KR101156658B1 - 다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법 - Google Patents

다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법 Download PDF

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Abstract

투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 이루어진다. 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 제어되고, 또한 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율이 제어된 것이다.
다색파 노광, 노광광의 투과율, 다계조 포토마스크

Description

다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법{MULTI-GRAY SCALE PHOTOMASK, PHOTOMASK BLANK AND PATTERN TRANSCRIPTION METHOD}
본 발명은 다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법 등에 관한 것이다.
근래 대형 FPD(플랫 패널 디스플레이)용 포토마스크의 분야에 있어서, 반투광성 영역(소위 그레이톤부)을 갖는 다계조 포토마스크(소위 그레이톤 마스크)를 이용하여 마스크 매수를 삭감하는 시도가 이루어지고 있다(예를 들어 월간 FPD Intelligence, p.31-35, 1999년 5월 참조).
여기에서 다계조 포토마스크는 도 11(1) 및 도 12(1)에 나타내는 바와 같이, 투광성 기판(5) 상에, 노광광을 차광하는 차광부(1)와, 노광광을 투과하는 투광부(2)와, 노광광을 일부 투과하는 반투광부(3)를 갖는다. 반투광부(3)는 차광부와 투광부의 중간적인 투과율을 얻기 위한 영역이며, 예를 들어 도 11(1)에 나타내는 바와 같이 차광부와 투광부의 중간적인 투과율을 갖는 반투광막(3a')을 형성한 영역, 혹은 도 12(1)에 나타내는 바와 같이 다계조 포토마스크를 사용(탑재)하여 패턴 전사를 실시하는 대형 FPD용 노광기의 해상 한계 이하의 미세 차광 패턴(3a) 및 미세 투과부(3b)(소위 그레이톤 패턴)를 형성한 영역이다. 반투광부(3)는 이들의 영역을 투과하는 노광광의 투과량을 저감하여 이 영역에 의한 조사량을 저감해 관계되는 영역에 대응하는 포토레지스트의 현상 후에 감소한 막의 막 두께를 원하는 값으로 제어하는 것을 목적으로 형성된다.
대형 다계조 포토마스크를 미러 프로젝션 방식이나 렌즈를 사용한 렌즈 프로젝션 방식의 대형 노광장치에 탑재하여 사용하는 경우, 반투광부(3)를 통과한 노광광은 전체로서 노광량이 부족해지기 때문에 이 반투광부(3)를 통하여 노광한 포지티브형 포토레지스트는 막 두께가 얇아지는 것만으로 기판 상에 남는다. 즉 레지스트는 노광량의 차이에 의해서 통상의 차광부(1)에 대응하는 부분과 반투광부(3)에 대응하는 부분에서 현상액에 대한 용해성에 차이가 생기기 때문에, 현상 후의 레지스트형상은 도 11(2) 및 도 12(2)에 나타내는 바와 같이, 통상의 차광부(1)에 대응하는 부분(1')이 예를 들어 약 1㎛, 반투광부(3)에 대응하는 부분(3')이 예를 들어 약 0.4～0.5㎛, 투광부(2)에 대응하는 부분은 레지스트가 없는 부분(2')이 된다. 그리고 레지스트가 없는 부분(2')에서 피가공 기판의 제 1 에칭을 실시하여 반투광부(3)에 대응하는 얇은 부분(3')의 레지스트를 애싱(ashing) 등에 의해서 제거하여 이 부분에서 제 2 에칭을 실시함으로써 1매의 마스크로 종래의 마스크 2매분의 공정을 실시하여 마스크 매수를 삭감한다.
그런데 마이크로프로세서, 반도체메모리, 시스템LSI 등의 반도체 디바이스를 제조하기 위한 LSI용 마스크는 최대라고 해도 6인치각 정도로 상대적으로 소형으로서, 스테퍼(숏-스테프 노광)방식에 의한 축소투영 노광장치에 탑재되어 사용되는 일이 많다. 또 LSI용 마스크에서는 렌즈계에 의한 색수차 배제 및 그것에 의한 해상성 향상의 관점에서 단색의 노광광이 사용된다. 이 LSI용 마스크에 대한 단색의 노광파장의 단파장화는 초고압 수은등(燈)의 g선(436nm), i선(365nm), KrF엑시머레이저(248nm), ArF엑시머레이저(193nm)로 진행되어 오고 있다.
또 LSI용 마스크를 제조하기 위한 소형 마스크 블랭크에 있어서는 높은 에칭정밀도가 필요하기 때문에 드라이 에칭에 의해서 마스크 블랭크 상에 형성된 박막의 패터닝이 실시된다.
