KR20050118296A

KR20050118296A - 마스크 블랭크 제조 방법 및 마스크 제조 방법

Info

Publication number: KR20050118296A
Application number: KR1020057018298A
Authority: KR
Inventors: 히데오 코바야시
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-12-16
Also published as: WO2004088419A1; US20060121359A1; KR101079759B1; DE112004000566B4; JPWO2004088419A1; JP4338042B2; DE112004000566T5; US7678508B2

Abstract

마스크 블랭크의 보관반송시, 또는 마스크 블랭크나 마스크의 제조프로세스 중에서 이물이 기판 등에 부착하는 등의 문제를 일으키는 것을 방지한다. 마스크 블랭크의 제조 공정의 마스크용 박막 형성 공정으로 형성된 박막(2,3)을 수용성 재료 등으로 구성된 방진 보호막(5)으로 덮는 것에 의해 이후의 공정에서 마스크 블랭크 자체의 표면에 이물이 직접 부착되거나 상처가 생기거나 하는 것을 방지하고, 마스크 블랭크를 사용할 때에는 이를 제거한다.

Description

마스크 블랭크 제조 방법 및 마스크 제조 방법{MASK BLANKS PRODUCTION METHOD AND MASK PRODUCTION METHOD}

본 발명은, 패턴 전사용 마스크의 소재인 마스크 블랭크 제조 방법 및 마스크 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들면 포트리소그래피법에 이용되는 마스크(래티클)의 원재료인 마스크 블랭크는, 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 차광 막이나 위상시프트 막 등 각종의 박막이 기판 표면에 형성되거나, 또한, 이 각종 박막의 최상층에 레지스트 막이 형성되거나, 혹은, 이 레지스트 막 위 또는 아래에 반사 방지막이나 도전성 막이 형성되거나 또한, 이들의 박막을 보호하기 위한 보호막 등이 형성된 것이다.

이 마스크 블랭크의 구체적인 예로서, 최상층 막이 레지스트 막인 레지스트가 있는 마스크 블랭크가 있다. 이 레지스트가 있는 마스크 블랭크는, 기판 표면에 각종 박막이 형성된 후, 그 위에 레지스트 막이, 회전 도포 방법 등으로 도포되어, 다시 소정의 가열 건조 처리(냉각 처리를 포함한다) 등이 실시되어 형성된 것이다.

또, 상기 기판 표면에 형성되는 박막은, 마스크의 종류에 따라, 차광성 막, 위상시프트 막(위상시프트 마스크인 경우), 반사 막이나 흡수 막(X선 마스크인 경우) 혹은 반사 방지 막 등이다. 이들의 박막은, 전사 노광 빛을 통과시키거나 통과를 저지하는등, 어떠한 관여를 하여 소정의 전사 패턴 상을 전사 대상물 위에 형성시키기 위한 것이다.

도 2는 종래의 레지스트가 있는 마스크 블랭크의 단면도이다. 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 이 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)는, 유리 등의 기판(1) 위에, 차광 막(2), 반사 방지막(3)을 순차 형성하고, 그 위에 레지스트 막(4)을 회전 도포법 등으로 도포하여 형성한 것이다. 그런데, 이 레지스트 막(4)에는, 기판(1)의 주연부 (즉 기판(1)의 주표면의 4변을 따른 부분)에 불필요한 볼록한 부분(4a)이 생기고, 또한 기판(1)의 측면에 불필요한 측면 레지스트(4b)가 형성되어 있는 경우가 많다.

그러나, 일반적으로, 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)는, 반송이나 보관 시에, 수용 용기 등에 수납된다. 도 3은 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)를 복수매 수납하는 수용 용기(50)의 가운데 상자(20)의 사시도, 도 4는 수용 용기(50)의 단면도이다.

이 수용 용기(50)는, 바깥 상자(30)안에 가운데 상자(20)가 수납 고정된 것이다. 가운데 상자(20)는 상면부가 개구된 직방체 형상 용기에 대향하는 한 쌍의 측벽부를 홈부(21)를 다수 마련하여, 이 홈부(21)에, 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)의 2측변(10a,10b)을 삽통하도록 하여 수납 고정한다.

그러나, 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)의 2개의 측변(10a, 10b)에는, 전술한 바와 같이, 불필요한 볼록한 부분(4a)이나 불필요한 측면 레지스트(4b)가 형성되고 있다. 이 때문에, 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)를 가운데 상자(20)에 수납하거나 꺼낼 때에, 불필요한 볼록한 부분(4a)이나 불필요한 측면 레지스트(4b)가 가운데 상자(20)의 홈부(21) 등에 접촉하여 스치게 된다. 또한 홈에 지지된 상태에서, 이송, 수송에 의한 진동 혹은 충격이 생길 수도 있다.

이 진동이나 충격에 의해도, 불필요한 볼록한 부분(4a)이나 불필요한 측면 레지스트(4b)가 가운데 상자(20)의 홈부(21)와 스치는 경우도 있다. 그 결과, 불필요한 볼록한 부분(4a)이나 불필요한 측면 레지스트(4b)가, 기판(1)으로부터 박리탈락되기 쉬우며, 진애가 되어 마스크 블랭크 자체 혹은 각종 처리장치에 부착되어, 최종적으로는 마스크 블랭크를 원재료로 하는 제품인 마스크(레티클을 포함함)의 결함의 원인, 또는 마스크의 제조 수율 저하의 원인이 된다.

상기한 문제를 해결하기 위해, 기판(1)의 주연부에 형성되는 불필요한 레지스트 막을 제거하는 기술로서, 레지스트 도포 후에 기판 주연부의 불필요한 레지스트 막을 선택적으로 제거하는 방법이 일반적으로 사용되어 왔다(예를 들면 특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3을 참조).

