KR101789822B1 - 다계조 마스크의 제조 방법 및 에칭 장치 - Google Patents

다계조 마스크의 제조 방법 및 에칭 장치 Download PDF

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Abstract

투광성 기판(1) 상에, 차광부(21), 투광부(22) 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부(23)로 이루어지는 전사 패턴을 갖는 다계조 마스크의 제조 방법으로서, 투광성 기판 상에 금속 및 규소를 함유하는 재료, 또는 탄탈 등으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막(2)과, 크롬을 함유하는 재료로 이루어지는 차광막(3)을 이 순서로 적층한 마스크 블랭크(10)를 준비하는 공정과, 차광막에 투광부의 패턴을 형성하는 공정과, 차광막에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여 반투광막을, 염소, 브롬, 요오드, 및 크세논 중 어느 하나의 원소와 불소와의 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의해 에칭하는 공정과, 차광막에 차광부의 패턴을 형성하는 공정을 갖는다.

Description

다계조 마스크의 제조 방법 및 에칭 장치{METHOD OF MANUFACTURING MULTI-GRAY SCALE MASK AND ETCHING DEVICE}
본 발명은, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : 이하, LCD라고 부름), 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 FPD(플랫 패널 디스플레이) 디바이스 제조에 이용되는 다계조 마스크의 제조 방법, 및 이 다계조 마스크의 제조 방법에 사용되는 에칭 장치에 관한 것이다.
현재, FPD의 분야에서, 그 중에서도 LCD의 분야에서는, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display : 이하, TFT-LCD라고 부름)는, 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다고 하는 이점으로부터, 상품화가 현재 급속하게 진행되고 있다. TFT-LCD는, 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여, 레드, 그린, 및 블루의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가 액정상의 개재 하에 서로 겹쳐진 개략 구조를 갖는다. TFT-LCD에서는, 제조 공정수가 많고, TFT 기판만이라도 5∼6매의 포토마스크를 이용하여 제조되었다. 이와 같은 상황 하에, TFT 기판의 제조를 보다 적은 포토마스크를 이용하여 행하는 방법이 제안되어 있다.
이 방법은, 차광부와 투광부와 반투광부를 갖는 포토마스크를 이용함으로써, 사용하는 마스크 매수를 저감한다고 하는 것이다. 여기서, 반투광부란, 마스크를 사용하여 패턴을 피전사체에 전사할 때, 투과하는 노광광의 투과량을 소정량 저감시켜, 피전사체 상의 포토레지스트막의 현상 후의 잔막량을 제어하는 부분을 말하고, 그와 같은 반투광부를, 차광부, 투광부와 함께 구비하고 있는 포토마스크를 일반적으로 그레이톤 마스크라고 한다. 소정의 노광광 투과율을 갖는 반투광부를, 차광부, 투광부와 함께 구비하고 있는 그레이톤 마스크를 이용함으로써, 피전사체 상의 포토레지스트에, 3계조의 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 노광광 투과율이 상이한 복수의 반투광부를, 차광부, 투광부와 함께 구비하고 있는 그레이톤 마스크를 이용함으로써, 더 많은 4계조 이상의 전사 패턴을 형성할 수 있다. 이들과 같은 그레이톤 마스크를 본 발명에서는, 「다계조 마스크」라고 부르기로 한다.
그런데, 다계조 마스크에서, 상기 반투광부가, 다계조 마스크를 사용하는 노광기의 해상 한계 이하의 미세 패턴으로 형성되어 있는 구조의 것이 알려져 있다. 다계조 마스크를 사용하는 노광기의 해상 한계는, 대부분의 경우, 스테퍼 방식의 노광기에서 약 3㎛, 미러 프로젝션 방식의 노광기에서 약 4㎛이다. 그러나, 이와 같은 미세 패턴 타입의 반투광부를 설계하기 위해서는, 차광부와 투광부의 중간적인 하프톤 효과를 갖게 하기 위한 미세 패턴을 라인 앤드 스페이스 타입으로 할 것인지, 도트(망점) 타입으로 할 것인지, 혹은 그 밖의 패턴으로 할 것인지의 선택이 필요하다. 또한, 라인 앤드 스페이스 타입의 경우에는, 선폭을 어느 정도로 할 것인지, 광이 투과하는 부분과 차광되는 부분의 비율을 어떻게 할지, 반투광부 전체의 투과율을 어느 정도로 설계할지 등, 매우 많은 것을 고려하여 설계가 이루어져야만 한다. 또한, 마스크의 제조에서도, 선폭의 중심값의 관리, 마스크 내의 선폭의 변동 관리 등, 매우 어려운 생산 기술이 요구되었다.
따라서, 반투광부를 광 반투과성의 반투광막으로 형성하는 것이 종래 제안되어 있다. 이 반투광막을 이용함으로써 반투광부에서의 노광량을 저감시켜 노광할 수 있다. 반투광막을 이용하는 경우, 설계에서는 전체의 투과율이 어느 정도 필요한지를 검토하고, 마스크에서는 반투광막의 막종(소재)이라든가 막 두께를 선택함으로써 마스크의 생산이 가능하게 된다. 따라서, 다계조 마스크의 제조에서는 반투광막의 막 두께 제어를 행하는 것만으로 족하여, 비교적 관리가 용이하다. 또한, 예를 들면 TFT의 채널부를 다계조 마스크의 반투광부로 형성하는 경우, 반투광막이면 포토리소그래피 공정에 의해 용이하게 패터닝할 수 있으므로, 복잡한 패턴 형상의 TFT 채널부라도 고정밀도의 패턴 형성이 가능하다고 하는 이점도 있다.
다계조 마스크의 반투광부를 반투광막으로 형성하는 경우, 반투광막의 재료로서 예를 들면 몰리브덴 등의 금속의 실리사이드 화합물이 널리 알려져 있다. 또한, 금속의 실리사이드 화합물 이외의 반투광막의 재료로서는, 예를 들면 탄탈을 주성분으로 하는 재료가 종래 제안되어 있다(특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2008-249950호 공보, 특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2002-196473호 공보). 특히, 탄탈을 주성분으로 하는 재료는, 막 두께의 조정에 의해 노광광 투과율의 조정이 용이한 것, FPD용 노광기에서 널리 이용되고 있는 초고압 수은 램프를 광원으로 하는 다색 노광의 노광 파장 대역인 i선∼g선에 걸치는 파장 영역에서 파장 변화에 대한 투과율 변화가 작은 것(파장 의존성이 작고, 플랫한 분광 특성을 갖는 것) 등의 이점이 있다.
상기 다계조 마스크는, 예를 들면, 합성 석영 글래스 등의 투광성 기판 상에 금속 실리사이드나 탄탈을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 반투광막과 크롬을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층한 마스크 블랭크를 이용하여, 상기 차광막 및 반투광막을 각각 원하는 대로 패터닝하여, 차광부, 투광부 및 반투광부로 이루어지는 전사 패턴을 형성함으로써 제조된다.
전술한 다계조 마스크의 제조 방법은, 상기 마스크 블랭크의 차광막 상에 형성된 투광부의 패턴을 갖는 레지스트막을 마스크로 하여, 차광막을 에칭함으로써, 상기 차광막에 투광부의 패턴을 형성하는 공정과, 상기 차광막에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭함으로써 투광성 기판 표면을 노출시켜 투광부를 형성하는 공정과, 상기 차광막 상에 형성된 차광부의 패턴을 갖는 레지스트막을 마스크로 하여, 차광막을 에칭함으로써, 상기 차광막에 차광부의 패턴을 형성하는 공정을 갖는다.
상기 에칭 공정은, 소위 웨트 에칭 혹은 드라이 에칭에 의해 행할 수 있다. 그러나 최근의 FPD 디바이스의 대형화의 경향에 수반하여, 그 FPD 디바이스 제조에 이용하는 다계조 마스크에 대해서도 기판 사이즈의 대형화가 진행되고 있기 때문에, 다음의 문제가 있다. 즉, 드라이 에칭을 행하는 경우에는 플라즈마를 발생시키지만, LSI 용도에 비해 매우 큰 사이즈인 대형 마스크 블랭크의 주표면의 전체면에 대하여 플라즈마를 발생시킬 수 있는 플라즈마 발생 장치가 필요로 되어, 매우 고가의 드라이 에칭 장치를 도입해야만 한다. 따라서, 생산 코스트를 생각하면, 드라이 에칭에 의한 방법은 현실적이지는 않다.