이에 대해, FPD용 대형 마스크는 예를 들어 330mm×450mm부터 1220mm×1400mm로 상대적으로 대형으로서, 미러 프로젝션 방식이나 렌즈를 사용한 렌즈 프로젝션 방식의 노광장치에 탑재되어 사용되는 일이 많다. 또 FPD용 대형 마스크를 미러 프로젝션(스캐닝 노광방식에 의한 등배 투영 노광)방식의 노광장치에 탑재하여 사용하는 경우, (Ⅰ) 반사광학계만으로 마스크를 통한 노광이 실시되므로 LSI용 마스크와 같이 렌즈계의 개재에 의거하여 생기는 색수차는 문제가 되지 않는 것, 및 (Ⅱ) 현상에서는 다색파 노광의 영향(투과광이나 반사광에 의거하는 간섭이나, 색수차의 영향 등)을 현념하기 보다도 단색파 노광에 비해 큰 노광광 강도를 확보 할 수 있는 다색파 노광쪽이 종합적인 생산면에서 유리하기 때문에 초고압 수은등의 i~g선의 넓은 대역을 이용하여 다색파 노광을 실시하고 있다. 또 FPD용 대형 마스크를 렌즈방식의 대형 노광장치에 탑재하여 사용하는 경우에도, 상기 (Ⅱ)에 기재한 이유 등으로부터 역시 마찬가지로 다색파 노광을 실시하고 있다. 복수의 파장에 의한 노광(다색파 노광)처리의 이점은 노광광 강도를 단일 파장에 의한 노광(단색파 노광)의 경우에 비해 크게 할 수 있는 것이다. 예를 들어 i선만 또는 g선만의 단색파 노광에 비해, h선을 포함하여 i선으로부터 g선에 걸친 파장대역의 빛으로 노광을 실시하는 쪽이 노광광 강도는 크다. 이 때문에 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또 예를 들어 FPD디바이스 등의 대형의 디스플레이 디바이스는 등배 노광법을 이용하여 제조되는 경우가 많다. LSI디바이스 등의 제조에서 사용되고 있는 축소 노광법에 비해 등배 노광법은 디바이스면에 조사되는 노광광의 입사 강도가 작으므로 복수의 파장을 이용하는 것으로 디바이스면에 조사되는 노광광의 입사 강도를 보충하는 이점을 얻을 수 있다.
또 FPD용 대형 마스크의 제조에 있어서는 대형의 드라이 에칭장치의 제작이 어렵고, 제작했다고 해도 매우 고가이며 균일하게 에칭하는 것은 기술적으로 어렵다. 이와 같은 점에서 FPD용 대형 마스크를 제조하기 위한 대형마스크 블랭크에 있어서는 비용면 및 스루풋(through put)을 중시하여 에칭액을 이용한 웨트 에칭을 채용하여 마스크 블랭크 상에 형성된 박막의 패터닝이 실시되는 경우가 많다.
근래 FPD용 대형 다계조 포토마스크의 요구 정밀도(규격값)가 엄격해지고 있다. 이와 동시에 비용 삭감도 요망되고 있다.
그래서 본 발명자들은 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 관해 반투광막 및 차광막의 각각에 웨트 에칭에 의한 패터닝이 실시되는 경우에 대해서 엄격해지는 요구 정밀도(규격값)를 만족시키기 위한 과제에 대해서 검토했다.
그 결과,
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것,
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미(微)조정이 용이한 것),
(3) 결함이 적은 제조 프로세스를 채용할 수 있는 것,
은 양립이 곤란하다는 것을 알았다.
이것을 이하에서 자세하게 설명한다.
우선, 전제로서 웨트 에칭을 이용하여 제작되는 FPD용 대형 다계조 포토마스크에 있어서의 차광막으로는 Cr계 차광막이 통상 사용된다.
반투광막으로 MoSiN을 이용하는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에서는 기판측으로부터 기판＼MoSiN 반투광막＼Cr계 차광막의 적층구조를 갖는 포토마스크 블랭크(종래예 1)가 이용된다. 이때 MoSiN 반투광막은 i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 크지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 두껍기(예를 들어 약 20～35nm) 때문에 막 두께에 의한 투과율 조정 및 투과율 제어가 용이하다. 또 반투광막으로 MoSiN을 이용하는 경우는 반투광막 선설치(도 10(1))?반투광막 후설치(도 10(2))의 양쪽 프로세스가 채용 가능하다.
반투광막으로 CrN을 이용하는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크(종래예 2)에 있어서는 CrN 반투광막은 i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기(예를 들어 약 10nm 이하로 매우 얇다) 때문에 막 두께에 의한 투과율 조정이나 제어가 어렵다. 또 CrN 반투광막은 Cr계 차광막과의 에칭 선택성이 거의 없기 때문에 Cr계 차광막의 성막과 패터닝을 우선 실시하고, 그 후에 CrN 반투광막의 성막과 패터닝을 실시할 필요가 있다(소위 반투광막 후설치 프로세스의 채용이 필수가 된다). 반투광막 후설치 프로세스의 경우, 성막과 그 막의 패터닝의 일련의 공정을 2회로 나누어서 실시할 필요가 있으므로 반투광막 선설치 프로세스에 비해 결함이 증가한다.
상기와 같이 종래예 1과 종래예 2의 양쪽의 이점을 갖고, 양쪽의 결함을 해소하는 기술의 제안은 아직 이루어지고 있지 않다. 즉, 상기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 기술의 제안은 아직 이루어지고 있지 않다.
본 발명은 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 관하여 이하의 (1)~(3)을 양립할 수 있는 기술의 제공을 목적으로 한다.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것.
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것).
