의 패턴
3a : 레지스트 패턴
10 : 포토마스크 블랭크
20 : 포토마스크
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 상술한다.
도 1은 본 발명에서의 포토마스크 블랭크의 제1 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 1의 포토마스크 블랭크(10)는 투광성 기판(1) 상에 차광막(2)을 갖는 FPD 제작용의 포토마스크 블랭크의 형태의 것이다.
상기 포토마스크 블랭크(10)는, 상기 차광막(2) 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 웨트 에칭 처리에 의해, 상기 차광막(2)을 패터닝하는 포토마스크의 제작 방법에 대응하는 웨트 에칭 처리용의 마스크 블랭크이다. 또한, 상기 차광막(2)은 투광성 기판(1) 상에, 크롬을 함유하는 타겟을 이용한 스퍼터링 성막에 의해 형성되는, 크롬을 함유하는 차광막이다.
여기서, 투광성 기판(1)으로서는, 글래스 기판이 일반적이다. 글래스 기판은 평탄도 및 평활도가 우수하기 때문에, 포토마스크를 사용하여 피전사 기판 상에의 패턴 전사를 행하는 경우, 전사 패턴의 왜곡 등이 생기지 않아 고정밀도의 패턴 전사를 행할 수 있다.
본 발명에서, 상기 차광막(2)은 웨트 에칭 처리에 의해 형성되는 차광막 패턴의 까칠함이 매우 작고, 또한 단면 형상이 소정의 형상으로 되도록, 상기 차광막(2)을 구성하는 크롬의 결정성을, CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈를 10㎚ 이하로 되도록 하고 있다. 또한, 바람직하게는, 상기 결정자 사이즈 외에 차광막 패턴의 형상 제어성을 높이기 위해, 차광막(2)을 구성하는 크롬의 결정성을 X선 회절법에 의해 얻어지는 회절 피크가, CrN(200)인 회절 피크와 Cr(110)인 회절 피크로 되도록 하고 있다.
이와 같은, 결정성을 갖는 차광막(2)으로 함으로써, 차광막(2)의 웨트 에칭 특성을 제어할 수 있고, 이에 의해 차광막 패턴의 단면 형상이 양호하며, 또한 차 광막 패턴의 까칠함을 매우 작게 할 수 있다.
차광막(2)을 구성하는 크롬의 결정성은, 예를 들면 상기 차광막(2)을 형성한 후, 그 차광막(2)에 가해지는 열 처리 조건을 조정함으로써 제어할 수 있다.
또한, 차광막(2)에 대한 열 처리는, 예를 들면 차광막(2) 상에 형성하는 레지스트막 형성 전, 또는 레지스트막 형성 후의 가열 처리이다. 일반적으로, 포토마스크 블랭크의 제조 공정에서, 차광막 형성 후에, 레지스트막 형성 전에 행해지는 부착력 향상을 목적으로 한 베이크 처리, 또는 레지스트막 형성 후의 프리베이크 처리가 행해진다. 따라서, 이들 가열 처리 조건을 조정함으로써, 차광막을 구성하는 크롬의 결정성을 제어하는 것이 바람직하다.
차광막(2)의 결정성을 X선 회절에 의한 CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈를 10㎚ 이하로 하고, 또한 X선 회절법에 의해 얻어지는 회절 피크가 CrN(200)인 회절 피크와 Cr(110)인 회절 피크를 갖는 막으로 하기 위해서는, 적어도 차광막(2)은 크롬과 질소를 함유하는 재료, 더욱 바람직하게는 크롬과 질소와 탄소를 함유하는 재료, 더욱 바람직하게는 크롬과 질소와 탄소와 산소를 함유하는 재료로 하고, 가열 처리 조건으로서는 80℃ 이상 180℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이상 150℃ 이하의 가열 온도로 가열 처리함으로써 얻어진다.
전술한 바와 같이, 웨트 에칭 처리에 의해 형성되는 차광막 패턴의 단면 형상은, 막 면에 대해 대략 수직으로 되는 형상인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 차광막(2)의 결정성을 제어함으로써, 차광막(2)의 웨트 에칭 특성을 제어할 수 있다. 그 결과, 차광막 패턴의 단면 형상이 상기의 양호한 형상으로 되고, 차광막 패턴의 까칠함이 매우 작아지도록 컨트롤 할 수 있으므로, 본 발명은 바람직하다.