[특허문헌 1]:일본국 공고특허 특공소57-13863호 공보

[특허문헌 2]:일본국 공개특허 특개소63-160332호 공보

[특허문헌 3]:일본국 공개특허공보 특개2001-259502호 공보

도 1은, 마스크 블랭크 제조공정의 일 예,

도 2는, 종래의 레지스트가 있는 마스크 블랭크의 단면도,

도 3은 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)를 복수매 수납하는 수용 용기(50)의 가운데 상자(20)의 사시도,

도 4는, 수용 용기(50)의 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 기판 2: 차광 막

3: 반사방지 막 4: 레지스트 막

5: 방진 보호막

그러나, 상기한 방법 등에 의해 기판 주연부의 불필요한 레지스트 막을 선택적으로 제거한 마스크 블랭크라도, 이하의 문제점이 있는 것을 알았다. 즉, 전술한 바와 같이, 상기 가운데 상자(20)는, 상부가 개구되어 있는 바깥 상자(30)내에 수납된다. 이 바깥 상자(30)의 상부 개구는, 덮개(40)에 의해 자유롭게 개폐하도록 되어있다. 그리고, 이 덮개(40)에는, 기판 누름구(41)가 마련되고, 이 기판 누름구(41)에 의해 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)의 두부 단면 및 측부 단면을 고정하도록 되어 있다.

이 때문에, 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)가 가운데 상자(20)등에 직접 접촉하는 부위가 있는 것 외에, 가운데 상자(20)와 바깥 상자(30)가 접촉하는 부위도 많다. 게다가, 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)를 수용 용기(50)에 수용 또는 꺼낼 때의 스침 혹은 보관 또는 이송·수송중의 진동 혹은 충격에 의한 레지스트가 있는 마스크 블랭크(10)와 가운데 상자(20)와의 접촉 부위의 스침 및 가운데 상자(20)와 바깥 상자(30)와의 접촉 부분의 스침 등의 매우 많은 스침 등의 요인을 생각할 수 있다. 이 때문에, 이것들 전부의 접촉부의 스침에 의한 발진(發塵)을 억제하는 것은 극히 곤란하다. 그 결과, 마스크 블랭크의 용기로의 수용, 보관, 또는 이송·수송중의 마스크 블랭크(즉 레지스트 막(최상층))표면으로의 이물의 부착 혹은 그 증가를 효과적으로 방지 하는 것이 매우 곤란하다는 것을 알았다.

또 한편, 상기의 레지스트가 있는 마스크 블랭크를 사용하여 마스크 제조를 행할 경우, 마스크 제조공정에 있어서의 노광 공정에 이를 때까지의 레지스트 도포 후부터 경과 시간이나 일수가 가지가지이다.

이 노광 공정에 이르기까지의 경과 시간이나 일수의 격차는, 레지스트 감도의 격차에 영향을 주고, CD격차가 되므로, 마스크 블랭크에 형성하는 레지스트는, 되도록이면 도포 후 감도변화가 적은, 도포 후 보관 안정성에 뛰어난(도포 후 안정성 PCD(Pos t Coating Delay)의 양호한) 레지스트가 선정되어 사용된다.

이와 같은 도포 후 안정성이 양호한 레지스트에는, 일반적으로, 켄쳐(quencher)라고 불리는 첨가제(예를 들면 아민류)가 의도적으로 많이 가해지고 있다. 그러나, 이 켄쳐는 도포 후 안정성을 양호하게 하는 한편, 레지스트 감도를 어느 정도 이상 상승시키지 않는 등, 레지스트 설계상, 또는 마스크 블랭크용 레지스트를 선정하는 데의 제약이 있다. 노광 생산성(마스크 생산성) 또는 노광 품질(예를 들면 전자선 노광에서의 레지스트 가열에 의한 레지스트 감도변동 등)의 견지로부터, 레지스트 감도는 높은 쪽이 바람직하다.

또한 이러한 패턴의 협소 피치화가 요구되고 있는 상황에 있어서, 레지스트 도포 후부터 노광 공정에 이를 때까지의 경과 시간이나 일수(즉 도포 후 보관)에 의해 야기되는 레지스트 감도의 열화 또는 변동량이 문제가 되고 있다. 종래 허용되어 온 도포 후 보관에 의한 레지스트 감도의 열화 또는 변동량이, 요구되는 감도 안정성에 적당하다. 따라서, 레지스트 막의 형성은, 마스크 제조공정에 있어서의 노광 공정 직전에 행하는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 기판 표면에 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막이 형성된 마스크 블랭크를 전술한 수용 용기에 수납하고, 마스크 제조공정에 위상·수송 또는 보관할 경우, 마스크 블랭크(전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막)표면으로의 이물, 또는 화학적 오염물질 등의 부착에 의해, 도포하는 레지스트 품질에 영향을 주어, 마스크의 결함 또는 마스크의 제조 수율 저하를 초래한다.

본 발명은, 상기의 배경을 기초로 이루어진 것으로서, 첫째로, 마스크 블랭크의 보관 반송 시, 혹은 마스크 블랭크나 마스크의 제조 프로세스 등에서, 이물이 기판 등에 부착되어 문제를 일으키는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 마스크 블랭크 제조 방법 및 마스크 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 제 2로, 레지스트 본래의 감도를 유지한 채, 마스크 블랭크를 마스크 제조공정에 공급하는 것을 가능하게 하고, 마스크 블랭크의 보관에 기인하는 레지스트 감도저하를 억제하여, 마스크 제조의 생산성 저하를 억제하는 마스크 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 발명의 구성으로서, 제 1 수단은,

패턴 전사용 마스크의 소재인 마스크 블랭크이며, 기판 표면에, 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막 및 / 또는 마스크 제조 프로세스에 사용되는 박막이 형성된 마스크 블랭크를 제조하는 마스크 블랭크 제조방법에 있어서,

상기 기판 표면에, 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막 및 / 또는 마스크 제조 프로세스에 사용되는 박막을 형성하는 마스크용 박막형성공정과, 상기 마스크용 막형성 공정으로 형성된 박막 및 / 또는 이 박막의 주변을 덮는 방진 보호막을 형성하는 방진 보호막 형성공정을 가짐과 동시에,

상기 방진 보호막 형성공정으로 형성되는 방진 보호막은, 상기 마스크 블랭크의 상기 박막이 형성된 표면 및 / 또는 그 주변을 덮는 것에 의해, 이후의 공정에서 마스크 블랭크 자체의 표면에 이물이 직접 부착되거나 상처가 생기거나 하는 것을 방지하는 것이며, 또한 마스크 블랭크가 사용될 때에는, 제거하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조 방법이다.