(3) 결함이 적은 제조 프로세스를 채용할 수 있는 것.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구 개발을 실시했다. 그 결과,
(ⅰ) 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 하고, 이에 따라,
(ⅱ) 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 적절하게 제어할 수 있고, 또
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 적절하게 제어할 수 있는 것을 발견했다. 이에 따라 상기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 얻는 것이 가능하게 되는 것을 발견했다.
또한 본 발명자는 상기 적층막을 구성하는 각 반투광막의 재료가 같아도 각 반투광막의 막 두께에 따라 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량의 억제효과를 얻을 수 있기도, 얻을 수 없기도 하다는 것을 발견했다. 이것에 의거하여 본 발명자는
(ⅲ)「상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 제어(원하는 값으로 제어)할 수 있고, 또
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 제어(원하는 값으로 제어)할 수 있다」와 같이 상기 적층막을 구성하는 각 반투광막의 재료 및 막 두께를 선택함(조정함)으로써 상기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 얻을 수 있는 것을 발견하여 본 발명에 이르렀다.
본 발명에 따른 다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법은 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1)
투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 블랭크에 있어서,
상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 이루어지며,
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 제어되고, 또
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율이 제어된 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
(구성 2)
상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 기능을 갖는 막이고, 또
상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막의 막 두께를 조정함으로써 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재한 포토마스크 블랭크.
(구성 3)
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 2.0％ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 구성 2에 기재한 포토마스크 블랭크.
(구성 4)
투광성 기판 상에,
크롬과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막과, 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 재료 또는 몰리브덴과 실리콘과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 반투광막의 적층막과,
크롬을 포함하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 1~3의 어느 한 항에 기재한 포토마스크 블랭크.
(구성 5)
투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으 로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크에 있어서,
상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 이루어지며,
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 제어되고, 또
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율이 제어된 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
(구성 6)
상기 반투광부는 투광성 기판 상에, 적층구조의 반투광막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재한 다계조 포토마스크.
(구성 7)
상기 반투광부는 노광광의 투과율이 다른 제 1 반투광부와 제 2 반투광부를 갖고, 상기 제 1 반투광부는 투광성 기판 상에, 적층구조의 반투광막의 하층막만으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지며, 상기 제 2 반투광부는 투광성 기판 상에, 적층구조의 반투광막의 하층막 및 상층막의 적층막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재한 다계조 포토마스크.
(구성 8)
구성 5~7 중 어느 한 항에 기재한 다계조 포토마스크를 이용하여 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 의해서 포토마스크에 형성된 다계조 패턴을 피전사체 위에 전사하는 공정을 포함하는 패턴 전사방법.
본 발명에 따르면 하기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 그리고 그들의 제조방법을 제공할 수 있다.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것.
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것).
(3) 결함이 적은 프로세스를 채용할 수 있는 것.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은,
투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크, 또는 이 다계조 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 블랭크에 있어서,
상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼 이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 이루어지며,
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 제어되고, 또
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율이 제어된 것을 특징으로 한다(구성 1, 구성 5).
상기 구성 1, 구성 5에 관련되는 발명에 따르면 하기 (1)～(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 그리고 그들의 제조방법의 제공이 가능해진다.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것,
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것)
(3) 결함이 적은 프로세스를 채용할 수 있는 것.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크는 상술한 바와 같이 「상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 제어(원하는 값으로 억제)할 수 있고, 또
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 제어(원하는 값으로 억제)할 수 있다」와 같이 상기 적층막을 구성하는 각 반투광막의 재료 및 막 두께를 선택하는(조정하는) 것을 특징으로 하는 것이라고 할 수 있다.
이에 따라서 상기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 얻을 수 있다.
구체적으로는 예를 들어 반투광막은 기판측으로부터 CrN＼MoSiN의 적층막으로 한다. MoSiN의 막 두께가 적절한 경우(막 두께가 상대적으로 작은 경우), i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 1.5％ 이하로 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 또 MoSiN의 막 두께로 투과율의 미조정이 가능해진다. 이것에 대해 MoSiN의 막 두께가 적절하지 않은 경우(막 두께가 상대적으로 큰 경우), i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 효과를 얻을 수 없다.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크는,
상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막이 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 기능을 갖는 막이며, 또
상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막의 막 두께를 조정함으로써 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것을 특징으로 한다(구성 2).
상기 구성 2에 관련되는 발명에 따르면 하기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 그리고 그들의 제조방법의 제공이 가능해진다.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것,
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것),
(3) 결함이 적은 제조 프로세스를 채용할 수 있는 것.
상기 구성 2에 관련되는 발명에는 이하의 양태가 포함된다.
(양태 1)
i선-g선간의 투과율 변동은 상대적으로 크지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 투과율의 조정?제어가 용이한 막과,
i선-g선간의 투과율 변동은 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기 때문에 투과율의 조정?제어가 어려운 막의 적층막으로 반투광막을 구성하는 양태.
상기 양태 1의 구체 예로는 예를 들어 기판측으로부터 CrN＼MoSiN의 적층막으로 반투광막을 구성하는 양태를 들 수 있다.
(양태 2)
i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작고, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 투과율의 조정?제어가 용이한 막과,
i선-g선간의 투과율 변동은 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기 때문에 투과율의 조정?제어가 어려운 막의 적층막으로 반투광막을 구성하는 양태.