한편, 웨트 에칭에 의하면 이와 같은 과제는 특별히 생기지 않는다. 크롬을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 차광막의 에칭액으로서는, 통상적으로, 질산 제2세륨 암모늄과 과염소산을 함유하는 에칭액이 이용된다. 또한, 금속 실리사이드를 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 반투광막의 에칭액으로서는, 예를 들면, 불화수소암모늄과 과산화수소를 함유하는 에칭액이 이용된다. 또한, 탄탈을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 반투광막의 에칭액으로서는, 50℃ 이상으로 가열된 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리 수용액이 이용된다.
본 발명자의 검토에 의하면, 탄탈을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 반투광막의 경우, 알칼리 수용액에 대한 에칭 레이트가 그다지 크지 않기 때문에, 알칼리 수용액을 이용한 웨트 에칭에 의해 상기 반투광막을 제거하면, 노출된 글래스 기판 표면에 피트 형상의 오목부가 형성되게 된다고 하는 다계조 마스크로서는 큰 문제가 발생하는 것이 판명되었다.
글래스 기판 표면을 노출시키는 웨트 에칭에 의해 다계조 마스크의 투광부를 형성하기 때문에, 투광부를 구성하는 글래스 기판 표면에 피트 형상의 오목부가 발생하게 되면, 투과율은 대폭 저하되게 된다. 반투광막을 에칭하는 패턴 형상의 에칭 용이함에 의해 에칭 시간에 차가 생기기 때문에, 에칭 시간을 엄밀하게 조정해도 피트 형상의 오목부의 발생을 억제하는 것은 어렵다. 이와 같은 다계조 마스크를 사용하여 피전사체의 포토레지스트막에 패턴을 노광 전사한 경우, 포토레지스트막을 현상한 후의 잔막량 제어의 정밀도가 낮다고 하는 문제가 발생한다.
한편, 금속 실리사이드를 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 반투광막의 경우, 글래스 기판 표면에 피트 형상의 오목부가 발생하는 바와 같은 문제는 발생하고 있지 않다. 그러나, 반투광막에 형성하는 패턴의 미세화가 진행되고 있어, 레지스트 패턴이나 차광막 패턴의 면내의 조밀차가 보다 커져 가고 있다. 반투광막의 에칭 시, 성긴 패턴 부분에서는 에천트가 교체되기 쉬워 에칭 레이트가 빨라지는 경향이 생기고, 밀한 패턴 부분에서는 에천트가 교체되기 어려워 에칭 레이트가 느려지는 경향이 생긴다. 이 차는, 에칭 후의 반투광막 패턴의 CD 면내 균일성에 크게 영향을 준다. 특히, 웨트 에칭의 경우, 밀한 패턴에서는, 드라이 에칭의 에칭 가스에 비해 에칭액의 교체가 나빠, 반투광막의 CD 면내 균일성이 낮아지는 경향이 있다고 하는 문제가 있다.
한편, 다계조 마스크의 반투광막에 적용하는 금속 재료로서, 탄탈 이외에도, 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 등이 지금까지 검토되고 있다. 이들 금속 재료의 반투광막을 웨트 에칭하는 에칭액으로서는, 알칼리 수용액 등이 검토되고 있지만, 탄탈의 경우와 마찬가지로, 투광성 기판과의 사이에서 충분한 에칭 선택성을 얻는 것은 어렵다. 또한, 반투광막의 CD 면내 균일성도 양호하다고는 말하기 어렵다고 하는 문제도 있다.
최근의 FPD 디바이스의 저가격화 경쟁은 격심해지는 한편, 다계조 마스크의 제조 코스트의 억제도 중요한 과제로 되고 있다. 이와 같은 배경으로부터, 마스크 블랭크를 이용하여 제작된 다계조 마스크에서 수정이 곤란한 패턴 결함이 발견된 경우, 그 다계조 마스크를 불량품으로서 그대로 폐기하지 않고, 기판 상으로부터 박막을 박리 제거하여 기판을 재생하는 방법이 요망되고 있다.
이와 같은 기판 표면에 발생한 데미지를 완전하게 제거하여 기판을 재생하기 위해서는, 재연마하고, 게다가 연마 제거량(amount to be removed by polishing)을 많이 취할 필요가 있다. 성막 전의 글래스 기판의 표면 연마는, 통상적으로, 개략 연마부터 정밀 연마에 이르는 복수 단계의 연마 공정을 거쳐서 행해지고 있다. 재연마하는 경우, 상기한 바와 같이 연마 제거량을 많이 취할 필요가 있기 때문에, 복수 단계의 연마 공정 중의 초기 단계로 되돌아갈 필요가 생겨, 재연마 가공에 장시간을 요하므로, 재연마의 공정 부하가 크고, 코스트가 높아진다. 즉, 상기의 탄탈을 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 반투광막에 대하여 알칼리 수용액을 이용하여 웨트 에칭하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 다계조 마스크를 제조하는 경우, 얻어진 마스크에서 수정이 곤란한 패턴 결함이 발견된 그 마스크를 불량품으로서 그대로 폐기하지 않고, 기판 상으로부터 차광막 및 반투광막을 상기의 에칭액으로 박리 제거하여 기판을 재생하는 경우에 코스트가 들게 되었다.
또한, 금속 및 규소를 주성분으로 하는 재료로 이루어지는 반투광막을 갖는 다계조 마스크로부터 기판을 재생하는 경우에서도, 상기의 에칭액으로 박리한 기판의 평탄도의 악화는 피할 수 없고, 평탄도 수정을 위해서 연마 제거량을 많이 취할 필요가 생기기 때문에, 기판을 재생하는 경우에 코스트가 들게 되었다.
따라서 본 발명은, 이와 같은 종래의 다양한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 대규모이며 매우 고가의 드라이 에칭 장치를 필요로 하지 않고, 반투광막에 패턴을 형성하였을 때의 CD 면내 균일성이 웨트 에칭의 경우보다도 높아, 기판을 재생하는 경우의 재연마의 공정 부하가 적어짐으로써 기판의 재생 코스트를 저감할 수 있고, 특히, 탄탈을 주성분으로 하는 반투광막의 경우에서는, 마스크 제조 단계에서의 기판 표면에 피트 형상의 오목부가 발생하는 것을 억제할 수 있는 다계조 마스크의 제조 방법, 및 이 다계조 마스크의 제조 방법에서 사용하는 에칭 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 예의 검토한 결과, 금속 및 규소를 함유하는 재료, 또는 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막을 에칭할 때, 특정한 불소계 화합물, 즉 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I), 및 크세논(Xe) 중의 어느 하나의 원소와 불소(F)와의 화합물(이하, 「본 발명의 불소계 화합물」이라고 부르는 경우도 있음)을 포함하는 비여기 상태의 물질을 이용함으로써, 웨트 에칭의 경우보다도 에칭 후의 반투광막 패턴의 CD 면내 균일성을 높게 할 수 있는 것을 발견하였다. 특히, 탄탈을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막을 에칭하는 경우에서는, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질을 이용함으로써, 반투광막이 에칭에 의해 제거된 후의 기판의 표면에 피트 형상의 오목 결함이 발생하는 것을 억제할 수 있는 것을 발견하였다.
본 발명자는, 이상의 해명 사실에 기초하여, 더욱 예의 연구를 계속한 결과, 본 발명을 완성한 것이다.
즉, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 양태를 갖는다.
(양태 1)
투광성 기판 상에, 차광부, 투광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부로 이루어지는 전사 패턴을 갖는 다계조 마스크의 제조 방법으로서, 투광성 기판 상에, 금속 및 규소를 함유하는 재료, 또는 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막과, 크롬(Cr)을 함유하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층한 마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 차광막에 투광부의 패턴을 형성하는 공정과, 상기 차광막에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을, 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I), 및 크세논(Xe) 중의 어느 하나의 원소와 불소(F)와의 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의해 에칭하는 공정과, 상기 차광막에 차광부의 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법이다.