제 2 수단은,

상기 방진 보호막은, 상기 마스크 블랭크의 기판 표면에 형성된 박막에 영향을 주지 않는 용제로 제거가능한 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 제 1 수단에 관한 마스크 블랭크 제조 방법이다.

제 3 수단은,

상기 용제가 물인 것을 특징으로 하는 제 1 또는 제 2 수단에 관한 마스크 블랭크 제조방법이다.

제 4 수단은,

상기 기판의 주연부에 형성된 상기 마스크 제조 프로세스에 사용되는 박막 및 / 또는 상기 방진 보호막을, 용제에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 제 1 내지 제 3 수단중 어느 한 수단에 관한 마스크 블랭크 제조 방법이다.

제 5 수단은,

기판에 패턴 전사용의 마스크 패턴을 형성하는 마스크 패턴 형성공정을 갖는 마스크 제조 방법에 있어서,

제 1∼ 제 4중 어느 한 수단에 관한 마스크 블랭크 제조 방법에 의해 제조된 마스크 블랭크를 이용하여, 이 마스크 블랭크의 상기 방진보호 막을 제거한 후에, 상기 마스크 패턴 형성공정을 행하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법이다.

제 6 수단은,

상기 마스크 블랭크는, 기판 표면에 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막이 형성되고, 이 박막 위에 레지스트 막이 형성되며, 이 레지스트 막 위에 방진 보호막이 형성된 것을 특징으로 하는 제 5 수단에 관한 마스크 제조 방법이다.

제 7 수단은,

기판에 패턴 전사용 마스크 패턴을 형성하는 마스크 패턴 형성공정을 갖는 마스크 제조공정에 있어서,

제 1∼제 4중 어느 한 수단에 관한 마스크 블랭크 제조공정에 의해 제조된 마스크 블랭크로서, 기판 표면에 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막표면에 방진 보호막을 형성한 마스크 블랭크를 이용하여, 이 마스크 블랭크의 상기 방진 보호막을 제거한 후에, 상기 박막 표면에 레지스트 막을 형성하고, 상기 레지스트 막에 패턴노광 처리를 행하여 마스크 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.

여기에서, 본 발명에 있어서의 마스크 블랭크라 함은, 광의의 의미로 이용되는 것으로, 전사 노광 빛을 차광하는 기능을 갖는 차광성 막이 형성된 것, 전사 노광 빛에 대하여 위상차 변화를 초래하는 기능을 갖는 위상시프트 막이 형성된 것, 전사 노광 빛에 대한 차광 기능과 위상차 변화를 초래하는 기능을 겸한 광 반투과 막의 하프톤 위상시프트 막이 형성된 것, 전사 노광 빛을 반사하는 기능을 갖는 반사 막이 형성된 것, 전사 노광 빛을 흡수하여 반사를 억제하는 기능을 갖는 흡수 막이 형성된 것, 등등 또는 그것들의 적층막이 형성된 것으로서, 투과형 및 반사형 마스크의 기능을 구성하기 위해 필요한 모든 기능 막 또는 그것들의 적층막을 포함하는 것이 형성된 것, 혹은 그것들에 레지스트를 도포한 것, 또한 레지스트 막 위 또는 밑에 반사방지 막, 도전성 막이 단독 혹은 적층하여 형성된 것, 레지스트 막의 위 또는 레지스트 막을 포함하는 적층막 위에 내환경성 보호막을 형성한 것을 포함한다. 또한 이들의 막이 형성되지 않아도 된다.

또한 마스크 블랭크는, LSI(반도체 집적회로)용 마스크 블랭크, 각종 PD(패널 디스플레이)용 마스크 블랭크 등도 포함된다. 기판의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 합성 석영유리, 무알칼리 유리, 붕규산 유리, 알루미노 규산 유리, 소다라임 유리가 일반적으로 투명기판으로서 사용된다. 또한 반사형 마스터용의 기판재료는, 초저팽창 유리 혹은 초저팽창 세라믹이 사용된다.

기판 표면에 형성되는 박막에는, 마스크의 종류에 따라, 차광성 막, 위상시트 막(위상시프트 마스크의 경우), 반사 막이나 흡수 막(X선 마스크의 경우) 혹은 반사 방지막 등이 포함된다. 이들의 박막은, 전사 노광 빛을 통과시키거나 통과를 저지하는 등, 어떠한 관여를 하여 소정의 전사 패턴상을 전사 대상물 위에 형성시키기 위한 것이다. 또, 마스크 제조 프로세스에 사용되는 박막, 예를 들면 레지스트막도 포함된다.

레지스트는, 네가티브형, 포지티브형 어느 것이나 상관없다. 또한 레지스트종도 특별히 한정되지 않는다. 빛(자외선, 원자외선 등) 노광 묘화용, 전자선 노광 묘화용 등등, 무엇이든 좋다. 레지스트의 형성 방법도 특별히 한정되지 않는다. 회전 도포법, Capillary도포법, Scan도포법 등등, 무엇이든 좋다.