상기 양태 2의 구체 예로는 예를 들어 기판측으로부터 CrN＼MoSi의 적층막으로 반투광막을 구성하는 양태를 들 수 있다. 이 경우, CrN막, MoSi막의 어느 한쪽 막 또는 양쪽 막의 막 두께로 투과율의 조정이 가능해진다. 또 MoSi막의 성막 조건에 의해 MoSi막의 투과율을 조정함으로써 적층막으로 이루어지는 반투광막의 투과율을 조정하는 것도 가능하다. 또한 MoSiN 막 두께로 투과율의 미조정이 가능해진다.
또한 상기 양태 1, 2에 있어서, i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기 때문에 투과율의 조정?제어가 어려운 막은 하층(기판측의 층)으로 할 수 있고, 상층(차광막측의 층)으로 할 수도 있다.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 적층막으로 이루어지는 반투광막은 i선～g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량이 2.0％ 이하인 것이 바람직하다(구성 3).
이것은 엄격해진 요구 정밀도(규격값)를 만족시키기 위함이다. 또 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 작게 억제함에 따른 효과가 크게 얻어질 수 있기 때문이다.
동일한 관점에서 적층막으로 이루어지는 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량이 1.5％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서 상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량(i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율의 최대값과 최소값의 차이)이 1.5％ 이하가 되는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같은 재료로는 MoSi, CrN 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 하기의 (a)~(d) 등의 점에서 CrN이 가장 바람직하다.
(a) i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율의 파장 의존성이 작은 것.
(b) 내약품성(내세정성) 및 내광성이 뛰어난 것.
(c) 에칭속도를 제어할 수 있는 것.
(d) 다른 쪽의 반투광막(예를 들어, MoSiN, MoSi 등)의 에칭액에 대하여 에칭선택성이 충분히 있고, 그 때문에 다른 쪽의 반투광막(예를 들어, MoSiN, MoSi 등)의 에칭시에 반투광막이 받는 데미지가 작은 것.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크는 예를 들어,
투광성 기판 상에,
크롬과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막과, 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 재료 또는 몰리브덴과 실리콘과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 반투광막의 적층막과,
크롬을 포함하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 양태가 포함된다(구성 4).
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 기판측으로부터 CrN＼MoSiN의 적층막으로 이루어지는 반투광막을 이용하는 경우는 이하의 효과가 얻어진다.
1) MoSiN의 막 두께를 적절한 두께로 함으로써 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 1.5％ 이하로 억제하는 효과가 얻어진다.
2) CrN 단층막을 이용하는 경우(종래예 2)에 비해 원하는 투과율로의 조정?제어가 용이하며, 특히 투과율의 미조정이 용이하다.
3) 반투광막 선설치 프로세스가 사용 가능하다.
4) MoSiN 단층막을 이용하는 경우(종래예 1)에 비해 MoSiN막을 얇게 할 수 있으므로 에칭시간의 단축이 가능해진다. 구체적으로는 종래예 1에 비해 막 두께 약 1/3로 저스트 에칭 타임 약 1/5이 된다.
5) MoSi계 단층막(MoSi, MoSiN 등)에 비해 적층막의 상태에서 시트저항이 낮다. 이것은 MoSi계 막은 비도전성이지만 하층에 접하는 CrN막의 터널 효과로 도전성을 얻을 수 있다고 생각된다.
6) MoSi계 단층막(MoSi, MoSiN 등)에 비해 내광성?내약성이 뛰어나다. CrN막도 내광성?내약성이 뛰어나므로 적층막으로 이루어지는 반투광막으로서 내광성?내약성이 뛰어나다.
7) 기판측으로부터 반투광성의 CrN막(하층)과, 이것과 접하는 반투광성의 MoSi막(상층)과, 이것과 접하는 Cr계의 차광막의 적층구조에 있어서의 각층의 사이에서 높은 에칭 선택비를 얻을 수 있다.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2층 구조(2층 막)로 할 수 있으며, 3층 이상의 다층 구조(다층 막)로 하는 것도 가능하다.
본 발명에 있어서, 적층막을 구성하는 각 반투광막은 금속을 포함하는 막으 로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 적층막으로 이루어지는 반투광막은 적층막의 상태에서 전기저항이 시트저항값 1㏀/□ 이하의 도전성인 것이 바람직하다.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 반투광막의 재질로는 막 두께를 선택함으로써 투광부의 투과율을 100％로 한 경우에 투과율 20~60％정도(바람직하게는 40~60％)의 반투과성이 얻어지는 것이 바람직하고, 예를 들어 MoSi계 재료, Cr화합물(Cr의 산화물, 질화물, 산질화물, 불화물 등), Si, W, Al 등을 들 수 있다. Si, W, Al 등은 그 막 두께에 따라서 높은 차광성도 얻을 수 있고, 혹은 반투과성도 얻을 수 있는 재료이다.