구체적인 차광막(2)의 재료로서는 크롬과 질소를 함유하는 재료를 들 수 있고, 차광막(2) 내에 함유되는 크롬(Cr)의 함유량을 1로 하였을 때에, 깊이 방향에서 질소(N)의 함유량이 0.5 이상인 영역과, 질소(N)의 함유량이 0.5 미만인 영역이 존재하도록 한다. 예를 들면, 차광막으로서는 투광성 기판측에서 크롬(Cr)의 함유량을 1로 하였을 때에 질소(N)의 함유량이 0.5 미만인 층과, 질소(N)의 함유량이 0.5 이상으로 되는 층의 적층막이나, 투광성 기판측으로부터 크롬(Cr)의 함유량을 1로 하였을 때에 질소(N)의 함유량이 0.5 이상으로 되는 층과, 질소(N)의 함유량이 0.5 미만으로 이루어지는 층과, 질소(N)의 함유량이 0.5 이상으로 되는 층의 적층막이나, 투광성 기판측으로부터 크롬(Cr)의 함유량을 1로 하였을 때에 질소(N)의 함유량이 0.5 이상으로 되는 층과, 질소(N)의 함유량이 0.5 미만으로 이루어지는 층의 적층막을 들 수 있다. 또한, 차광막이 적층막인 경우에, 차광막 내에 함유되는 크롬(Cr)이나 질소(N)는, 단계적으로 변화하여도 되고, 연속적으로 변화하여도 된다.
또한, 차광막(2)에는, 또한 산소, 탄소, 불소 등의 첨가 원소를 함유하여도 된다.
전술한 차광막에서의 적층막 내에서도, FPD의 제조용에 사용되는 330㎜×450㎜ 이상의 대형의 기판 전체면에 걸쳐서 마스크 패턴에 까칠함이 생기지 않아, 단면 형상이 양호하게 되는 차광막 패턴을 웨트 에칭에 의해 형성하기 위해서는, 차광막의 재료는 크롬과 질소를 함유하는 재료로 하고, 투광성 기판측으로부터 크 롬(Cr)의 함유량을 1로 하였을 때에 질소(N)의 함유량이 0.5 미만인 층과, 질소(N)의 함유량이 0.5 이상으로 되는 층의 적층막으로 하는 것이 바람직하다.
상기 차광막(2)의 형성 방법은, 특별히 제약할 필요는 없지만, 그 중에서도 스퍼터링 성막법이 바람직하게 들 수 있다. 스퍼터링 성막법에 의하면, 균일하고 막 두께가 일정한 막을 형성할 수 있으므로, 본 발명에는 바람직하다. 투광성 기판(1) 상에, 스퍼터링 성막법에 의해 상기 차광막(2)을 성막하는 경우, 스퍼터 타겟으로서 크롬(Cr) 타겟을 이용하고, 쳄버 내에 도입하는 스퍼터 가스는 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스에 산소, 질소 혹은 이산화탄소, 일산화질소 등의 가스를 혼합한 것을 이용한다. 아르곤 가스 등의 불활성 가스에 산소 가스 혹은 이산화탄소 가스를 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면, 크롬에 산소를 함유하는 차광막을 형성할 수 있고, 아르곤 가스 등의 불활성 가스에 질소 가스를 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면, 크롬에 질소를 함유하는 차광막을 형성할 수 있고, 또한 아르곤 가스 등의 불활성 가스에 일산화질소 가스를 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면, 크롬에 질소와 산소를 함유하는 차광막을 형성할 수 있다. 또한, 아르곤 가스 등의 불활성 가스에 메탄 가스를 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면, 크롬에 탄소를 함유하는 차광막을 형성할 수 있다.