또한 본 발명에 있어서, 방진 보호막이라 함은, 수용성 수지, 유기용제 가용성수지, 무기재료 막 등, 차광성 막 등의 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막이나 레지스트 막을 용해하지 않거나 또는 이들의 막과 혼합하지 않고, 또 방진 보호막의 성막 및 박리(제거)처리에 의해 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막, 레지스트 막 그외의 박막 등에 손상을 주지 않는 것이면 무엇이든 좋다. 또, 이 방진 보호막은, 예를 들면 마스크 블랭크 사용 직전에, 즉 마스크 제조공정의 제 1 공정인 레지스트 노광 공정에 앞서, 제거된다. 또한 마스크 제조공정의 레지스트 노광 공정 직전에 레지스트를 도포하여 형성할 경우에 있어서는, 레지스트 도포에 앞서, 방진 보호막을 제거한다. 따라서, 그 작용은, 레지스트 등의 최상층 형성 직후부터 마스크 블랭크가 수용 용기(50)에서 꺼내져 사용되는 직전까지 유지된다. 또한 상기 방진 보호막은, 마스크 블랭크 혹은 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막이나 레지스트 막의 기능 혹은 마스크 제조 공정에 어떠한 영향을 주지 않는 것이 미리 선정된다.

또, 레지스트가 있는 마스크 블랭크에 있어서는, 상기 방진 보호막을 형성하기 전에 기판 주연의 불필요한 레지스트 막을 제거해 두는 것, 상기 방진 보호막을 형성 후, 기판 주연부의 상기 접촉부의 방진막을 제거해 두는 것, 혹은, 레지스트 막 및 방진 보호막 양쪽의 불필요부를 제거해 두는 것이 바람직하다. 방진 보호막에 의해 블랭크 표면은 진애의 직접적인 부착으로부터 보호되지만, 미리 불필요한 막을 기판 주연부 혹은 접촉부로부터 제거하는 것으로 진애의 발생 그 자체를 억제할 수 있고, 예를 들면 방진 보호막의 형성 공정 또는 제거 공정에서의 이들 진애에 의한 오염을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 마스크 제조 방법의 설명도이다. 이하, 도 1을 참조로 하면서 실시예에 관한 마스크 제조 방법을 설명 한다.

[실시예 1]

우선, 마스크 블랭크를 제조한다. 도 1(a)에 나타나 있는 바와 같이 적절한 연마를 실시한 크기가 6인치 * 6인치로 두께가 0.25인치의 합성 석영기판(1) 위에 크롬을 주성분이라고 하는 두께 45nm의 차광 막(2)을 스퍼터링법에 의해 형성하고, 계속해서, 차광 막(2) 위에, 산화 크롬을 주성분으로 하는 두께 25nm의 반사 방지막(3)을 스퍼터링법으로 형성한다.

다음에 도 1(b)에 나타나 있는 바와 같이 반사방지 막(3)위에, 가열 건조 처리 후 막두께가 300nm이 되도록 레지스트(4)(포지티브형 화학증폭형 전자선 묘화 노광용 레지스트 FEP171 : 후지필름 아치사제)를 회전 도포했다.

다음에 도 1(c)에 나타나 있는 바와 같이 기판(1)의 주연부에 형성된 것 불필요한 레지스트를 제거하고, 레지스트 막(4) 위에 방진 보호막(5)을 형성했다. 이 경우, 불필요한 레지스트의 제거는, 공지한 불필요막 제거장치(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개 2001-259502호 공보에 기재한 장치)를 이용하고, 용제로서 유기용제를 이용하여 기판 주연부의 불필요한 레지스트 막을 용해제거 하는 것으로 행했다. 또한 불필요 레지스트 용해제거 후에는, 150℃로 설정한 핫플레이트(프록시미티 갭 = 0.2mm)를 이용하여 10분간 도포후 가열 건조처리를 행하여 레지스트가 있는 마스크 블랭크를 제조했다. 그 후에 레이저 주사형 이물검사장치(히타치전자 엔지니어링제, GM-1000)로 마스크 블랭크 주표면의 이물 결함수를 측정했다. 이 측정은, 마스크 블랭크의 유효영역142mm각(기판 중앙)의 표면의 이물수(크기 0.25㎛m이상)를, 계수하는 것이다.

또한 방진 보호막(5)의 형성은 다음과 같이 행하였다. 고순도 수용성 수지용액TPF(도쿄오카공업(주)제)를, 예를 들면 뒤의 베이크 건조 처리 후의 막두께가 800nm이 되도록 회전 도포하고, 그 후 불필요막 제거 장치(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개2001-259502호 공보에 기재한 장치)를 이용하여 용제로서 순수를 이용해서 이 방진 보호막(5)의 기판(1)의 주연부의 불필요한 부분을 용해제거했다. 다음에, 100℃로 설정한 핫플레이트(프록시시티갭:0.2mm)로 5분간, 방진 보호막도포 후 베이크 건조 처리를 행하여 본 발명의 방진 보호막이 있는 마스크 블랭크를 완성시켰다.

여기에서도 이 단계에서, 얻어지는 방진 보호막이 있는 마스크 블랭크를, 도 4에 도시되는 수용 용기(50)의 바깥 상자(30)에 셋트된 가운데 상자(20)에 넣고, 덮개(40)를 덮어 비닐 테이프로 고정하고, 수지제의 자루에 넣어서 열씨일하여 외부로부터의 이물의 침입을 방지하는 조치를 실시한 후, 발포스티롤로 이루어지는 완충재와 단볼로 이루어지는 수송용 곤포 상자로 구성되는 수송용 곤포를 행하여, 마스크 블랭크의 수송을 상정하고, 진동시험처리를 행하였다. 이 진동시험은, 가속 평가시험으로서, 「MIL STD-810D 514.3의 일반 차량환경에서의 처리(단, 가속도 2배로서 XYZ의 3방향에서 처리)에 따른 진동시험처리이다.