(양태 2)
상기 차광막에 투광부의 패턴을 형성하는 공정은, 상기 차광막 상에 형성된 투광부의 패턴을 갖는 레지스트막을 마스크로 한 웨트 에칭에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 양태 1에 기재된 다계조 마스크의 제조 방법이다.
(양태 3)
투광성 기판 상에, 차광부, 투광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부로 이루어지는 전사 패턴을 갖는 다계조 마스크의 제조 방법으로서, 투광성 기판 상에, 금속 및 규소를 함유하는 재료, 또는 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막과, 크롬(Cr)을 함유하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층한 마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 차광막에 차광부의 패턴을 형성하는 공정과, 상기 차광막 및 반투광막 상에 투광부의 패턴을 갖는 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 레지스트막에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을, 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I), 및 크세논(Xe) 중의 어느 하나의 원소와 불소(F)와의 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의해 에칭하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법이다.
(양태 4)
상기 차광막에 차광부의 패턴을 형성하는 공정은, 상기 차광막 상에 형성된 차광부의 패턴을 갖는 레지스트막을 마스크로 한 웨트 에칭에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 양태 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 다계조 마스크의 제조 방법이다.
(양태 5)
상기 비여기 상태의 물질은, ClF3 가스인 것을 특징으로 하는 양태 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 다계조 마스크의 제조 방법이다.
(양태 6)
상기 반투광막 중의 금속은, 몰리브덴(Mo)인 것을 특징으로 하는 양태 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 다계조 마스크의 제조 방법이다.
(양태 7)
상기 차광막은, 질소를 더 함유하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양태 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 다계조 마스크의 제조 방법이다.
(양태 8)
상기 투광성 기판은 합성 석영 글래스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양태 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 다계조 마스크의 제조 방법이다.
(양태 9)
양태 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 다계조 마스크의 제조 방법에서 이용되는 에칭 장치로서, 상기 마스크 블랭크를 설치하는 스테이지를 갖는 챔버와, 상기 챔버 내에 비여기 상태의 물질을 공급하는 비여기 물질 공급기와, 상기 챔버 내로부터 기체를 배출하는 기체 배출기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭 장치이다.
상기 양태 1 내지 8에 따른 다계조 마스크의 제조 방법에 의하면, 반투광막은 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 대하여 에칭 레이트가 높은 것에 대하여, 투광성 기판의 재료인 글래스는 상기 비여기 상태의 물질에 대한 에칭 레이트가 대폭 낮기 때문에, 투광성 기판과 반투광막과의 사이에서 높은 에칭 선택성이 얻어진다. 이에 의해, 상기 비여기 상태의 물질로 다계조 마스크의 투광부로 되는 부분의 반투광막을 에칭 제거하여 다계조 마스크를 제작한 경우, 반투광막 패턴의 CD 면내 균일성을 웨트 에칭의 경우에 비해, 향상시킬 수 있다.
특히, 탄탈을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막의 경우에서는, 반투광막을 에칭 제거한 후, 기판 표면에 발생하는 피트 형상의 오목 결함을 억제할 수 있다. 이에 의해, 투광부의 노광광 투과율의 면내 균일성을 높게 할 수 있고, 이 다계조 마스크를 이용하여 피전사체의 포토레지스트막에 패턴을 노광 전사한 경우에서의 포토레지스트막 현상 후의 잔막량도 높은 정밀도로 제어할 수 있다.
또한, 상기 비여기 상태의 물질에 의한 에칭을 적용하고 있기 때문에, 에칭을 행하는 챔버 내는 어느 정도의 저압으로 할 수 있으면 충분히 기능한다. 이 때문에, 드라이 에칭 장치와 같은 고진공용의 대형 챔버나, 기판 주표면 전체면에 플라즈마를 발생시키기 위한 대규모의 플라즈마 발생 장치가 불필요하게 되어, 대폭적인 생산 코스트 저감을 도모할 수 있다. 또한, 고품질의 기판을 저코스트로 재생할 수 있으므로, 특히 고부가 가치를 구비한 고가의 기재를 이용한 다계조 마스크의 기판 재생에 바람직하다.
또한, 상기 양태 9에 따른 에칭 장치를 이용함으로써, 상기 양태 1 내지 8에 따른 다계조 마스크의 제조 방법을 용이하게 실현할 수 있다.
도 1은 다계조 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 개략 단면도.
도 2는 다계조 마스크의 제조 공정을 도시하는 개략 단면도.
도 3은 다계조 마스크의 제조 공정의 다른 형태를 도시하는 개략 단면도.
도 4는 반투광막의 에칭 공정에 이용하는 에칭 장치의 개략 구성도.
이하, 본 발명의 실시 형태를 상술한다.
도 1은 다계조 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 개략 단면도이다. 도 1에 도시한 다계조 마스크(20)는, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD)의 박막 트랜지스터(TFT)나 컬러 필터, 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 FPD 디바이스를 제조하기 위해서 이용되는 것이다. 이 다계조 마스크(20)를 이용하여, 도 1에 도시한 피전사체(30) 상에 패턴 전사를 행함으로써, 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴(33)을 형성할 수 있다. 또한, 도 1 중에서 부호 32A, 32B는, 피전사체(30)에서 기판(31) 상에 적층된 막을 나타낸다.
다계조 마스크(20)는, 구체적으로는, 다계조 마스크(20)의 사용 시에 노광광을 차광(투과율이 대략 0％)시키는 차광부(21)와, 투광성 기판(1)의 표면이 노출된 노광광을 투과시키는 투광부(22)와, 투광부의 노광광 투과율을 100％로 하였을 때 투과율을 10∼80％, 바람직하게는 20∼60％ 정도로 저감시키는 반투광부(23)를 갖고 구성된다. 반투광부(23)는, 글래스 기판 등의 투광성 기판(1) 상에 광 반투과성의 반투광막(2)이 형성되어 구성된다. 또한, 차광부(21)는, 투광성 기판(1) 상에 상기 반투광막(2) 및 차광막(3)이 적층되어 구성된다. 또한, 도 1에 도시한 차광부(21), 투광부(22), 및 반투광부(23)의 패턴 형상은 어디까지나 대표적인 일례이며, 본 발명을 이것에 한정한다는 취지가 아닌 것은 물론이다.
반투광막(2)으로서는, 금속 및 규소(Si)를 함유하는 재료, 또는 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료가 이용된다. 차광막(3)으로서는, 크롬(Cr)을 함유하는 재료가 이용된다.
차광부(21)에서는, 차광막(3) 및 반투광막(2)의 각각의 막 재질과 막 두께와의 선정에 의해, 바람직하게는 차광막(3)과 반투광막(2)의 적층 구조에서의 광학 농도(OD)를 2.8 이상(노광광에 대한 투과율이 약 0.16％ 이하)으로 설정한다. 또한, 차광막(3)과 반투광막(2)의 적층 구조에서의 광학 농도(OD)를 3.0 이상(노광광에 대한 투과율이 0.1％ 이하)으로 설정하면 최적이다. 상기 반투광부(23)의 투과율은, 반투광막(2)의 막 재질과 막 두께와의 선정에 의해 설정된다.
또한, 다계조 마스크(20)를 이용한 노광 전사의 노광광으로서 초고압 수은 램프의 다색광을 광원에 사용하는 경우에서는, 차광부(21), 반투광부(23) 등의 광학 농도나 투과율은, 적어도 노광광의 피크 파장인 i선(파장 365㎚), h선(파장 405㎚) 및 g선(파장 436㎚) 중 적어도 1개의 파장에서 상기 소정의 광학 농도나 투과율로 되도록 조정할 필요가 있다. 또한, i선, h선 및 g선 중 어느 파장에서도 소정의 광학 농도나 소정 범위의 투과율을 만족시키도록 조정하는 것이 보다 바람직하다.