여기에서 반투광막의 재료로는 Mo와 Si로 구성되는 MoSi계 재료에 한정되지 않고, 금속 및 실리콘(MSi, 단 M은 Mo, Ta, W, Ni, Zr, Ti, Cr 등의 전이금속(遷移金屬)), 산화질화된 금속 및 실리콘(MSiON), 산화탄화된 금속 및 실리콘(MSiCO), 산화질화탄화된 금속 및 실리콘(MSiCON), 산화된 금속 및 실리콘(MSiO), 질화된 금속 및 실리콘(MSiN) 등을 들 수 있다.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 차광막의 재질로는 막 두께를 선택함으로써 높은 차광성을 얻을 수 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 Cr, Si, W, Al 등을 들 수 있다.
차광막의 재질로는 예를 들어 CrN, CrO, CrC, CrON 등 Cr을 주성분으로 하는 것을 들 수 있다. 차광막은 이들의 단층이어도 이들을 적층한 것이어도 된다. 차광막은 바람직하게는 Cr로 이루어지는 차광층에 Cr화합물(CrO, CrN 또는 CrC)로 이 루어지는 반사방지층을 적층한 것이 바람직하다.
본 발명의 다계조 포토마스크에 있어서는 도 9(1)에 일례를 나타내는 바와 같이 상기 반투광부는 투광성 기판(21) 상에, 2개의 반투광막(22, 23)을 적층한 구조의 반투광막만으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 양태가 포함된다(구성 6).
본 발명의 다계조 포토마스크에 있어서는 도 9(2)에 일례를 나타내는 바와 같이 상기 반투광부는 노광광의 투과율이 다른 제 1 반투광부와 제 2 반투광부를 갖고, 상기 제 1 반투광부는 투광성 기판(21) 상에, 상기 적층구조의 반투광막의 하층막(22)만으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지며, 상기 제 2 반투광부는 투광성 기판(21) 상에, 상기 적층구조의 반투광막의 하층막(22) 및 상층막(23)의 적층막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 양태가 포함된다(구성 7). 이 경우, 상층의 반투광막(23)으로서, 일정한 투과율을 갖는 반투광막을 이용하여 상층의 반투광막(23)을 선택적으로 남김으로써 4계조 마스크를 얻는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 투광성 기판의 노출된 투광부의 노광광 투과율을 100％로 했을 때, 반투광막의 노광광 투과율은 20~60％가 바람직하고, 40~60％가 더욱 바람직하다. 여기에서 투과율이라는 것은 다계조 포토마스크를 사용하는 예를 들어 대형 LCD용 노광기의 노광광의 파장에 대한 투과율인 것이다.
본 발명에 있어서, 형성되는 마스크의 차광부는, 반투광막과 차광막의 적층으로 이루어지는 경우는 차광막 단독으로는 차광성이 부족하더라도 반투광막과 합 친 경우에 차광성이 얻어지면 된다.
본 발명에 있어서, 기판측으로부터 반투광막의 하층과, 이것과 접하는 반투광막의 상층과, 이것과 접하는 차광막은 기판 상에 성막했을 때에 서로 밀착성이 양호한 것이 바람직하다.
본 발명에서는 투광성 기판 상에 반투광막, 차광막을 성막하는 공정을 갖는데, 성막방법은 스퍼터법, 증착법, CVD(화학적 기상성장)법 등, 막 종류에 적합한 방법을 적절하게 선택하면 된다.
본 발명에서는 금속 및 규소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막의 에칭액으로는 불화수소산, 규불화수소산, 불화수소암모늄에서 선택되는 적어도 1개의 불소화합물과, 과산화수소, 질산, 황산에서 선택되는 적어도 1개의 산화제를 포함하는 에칭액을 이용할 수 있다.
본 발명에서는 Cr을 포함하는 재료의 에칭액으로는 질산 제 2 세륨암모늄을 포함하는 에칭액을 이용할 수 있다.
본 발명의 다계조 포토마스크는 박막 트랜지스터(TFT) 제조용의 다계조 포토마스크 및 포토마스크 블랭크이며, 반투광부는 그 박막 트랜지스터의 채널부에 상당하는 부분의 패턴을 전사하는 것으로서 알맞게 사용할 수 있다.
TFT기판 제조용의 마스크패턴의 일례를 도 13에 나타낸다. TFT기판 제조용의 패턴(100)은 TFT기판의 소스 및 드레인에 대응하는 패턴(101a, 101b)으로 이루어지는 차광부(101)와, TFT기판의 채널부에 대응하는 패턴으로 이루어지는 반투광부(103)와, 이들 패턴의 주위에 형성되는 투광부(102)로 구성된다.
본 발명의 패턴 전사방법은 상기 구성 5~7의 어느 하나에 기재한 포토마스크를 이용하여 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 의해서 포토마스크에 형성된 다계조 패턴을 피전사체 위에 전사하는 공정을 포함하는 패턴 전사방법으로서 알맞게 사용할 수 있다(구성 8).
본 발명에 있어서, i선~g선의 파장대역에 걸친 노광 광원으로는 초고압 수은등 등이 예시되지만 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
(포토마스크 블랭크의 제작)
각종 반투광막을 기판 상에 각각 단층, 적층하여 형성한 시료(하기 (1)~(3))를 준비했다.
(1) CrN막
Cr타겟을 이용하고 Ar과 N2(8:2sccm)가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막(반투광막)을 노광 광원의 파장에 대한 투과율이 40％가 되는 막 두께(약 88옹스트롬)로 기판 상에 성막했다.