다음에 상기 진동시험의 처리 후, 마스크 블랭크의 보관을 상정하여 상기 진동시험 후의 마스크 블랭크가 들어간 수용 용기를 수송용 곤포로부터 꺼내고, 상기한 수지제의 자루에 넣어 열씨일된 상태로 30일간, 습도 및 온도관리된 클린룸 안에서 방치했다. 다음에 도 1(d)에 나타나 있는 바와 같이 상기 보관 처리 후의 마스크 블랭크(10) (이 경우, 레지스트 막 위에 방진 보호막이 형성된 것)를 수용 용기(50)로부터 꺼내고, 수용성 수지로 이루어지는 방진 보호막(5)을, 용해제거했다.

여기에서, 다시 상기 레이저 주사형 이물 검사장치로 마스크 블랭크 표면의 이물수를 측정하여, 진동시험 처리 전후의 이물의 증가(차이)를 구했다. 그 결과는, 이물의 증가수가 0.6개로서, 지극히 적었다. 이 경우, 이물의 증가수는, 하나의 수용 용기(50)에 들어간 5장의 마스크 블랭크의 이물증가의 평균값을 이용했다. 또, 비교로서, 방진보호 막을 마련하지 않는 것 외에는 동일한 조건으로 진동시험처리 전후의 이물의 증가(차이)를 구한 결과는, 이물의 증가수가 68개이었다. 즉, 방진보호 막을 마련하지 않음과 동시에, 레지스트의 주연부 제거도 행하지 않았을 경우에는, 같은 이물의 증가수는 234개였다.

그 후에 레지스트 막(4)에 패턴 노광, PEB(Post-Exposure Bake)처리를 실시하여 계속해서 현상함으로써, 레지스트 패턴(4a)을 형성했다. 여기에서, 이 방진 보호막(5)의 용해제거는, 기판을 500rpm으로 회전시키면서 순수를 걸어서 1분간 처리하여 용해제거하고, 다음에, 2000rpm의 고속회전으로 30초간 회전시켜서 건조시켜 행했다.

또한 레지스트 막(4)의 노광·PEB·현상은, 아래와 같이 해서 행했다. 즉, 전자선 노광 장치에 의해 레지스트 막(4)(상기 FEP171)을 노광(가속 전압 20kV, 노광량 3 .5u C/cm2)하고, 노광후 가열 처리(Post-Exposure Bake처리, 150℃、10분 처리)하고, 현상 처리(스프레이법, 2.38% TMAH현상액, 60초 처리)하여, 레지스트 패턴4a을 형성했다.

여기에서, 이렇게 하여 형성된 레지스터 패턴(4a)(설계값 400nm의 라인·앤드·스레이스·패턴)의 스페이스부의 치수를 측장 SEM으로 계측한 결과는, 415nm이었다. 이에 대하여 비교예 1로서, 방진 보호막을 이용하지 않고 제작한 마스크 블랭크에 있어서, 레지스트 막에 대하여, 상기와 동일한 조건으로 패터닝 가공하여 완성한 설계값400nm의 라인. 앤드·스페이스·패턴의 스페이스부의 치수는 411nm이었다. 양자의 라인·앤드·스페이스 패턴의 스페이스부의 치수 차이는, 계측을 포함하는 패터닝 프로세스의 안정성에 기인하는 오차의 범위 이하이며, 따라서, 방진 보호막의 채용에 의한 레지스트 막으로의 영향은 없었다고 판단된다.

이상과 같이, 종래 널리 일반적으로 이용되고 있는 기술인「레지스트 도포 후에 기판 주연부의 불필요한 레지스트 막을 선택적으로 제거하는 방법」으로 제작한 마스크 블랭크(주연 제거한 마스크 블랭크)에서는, 진동에 의한 마스크 블랭크와 수용 용기와의 스침에 의한 레지스트 막의 박리·이탈은 없는 것이기 때문에, 기판 주연부의 불필요한 레지스트 막을 제거하지 않은 마스크 블랭크에 대비하면, 진동시험 처리 전후의 이물증가는 명백하게 억제되고 있다. 그러나, 기판 주연부의 불필요한 레지스트 막을 제거해도, 진동시험 처리 전후의 이물증가는 0이 되지는 않는다.

이는, 진동시험처리(이송·수송을 상정한 가속 평가)에 의해, 마스크 블랭크와 수용 용기(50), 수용 용기(50)의 구성 부재끼리의 접촉 부위(예를 들면 가운데 상자(20)와 바깥 상자(30)의 내측과의 접촉 부위)의 스침에 의해 진애가 발생하여 기판 주표면을 오염시킨 것으로 생각된다. 이들 진애는, 수용 용기(50)의 구성 부재끼리의 스침에 의해 발생한 것, 또는 레지스트 막 형성 전에 마스크 블랭크에 형성된 각종의 막이 박리·탈락한 것으로 생각되어, 이들이 마스크 블랭크 표면(레지스트 막 위)에 부착된 것으로 생각된다. 그것들의 오염 이물이, 최종적으로는 마스크 블랭크를 원재료로 하는 제품인 마스크(레티클을 포함한다)의 하자의 원인 혹은 마스크의 제조 수율 저하의 원인이 되는 것은 명백하다.

[실시예 2, 비교예 2]

다음에 도 1을 참조하면서 다른 실시예에 관한 마스크 제조 방법을 설명한다.

우선, 마스크 블랭크를 제조한다. 도 1(a)에 나타나 있는 바와 같이, 적절한 연마를 실시한 크기가 6인치 * 6인치로 두께 0.25인치의 합성 석영기판(1) 위에 크롬을 주성분으로 하는 두께 45nm의 차광 막(2)을 스퍼터링법에 의해 형성하고, 계속해서, 차광 막(2) 위에, 산화크롬을 주성분으로 하는 두께 25nm의 반사 방지막(3)을 스퍼터링법 으로 형성하여, 차광 막이 있는(레지스트 막(4)을 형성하지 않는다)마스크 블랭크를 제작했다.

