KR20080037702A - 계조를 갖는 포토마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토리소그래피 공정수를 줄이기 위한 계조를 갖는 포토마스크에 있어서, 범용의 포토마스크 블랭크를 사용하여 차광막의 반사율이 높아지는 것을 방지하고, 반투명막 패턴 형성시의 얼라인먼트가 용이해, 반투명막을 차광막 패턴 상에 스텝 커버리지 좋게 형성할 수 있는 계조를 갖는 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이며, 투명 기판 상에 원하는 패턴을 갖고, 패턴을 형성하는 막이, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막(114)과, 노광광을 원하는 투과율로 투과하는 반투명막(113)으로 이루어지고, 투명 기판(101) 상에, 차광막(114)과 반투명막(113)이 이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역, 반투명막(113)만이 존재하는 반투명 영역 및 차광막(114)과 반투명막(113) 모두 존재하지 않는 투과 영역이 혼재하는 계조를 갖는 포토마스크(100)에 있어서, 반투명막(113)이, 노광광에 대해 반사 방지 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

포토마스크, 차광막, 투명 기판, 반투명막, 노광광

Description

계조를 갖는 포토마스크 및 그 제조 방법{PHOTOMASK HAVING GRADATION SEQUENCE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 반도체 소자나 화상 표시 소자 등의 패턴 형성에 이용되는 포토리소그래피 기술에 있어서, 복수의 포토마스크를 이용하여 복수의 리소그래피 공정을 행하는 대신에, 계조를 가진 1매의 포토마스크를 이용하여, 그 투과 광량에 따른 단차를 갖는 레지스트 프로파일을 형성함으로써, 리소그래피 공정수를 줄이는 제조 기술에 이용되는 계조를 갖는 포토마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

상기의 반도체 소자나 액정 디스플레이 장치(LCD)로 대표되는 화상 표시 소자 등의 리소그래피 공정수를 줄이는 패턴 형성 방법에 관해서는, 예를 들어 리플로우법에 따른 리소그래피 횟수를 삭감하는 방법, 혹은 애싱법에 의한 리소그래피 횟수를 삭감하는 방법이 개시되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조).

또한, 상기의 특허 문헌에는, 이를 위해 이용하는 노광광의 해상 한계 이하의 미소(微小) 슬릿을 갖는 포토마스크(이하, 슬릿 마스크라 기재함) 및 노광광에 대해 계조를 갖는 포토마스크(이하, 그레이톤 마스크라고도 칭함)가 설명되어 있다.

그러나, 상기의 슬릿 마스크 및 종래의 그레이톤 마스크(이하, 종래형 그레이톤 마스크라 기재함)는 모두 마스크 제조상에 큰 난점이 있었다.

슬릿 마스크에서는, 노광광을 실질적으로 차광하는 크롬막 등의 일반적인 차광막을 이용하여, 마스크 상에서 반투명으로 하고자 하는 영역에 해상 한계 이하의 미소 슬릿을 배치한다(예를 들어, 특허 문헌 3 참조. 특허 문헌 3의 마스크는, 그레이톤 마스크라 기재되어 있지만, 이른바 슬릿 마스크임). 이 마스크의 슬릿은, 해상 한계 이하의 사이즈이므로, 그 자체는 레지스트 상에 결상하지 않고, 주위의 비개구부 영역도 포함한 영역에, 사이즈에 따른 노광광을 투과한다. 이로 인해, 슬릿 마스크는 슬릿이 형성된 영역과, 그 주위를 포함한 영역에, 마치 반투명막이 있는 것과 같이 기능하는 마스크이다.

그러나, 이 슬릿은 해상 한계 이하일 필요가 있으므로, 당연히 마스크의 본체 패턴보다도 작은 치수로 마무리할 필요가 있어, 마스크 제조에 대해 큰 부하로 되어 버린다고 하는 문제가 있었다.

또한, 넓은 영역을 반투명으로 하기 위해서는 많은 슬릿을 배치할 필요가 있으므로, 패턴 데이터 용량이 증가하여 패턴 형성 공정이나, 패턴의 결함 검사 공정에 대한 부하의 증대라고 하는 문제도 생겨, 제조·검사 시간의 증대, 마스크 제조 비용의 상승으로 이어져 버린다고 하는 문제가 있었다.