상기 차광막(2)의 막 두께는, 노광광에 대해 광학 농도가 예를 들면 3.0 이상으로 되도록 설정된다. 구체적으로는, FPD 디바이스를 제조할 때에 사용되는 초고압 수은 등을 노광 광원으로 하였을 때에, 상기 차광막(2)의 막 두께는 200㎚ 이하인 것이 바람직하다. 막 두께가 200㎚를 초과하면, 차광막(2)의 기판면 내에서 의 막 두께 변동이 커지는 경향으로 되어, 차광막 패턴의 패턴 정밀도가 악화되므로 바람직하지 않다. 또한, 차광막(2)의 막 두께의 하한에 대해서는, 원하는 광학 농도가 얻어지는 한에서는 얇게 할 수 있다.
또한, 상기 차광막(2)은, 전술한 바와 같이 적층막과 같은 다층인 것에 한정되지 않고, 단층이어도 된다. 예를 들면, 차광막(2)이 적층막인 경우에, 표층부(상층부)에 반사 방지 기능을 갖게 하여도 된다. 그 경우, 반사 방지 기능을 가진 반사 방지층으로서는, 예를 들면 CrO, CrCO, CrNO, CrCON 등의 재료를 바람직하게 들 수 있다. 반사 방지층을 형성함으로써, 노광 파장에서의 반사율을 예를 들면, 20% 이하, 바람직하게는 15% 이하로 억제할 수 있으므로, 마스크 패턴을 피전사체에 전사할 때에 투영 노광면과의 사이에서 다중 반사를 억제하여, 결상 특성의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 반사 방지층은 필요에 따라서 투광성 기판측에도 형성하여도 된다.
또한, 상기 차광막(2)은 크롬과, 예를 들면 산소, 질소, 탄소 등의 원소의 함유량이 깊이 방향에서 상이하며, 표층부의 반사 방지층과, 그 이외의 층(차광층)에서 단계적, 또는 연속적으로 조성 경사진 조성 경사막으로 하여도 된다. 이와 같은 차광막을 조성 경사막으로 하기 위해서는, 예를 들면 전술한 스퍼터링 성막 시의 스퍼터 가스의 종류(조성)를 성막 중에 적절하게 절환하는 방법이 바람직하다.
또한, 포토마스크 블랭크로서는, 후술하는 도 2의 (a)에 있는 바와 같이, 상기 차광막(2) 상에, 레지스트막(3)을 형성한 형태이어도 무방하다. 레지스트막(3) 의 막 두께는, 차광막의 패턴 정밀도(CD 정밀도)를 양호하게 하기 위해서는, 가능한 한 얇은 쪽이 바람직하다. 레지스트막의 막 두께의 하한은, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막(2)을 웨트 에칭하였을 때에, 레지스트막이 잔존하도록 설정된다.
다음으로, 도 1에 도시한 포토마스크 블랭크(10)를 이용한 포토마스크의 제조 방법을 설명한다.
이 포토마스크 블랭크(10)를 이용한 포토마스크의 제조 방법은 포토마스크 블랭크(10)의 차광막(2)을, 웨트 에칭을 이용하여 패터닝하는 공정을 갖고, 구체적으로는 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성된 레지스트막에 대해, 원하는 패턴 노광(패턴 묘화)을 실시하는 공정과, 원하는 패턴 노광에 따라서 상기 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 레지스트 패턴을 따라서 상기 차광막을 에칭하는 공정과, 잔존한 레지스트 패턴을 박리 제거하는 공정을 갖는다.
도 2는, 포토마스크 블랭크(10)를 이용한 포토 마스터의 제조 공정을 순서대로 도시하는 단면도이다.
도 2의 (a)는, 도 1의 포토마스크 블랭크(10)의 차광막(2) 상에 레지스트막(3)을 형성한 상태를 도시하고 있다. 또한, 레지스트 재료로서는 포지티브형 레지스트 재료이어도, 네가티브형 레지스트 재료이어도 이용할 수 있다.
다음으로, 도 2의 (b)는 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성된 레지스트막(3)에 대해, 원하는 패턴 노광(패턴 묘화)을 실시하는 공정을 도시한다. 패턴 노광은, 레이저 묘화 장치 등을 이용하여 행해진다. 전술한 레지스트 재료는, 레이저 에 대응하는 감광성을 갖는 것이 사용된다.