그 후에 레이저 주사형 이물검사장치(히타치전자 엔지니어제, GM-1000)로 상기마스크 블랭크주표면의 이물하자수를 측정했다. 이 측정은, 마스크 블랭크 주표면의 유효영역142mm각(기판 중앙)의 표면 이물수 (크기 0.25㎛이상)를, 계수하는 것이다.

다음에, 방진 보호막(5)의 형성을 아래와 같이 행했다. 고순도 수용성 수지액 TPF(도쿄 오카공업(주)제)를, 예를 들면 뒤의 베이크 건조 처리후의 막두께가 800nm가 되도록 회전 도포하고, 그 후에 불필요 막제거 장치(예를 들면 일본국 특개2001-259502호 공보에 기재한 장치)를 이용하여, 용제로서 순수를 이용해서 이 방진 보호막(5)의 기판(1)의 주연부를 용해제거했다. 다음에, 100℃로 설정한 핫플레이트(프록시미티갭 : 0.2mm)로 5분간, 방진보호 막 도포 후 베이크 건조 처리를 행하여 본 발명의 방진보호막이 있는 마스크 블랭크를 완성시켰다.

여기에서, 이 단계에서, 얻어진 방진 보호막이 있는 마스크 블랭크를, 도 4에 도시되는 수용 용기(50)의 바깥 상자(30)에 셋트된 가운데 상자(20)에 넣고, 덮개(40)로 덮어, 비닐 테이프로 고정하고, 수지제의 봉투에 넣어서 열씨일하여 외부로부터의 이물 침입을 방지하는 조치를 실시한 후, 발포스티롤로 이루어지는 완충재와 단볼로 이루어지는 수송용 곤포 상자로 구성되는 수송용의 곤포를 행하고, 마스크 블랭크의 수송을 상정하여, 실시예 1과 완전 동일한 진동시험 처리를 행하였다.

다음에 마스크 블랭크의 보관을 상정하여, 상기 진동시험 후의 마스크 블랭크가 들어간 수용 용기를 수송용 곤포로부터 꺼내, 상기한 수지제의 봉투에 넣어 열씨일된 상태로 30일간, 온도 및 습도관리된 클린룸안에서 방치했다. 계속해서, 도 1(d)에 나타나 있는 바와 같이, 상기 보관 처리 후의 마스크 블랭크(10)(이 경우, 차광 막 위에 방진 보호막이 형성된 것(레지스트 막은 아니다))을 수용 용기(50)로부터 꺼내, 수용성 수지로 이루어지는 방진 보호막(5)을 용해제거했다.

여기에서, 다시 상기 레이저 주사형 이물검사장치로 마스크 블랭크 표면의 이물수를 측정하여, 진동시험처리와 30일 보관 전후의 이물 증가(차이)를 구했다. 그 결과는, 이물 증가수가 0.4개로, 극히 적었다. 이 경우, 이물의 증가수는, 하나의 수용 용기(50)에 수납된 5장의 마스크 블랭크의 이물 증가수의 평균값을 이용했다. 그 후에 레지스트를 도포해서 레지스트 막(4’)을 형성하고, 레지스트 막(4’)에 패턴 노광을 실행하여, 노광후 베이크 처리(PEB처리) 및 현상처리 함으로써, 레지스트 패턴a’을 형성했다. 이 방진 보호막(5)의 용해제거는, 기판을 500rpm으로 회전시키면서 순수를 끼얹어 1분간 처리하여 용해제거하고, 다음에, 2000rpm의 고속회전으로 30초간 회전시켜 건조시켜 행했다.

또, 비교예 2로서, 방진 보호막을 마련하지 않는 다른 동일한 조건으로 진동시험 처리와 30일 보관을 행하기 전의 이물의 증가(차이)를 구한 결과는, 이물의 증가수가 57개였다.

또한 레지스트 도포는, 도 1(b)에 나타나 있는 바와 같이 반사 방지막(3) 위에, 가열 건조 처리 후의 막두께가 300nm이 되도록 레지스트(4)(포지티브형 화학증폭형 전자선 묘화 노광용 레지스트FEP171:후지 필름 아치사 제)를 회전 도포하고, 그 후에 150℃로 설정한 핫플레이트(프록시미티 갭=0.2mm)를 이용하여 10분간, 도포 후의 가열 건조 처리를 행했다.

또한 레지스트 막(4)의 노광·PEB처리·현상 처리는, 아래와 같이 행하였다. 즉 전자선 노광 장치에 의해 레지스트 막(4)(상기 FEP171)을 노광(가속 전압20kV, 노광량 3.5μC/cm2)하고, 노광 후, 가열 처리(Post-Exposure Bake(PEB)처리, 150℃、10분 처리)하고, 현상 처리(스프레이법, 2.38％TMAH 현상액, 60초 처리)하여, 레지스트 패턴(4a)을 형성했다.

여기에서, 이렇게 형성된 레지스트 패턴(4a)(설계값 400nm의 라인·앤드·스페이스·패턴)의 스페이스부의 치수를 측정 SEM으로 계측한 결과는, 401nm이었다. 이에 대하여 비교예 2로서, 방진 보호막을 이용하지 않고 30일 보관한 마스크 블랭크(이 경우, 차광 막 위에 방진 보호막이 형성된 것(레지스트 막은 없다))에 대하여, 상기와 동일한 조건으로 레지스트 도포하고, 패터닝 가공하여 완성한 설계 치수400nm의 라인·앤드·스페이스·패턴의 스페이스부의 치수를 측장 SEM으로 계측한 결과는, 398nm이었다. 양자의 치수차는, 계측을 포함하는 패터닝 프로세스의 안정성에 기인하는 오차의 범위 이하이며, 따라서, 방진 보호막의 채용에 의한 레지스트막에 대한 영향은 없었다고 판단된다.