한편, 종래형 그레이톤 마스크는, 노광광을 실질적으로 차광하는 막에 더하여, 노광광에 대해 반투명인 제2 막을 이용하여 계조를 나타내는 마스크이다(예를 들어, 특허 문헌 4 참조). 이 마스크를 제작하기 위해서는, 투명 기판 상에 반투 명막과 차광막이 미리 이 순서로 적층된 전용의 포토마스크 블랭크를 사용하여, 2회의 마스크 패턴 제판(製版)을 반복한다. 이 경우, 첫 번째 제판에서는 차광막과 반투명막을 한 번에 에칭하고, 두 번째 제판에서는 차광막만을 에칭함으로써, 원하는 마스크를 제작할 수 있다. 또한, 첫 번째 제판에서 차광막만을 에칭하고, 두 번째 제판에서 차광막과 반투명막을 한 번에 에칭하는 것이라도 가능하다. 이 종래형 그레이톤 마스크는, 슬릿 마스크와 같이 미소 슬릿을 배치할 필요는 없는 점에서 유리하다.

그러나, 상기와 같이 차광막만을 제거하여 반투명막을 남기는 것과 같은 에칭 기술이 필요해지지만, 에칭의 선택비가 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있었다. 이로 인해, 종래형 그레이톤 마스크에 있어서는, 차광막·반투명막의 재료 선정이 제한되어, 전용의 포토마스크 블랭크 재료가 필요했다. 혹은, 반투명막 상에 에칭 스토퍼막을 마련한 후 차광막을 형성한 구성으로 해야 했다. 또한, 에칭의 선택성을 갖게 하기 위해, 복수의 에칭 기술(복수의 장치·약액·가스 등)을 준비할 필요가 있어, 제조 설비, 공정이 증가하여 마스크 제조 비용의 상승 원인으로 된다고 하는 문제가 있었다.

그래서, 본 출원인은 상기의 문제점을 해결하기 위해, 일본 특허 출원 제2004-195602호에 있어서, 투명 기판 상에, 차광막과 반투명막이 이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역, 차광막만이 존재하는 차광 영역, 반투명막만이 존재하는 반투명 영역 및 차광막과 반투명막 모두 존재하지 않는 투과 영역이 혼재하는 계조를 갖는 포토마스크와, 그 제조 방법을 제안하였다. 일본 특허 출원 제2004- 195602호에 있어서는, 차광막으로서 포토마스크 범용의 크롬계 재료를, 반투명막으로서 크롬의 산화막, 질화막, 탄화막 등을 사용하는 것이 바람직하다고 되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 제3415602호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2002-66240호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 출원 공개 제2002-196474호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허 출원 공개 제2002-189280호 공보

한편, 포토마스크를 이용한 포토리소그래피 공정에 있어서는, 노광시에, 노광광이 차광막 표면에서 반사하여 미광(迷光)을 발생하여, 전사 정밀도를 저하시켜 버리는 문제를 방지하기 위해, 범용되고 있는 포토마스크 블랭크에서는, 차광막의 표면에 저(低)반사막이 적층 형성된 2층 구성의 블랭크가 자주 이용되고 있다. 통상, 차광막으로서는 두께 50 내지 150 ㎚ 정도의 크롬막 또는 질화크롬막 등이 이용되고, 저반사막으로서는 두께 20 ㎚ 정도의 산화크롬막 등이 이용되고 있다.

그러나, 본 출원인은, 일본 특허 출원 제2004-195602호에 제안한 계조 포토마스크에 있어서, 차광막 상에 저반사막을 마련한 2층 구성의 마스크 블랭크를 이용하여 계조 포토마스크를 제조할 때에, 다음과 같은 문제를 발생시키는 경우가 있는 것을 발견하였다.

차광막 상에 마련한 저반사막은, 그 막질과 막 두께에 따라 반사율을 최적화하고 있지만, 차광막과 저반사막을 갖는 표면 상에 또한 반투명막을 형성하면, 반사율이 바뀌어 저반사막의 효과가 감소하여 반사율이 높아져 버리는 경우가 있다고 하는 문제가 있었다.