전술한 바와 같은 다계조 마스크(20)를 사용하였을 때에, 차광부(21)에서는 노광광이 실질적으로 투과하지 않고, 반투광부(23)에서는 노광광이 저감된다. 이 때문에, 피전사체(30) 상에 형성한 레지스트막(예를 들면 포지티브형 레지스트막)은, 전사 후, 현상을 거쳤을 때 차광부(21)에 대응하는 부분에서 막 두께가 두꺼워지고, 반투광부(23)에 대응하는 부분에서 막 두께가 그것보다도 얇아지고, 투광부(22)에 대응하는 부분에서는 잔막이 실질적으로 생기지 않음으로써, 결과적으로 3계조의 레지스트 패턴(33)을 형성한다(도 1을 참조). 이 레지스트 패턴(33)에서, 반투광부(23)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아지는 효과를 그레이톤 효과라고 한다. 또한, 네가티브형 레지스트를 이용한 경우에는, 차광부와 투광부에 대응하는 레지스트막 두께가 역전되는 것을 고려한 설계를 행할 필요가 있다.
그리고, 도 1에 도시한 레지스트 패턴(33)의 막이 없는 부분에서, 피전사체(30)에서의 예를 들면 막(32A 및 32B)에 제1 에칭을 실시하여, 레지스트 패턴(33)의 막이 얇은 부분을 애싱 등에 의해 제거하고, 이 애싱 등에 의해 제거한 부분에서, 피전사체(30)에서의 예를 들면 막(32B)에 제2 에칭을 실시한다. 이와 같이 하여, 1매의 다계조 마스크(20)를 이용하여 종래의 포토마스크 2매분의 공정이 실시되게 되어, 마스크 매수가 삭감된다.
또한, 도 1에 도시한 다계조 마스크(20)는, 투광성 기판(1) 상에, 차광부(21), 투광부(22), 및 소정의 노광광 투과율을 갖는 1개의 반투광부(23)로 이루어지는 전사 패턴을 갖는 3계조 마스크이지만, 노광광 투과율이 상이한 복수의 반투광부를, 차광부, 투광부와 함께 구비함으로써, 더 많은 4계조 이상의 마스크로 할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 다계조 마스크의 제조 방법의 일 형태에 대하여 설명한다.
도 2는 다계조 마스크의 제조 공정을 공정순으로 도시하는 개략 단면도이다.
본 실시 형태에서는, 전술한 도 1에 도시한 바와 같은 차광부, 투광부 및 반투광부를 구비한 3계조 마스크를 예로 하여 설명한다.
본 실시 형태에 사용하는 마스크 블랭크(10)는, 투광성 기판(1) 상에, 금속 및 규소(Si)를 함유하는 재료, 또는 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막(2)과, 크롬(Cr)을 함유하는 재료로 이루어지는 차광막(3)이 이 순서로 적층되고, 그 위에 레지스트를 도포하여 레지스트막(4)이 형성되어 있다(도 2의 (a) 참조). 본 실시 형태에서는, 제조되는 3계조 마스크에서의 차광부의 투과율은, 상기 차광막(3)과 반투광막(2)의 적층에 의해 결정된다. 차광막(3)과 반투광막(2) 각각의 막 재질과 막 두께와의 선정에 의해, 총합으로서 광학 농도가 2.8 이상으로 설정되는 것이 바람직하고, 3.0 이상으로 설정하면 최적이다. 또한, 3계조 마스크에서의 반투광부의 투과율은, 상기 반투광막(2)의 막 재질과 막 두께와의 선정에 의해 설정된다. 요구되는 설계값에도 의하지만, 통상적으로, 투광부의 노광광 투과율을 100％로 하였을 때, 반투광부의 투과율은 예를 들면 10∼80％, 바람직하게는 20∼60％ 정도로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 마스크 블랭크용의 투광성 기판(1)은, 사용하는 노광 파장에 대하여 투명성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고, 합성 석영 기판, 그 밖에 각종 글래스 기판(예를 들면, 소다 라임 글래스, 알루미노 실리케이트 글래스 등)이 이용되지만, 이 중에서도 합성 석영 기판이 특히 바람직하게 이용된다. 또한, 다계조 마스크 블랭크에서 이용되는 투광성 기판(1)은, 일반적으로 1변이 500㎜ 이상이다. 현상에서는, 기판의 짧은 변×긴 변이 500㎜×800㎜∼2140㎜×2460㎜의 범위의 다양한 사이즈가 있고, 두께도 10㎜∼15㎜의 범위의 사이즈가 있다.
상기 반투광막(2)에, 금속 및 규소(Si)를 함유하는 재료를 이용하는 경우, 적용 가능한 금속으로서는, Mo, Hf, Zr, Ge, Sn, W, Zn, Ni, Y, Ti, V, Rh, Nb, La, Pd, Fe, Ge, Al 등을 들 수 있다. 특히, Mo, Hf, Zr, W, Ti, V, Nb, Al을 적용한 경우, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의해 반투광막을 에칭할 때의 에칭 레이트를 올릴 수 있고, 또한 반투광막의 노광광 투과율의 파장 의존성(특히 i선∼g선의 파장 영역)을 작게 할 수 있어, 바람직하다. 이들 재료의 반투광막(2)에서의 금속(M)과 규소(Si)의 비율은, M : Si=1 : 2∼1 : 19의 범위가 바람직하다. 상기 반투광막(2)은, 천이 금속 및 규소를 함유하는 재료이면, 천이 금속 실리사이드를 형성하기 위해서, 보다 바람직하다. 특히, 천이 금속 중에서도 몰리브덴(Mo)이 바람직하다. 몰리브덴(Mo)과 규소(Si)를 함유하는 재료의 반투광막(2)에서의 몰리브덴(Mo)과 규소(Si)의 비율은, Mo : Si=1 : 2∼1 : 19의 범위가 바람직하다.
금속 및 규소(Si)를 함유하는 재료를 이용하는 반투광막(2)에는, 질소를 더 함유시켜도 된다. 질소를 함유시킴으로써, 막의 결정 입경이 미세화되고, 막 응력이 저감되어, 투광성 기판(1)과의 밀착성이 향상되는 효과가 있다. 금속 및 규소(Si)를 함유하는 재료에, 질소나 탄소 등의 원소를 함유시키는 경우, 이들 원소의 함유량은, 40원자％ 이하, 또한 30원자％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의해 반투광막(2)을 에칭할 때의 에칭 레이트를 올릴 수 있다.
상기 반투광막(2)에 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료를 적용하는 경우, 그 재료로서는, 이들 금속 단체나 합금 외에, 그 금속 단체나 합금의 질화물, 산화물, 산질화물 등을 들 수 있다. 또한, 상기에 나타내어진 금속 중, Ta, Mo, Hf, Zr, W, Ti, V, Nb, Al 중 어느 하나의 금속 단체나 이들로부터 선택되는 금속의 합금을, 반투광막(2)에 함유시키는 금속으로서 적용한 경우, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의해 반투광막(2)을 에칭할 때의 에칭 레이트를 더욱 올릴 수 있어, 바람직하다.
반투광막(2)의 재료로서는, 탄탈(Ta)을 함유하는 재료가 특히 바람직하다. 탄탈 단체 외에, 탄탈 질화물(TaN), 탄탈 산화물(TaO), 탄탈 산질화물(TaNO) 등을 들 수 있고, 또한, 탄탈과, 규소 및 붕소로부터 선택되는 1 이상의 원소를 함유하는 재료도 바람직하다. 구체적으로는, 탄탈과 규소를 함유하는 재료로서는, TaSi, TaSiN, TaSiO, TaSiON 등을 들 수 있고, 탄탈과 붕소를 함유하는 재료로서는, TaB, TaBN, TaBO, TaBON 등, 탄탈과 규소와 붕소를 함유하는 재료로서, TaSiB, TaSiBN, TaSiBO, TaSiBON 등을 들 수 있다.
탄탈을 함유하는 재료 중에, 붕소를 함유함으로써, 반투광막에서의 노광광 투과율의 파장 의존성(특히 i선∼g선의 파장 영역)이 작아진다. 이 경우, 붕소의 함유량은, 40원자％ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 탄탈을 함유하는 재료 중에, 질소나 탄소 등의 원소를 더 함유하는 경우, 이들 원소의 함유량은, 40원자％ 이하, 또한 30원자％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의해 반투광막(2)을 에칭할 때의 에칭 레이트를 올릴 수 있다.