다음으로, 도 2의 (c)는, 원하는 패턴 노광에 따라서 레지스트막(3)을 현상하여 레지스트 패턴(3a)을 형성하는 공정을 도시한다. 그 공정에서는, 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성한 레지스트막(3)에 대해 원하는 패턴 노광을 실시한 후에 현상액을 공급하여, 현상액에 가용한 레지스트막의 부위를 용해하고, 레지스트 패턴(3a)을 형성한다.
웨트 에칭 시 사용하는 에칭 액으로서는, 일반적으로 질산제2셀륨암모늄에 과염소산을 가한 수용액이 사용된다. 에칭액의 농도나 온도, 처리 시간 등의 웨트 에칭의 조건은 차광막의 패턴 단면 특성 등으로부터 적절히 설정된다.
도 2의 (e)는, 잔존한 레지스트 패턴(3a)을 박리 제거함으로써 얻어진 포토마스크(20)를 도시한다. 이렇게 하여, 본 발명에 의해, 단면 형상이 양호한 차광막 패턴이 정밀도 좋게 형성된 포토마스크가 완성된다.
또한, 본 발명은 이상 설명한 실시 형태에는 한정되지 않는다. 즉, 투광성 기판 상에 차광막을 형성한, 소위 바이너리 마스크용 포토마스크 블랭크에 한정되지 않고, 투광성 기판 상에 노광광을 차광하는 차광부와, 노광광을 투과하는 투과부와, 반투광성 영역인 그레이톤부를 갖는 그레이톤 마스크용 포토마스크 블랭크이어도 된다. 그레이톤부는, 노광광에 대해 원하는 투과율로 되도록 재료 선정된 반투광성막이어도 되고, 혹은 차광막과 동일한 재료이며, 노광광의 해상 한계 이하의 미세한 차광막 패턴이어도 된다. 반투광성막 패턴이 형성된 그레이톤 마스크는, 반투광성막 패턴이 차광막 패턴 하에 형성되는 반투광성막 하부 배치 타입의 그레 이톤 마스크나, 반투광성막 패턴이 차광막 패턴 상에 형성되는 반투광성막 상부 배치 타입의 그레이톤 마스크이어도 무방하다.
또한, 본 발명에서, 투광성 기판으로서는, 일반적으로 글래스 기판을 들 수 있고, 합성 석영 글래스 기판, 소다 라임 글래스 기판, 무알카리 유리 기판 등을 들 수 있다.
또한, FPD 디바이스를 제조하기 위한 투광성 기판으로서는, 예를 들면 330㎜×450㎜로부터 1400㎜×1600㎜의 대형 사이즈의 기판을 말한다.
또한, 본 발명에서, FPD 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크 및 포토마스크로서는, LCD(액정 디스플레이), 플라즈마 디스플레이, 유기 EL(일렉트로루미네센스) 디스플레이 등의 FPD 디바이스를 제조하기 위한 마스크 블랭크 및 포토마스크를 들 수 있다.
여기서, LCD 제조용 마스크에는 LCD의 제조에 필요한 모든 포토마스크가 포함되고, 예를 들면, TFT(박막 트랜지스터), 특히 TFT 채널부나 컨택트홀부, 저온 폴리실리콘 TFT, 컬러 필터, 반사판 등을 형성하기 위한 포토마스크가 포함된다. 다른 표시 디바이스 제조용 마스크에는 유기 EL(일렉트로루미네센스) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 제조에 필요한 모든 포토마스크가 포함된다.
<실시예>
이하, 실시예에 의해, 본 발명의 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명한다. 아울러, 실시예에 대한 비교예에 대해서도 설명한다.