또한, 반투명막 패턴을 형성할 때에는, 얼라인먼트 묘화 공정에 있어서, 차광막 패턴에 미리 형성되어 있는 기준 마크를 묘화 장치로 판독하고, 이 위치에 맞추어 반투명막의 패턴을 묘화하는 방법이 행해지고 있지만, 차광막의 표면에 저반사막이 형성되어 있는 경우, 묘화 장치로 차광막에 형성되어 있는 기준 마크가 판독되기 어려운 경우가 있다고 하는 문제가 있었다.

또한, 사용하는 포토마스크 블랭크로서, 도8의 (a)에 도시하는 바와 같이 예를 들어 투명 기판(601) 상에 차광막(602)으로서 질화크롬, 저반사막(603)으로 산화크롬인 2층막의 조합으로 이루어지는 범용의 포토마스크 블랭크(600)를 이용한 경우, 습식 에칭을 사용하여 패턴 에칭하면, 도8의 (b)에 도시하는 바와 같이 차광막 패턴(604)의 에지부(605)가 사이드 에치에 의해 역테이퍼 형상으로 되어, 도8의 (c)에 도시하는 바와 같이 저반사막 패턴(606)을 덮어, 기판 전체면에 반투명막(607)을 성막하였을 때에, 역테이퍼 형상부에 반투명막(607)이 성막 부착되지 않아, 피복성 좋게, 즉 스텝 커버리지 좋게 반투명막(607)의 막 형성을 할 수 없는 경우가 있어, 결함 발생의 원인으로 된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 일본 특허 출원 제2004-195602호에 개시된 문제점에 비추어 이루어진 것이다. 즉, 포토리소그래피 공정수를 줄이기 위한 계조를 갖는 포토마스크에 있어서, 전용의 포토마스크 블랭크 재료를 필요로 하지 않고 범용의 포토마스크 블랭크를 사용하여 차광막의 반사율이 높아지는 것을 방지하여, 반투명막 패턴 형성시의 얼라인먼트를 위한 기준 마크의 판독이 용이해, 반투명막을 차광막 패턴 상에 스텝 커버리지 좋게 형성할 수 있는 계조를 갖는 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크는, 투명 기판 상에 원하는 패턴을 갖고, 상기 패턴을 형성하는 막이, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막과, 상기 노광광을 원하는 투과율로 투과하는 반투명막으로 이루어지고, 상기 투명 기판 상에, 상기 차광막과 상기 반투명막이 이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역, 상기 반투명막만이 존재하는 반투명 영역 및 상기 차광막과 상기 반투명막 모두 존재하지 않는 투과 영역이 혼재하는 계조를 갖는 포토마스크에 있어서, 상기 반투명막이, 상기 노광광에 대해 반사 방지 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 2의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크는, 청구항 1에 기재된 계조를 갖는 포토마스크에 있어서, 상기 반투명막만이 존재하는 반투명 영역의 상기 노광광에 대한 투과율이, 15 ％ 내지 85 ％의 범위인 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 3의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 계조를 갖는 포토마스크에 있어서, 상기 차광막과 상기 반투명막이 이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역의 상기 노광광에 대한 반사율이, 30 ％ 미만인 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 4의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 계조를 갖는 포토마스크에 있어서, 상기 반투명막이, g선, h선, i선, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저 중 적어도 어느 하나가 갖는 파장에 대해 반사 방지 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 5의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크는, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 계조를 갖는 포토마스크에 있어서, 상기 차광막과 상기 반투명막이, 모두 크롬을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 6의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크는, 청구항 5에 기재된 계조를 갖는 포토마스크에 있어서, 상기 차광막이 크롬 또는 질화크롬으로 이루어지고, 상기 반투명막이 산화크롬 또는 산화질화크롬으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법은, 투명 기판 상에 원하는 패턴을 갖고, 상기 패턴을 형성하는 막이, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막과, 상기 노광광을 원하는 투과율로 투과하는 반투명막으로 이루어지는 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 차례로, 상기 투명 기판 상에 상기 차광막을 성막한 마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 차광막을 패터닝하는 공정과, 상기 패터닝한 차광막을 마련한 상기 투명 기판 상에, 상기 노광광에 대해 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 전체면에 성막하는 공정과, 상기 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 8의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법은, 투명 기판 상에 원하는 패턴을 갖고, 상기 패턴을 형성하는 막이, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막과, 상기 노광광을 원하는 투과율로 투과하는 반투명막으로 이루어지는 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 차례로, 상기 투명 기판 상에 차광막과 저반사막의 2층막을 갖는 마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 저반사막을 에칭에 의해 제거하여 상기 차광막을 노출하는 공정과, 상기 차광막을 패터닝하는 공정과, 상기 패터닝한 차광막을 마련한 상기 투명 기판 상에, 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 전체면에 성막하는 공정과, 상기 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 9의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법은, 청구항 7 또는 청구항 8에 기재된 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 상기 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 패터닝하는 공정 후에, 노출된 상기 차광막을 다시 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 발명에 관한 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법은, 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 상기 차광막을 패터닝하는 공정 후에, 상기 차광막의 마스크 패턴 검사 공정 및 필요에 따라서 수정 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 계조를 갖는 포토마스크는, 반투명막 자체가 반사 방지 기능을 가지므로, 차광막 상에 저반사막을 마련할 필요가 없어, 마스크 구조가 단순화된다. 또한, 차광막 패턴의 에지부에도 반투명막이 스텝 커버리지 좋게 형성되므로, 마스크 패턴의 에지부가 매끄러워져 고품질의 계조를 갖는 포토마스크를 저비용으로 얻는 것이 가능해진다.