상기 차광막(3)은, 크롬(Cr)을 함유하는 재료로 이루어지지만, 그 재료로서는, 크롬 단체 외에, 크롬에 질소, 산소, 탄소 등의 원소를 함유하는 재료, 예를 들면, CrN, CrO, CrC, CrON, CrCN, CrOC, CrOCN 등을 들 수 있다. 특히, 크롬을 함유하는 재료 중에 질소를 함유하는 것이 바람직하다. 질소를 함유함으로써, 차광막을 웨트 에칭할 때에 이용되는 에천트에 대한 에칭 레이트가 빨라진다. 이 때문에, 차광막 상에 형성된 차광부의 패턴을 갖는 레지스트막을 마스크로 하여, 차광막을 웨트 에칭할 때에, 차광막과 반투광막과의 에칭 선택성을 보다 높아져, 차광막 아래의 반투광막의 데미지를 보다 억제할 수 있다. 크롬을 함유하는 차광막 중에 질소를 함유시키는 경우, 질소의 함유량은, 15∼60원자％의 범위가 바람직하다. 질소의 함유량이 15원자％ 미만이면, 전술한 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 한편, 60원자％를 초과하는 함유량이면, 초고압 수은 램프를 노광광의 광원으로 하는 경우, i선부터 g선에 걸치는 파장 대역에서 소정의 광학 농도로 하기 위해서는, 막 두께를 두껍게 할 필요가 생겨, 차광부의 패턴을 형성할 때의 CD 정밀도가 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 또한, 이 차광막을 에칭 마스크로 하여 반투광부의 패턴을 형성할 때의 CD 정밀도도 저하되게 된다.
다음으로, 상기 마스크 블랭크(10)를 이용한 다계조(3계조) 마스크의 제조 공정을 설명한다.
우선, 1번째의 묘화를 행한다. 묘화에는, 본 실시 형태에서는 레이저광(예를 들면 400∼450㎚의 범위 내의 소정 파장광)을 이용한다. 레지스트로서는 포지티브형 레지스트를 사용한다. 차광막(3) 상의 레지스트막(4)에 대하여, 소정의 디바이스 패턴(투광부의 패턴, 즉 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하도록 하는 묘화 패턴)을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 투광부의 패턴을 갖는 레지스트 패턴(4a)을 형성한다(도 2의 (b) 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴(4a)을 마스크로 하여, 차광막(3)을 에칭함으로써, 투광부의 영역에 대응하는 반투광막(2)을 노출시켜, 차광막(3)에 투광부의 패턴을 형성한다(도 2의 (c) 참조). 크롬을 함유하는 재료로 이루어지는 차광막(3)을 이용한 경우, 에칭 수단으로서는, 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 쪽이라도 가능하지만, 본 실시 형태에서는 웨트 에칭을 이용하였다. 특히 대형 기판 사이즈의 마스크 제조에서는, 웨트 에칭이 바람직하다. 웨트 에칭에 이용하는 에칭액으로서는, 예를 들면, 질산 제2세륨 암모늄과 과염소산의 혼합액 등이 이용된다. 잔존하는 레지스트 패턴(4a)은 제거한다(도 2의 (d) 참조).
다음으로, 상기 차광막(3)에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여, 노출된 투광부 영역 상의 반투광막(2)을 에칭하여, 투광부를 형성한다(도 2의 (e) 참조).
이러한 반투광막(2)의 에칭 공정에서는, 상기 차광막(3)에 형성된 투광부의 패턴을 에칭 마스크로서 이용하기 때문에, 반투광막(2)의 에칭에 이용하는 에천트에 대한 차광막(3)과 반투광막(2)과의 사이의 에칭 선택성이 필요하고, 또한, 반투광막(2)이 제거된 후의 기판(글래스 기판) 표면의 데미지를 적게 하기 위해서는, 반투광막(2)의 에칭에 이용하는 에천트에 대한 반투광막(2)과 투광성 기판(1)과의 사이의 에칭 선택성도 필요로 되고 있다.
반투광막(2)의 에칭에 이용하는 에천트로서, 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I), 및 크세논(Xe) 중의 어느 하나의 원소와 불소(F)와의 화합물, 즉, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질을 적용한다.
비여기 상태의 본 발명의 불소계 화합물의 물질에 대해서는, 크롬을 함유하는 재료로 이루어지는 상기 차광막(3)과 금속 및 규소를 함유하는 재료, 또는 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료로 이루어지는 상기 반투광막(2)과의 사이에서 높은 에칭 선택성을 얻을 수 있다.
또한, 투광성 기판(1)으로서 이용하는 글래스 기판은, 드라이 에칭에서 이용되는 여기 상태인 불소계 가스의 플라즈마에는 에칭되기 쉽지만, 비여기 상태의 본 발명의 불소계 화합물의 물질에 대해서는 에칭되기 어려운 특성을 갖고 있다. 따라서, 비여기 상태의 본 발명의 불소계 화합물의 물질에 대해서는, 글래스 기판과 상기 반투광막(2)과의 사이에서 높은 에칭 선택성을 얻을 수 있다.
상기 본 발명의 불소계 화합물로서는, 예를 들면, ClF3, ClF, BrF5, BrF, IF3, IF5, 또는 XeF2 등의 화합물을 바람직하게 이용할 수 있고, 이 중에서도, 특히 ClF3를 바람직하게 이용할 수 있다.
이 비여기 상태의 불소계 화합물의 물질은, 유체의 상태에서 접촉시키면 되고, 특히 가스 상태에서 접촉시키는 것이 바람직하다.
상기 반투광막(2)의 에칭 공정에서, 반투광막(2)을 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 접촉시키는 방법으로서는, 예를 들면 챔버 내에 처리 기판(즉, 도 2의 (d)에 도시한 상태의 기판을 설명의 편의상, 「처리 기판」이라고 부르기로 함)을 설치하고, 그 챔버 내에 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 물질을 가스 상태로 도입하여 챔버 내를 그 가스로 치환하는 방법을 바람직하게 들 수 있다.
본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 물질을 가스 상태로 사용하는 경우, 본 발명의 불소계 화합물과 질소 가스, 혹은 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 라돈(Rn) 등(이하, 간단히 아르곤(Ar) 등이라고 함)의 희가스와의 혼합 가스를 바람직하게 이용할 수 있다.
처리 기판의 반투광막(2)을, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기의 가스 상태의 물질에 접촉시키는 경우의 처리 조건, 예를 들면 가스 유량, 가스 압력, 온도, 처리 시간에 대해서는 특별히 제약할 필요는 없지만, 본 발명의 작용을 바람직하게 얻는 관점에서는, 반투광막 및 차광막의 재료나 막 두께에 따라서 적절히 선정하는 것이 바람직하다.
가스 유량에 대해서는, 예를 들면 본 발명의 불소계 화합물과 아르곤 등과의 혼합 가스를 이용하는 경우, 본 발명의 불소계 화합물이 유량비로 1％ 이상 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 불소계 화합물의 유량이 상기 유량비보다도 적으면, 반투광막(2)의 에칭의 진행이 느려지고, 결과로서 처리 시간이 길어져, 사이드 에치량이 커진다.
또한, 가스 압력에 대해서는, 예를 들면, 100∼760Torr의 범위에서 적절히 선정하는 것이 바람직하다. 가스 압력이 상기 범위보다도 낮으면, 챔버 내의 본 발명의 불소계 화합물의 가스량 자체가 지나치게 적어서 반투광막(2)의 에칭의 진행이 느려지고, 결과로서 처리 시간이 길어져, 사이드 에치량이 커진다. 한편, 가스 압력이 상기 범위보다도 높으면(대기압 이상이면), 가스가 챔버의 밖으로 유출될 우려가 있고, 본 발명의 불소계 화합물에는 독성이 높은 가스도 포함되기 때문에, 바람직하지 않다.
또한, 가스의 온도에 대해서는, 예를 들면, 50∼250℃의 범위에서 적절히 선정하는 것이 바람직하다. 온도가 상기 범위보다도 낮으면, 반투광막(2)의 에칭의 진행이 느려지고, 결과로서 처리 시간이 길어져, 사이드 에치량이 커진다. 한편, 온도가 상기 범위보다도 높으면, 에칭이 빨리 진행되어, 처리 시간은 단축할 수 있지만, 반투광막과 기판과의 선택성이 얻어지기 어려워져, 기판 데미지가 약간 커질 우려가 있다.