또한 실시예 1과 같이 , 레지스트 막 위에 방진 보호막을 형성한 경우에 대비하여, 설계 치수400nm의 라인·앤드·스페이스·패턴의 스페이스부의 치수가 14nm작고(415nm 대 401nm), 레지스트의 감도는 고감도로 유지되었다. 양자의 치수차(14nm)는, 30일 보관에 기인하는 레지스트 감도의 열화로 판단된다. 즉 노광 직전에 레지스트 도포한 실시예 2의 경우, 레지스트 본래의 감도가 얻어진다. 한편, 레지스트 막 형성후, 30일 보관을 경과한 후에 패터닝을 실시한 실시예 1의 경우, 레지스트 본래의 감도는 손상되고 있다(저하하고 있다).

이상, 실시예 1, 2에 나타나 있는 바와 같이 방진 보호막을 갖는 마스크 블랭크에서는, 마스크 블랭크를 수용 용기(50)에 출입함에 의한 양자의 스침 및 마스크 블랭크를 수용 용기(50)에 수납하여 보관, 이동 또는 수송할 때의 진동 또는 충격에 의한 마스크 블랭크와 수용 용기(50)의 스침 및 수용 용기(50) 각 구성 부재 간의 접촉 부위의 스침, 그것들에 기인하여 발생한 진애가 마스크 블랭크 자체에 직접 부착되는 것을 방지할 수 있었다. 레지스트가 있는 마스크 블랭크를 사용하여 마스크를 제조할 경우, 마스크 제조공정의 제 1공정인 노광 공정에 앞서 방진 보호막을 제거하는 것으로 또한 노광 공정 직전에 레지스트를 도포·형성할 경우에 있어서는, 레지스트 도포에 앞서 방진 보호막도 제거하는 것으로, 방진 보호막 형성 이후에 방진 보호막의 표면에 부착된 진애는 제거되어, 마스크 블랭크의 표면 결함(이물)의 증가를 방지하고, 마스크 블랭크 완성 직후의 품질을 마스크 제조공정에 제공할 수 있었다. 또 , 방진 보호막에는 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막이나 레지스트 막에 영향을 주지 않는 대략 중성을 나타내는 고순도 수용성 수지를 이용하는 것으로, 방진 보호막의 성막 및 박리제거에 의한 레지스트의 기능 열화가 없이, 패턴형성 할 수 있었다.

여기에서, 상기 실시예 1에서는, 방진 보호막을 형성 혹은 제거하는 것으로 레지스트 막을 용해 혹은 레지스트와 혼합하지 않고, 또한 화학 증폭형 포지티브형 레지스트 막에 손상 영향을 주지 않는 대략 중성의 수용성 수지를 방진 보호막에 이용했지만, 레지스트 막을 용해하지 않고 혹은 레지스트 막과 혼합하지 않고, 또한 방진 보호막의 성막 및 박리(제거)처리에 의해서도 레지스트 막에 어떠한 손상 영향을 주지 않는 것이면, 유기용제 가용성수지, 무기재료막 등, 수용성 수지에 한정되지 않는다. 혹은, 레지스트 막에 대하여 약간 손상을 주어도, 레지스트 막의 기능(감도, 잔막율, 패턴형성 등)에 영향을 주지 않는 것이면, 수용성 수지에 한정되지 않는다. 레지스트 막 이외가 최상층인 경우, 그 기능에 아무런 손상 영향을 주지 않는 것이면, 수용성 수지에 한정되지 않는다.

또한 상기 실시예 1, 2에서는, 방진 보호막의 도포 막두께를 800nm으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 레지스트가 있는 마스크 블랭크에 있어서는, 진애가 직접 레지스트 막(블랭크)에 부착되는 것을 방지할 수 있는(방진 보호막으로서의 기능이 확보 유지할 수 있는)막 두께이면, 막 두께는 상관없다.

또한 상기 실시예 1에서는, 기판 주연부의 불필요한 레지스트 막을 선택적으로 제거한 후에 방진 보호막을 형성했지만, 기판 주연부의 불필요한 레지스트 막을 제거하지 않아도 된다. 또한 상기 실시예 1, 2에서는, 방진 보호막을 형성한 후, 기판 주연부의 불필요한 방진 보호막을 선택적으로 제거했지만, 제거하지 않아도 된다.

단, 상기 방진 보호막을 형성하기 전에 기판 주연의 불필요한 레지스트 막을 제거해 두는 것, 상기 방진 보호막을 형성 후, 기판 주연부의 방진 보호막을 제거해 두는 것,혹은, 레지스트 막 및 방진 보호막 양쪽의 불필요부를 제거해 두는 것이 바람직하다. 또한 방진 보호막에 의해 레지스트(블랭크)표면은 진애의 직접적인 부착으로부터 보호되지만, 미리 불필요한 레지스트 막 및 방진 보호막을 기판 주연부 혹은 접촉부로부터 제거하는 것으로 진애의 발생 그 자체를 억제할 수 있으며, 예를 들면 방진 유지막의 성막 공정 또는 제거 공정에서의 이들 진애에 의한 오염을 억제할 수 있다.

또한 상기 실시예 1에서는, 레지스트 막, 방진 보호막의 기판 주연부의 불필요부를 각각의 막 형성 직후에 제거했지만, 레지스트 막 위에 방진 보호막을 형성한 후, 적층된 양 막의 불필요부를 한번에 제거해도 좋다. 이것은, 레지스트 막만을 형성한 마스크 블랭크에 방진 보호막을 형성하는 경우에 한정되지 않고, 또한 반사방지 막, 도전성 막, 내환경 보호막 등을 적층한 경우라도 적용된다.

또한 상기 실시예 2에서는, 수용성 수지를 방진 보호막으로 했지만, 방진 보호막의 성막 및 박리(제거)처리에 의해서도 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막에 대하여 어떠한 손상 영향을 주지 않는 것이면 무엇이든 좋다. 성막 방법도, 도포법, 스퍼터링법 등 무엇이든 좋으며, 또한 박리방법이나, 용해제거 방법이나, 드라이에칭으로 제거하는 방법 등, 무엇이든 좋다.