얻어진 CrN막의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 1(1)에 나타낸다. 또 얻어진 CrN막의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 1(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 CrN막의 투과율 스펙트럼을 도 2에, 상대반사율 스펙트럼을 도 3에 각각 나타낸다.
(2) MoSiN막
Mo:Si=20:80(원자％비)의 타겟을 이용하고 Ar과 N2를 스퍼터링 가스(유량비;Ar 5 : N2 50sccm)로서 몰리브덴 및 실리콘의 질화막으로 이루어지는 반투광막(MoSiN막)을 약 120옹스트롬의 막 두께 및 약 330옹스트롬의 막 두께로 각각 기판 상에 형성했다.
얻어진 MoSiN막은 막 두께가 얇은 쪽을 MoSiN-1로 표기하고, 막 두께가 두꺼운 쪽을 MoSiN-2로 표기한다.
얻어진 MoSiN막(MoSiN-1, MoSiN-2)의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 1(1)에 나타낸다. 또 얻어진 MoSiN막(MoSiN-1, MoSiN-2)의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 1(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 MoSiN막(MoSiN-1, MoSiN-2)의 투과율 스펙트럼을 도 2에, 상대반사율 스펙트럼을 도 3에 각각 나타낸다.
(3) 적층막
기판 상에, 상기와 동일한 CrN막, 막 두께가 얇은 쪽의 MoSiN막(MoSiN-1)을 이 순서로 형성한 시료를 CrN+MoSiN-1로 표기한다.
기판 상에, 상기와 동일한 CrN막, 막 두께가 두꺼운 쪽의 MoSiN막(MoSiN-2)을 이 순서로 형성한 시료를 CrN+MoSiN-2로 표기한다.
얻어진 시료(CrN+MoSiN-1, CrN+MoSiN-2)의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％) i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 1(1)에 나타낸다. 또 얻어진 시료(CrN+MoSiN-1, CrN+MoSiN-2)의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 1(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 시료(CrN+MoSiN-1, CrN+MoSiN-2)의 투과율 스펙트럼을 도 2에, 상대반사율 스펙트럼을 도 3에 각각 나타낸다.
또한 상기 성막공정에서는 대형 유리기판(합성석영(QZ) 10mm 두께, 사이즈 850mm×1200mm)을 사용하고 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용했다.
또 도 1(1) 및 도 3에 있어서의 「상대반사율」은 알루미늄(Al)의 반사율을 기준(100％)으로서 측정한 반사율을 나타낸다.
(평가)
CrN＼MoSiN의 적층막에 관하여 MoSiN의 막 두께가 적절한 경우(CrN+MoSiN-1 시료의 경우), i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 1.5％ 이하로 억제하는 효과가 얻어진다. 또 MoSiN의 막 두께로 투과율의 미조정이 가능해진다. 이에 반하여 MoSiN의 막 두께가 적절하지 않은 경우(CrN+MoSiN-2 시료의 경우), i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 효과는 얻을 수 없다.
(실시예 2)
(포토마스크 블랭크의 제작)
각종 반투광막을 기판 상에 각각 단층, 적층하여 형성한 시료를 준비했다.
(1) CrN막
Cr타겟을 이용하고 Ar과 N2(8:2sccm)가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막(반투광막)을 노광 광원의 파장에 대한 투과율이 40％가 되는 막 두께(약 78옹스트롬)로 기판 상에 성막했다.
얻어진 CrN막의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 4(1)에 나타낸다. 또 얻어진 CrN막의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 4(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 CrN막의 투과율 스펙트럼을 도 5에, 상대반사율 스펙트럼을 도 6에 각각 나타낸다.
(2) MoSi막
Mo:Si=20:80(원자％비)의 타겟을 이용하고 Ar을 스퍼터링 가스로서 몰리브덴 및 실리콘으로 이루어지는 반투광막(MoSi막)을 약 220옹스트롬의 막 두께로 기판 상에 형성했다.
얻어진 MoSi막의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 4(1)에 나타낸다. 또 얻어진 MoSi막의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 4(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 MoSi막의 투과율 스펙트럼을 도 5에, 상대반사율 스펙트럼을 도 6에 각각 나타낸다.
(3) 적층막
기판 상에, 상기와 동일한 CrN막, MoSi막을 이 순서로 형성한 시료를 CrN+MoSi로 표기한다.
얻어진 시료(CrN+MoSi)의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 4(1)에 나타낸다. 또 얻어진 시료(CrN+MoSi)의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 4(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 시료(CrN+MoSi)의 투과율 스펙트럼을 도 5에, 상대반사율 스펙트럼을 도 6에 각각 나타낸다.
또한 상기 성막공정에서는 대형 유리기판(합성석영(QZ)10mm 두께, 사이즈 850mm×1200mm)을 사용하여 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용했다.
또 도 4(1) 및 도 6에 있어서의 「상대반사율」은 알루미늄(Al)의 반사율을 기준(100％)으로서 측정한 반사율을 나타낸다.