또한, 처리 시간에 대해서는, 기본적으로는 반투광막(2)의 에칭이 완료되는 데에 충분한 시간이면 된다. 전술한 가스 유량, 가스 압력, 온도에 의해서도, 혹은, 반투광막의 재료, 막 두께에 의해서도 다소 상이하지만, 대략 20초∼300초의 범위에서 본 발명의 작용이 바람직하게 얻어진다.
도 4는 이상의 반투광막의 에칭 공정에 이용하는 데에 바람직한 에칭 장치의 개략 구성도이다.
이 에칭 장치에서는, 가스 충전 용기(43, 44), 유량 제어기(45, 46), 분출 노즐(47) 및 이들의 접속 배관에 의해, 비여기 가스 공급기가 구성되어 있다. 처리 기판(마스크 블랭크)(41)은, 처리 장치의 챔버(40) 내의 스테이지(42) 상에 설치된다. 그리고, 예를 들면 2종류의 가스 충전 용기(43, 44) 내의 가스가 각각 유량 제어기(45, 46)에 보내어져 유량이 조절된 후, 혼합되고, 분출 노즐(47)로부터 분출되어, 챔버(40) 내에 도입된다. 또한, 챔버(40) 내의 가스는, 배기관(48)을 통하여 배기 펌프(기체 배출기)(49)에서 적절히 배기된다.
상기 2종류의 가스는, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 물질을 가스 상태로 사용하는 경우, 본 발명의 불소계 화합물과 질소 가스, 혹은 아르곤(Ar) 등의 희가스이다.
또한, 이 공정 전의 차광막(3)의 에칭 공정을 끝낸 단계에서, 레지스트 패턴(4a)을 제거하였지만, 레지스트 패턴(4a)을 남긴 채로 반투광막(2)의 에칭 공정을 행해도 된다. 이 경우, 차광막(3)의 표면을, 비여기 상태의 불소계 화합물의 물질에 노출되는 것으로부터 보호할 수 있다. 한편, 레지스트 패턴(4a)을 제거하는 경우에서는, 비여기 상태의 불소계 화합물의 물질이 주표면 내에서 보다 균일하게 공급되기 때문에, 패턴 정밀도를 보다 높게 할 수 있다.
다음으로, 전술한 반투광막(2)의 에칭 공정을 끝낸 기판 전체면에 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고(레지스트 패턴(4a)을 제거하지 않았던 경우에는, 레지스트막 형성 전에 제거함), 2번째의 묘화를 행한다. 2번째의 묘화에서는, 차광부 영역 상에 레지스트 패턴이 형성되도록 소정의 패턴을 묘화한다. 묘화 후, 현상을 행함으로써, 차광부에 대응하는 영역 상에 레지스트 패턴(4b)을 형성한다(도 2의 (f) 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴(4b)을 마스크로 하여, 노출된 반투광부 영역 상의 차광막(3)을 에칭하여, 차광막(3)에 차광부에 대응하는 패턴을 형성한다. 이 경우의 에칭 수단으로서는, 전과 동일하게 웨트 에칭이 바람직하다. 그리고 이에 의해, 반투광부 영역 상의 반투광막(2)이 노출되어, 반투광부가 형성된다(도 2의 (g) 참조). 그리고, 잔존하는 레지스트 패턴(4b)은 제거한다.
이렇게 하여, 투광성 기판(1) 상에, 반투광막(2)과 차광막(3)과의 적층막에 의해 형성되는 차광부(21), 투광성 기판(1)이 노출되는 투광부(22), 및 반투광막(2)에 의해 형성되는 반투광부(23)를 갖는 3계조 마스크(20)가 완성된다(도 2의 (h) 참조).
이상 설명한 다계조 마스크의 제조 방법에 의하면, 금속 및 규소를 함유하는 재료, 또는 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(A1), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막은 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태(바람직하게는 비여기이며 가스 상태)의 물질에 대하여 에칭 레이트가 높은 것에 대하여, 투광성 기판의 재료인 글래스는 상기 비여기 상태의 물질에 대한 에칭 레이트가 대폭 낮기 때문에, 투광성 기판과 반투광막과의 사이에서 높은 에칭 선택성이 얻어진다. 이에 의해, 상기 비여기 상태의 물질로 다계조 마스크의 투광부로 되는 부분의 반투광막을 에칭 제거하여 다계조 마스크를 제작한 경우, 반투광막 패턴의 CD 면내 균일성을 웨트 에칭의 경우에 비해, 향상시킬 수 있다.
특히, 탄탈을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막의 경우에서는, 반투광막을 에칭 제거한 후, 기판 표면에 발생하는 피트 형상의 오목 결함을 억제할 수 있다. 이에 의해, 투광부의 노광광 투과율의 면내 균일성을 높게 할 수 있고, 이 다계조 마스크를 이용하여 피전사체의 포토레지스트막에 패턴을 노광 전사한 경우에서의 포토레지스트막 현상 후의 잔막량도 높은 정밀도로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 불소계 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의한 에칭을 적용하고 있기 때문에, 에칭을 행하는 챔버 내는 어느 정도의 저압으로 할 수 있으면 충분히 기능한다. 이 때문에, 드라이 에칭 장치와 같은 고진공용의 대형 챔버나, 기판 주표면 전체면에 플라즈마를 발생시키기 위한 대규모의 플라즈마 발생 장치가 불필요하게 되어, 대폭적인 생산 코스트 저감을 도모할 수 있다.
또한, 반투광막이 에칭에 의해 제거된 후의 기판의 데미지를 적게 할 수 있다. 그 때문에, 만약 기판을 재생하는 경우에도, 재연마의 공정 부하가 적어짐으로써, 기판의 재생 코스트를 저감할 수 있다. 고품질의 기판을 저코스트로 재생할 수 있으므로, 특히 고부가 가치를 구비한 고가의 기재를 이용한 다계조 마스크의 기판을 재생하는 데에 바람직하다.
또한, 전술한 에칭 장치를 이용함으로써, 상기의 다계조 마스크의 제조 방법을 용이하게 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 다계조 마스크의 제조 방법의 다른 형태에 대하여 설명한다.
도 3은 도 2에서 도시한 것과는 상이한 공정인 다계조 마스크의 제조 공정에 대하여, 공정순으로 나타내고 있는 개략 단면도이다. 도 2의 (h)의 3계조 마스크와 도 3의 (f)의 3계조 마스크는 기본적으로 동일한 구성으로 되어 있지만, 제조 프로세스가 일부 상이하다.
도 2의 다계조 마스크의 제조 방법과 상이한 점은, 1번째의 레지스트막(4)에의 묘화 및 현상에 의해, 차광부의 패턴을 갖는 레지스트 패턴(4b)을 형성하는 것(도 3의 (b) 참조), 그 레지스트 패턴(4b)을 마스크로 하여, 차광막(3)을 에칭함으로써, 차광부의 패턴을 형성하는 것(도 3의 (c) 참조), 또한 차광막(3)에 차광부의 패턴을 형성한 후, 차광막(3) 및 반투광막(2) 상에 레지스트막을 형성하고, 2번째의 묘화 및 현상에 의해 투광부의 패턴을 갖는 레지스트 패턴(4a)을 형성하는 것(도 3의 (d) 참조), 그리고, 그 레지스트 패턴(4a)을 마스크로 하여, 반투광막(2)을 에칭함으로써, 투광부의 패턴을 형성하는 것(도 3의 (e) 참조)이다.
이 도 3에 도시한 다계조 마스크의 제조 공정의 경우, 차광막(3)을 한 번 에칭하는 것만으로 차광부를 형성할 수 있다고 하는 메리트가 있다. 단, 유기계 재료의 레지스트 패턴(4a)을 마스크로 하여, 반투광막(2)에 투광부의 패턴을 에칭 형성하기 때문에, 도 2의 제조 공정과 같이 금속계 재료의 차광막(3)을 마스크로 하여, 반투광막(2)에 투광부의 패턴을 에칭 형성하는 경우에 비해, 패턴 정밀도가 약간 떨어진다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해, 본 발명의 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명한다. 아울러, 실시예에 대한 비교예에 대해서도 설명한다.