또 상기 실시예 1, 2에서는, 방진 보호막의 효과를 검증하기 위해서, 레지스트를 도포한 후(실시예 1)나, 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막을 형성한 후(실시예 2)에, 다음에 레이저 주사형 이물 검사장치로 마스크 블랭크 표면의 이물수를 측정하고, 그 후에 방진 보호막을 형성했지만, 레지스트 도포 직후에 방진 보호막을 형성해도 좋다. 이에 따라, 레지스트 도포 후의 이물검사 공정에서의 마스크 블랭크 (즉 레지스트 막)표면으로의 진애의 직접적인 부착을 방지할 수 있다.

또한 상기 실시예 1, 2에서는, 수송을 상정한 진동시험처리를 거쳐, 방진 보호막의 제거 후에, 노광 처리에 앞서 레이저 주사형 이물 검사장치로 마스크 블랭크표면의 이물수를 측정했지만, 반드시 필요한 것은 아니다.

상기 실시예 1, 2에 나타나 있는 바와 같이 본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법 및 마스크 제조 방법에 의해, 마스크 블랭크를 수용 용기(50)에 출입할 때의 양자의 스침에 의한 발진 및 마스크 블랭크를 수용 용기(50)에 넣어 보관, 이동 혹은 수송할 때의 진동 또는 충격에 의한 마스크 블랭크와 수용 용기(50) 또는 수용 용기(50)의 각 구성 부재 사이의 스침에 의한 발진에 의한 마스크 블랭크 (즉 레지스트 막(혹은 최상층) 표면의 이물오염(이물의 증가)은 크게 저감된다.

본 발명의 마스크 블랭크 제조 방법 및 마스크 제조 방법에 의해, 레지스트 도포 직후(마스크 블랭크 완성 직후)의 표면결함(이물) 품질을 유지한 상태로, 마스크 블랭크를 마스크 제조공정에 공급하는 것이 가능하게 되고, 마스크 블랭크를 수용 용기(50)로 출입할 때 및 마스크 블랭크를 수용 용기(50)에 넣어 보관, 이동 혹은 수송에 의한 진동 또는 충격에 기인하는 마스크 블랭크 표면의 이물오염(이물의 증가)은 억제가능하여, 마스크 결함의 증가 및 마스크 제조 수율의 저하는 억제된다.

또한 방진 보호막은, 레지스트 막 성막에 이용되는 회전 도포법에 의한 성막 및 레지스트 막의 현상 처리에 이용되는 스프레이 현상 회전처리법에 의한 용해제거가 가능하고, 기존의 기술 혹은 장치의 유용이 가능하여, 그 형성 및 제거에 새로운 기술 혹은 설비를 필요로 하지 않는다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 첫째로 마스크 블랭크의 보관반송 시 또는 마스크 블랭크나 마스크의 제조 프로세스 안에서 이물이 기판 등에 부착되어 문제를 일으킬 염려를 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 제 2로, 레지스트 본래의 감도를 유지한 채로, 마스크 블랭크를 마스크 제조공정에 공급하는 것을 가능하게 하고, 마스크 블랭크의 보관에 기인하는 레지스트의 감도 저하를 억제하여, 마스크 제조의 생산성의 저하를 억제할 수 있게 된다.

Claims

패턴 전사용 마스크의 소재인 마스크 블랭크로서, 기판 표면에, 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막 및/또는 마스크 제조 프로세스에 사용되는 박막이 형성된 마스크 블랭크를 제조하는 마스크 블랭크 제조방법에 있어서,

상기 기판 표면에, 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막 및/또는 마스크 제조 프로세스에 사용되는 박막을 형성하는 마스크용 박막형성공정과,

상기 마스크용 막형성 공정으로 형성된 박막 및/또는 이 박막의 주변을 덮는 방진 보호막을 형성하는 방진 보호막 형성공정을 가짐과 동시에,

상기 방진 보호막 형성공정으로 형성되는 방진 보호막은, 상기 마스크 블랭크의 상기 박막이 형성된 표면 및/또는 그 주변을 덮는 것에 의해, 이후의 공정에서 마스크 블랭크 자체의 표면에 이물이 직접 부착되거나 상처가 생기거나 하는 것을 방지하는 것이며, 마스크 블랭크가 사용될 때에는, 제거하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조 방법.
제 1항에 있어서,

상기 방진 보호막은, 상기 마스크 블랭크의 기판 표면에 형성된 박막에 영향을 주지 않는 용제로 제거가능한 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 용제가 물인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판의 주연부에 형성된 상기 마스크 제조 프로세스에 사용되는 박막 및/또는 상기 방진 보호막을, 용제에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조 방법.
기판에 패턴 전사용의 마스크 패턴을 형성하는 마스크 패턴 형성공정을 갖는 마스크 제조 방법에 있어서,

제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항 기재의 마스크 블랭크 제조 방법에 의해 제조된 마스크 블랭크를 이용하여, 이 마스크 블랭크의 상기 방진보호 막을 제거한 후에, 상기 마스크 패턴 형성공정을 행하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
제 5항에 있어서,

상기 마스크 블랭크는, 기판 표면에 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막이 형성되고, 이 박막 위에 레지스트 막이 형성되며, 이 레지스트 막 위에 방진 보호막이 형성된 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
기판에 패턴 전사용 마스크 패턴을 형성하는 마스크 패턴 형성공정을 갖는 마스크 제조공정에 있어서,

제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재한 블랭크 제조공정에 의해 제조된 마스크 블랭크로서, 기판 표면에 전사 노광 빛에 광학적으로 관여하는 박막표면에 방진 보호막이 형성된 마스크 블랭크를 이용하여, 이 마스크 블랭크의 상기 방진 보호막을 제거한 후에, 상기 박막 표면에 레지스트 막을 형성하고, 상기 레지스트 막에 패턴노광 처리를 행하여 마스크 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.