(평가)
「i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작고, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 투과율의 조정?제어가 용이한」CrN막과, 「i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기 때문에 투과율의 조정?제어가 어려운」MoSi막의 적층막으로 반투광막을 구성하면 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 2.0％ 이하로 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
실시예 2에서는 CrN막, MoSi막의 어느 한쪽 막 또는 양쪽 막의 막두께로 투과율의 조정이 가능해진다. 또 MoSi막의 성막조건에 의해서 MoSi막의 투과율을 조정함으로써 적층막으로 이루어지는 반투광막의 투과율을 조정하는 것도 가능하다. 또한 MoSiN의 막두께로 투과율의 미조정이 가능해진다.
(실시예 3)
(포토마스크 블랭크의 제작)
대형 유리기판(합성석영(QZ) 10mm 두께, 사이즈 850mm×1200mm) 상에, 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용하여 다계조 포토마스크용의 반투광막의 성막을 실시했다. 구체적으로는 Cr타겟을 이용하고 Ar과 N2(8:2sccm)가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막(반투광막)을 노광 광원의 파장에 대한 투과율이 40％가 되는 막 두께(약 88옹스트롬)로 성막했다.
계속해서 상기 반투광막 상에, Mo:Si=20:80(원자％비)의 타겟을 이용하고 Ar과 N2를 스퍼터링 가스(유량비;Ar 5:N2 50sccm)로서 몰리브덴 및 실리콘의 질화막으로 이루어지는 반투광막의 상층막(MoSiN)을 약 120옹스트롬의 막 두께로 형성했다.
반투광막의 하층막(CrN)과 반투광막의 상층막(MoSiN)을 적층한 상태의 적층막의 시트저항은 1㏀/□ 이하의 도전성이었다.
계속해서 상기 반투광막의 상층막 상에, 차광막으로서 우선 Ar과 N2가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막을 150옹스트롬, 이어서 Ar과 CH4가스를 스퍼터링 가스로서 CrC막(주 차광막)을 650옹스트롬, 이어서 Ar과 NO가스를 스퍼터링 가스로서 CrON막(막면 반사방지막)을 250옹스트롬, 연속 성막했다. 또한 각 막은 각각 조성 경사막이었다.
이상과 같이 하여 FPD용 대형 포토마스크 블랭크를 제작했다.
(다계조 포토마스크의 제작)
도 7을 참조하여, 상기와 같이 해서 투광성 기판(21)(QZ) 상에, 반투광막(22)(CrN)과 반투광막(23)(MoSiN)의 적층막으로 이루어지는 반투광막(24) 및 차광막(30)(기판측으로부터 CrN막(31)/CrC차광막(32)/CrON 반사 방지막(33))을 순차 성막한 포토마스크 블랭크를 준비한다(도 8(1) 참조).
다음으로 이 포토마스크 블랭크 상에, 예를 들어 전자선 혹은 레이저 묘화용의 포지티브형 레지스트를 CAP코터장치를 이용하여 도포하고, 베이킹을 실시하여 레지스트막을 형성한다. 다음으로 전자선 묘화기 혹은 레이저 묘화기 등을 이용하여 묘화를 실시한다. 묘화 후, 이것을 현상하여 포토마스크 블랭크 상에 투광부를 제외한 영역(즉 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역)에 레지스트 패턴(50a)을 형성한다(도 8(2)참조).
다음으로 형성된 레지스트 패턴(50a)을 마스크로서 차광막(30)을 웨트 에칭하여 차광막 패턴(30a)을 형성한다(도 8(3) 참조). 사용하는 에칭액은 질산 제 2 세륨암모늄에 과염소산을 가한 것이다.
다음으로 레지스트 패턴(50a)을 제거한 후, 차광막 패턴(30a)을 마스크로서 상층의 반투광막(23)(MoSiN)을 웨트 에칭하여 반투광막(MoSiN)의 패턴(23a)을 형성한다(도 8(4)참조). 사용하는 에칭액은 불화수소암모늄에 과산화수소를 가한 것이다.
다음으로 차광막 패턴(30a)을 마스크로서 하층의 반투광막(22)(CrN)을 웨트 에칭하여 반투광막(CrN)의 패턴(22a)을 형성한다(도 8(5) 참조). 사용하는 에칭액 은 질산 제 2 세륨암모늄에 과염소산을 가한 것이다.
다음으로 다시 전면(全面)에 상기 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성한다. 그리고 2회째의 묘화를 실시한다. 묘화 후, 이것을 현상하여 차광부 및 투광부에 대응하는 레지스트 패턴(51a)을 형성한다(도 8(6) 참조).
다음으로 형성된 레지스트 패턴(51a)을 마스크로서 반투광부가 되는 영역의 차광막 패턴(30a)을 웨트 에칭에 의해 제거한다. 이것에 의해 반투광부 상의 투광막이 제거되는 동시에, 차광막 패턴(30b)이 형성된다(도 8(7) 참조).
마지막으로, 잔존하는 레지스트 패턴(51a)을 농황산 등을 이용하여 제거한다(도 8(8)참조).
이상과 같이 하여 다계조 포토마스크가 완성된다.
(평가)
상기 실시예 3에 관련되는 발명에 따르면 하기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 그리고 그들의 제조방법을 제공할 수 있는 것이 확인되었다.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것,
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것),
(3) 결함이 적은 프로세스를 채용할 수 있는 것.