본 발명의 계조를 갖는 포토마스크를 이용함으로써, 반도체 소자나 화상 표시 소자의 포토리소그래피 공정수를 효율적으로 줄일 수 있어, 저비용의 반도체 소자나 화상 표시 소자를 실현할 수 있다.

본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법은, 전용의 포토마스크 블랭크를 준비하지 않고, 종래의 크롬계 재료의 포토마스크 블랭크를 이용하는 것이 가능하므로, 기존의 마스크 제조 공정, 제조 설비를 이용하여 제조할 수 있다. 또한, 마스크 제조 공정 중의 얼라인먼트 묘화 공정에 있어서, 반투명막의 아래에 있는 차광막 패턴의 기준 마크를 확실하게 인식할 수 있어 얼라인먼트가 용이해지고, 그 정밀도가 향상되어 고품질의 계조를 갖는 포토마스크를 저비용으로 얻는 것이 가능해진다.

도1은 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 일 실시 형태를 도시하는 단면 모식도이다.

도2는 도1에 도시하는 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 단면 모식도이다.

도3은 도2에 이어지는 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 단면 모식도이다.

도4는 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 다른 제조 공정을 도시하는 단면 모식도이다.

도5는 도4에 이어지는 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 다른 제조 공정을 도시하는 단면 모식도이다.

도6은 차광막의 일예에 있어서의 투과율을 나타내는 도면이다.

도7은 차광막과 반투명막의 조합의 일예에 있어서의 반사율을 나타내는 도면이다.

도8은 범용의 포토마스크 블랭크를 이용한 경우의 문제점을 설명하는 공정 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크 및 그 제조 방법의 실시 형태에 대해 설명한다.

도1은 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 일 실시 형태를 도시하는 단면 모식도이다.

도2 및 도2에 이어지는 도3은, 도1에 도시하는 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 단면 모식도이다. 도4 및 도4에 이어지는 도5는, 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 제조 공정의 다른 실시 형태를 도시하는 단면 모식도이다.

(계조를 갖는 포토마스크)

도1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크(100)의 구성은, 투명 기판(101) 상에 원하는 패턴을 갖고, 패턴을 형성하는 막이, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막 패턴(114)과, 노광광을 원하는 투과율로 투과하는 반투명막 패턴(113)으로 이루어지고, 투명 기판(101) 상에, 차광막 패턴(114)과 반투명막 패턴(113)이 이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역, 반투명막 패턴(113)만이 존재하는 반투명 영역 및 차광막 패턴(114)과 상기 반투명막 패턴(113) 모두 존재하지 않는 투과 영역이 혼재하고 있는 것이다.

본 발명에 있어서, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막 패턴이라 함은, 노광 파장에 있어서, 1회의 노광에 의해 노광광을 투과하여 감광성 레지스트를 감광시키지 않는 차광막 패턴을 의미하는 것으로, 통상은 노광 파장에 있어서 투과율 0.1 ％ 이하가 바람직하다고 되어 있다.

도1은 차광막 패턴(114)과 반투명막 패턴(113)이 이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역의 패턴 에칭된 반투명막측에 있어서, 차광막 패턴(114)의 에지부와 반투명막 패턴(113)의 에지부의 위치가 동일하게 되어 있는 구조를 이루는 것이다.