(실시예 1)
합성 석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1220㎜×1400㎜×13㎜) 상에, 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 몰리브덴(Mo)과 규소(Si)의 혼합 소결 타깃(Mo : Si=20 : 80, 원자％비)을 이용하여, 아르곤(Ar) 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, MoSi4 반투광막을 성막하였다. 또한, i선(365㎚)의 파장에서 투과율이 40％로 되도록 막 두께는 5㎚로 하였다.
다음으로, 상기 반투광막 상에, 스퍼터 타깃에 크롬(Cr) 타깃을 이용하여, 아르곤(Ar)과 질소(N2)와의 혼합 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, 막 두께 15㎚의 CrN층을 성막하였다. 다음으로, 아르곤(Ar)과 메탄(CH4)과 질소(N2)와의 혼합 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, 막 두께 65㎚의 CrCN층을 성막하였다. 다음으로, 아르곤(Ar)과 일산화질소(NO)와의 혼합 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, 막 두께 25㎚의 CrON층을 성막하였다. 이렇게 해서, 합계 막 두께 105㎚의 크롬계 차광막을 형성하였다. 이 차광막은, 각 층이 조성 경사진 구조의 막이며, 상기 반투광막과의 적층 구조에서 i선(365㎚)의 파장에서 광학 농도 3.0으로 되도록 조정되어 있다.
이상과 같이 하여, 투광성 기판 상에 몰리브덴 실리사이드계 반투광막과 크롬계 차광막을 이 순서로 적층한 마스크 블랭크를 제작하였다.
다음으로, 전술한 도 2의 공정에 따라서, 이 마스크 블랭크를 이용하여 3계조 마스크를 제작하였다.
우선, 레이저광(파장 412㎚)을 이용하여 1번째의 묘화를 행하였다. 레지스트로서는 포지티브형 레지스트를 사용하였다. 차광막 상에 도포한 레지스트막에 대하여, 소정의 디바이스 패턴을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 투광부의 패턴을 갖는 레지스트 패턴을 형성하였다(도 2의 (b) 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 차광막을 웨트 에칭함으로써, 투광부의 영역에 대응하는 반투광막을 노출시켜, 차광막에 투광부의 패턴을 형성하였다(도 2의 (c) 참조). 에칭액에는, 질산 제2세륨 암모늄과 과염소산을 함유하는 에칭액을 상온에서 사용하였다. 에칭 후, 잔존하는 레지스트 패턴(4a)을 제거하였다(도 2의 (d) 참조).
다음으로, 상기 차광막에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여, 노출된 투광부 영역 상의 반투광막을 에칭하여, 기판 표면이 노출된 투광부를 형성하였다(도 2의 (e) 참조).
이 반투광막의 에칭은, 전술한 도 4에 도시한 에칭 장치를 이용하여 행하였다. 즉, 챔버 내에 상기 차광막에 투광부의 패턴을 형성한 상태의 기판을 설치하고, 그 챔버 내에, ClF3와 Ar의 혼합 가스(유량비 ClF3 : Ar=0.2 : 0.8(SLM))를 도입하여 챔버 내를 그 가스로 치환함으로써, 상기 투광부 영역 상에 노출된 반투광막을 비여기 상태의 상기 혼합 가스에 접촉시키도록 하였다. 이때의 가스 압력은 488∼502Torr, 온도는 195∼202℃로 조절하고, 처리 시간(에칭 시간)은 36초로 하였다.
다음으로, 전술한 반투광막의 에칭 공정을 끝낸 기판 전체면에 상기와 동일한 포지티브형 레지스트막을 형성하고, 2번째의 묘화를 행하였다. 2번째의 묘화에서는, 차광부 영역 상에 레지스트 패턴이 형성되도록 소정의 패턴을 묘화하고, 묘화 후, 현상을 행함으로써, 차광부에 대응하는 영역 상에 레지스트 패턴을 형성하였다(도 2의 (f) 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 반투광부 영역 상의 차광막을 웨트 에칭하여, 차광막에 차광부에 대응하는 패턴을 형성하였다. 이 경우의 에칭액은 상기와 동일한 에칭액을 이용하였다. 이에 의해, 반투광부 영역 상의 반투광막이 노출되어, 반투광부가 형성되었다(도 2의 (g) 참조). 그리고, 잔존하는 레지스트 패턴을 전과 동일한 방법으로 제거하였다.
이렇게 해서, 글래스 기판 상에, 반투광막과 차광막과의 적층막에 의해 이루어지는 차광부, 글래스 기판이 노출되는 투광부, 및 반투광막에 의해 이루어지는 반투광부를 갖는 3계조 마스크를 제작하였다(도 2의 (h) 참조).
제작한 3계조 마스크에 대하여, 에칭에 의해 반투광막을 제거한 투광부 영역의 글래스 기판의 표면을 전자 현미경으로 관찰한 바, 반투광막의 잔사나, 백탁 등의 변질층의 발생은 확인되지 않았다. 투광부 영역의 글래스 기판의 표면 반사율(200∼700㎚)을 측정하였지만, 성막 전의 기판과 변화는 없고, 피트 형상의 오목 결함도 발견되지 않았다. 기판의 표면 거칠기에 기인하는 노광광 투과율의 저하도 적고, 면내의 노광광 투과율 분포의 균일성도 높았다. 반투광부(반투광막 패턴)의 CD 면내 균일성도 양호한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 제작한 3계조 마스크를 이용하여 피전사체의 포토레지스트막에 초고압 수은 램프를 노광 광원으로 하여, 패턴의 노광 전사를 행한 바, 포토레지스트막 현상 후의 잔막량도 높은 정밀도로 제어할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 제작한 3계조 마스크의 투광부에서의 기판 주표면의 표면 거칠기는, 이 3계조 마스크의 기판을 재생하는 경우, 기판 표면을 재정밀 연마(통상의 연마 공정 중의 최종 단계)함으로써 용이하게 표면 거칠기를 회복할 수 있는 레벨이었다.
(실시예 2)
합성 석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1220㎜×1400㎜×13㎜) 상에, 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 탄탈(Ta) 타깃을 이용하여, 아르곤(Ar) 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, Ta 반투광막을 성막하였다. 또한, i선(365㎚)의 파장에서 투과율이 40％로 되도록 막 두께는 4㎚로 하였다.
다음으로, 상기 반투광막 상에, 스퍼터 타깃에 크롬(Cr) 타깃을 이용하여, 아르곤(Ar)과 질소(N2)와의 혼합 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, 막 두께 15㎚의 CrN층을 성막하였다. 다음으로, 아르곤(Ar)과 메탄(CH4)과 질소(N2)와의 혼합 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, 막 두께 65㎚의 CrCN층을 성막하였다. 다음으로, 아르곤(Ar)과 일산화질소(NO)와의 혼합 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, 막 두께 25㎚의 CrON층을 성막하였다. 이렇게 하여, 합계 막 두께 105㎚의 크롬계 차광막을 형성하였다. 이 차광막은, 각 층이 조성 경사진 구조의 막이며, 상기 반투광막과의 적층 구조에서 i선(365㎚)의 파장에서 광학 농도 3.0으로 되도록 조정되어 있다.
이상과 같이 하여, 투광성 기판 상에 탄탈계 반투광막과 크롬계 차광막을 이 순서로 적층한 마스크 블랭크를 제작하였다.
다음으로, 전술한 도 2의 공정에 따라서, 이 마스크 블랭크를 이용하여 3계조 마스크를 제작하였다.
우선, 레이저광(파장 412㎚)을 이용하여 1번째의 묘화를 행하였다. 레지스트로서는 포지티브형 레지스트를 사용하였다. 차광막 상에 도포한 레지스트막에 대하여, 소정의 디바이스 패턴을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 투광부의 패턴을 갖는 레지스트 패턴을 형성하였다(도 2의 (b) 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 차광막을 웨트 에칭함으로써, 투광부의 영역에 대응하는 반투광막을 노출시켜, 차광막에 투광부의 패턴을 형성하였다(도 2의 (c) 참조). 에칭액에는, 질산 제2세륨 암모늄과 과염소산을 함유하는 에칭액을 상온에서 사용하였다. 에칭 후, 잔존하는 레지스트 패턴(4a)을 제거하였다(도 2의 (d) 참조).