<실시예 1>
대형 글래스 기판(합성 석영 10㎜ 두께, 사이즈 850㎜×1200㎜) 상에 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용하고, 막 표면에 반사 방지막이 형성된 차광막의 성막을 행하였다. 성막은, 대형 인라인 스퍼터링 장치 내에 연속해서 배치된 각 스페이스(스퍼터실)에 Cr 타겟을 각각 배치하고, 우선 가스와 N2 가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막을, 또한 Ar 가스와 CH4 가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막을, 또한 Ar 가스와 NO 가스를 스퍼터링 가스로서 CrON막을 연속 성막하여, FPD용 대형 포토마스크 블랭크를 제작하였다. 차광막은 초고압 수은 램프의 파장인 i선(365㎚)으로부터 g선(436㎚)에서, 광학 농도에서 3.5로 되는 막 두께로 하였다. 차광막이 형성된 글래스 기판을 핫플레이트에 재치하고, 130℃, 10분간 가열 처리를 행하였다. 가열 처리를 끝낸 차광막에 대해, 러더퍼드 후방 산란 분석(RBS)에 의해 깊이 방향에서의 질소의 비율을 측정한 바, 글래스 기판측으로부터 크롬(Cr)의 함유량을 1로 하였을 때에 질소(N)의 함유량이 0.5 미만인 층과, 질소(N)의 함유량이 0.5 이상으로 되는 층의 적층막이며, 질소가 차광막의 표면측으로부터 글래스 기판측에 따라서, 연속적으로 감소하고 있는 막인 것이 확인되었다.
또한, 이 차광막에 대해서 X선 회절법에 의해 결정성을 측정하였다. 그 결과, 얻어진 차광막은 CrN(200)의 회절 피크와 Cr(110)의 회절 피크가 확인되고, CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈는 8㎚이었다. 또한, 결정자 사이즈는, 이하에 나타내는 셰러식을 이용하여 산출하였다.
결정자 사이즈(㎚)=0.9λ/βcosθ
β=(βe 2o 2)1/2
여기서, λ:0.15418㎚
β:회절 피크의 반값 폭의 보정값(rad)
β:회절 피크의 반값 폭의 측정값
β:반값 폭의 장치 상수(0.12°)
θ:블랭크각(회절각 2θ의 1/2)으로 하였다.
다음으로, 상기에서 제작한 FPD용 대형 포토마스크 블랭크를 이용하고, 세정 처리(순수, 상온) 후, 상기 차광막 상에 레이저 묘화용 포토레지스트(막 두께 1㎛)를 도포한 후, 가열 처리하였다. 다음으로, 상기 레이저 묘화용 포토레지스트에 대해, 소정의 패턴을 레이저 묘화한 후, 현상 처리에 의해 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 차광막을 웨트 에칭에서 패터닝하여, 5㎛ 폭의 통상 패턴과, 1㎛ 폭의 그레이톤 패턴(대형 FPD용 노광기의 해상 한계 이하의 미세 차광 패턴 및 미세 투과부로 이루어지는 패턴)을 갖는 FPD용 대형 포토마스크를 제작하였다.
이 FPD용 대형 포토마스크에 형성된 차광막의 패턴을, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 바, 어느 쪽의 차광막 패턴에 대해서도, 패턴을 평면에서 보았을 때의 패턴 엣지의 요철(까칠함)은 0.1㎛ 미만으로 양호하였다. 또한, FPD용 대형 포토마스크의 면 내의 패턴 선폭 균일성도 양호하였다. 또한, 차광막의 패턴의 단면 형상을 관찰한 바, 단면 형상이 수직으로 양호하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서, 차광막 성막 후의 가열 처리 온도를 170℃로 한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 FPD용 대형 포토마스크 블랭크 및 FPD용 대형 포토마스크를 제작하였다. FPD용 대형 포토마스크 블랭크에서의 차광막의 결정성을 X선 회절법에 의해 측정한 바, CrN(200)의 회절 피크와 Cr(110)의 회절 피크가 확인되고, CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈는 10㎚이었다. 또한, FPD용 대형 포토마스크의 차광막 패턴에 대해서도, 패턴을 평면에서 보았을 때의 패턴 엣지의 요철(까칠함)은 0.1㎛ 미만으로 양호하였다. 또한, FPD용 대형 포토마스크의 면 내의 패턴 선폭 균일성도 양호하였다. 또한, 차광막의 패턴의 단면 형상을 관찰한 바, 단면 형상이 수직으로 양호하였다.