(실시예 4)
상기 실시예 3에 있어서, 도 8의 공정(8)에 계속해서 하층의 반투광막(CrN) 패턴(22a)과 상층의 반투광막(MoSiN) 패턴(23a)의 적층막으로 이루어지는 반투광막패턴(24a)의 일부에 대해서 새롭게 레지스트 패턴을 형성하여 보호한다. 그 후, 레지스트 패턴으로 보호되고 있지 않은 반투광막 패턴(24a)에 있어서의 상층의 반투광막(MoSiN) 패턴(23a)을 에칭액(불화수소암모늄에 과산화수소를 가한 것)을 이용하여 에칭하고, 하층의 반투광막(CrN) 패턴(22a)만으로 이루어지는 반투광부를 형성했다.
레지스트 패턴(24a)을 제거하고, 하층의 반투광막(CrN) 패턴(22a)과 상층의 반투광막(MoSiN) 패턴(23a)의 적층막으로 이루어지는 반투광부와, 하층의 반투광막(CrN) 패턴(22a)만으로 이루어지는 반투광부와, 차광부와, 투광부를 갖는 다계조(4계조) 포토마스크를 제작했다(도 9(2) 참조).
평가의 결과는 실시예 3과 마찬가지였다.
이상, 바람직한 실시예를 들어서 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1(1), (2)는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 각종 반투광막의 광학특성 등을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 각종 반투광막의 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 각종 반투광막의 반사율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4(1), (2)는 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 각종 반투광막의 광학 특성 등을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 각종 반투광막의 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 각종 반투광막의 반사율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에서 제작한 포토마스크 블랭크를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 8(1)～(8)은 본 발명의 실시예 3에 관련되는 제조방법을 공정 순으로 나타내는 개략 단면도이다.
도 9(1), (2)는 반투광부의 양태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10(1), (2)는 반투광막과 차광막의 성막 순서의 차이를 설명하기 위한 도면이며, 도 10(1)은 반투광막 선설치 타입의 포토마스크, 도 10(2)는 반투광막 후 설치 타입의 포토마스크를 각각 나타낸다.
도 11(1), (2)는 반투광막을 갖는 다계조 포토마스크를 설명하기 위한 도면이며, 도 11(1)은 부분 평면도, 도 11(2)는 부분단면도이다.
도 12(1), (2)는 해상 한계 이하의 미세 차광 패턴을 갖는 다계조 포토마스크를 설명하기 위한 도면이며, 도 12(1)은 부분 평면도, 도 12(2)는 부분 단면도이다.
도 13은 TFT기판 제조용의 마스크패턴의 일례를 나타내는 도면이다.

Claims (11)

  1. 투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 블랭크에 있어서,
    상기 반투광막은 상기 투광성 기판측으로부터 하층과 상층을 이 순서로 적층한 적층막으로 이루어지며,
    상기 하층은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 상기 상층에 비해 상대적으로 작고, 또한 소정의 투과율을 얻기 위해 필요한 막 두께가 상기 상층에 비해 상대적으로 얇으며,
    상기 상층은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 상기 하층에 비해 상대적으로 크고, 또한 소정의 투과율을 얻기 위해 필요한 막 두께가 상기 하층에 비해 상대적으로 두꺼우며,
    상기 상층의 막 두께는 상기 하층의 막 두께보다 두껍고,
    상기 하층은 시트 저항값이 상기 상층보다 작고,
    상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 2.0% 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하층은 i선～g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 기능을 갖는 막이고,
    상기 상층은 막 두께를 조정함으로써 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하층은 시트 저항값이 0.55 ㏀/□ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  5. 제 1항, 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    투광성 기판 상에,
    크롬과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 하층과, 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 재료 또는 몰리브덴과 실리콘과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 상층을 이 순서로 적층하여 이루어지는 반투광막의 적층막과,
    크롬을 포함하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
  6. 투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크에 있어서,
    상기 반투광막은 상기 투광성 기판측으로부터 하층과 상층을 이 순서로 적층한 적층막으로 이루어지며,
    상기 하층은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 상층에 비해 상대적으로 작고, 또한 소정의 투과율을 얻기 위해 필요한 막 두께가 상층에 비해 상대적으로 얇으며,
    상기 상층은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 하층에 비해 상대적으로 크고, 또한 소정의 투과율을 얻기 위해 필요한 막 두께가 하층에 비해 상대적으로 두꺼우며,
    상기 상층의 막 두께는 상기 하층의 막 두께보다 두껍고,
    상기 하층은 시트 저항값이 상기 상층보다 작고
    상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 2.0% 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하층은 i선～g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 기능을 갖는 막이고,
    상기 상층은 막 두께를 조정함으로써 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 하층은 시트 저항이 0.55 ㏀/□ 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 반투광부는 투광성 기판 상에, 상기 적층구조의 반투광막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
  11. 제 6항, 제 7항, 제 9항 또는 제 10항 중 어느 한 항에 기재한 다계조 포토마스크를 이용하여 i선～g선의 파장대역에 걸친 노광광에 의해서 다계조 포토마스크에 형성된 다계조 패턴을 피전사체 위에 전사하는 공정을 포함하는 패턴 전사방법.
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