다음으로, 상기 차광막에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여, 노출된 투광부 영역 상의 반투광막을 에칭하여, 기판 표면이 노출된 투광부를 형성하였다(도 2의 (e) 참조).
이 반투광막의 에칭은, 전술한 도 4에 도시한 에칭 장치를 이용하여 행하였다. 즉, 챔버 내에 상기 차광막에 투광부의 패턴을 형성한 상태의 기판을 설치하고, 그 챔버 내에, ClF3와 Ar의 혼합 가스(유량비 ClF3 : Ar=0.2:1.8(SLM))를 도입하여 챔버 내를 그 가스로 치환함으로써, 상기 투광부 영역 상에 노출된 반투광막을 비여기 상태의 상기 혼합 가스에 접촉시키도록 하였다. 이때의 가스 압력은 488∼502Torr, 온도는 110∼120℃로 조절하고, 처리 시간(에칭 시간)은 32초로 하였다.
다음으로, 전술한 반투광막의 에칭 공정을 끝낸 기판 전체면에 상기와 동일한 포지티브형 레지스트막을 형성하고, 2번째의 묘화를 행하였다. 2번째의 묘화에서는, 차광부 영역 상에 레지스트 패턴이 형성되도록 소정의 패턴을 묘화하고, 묘화 후, 현상을 행함으로써, 차광부에 대응하는 영역 상에 레지스트 패턴을 형성하였다(도 2의 (f) 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 반투광부 영역 상의 차광막을 웨트 에칭하여, 차광막에 차광부에 대응하는 패턴을 형성하였다. 이 경우의 에칭액은 상기와 동일한 에칭액을 이용하였다. 이에 의해, 반투광부 영역 상의 반투광막이 노출되어, 반투광부가 형성되었다(도 2의 (g) 참조). 그리고, 잔존하는 레지스트 패턴을 전과 동일한 방법으로 제거하였다.
이렇게 하여, 글래스 기판 상에, 반투광막과 차광막과의 적층막에 의해 형성되는 차광부, 글래스 기판이 노출되는 투광부, 및 반투광막에 의해 형성되는 반투광부를 갖는 3계조 마스크를 제작하였다(도 2의 (h) 참조).
제작한 3계조 마스크에 대하여, 에칭에 의해 반투광막을 제거한 투광부 영역의 글래스 기판의 표면을 전자 현미경으로 관찰한 바, 반투광막의 잔사나, 백탁 등의 변질층의 발생은 확인되지 않았다. 또한, 투광부 영역의 글래스 기판의 표면 반사율(200∼700㎚)을 측정하였지만, 성막 전의 기판과 비교하여 변화는 없고, 피트 형상의 오목 결함도 발견되지 않았다. 기판의 표면 거칠기에 기인하는 노광광 투과율의 저하도 적고, 면내의 노광광 투과율 분포의 균일성도 높았다. 반투광부(반투광막 패턴)의 CD 면내 균일성도 양호한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 제작한 3계조 마스크를 이용하여 피전사체의 포토레지스트막에, 초고압 수은 램프를 노광 광원으로 하여, 패턴의 노광 전사를 행한 바, 포토레지스트막 현상 후의 잔막량도 높은 정밀도로 제어할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 제작한 3계조 마스크의 투광부에서의 기판 주표면의 표면 거칠기는, 이 3계조 마스크의 기판을 재생하는 경우, 기판 표면을 재정밀 연마(통상의 연마 공정 중의 최종 단계)함으로써 용이하게 표면 거칠기를 회복할 수 있는 레벨이었다.
(비교예 1)
실시예 2와 동일한 마스크 블랭크를 이용하여 3계조 마스크를 제작하였다. 단, 전술한 차광막에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여, 노출된 투광부 영역 상의 반투광막을 에칭하는 공정에서는, 수산화나트륨 용액(농도 40wt％, 온도 70℃)을 에칭액으로서 이용하였다. 처리 시간(에칭 시간)은 10분이었다.
이 이외의 공정은 실시예 1과 마찬가지로 하여 행하여, 3계조 마스크를 제작하였다.
제작한 3계조 마스크에서의 투광부 영역의 글래스 기판의 표면을 전자 현미경으로 관찰한 바, 반투광막의 잔사는 특별히 관찰되지 않았다. 또한, 기판의 표면 반사율(200∼700㎚)을 측정하였지만, 성막 전의 기판과 비교하면 반사율이 전체적으로 약간 저하되어 있었다. 투광부 영역의 기판의 표면 거칠기를 원자간력 현미경(AFM)으로 관찰한 바, 투광부의 기판 표면에 피트 형상의 오목부가 다수 형성되어 있는 것이 확인되었다. 반투광부(반투광막 패턴)의 CD 면내 균일성은, 실시예 2보다도 낮은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 제작한 3계조 마스크를 이용하여 피전사체의 포토레지스트막에 초고압 수은 램프를 노광 광원으로 하여, 패턴의 노광 전사를 행한 바, 특히 피트 형상의 오목부가 형성되어 있는 부분에서의 노광광 투과광량의 저하가 커서, 포토레지스트막 현상 후의 잔막량의 제어도 가능하다고 말하기 어려운 결과이었다.
또한, 이 3계조 마스크의 투광부에서의 기판 주표면의 표면 거칠기는, 이 3계조 마스크의 기판을 재생하는 경우, 기판 표면을 재연마함으로써 피트 형상의 오목부를 제거하여, 양호한 표면 거칠기를 회복시키기 위해서는, 통상의 성막 전의 기판 연마 공정 중의 최초의 단계로부터 재연마를 행할 필요가 있어, 재연마의 공정 부하가 커진다.
또한, 실시예 1 및 실시예 2에서 제작한 3계조 마스크를, 상기의 도 3에 도시한 다른 형태의 공정을 갖는 제조 방법에 의해서도 제작한 바, 실시예 1 및 실시예 2에서 제작한 3계조 마스크일수록 반투광부의 CD 면내 균일성은 높지는 않지만, 비교예 1에서 제작한 3계조 마스크와 비교하면, 반투광부의 CD 면내 균일성은 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 투광부의 기판 표면에 피트 형상의 오목 결함도 발견되지 않고, 기판의 표면 거칠기에 기인하는 노광광 투과율의 저하도 적고, 면내의 노광광 투과율 분포의 균일성도 높은 것이 확인되었다.
1 : 투광성 기판
2 : 반투광막
3 : 차광막
4 : 레지스트막
10 : 마스크 블랭크
20 : 다계조 마스크
21 : 차광부
22 : 투광부
23 : 반투광부
30 : 피전사체
31 : 기판
32A, 32B : 막
33 : 레지스트 패턴
40 : 챔버
41 : 처리 기판
42 : 스테이지
43, 44 : 가스 충전 용기
45, 46 : 유량 제어기
47 : 분출 노즐
48 : 배기관
49 : 배기 펌프

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 글래스 기판 상에, 차광부, 투광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부로 이루어지는 전사 패턴을 갖는 다계조 마스크의 제조 방법으로서,
    글래스 기판 상에, 금속 및 규소를 함유하는 재료, 또는 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 란탄(La), 팔라듐(Pd), 철(Fe), 알루미늄(Al), 게르마늄(Ge) 및 주석(Sn)으로부터 선택되는 1 이상의 금속을 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막과, 크롬(Cr)을 함유하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층한 마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
    상기 차광막에 차광부의 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 차광막 및 반투광막 상에 투광부의 패턴을 갖는 레지스트막을 형성하는 공정과,
    상기 레지스트막에 형성된 투광부의 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을, 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I), 및 크세논(Xe) 중의 어느 하나의 원소와 불소(F)와의 화합물을 포함하는 비여기 상태의 물질에 의해 에칭하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광막에 차광부의 패턴을 형성하는 공정은, 상기 차광막 상에 형성된 차광부의 패턴을 갖는 레지스트막을 마스크로 한 웨트 에칭에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 비여기 상태의 물질은, ClF3 가스인 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 반투광막 중의 금속은, 몰리브덴(Mo)인 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 반투광막은, 탄탈(Ta)을 함유하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 차광막은, 질소를 더 함유하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 글래스 기판은 합성 석영 글래스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 마스크의 제조 방법.
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