<비교예>
대형 글래스 기판(합성 석영 10㎜ 두께, 사이즈 850㎜×1200㎜ 상에 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용하고, 막 표면에 반사 방지막이 형성된 차광막의 성막을 행하였다. 성막은 대형 인라인 스퍼터링 장치 내에 연속해서 배치된 각 스페이스(스퍼터실)에 Cr 타겟을 각각 배치하고, 우선 가스와 CO2 가스를 스퍼터링 가스로서 CrO막을, 또한 Ar 가스와 O2 가스와 N2 가스를 스퍼터링 가스로서 CrON막을 연속 성막하여, FPD용 대형 포토마스크 블랭크를 제작하였다. 차광막은 초고압 수은 램프의 파장인 i선(365㎚)으로부터 g선(436㎚)에서, 광학 농도에서 3.5로 되는 막 두께로 하였다. 차광막이 형성된 글래스 기판에 대해, 가열 처리를 행하지 않았다. 이 차광막에 대해, 러더퍼드 후방 산란 분석(RBS)에 의해 깊이 방향에서의 질소의 비율을 측정한 바, 글래스 기판측으로부터 크롬(Cr)의 함유량을 1로 하였을 때에 질소(N)의 함유량이 0.5 미만인 층과, 질소(N)의 함유량이 0.5 이상으로 되는 층의 적층막으로서, 질소가 차광막의 표면측으로부터 글래스 기판측을 향하여 단계적으로 감소하고 있는 막인 것이 확인되었다.
또한, 이 차광막에 대해, X선 회절법에 의해 결정성을 측정하였다. 그 결과, 얻어진 차광막은, 실질적으로 CrN(200)의 회절 피크만 확인되고, CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈는 11㎚이었다.
다음으로, 상기 실시예 1과 마찬가지로, FPD용 대형 포토마스크를 제작하였다.
이 FPD용 대형 포토마스크에 형성된 차광막의 패턴을, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 바, 어느 쪽의 차광막 패턴에 대해서도, 패턴을 평면에서 보았을 때의 패턴 엣지의 요철(까칠함)은 0.1㎛를 훨씬 초과하였다. 또한, FPD용 대형 포토마스크의 면 내의 패턴 선폭 균일성은 악화되어, 차광막의 패턴의 단면 형상을 관찰한 바, 기판측의 패턴 폭이 작고, 표면측의 패턴 폭이 큰 패턴 형상으로 되어, 패턴 형상도 악화되는 결과로 되었다.
상기의 실시예 1, 2, 비교예의 FPD용 대형 포토마스크를 이용하여, FPD 디바이스를 제작하고, 표시 불균일을 확인한 바, 실시예 1, 2의 FPD용 대형 포토마스크를 이용하여 제작한 FPD 디바이스에는 표시 불균일은 없었지만, 비교예 1의 FPD용 대형 포토마스크를 이용하여 제작한 FPD 디바이스에는 포토마스크의 그레이톤 패턴 부에서의 까칠함이 원인이라고 생각되는 표시 불균일이 있는 것이 확인되었다.

Claims (12)

  1. 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 FPD 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크에서,
    상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 마스크 패턴을 마스크로 하여 웨트 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제작 방법에 대응하는 웨트 에칭 처리용의 포토마스크 블랭크로서,
    상기 차광막은, 크롬을 함유하는 재료로 이루어지고,
    X선 회절법에 의해 얻어지는 회절 피크가 CrN(200)인 회절 피크와 Cr(110)인 회절 피크를 갖고, 크롬의 함유량을 1로 할 때 깊이 방향에서 질소 함유량이 0.5 이상인 영역과 질소 함유량이 0.5 미만인 영역이 존재하는 막이며,
    상기 CrN(200)의 회절 피크로부터 산출되는 결정자 사이즈가 0nm 초과 10㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은, 깊이 방향의 전역에서 질소(N)가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차광막의 상층부에 산소를 함유하는 반사 방지층을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 기판과 상기 차광막 사이에, 노광광에 대해 소정의 투과율을 갖는 반투광성막을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은, 크롬의 함유량을 1로 했을 때 질소의 함유량이 0.5 미만인 층과 크롬의 함유량을 1로 했을 때의 질소의 함유량이 0.5 이상이 되는 층이 유리 기판측으로부터 적층된 적층막이며, 상기 차광막의 질소 함유량은, 표면측으로부터 유리 기판측을 향해 연속적으로 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광막의 크롬 및 질소의 각각의 함유량은, 러더퍼드 후방 산란 분석에 의해서 측정된 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  7. 제1항의 포토마스크 블랭크에서의 상기 차광막을, 웨트 에칭 처리에 의해 패터닝하여 상기 투광성 기판 상에 차광막 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  8. 제1항에 기재된 포토마스크 블랭크를 제조하기 위한 제조 방법으로서,
    차광막에 대하여 열 처리를 실시하는 공정을 포함하며,
    상기 열 처리를 실시하는 공정은, 열 처리 조건을 조정함으로써 상기 차광막을 구성하는 크롬의 결정성을 제어하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열 처리를 실시하는 공정은, 상기 차광막 상에 형성하는 레지스트막 형성 전, 또는 레지스트막 형성 후의 가열 처리인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 웨트 에칭 처리에 의해 형성되는 차광막 패턴의 단면 형상이 막 면에 대해 수직으로 되는 형상인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은, 노광광에 대한 광학 농도가 3.0 이상인 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
  12. 삭제
KR1020087023496A 2006-02-28 2007-02-26 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법 KR101071471B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-00052621 2006-02-28
JP2006052621 2006-02-28

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107023098A Division KR101248740B1 (ko) 2006-02-28 2007-02-26 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080106307A KR20080106307A (ko) 2008-12-04
KR101071471B1 true KR101071471B1 (ko) 2011-10-10

Family

ID=38459016

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087023496A KR101071471B1 (ko) 2006-02-28 2007-02-26 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법
KR1020107023098A KR101248740B1 (ko) 2006-02-28 2007-02-26 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107023098A KR101248740B1 (ko) 2006-02-28 2007-02-26 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5412107B2 (ko)
KR (2) KR101071471B1 (ko)
TW (1) TWI417645B (ko)
WO (1) WO2007099910A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390007B1 (ko) * 2002-02-05 2003-07-04 주식회사 엔비자인 미네랄이 보존되는 나노여과 정수방법
JP2008203373A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Clean Surface Gijutsu:Kk ハーフトーンブランクス及びハーフトーンブランクスの製造方法
JP6594742B2 (ja) * 2014-11-20 2019-10-23 Hoya株式会社 フォトマスクブランク及びそれを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
JP6301383B2 (ja) * 2015-03-27 2018-03-28 Hoya株式会社 フォトマスクブランク及びこれを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
JP6540278B2 (ja) * 2015-06-29 2019-07-10 大日本印刷株式会社 光学素子の製造方法
JP7113724B2 (ja) * 2017-12-26 2022-08-05 Hoya株式会社 フォトマスクブランクおよびフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
WO2020261986A1 (ja) * 2019-06-27 2020-12-30 Hoya株式会社 薄膜付基板、多層反射膜付基板、反射型マスクブランク、反射型マスク及び半導体装置の製造方法
JP7154626B2 (ja) * 2019-11-26 2022-10-18 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスク、及び半導体デバイスの製造方法
KR102444967B1 (ko) * 2021-04-29 2022-09-16 에스케이씨솔믹스 주식회사 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100424853B1 (ko) * 1998-07-31 2004-03-27 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크, 포토마스크, 이들의 제조방법 및미세패턴의 형성방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2699518B2 (ja) * 1989-02-14 1998-01-19 凸版印刷株式会社 フオトマスクおよびフオトマスクブランク
JP2785313B2 (ja) * 1989-04-05 1998-08-13 凸版印刷株式会社 フオトマスクブランクおよびフオトマスク
JPH05297570A (ja) * 1992-04-20 1993-11-12 Toppan Printing Co Ltd フォトマスクブランクの製造方法
JPH07118829A (ja) * 1993-10-19 1995-05-09 Nissin Electric Co Ltd 窒化クロム膜被覆基体及びその製造方法
TW350933B (en) * 1996-11-23 1999-01-21 Lg Semicon Co Ltd X-ray absorbing layer in the X-ray mask and the manufacturing method
JPH11172426A (ja) * 1997-12-05 1999-06-29 Ulvac Corp 薄膜の結晶配向性制御成膜法
JP4256038B2 (ja) * 1999-09-21 2009-04-22 株式会社東芝 熱処理方法
JP2002189280A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Hoya Corp グレートーンマスク及びその製造方法
JP4158885B2 (ja) * 2002-04-22 2008-10-01 Hoya株式会社 フォトマスクブランクの製造方法
WO2004051369A1 (ja) * 2002-12-03 2004-06-17 Hoya Corporation フォトマスクブランク、及びフォトマスク
JP3934115B2 (ja) * 2003-03-26 2007-06-20 Hoya株式会社 フォトマスク用基板、フォトマスクブランク、及びフォトマスク
JP2005101226A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Hoya Corp 基板保持装置,基板処理装置,基板検査装置及び基板保持方法
JP2005317929A (ja) * 2004-03-29 2005-11-10 Hoya Corp ポジ型レジスト膜の剥離方法及び露光用マスクの製造方法、並びにレジスト剥離装置
EP1584979A1 (en) * 2004-04-08 2005-11-15 Schott AG Mask blank having a protection layer
JP4361830B2 (ja) * 2004-05-13 2009-11-11 信越化学工業株式会社 レジストパターン寸法の面内分布の評価方法、フォトマスクブランクの製造方法、フォトマスクブランク、及びレジストパターン形成工程の管理方法
KR20070039910A (ko) * 2004-06-02 2007-04-13 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크 및 그 제조 방법과 전사 플레이트의제조방법
JP2005010814A (ja) * 2004-10-01 2005-01-13 Hoya Corp グレートーンマスク及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100424853B1 (ko) * 1998-07-31 2004-03-27 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크, 포토마스크, 이들의 제조방법 및미세패턴의 형성방법

Also Published As

Publication number Publication date
TWI417645B (zh) 2013-12-01
TW200739247A (en) 2007-10-16
KR101248740B1 (ko) 2013-03-28
JPWO2007099910A1 (ja) 2009-07-16
JP5412107B2 (ja) 2014-02-12
KR20100124333A (ko) 2010-11-26
WO2007099910A1 (ja) 2007-09-07
KR20080106307A (ko) 2008-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101071471B1 (ko) 포토마스크 블랭크 및 포토마스크와 그들의 제조 방법
KR101503932B1 (ko) 포토마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 포토마스크의 제조방법과 반도체 장치의 제조 방법
KR101024477B1 (ko) 마스크 블랭크 및 포토마스크
TWI453533B (zh) 空白罩幕以及光罩
KR101145453B1 (ko) 마스크 블랭크 및 포토마스크
EP2657764B1 (en) Manufacturing method of a photomask blank
TW201908125A (zh) 光罩基底及其製造方法、光罩之製造方法、以及顯示裝置製造方法
JP2007188069A (ja) マスクブランクおよび階調マスク
KR20190008110A (ko) 포토마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법, 그리고 표시 장치의 제조 방법
KR101401248B1 (ko) 마스크 블랭크 및 포토마스크
KR100561895B1 (ko) 하프-톤형 위상 시프팅 마스크 블랭크의 제조 방법
WO2007074810A1 (ja) マスクブランク及びフォトマスク
KR20180082395A (ko) 포토마스크 블랭크
JP7154626B2 (ja) マスクブランク、転写用マスク、及び半導体デバイスの製造方法
KR101174959B1 (ko) 포토마스크, 포토마스크용 블랭크, 포토마스크의 제조 방법, 및 패턴 전사 방법
KR101543288B1 (ko) 다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법
CN110456608A (zh) 相移空白掩膜和光掩膜
KR101321188B1 (ko) 포토마스크, 포토마스크용 블랭크, 포토마스크의 제조 방법, 및 패턴 전사 방법
JP6528877B2 (ja) フォトマスクブランクの製造方法
KR20170073232A (ko) 다계조 포토마스크

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140901

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150827

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160831

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170830

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180920

Year of fee payment: 8