본 발명의 계조를 갖는 포토마스크(100)에 있어서, 투명 기판(101)으로서는, 통상 포토마스크에 이용되는 광학 연마된 소다 석회 유리, 붕규산 유리나 알루미늄 규산 유리 등의 저팽창 유리, 합성 석영 유리, 형석, 불화칼슘 등을 이용할 수 있고, 노광광이 단파장인 경우에는 합성 석영 유리가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 차광막 패턴(114)을 형성하는 차광막으로서는, 크롬계 막, 몰리브덴실리사이드, 탄탈, 알루미늄, 규소, 산화규소, 산화질화규소 등, 통상의 마스크 재료로서 사용할 수 있는 박막이면 어떠한 것을 사용해도 가능하지만, 가장 사용 실적이 있는 크롬을 주성분으로 한 크롬계 막이 마스크 블랭크의 비용, 품질상에서 보다 바람직하다. 크롬계 막은, 통상, 크롬, 산화크롬, 질화크롬, 산화질화크롬 중에서 선택되는 재료의 단층막이 이용되지만, 그들 크롬계 재료 중에서도 성막이 용이하고 범용성이 높은 크롬막, 또는 막 응력의 저감이 용이한 질화크롬막이 보다 바람직하다. 예를 들어, 크롬을 차광막으로 한 경우에는, 50 ㎚ 내 지 150 ㎚ 정도의 범위의 막 두께로 이용된다.

본 발명에 있어서, 반투명막 패턴(113)을 형성하는 반투명막으로서는, 상기 차광막 패턴(114)을 형성하는 차광막의 산화막, 질화막, 탄화막 등이 이용되지만, 반투명막과 차광막을 동일 에칭 설비, 공정으로 패터닝할 수 있다고 하는 이점을 유지하기 위해, 반투명막은 차광막과 동일계 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 차광막에 전술한 바와 같이 바람직한 재료로서 크롬계 재료를 이용한 경우에는, 반투명막은, 크롬에 산소·질소·탄소 등을 포함하는, 투과율이 비교적 높은 막을 이용하여, 차광막에 적층하였을 때의 반사율을 저감하도록 막 조성과 막 두께를 최적화하면 좋다. 크롬계의 반투명막 중에서도, 투과율과 반사 방지 기능의 양쪽 특성의 제어가 비교적 용이한 산화크롬막, 또는 산화질화크롬막이 보다 바람직하다. 예를 들어, 산화크롬막을 반투명막으로 하는 경우에는, 5 ㎚ 내지 150 ㎚ 정도의 범위의 막 두께로 이용된다. 막 두께가 5 ㎚ 미만, 혹은 150 ㎚를 초과하면, 차광막에 대한 반투명막으로서의 투과율의 차이를 발생시키기 어렵기 때문이다. 산소·질소·탄소 등을 포함하는 반투명막의 경우는, 그 흡광도는 조성에 따라 바뀌므로, 막 두께와 조성을 동시에 컨트롤함으로써 원하는 투과율과 반사 방지 기능을 실현할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 반투명막 패턴(113)을 형성하는 반투명막의 노광광에 대한 투과율은, 15 ％ 내지 85 ％의 범위로 형성하는 것이 바람직하다. 반투명막만이 존재하는 반투명 영역에 있어서, 투과율 15 ％ 미만에서는, 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크를 이용한 레지스트 패턴 형성에 있어서, 차광 영역과의 차이를 발 생시키기 어렵고, 한편 투과율 85 ％를 초과하면, 레지스트 패턴 형성에 있어서 투과 영역과의 차이를 발생시키기 어려워지기 때문이다.

본 발명에 있어서, 계조를 갖는 포토마스크의 반투명막의 반사 방지 기능은, 초고압 수은등(燈) 등이 발생하는 광의 g선(436 ㎚), h선(405 ㎚), i선(365 ㎚), KrF 엑시머 레이저(248 ㎚), ArF 엑시머 레이저(193 ㎚) 중 적어도 어느 하나가 갖는 파장에 대해 반사 방지 기능을 갖는 것이며, g선, i선과 같이 2개 이상의 파장에 대해 반사 방지 기능을 갖고 있는 것이 보다 바람직하다.

통상, 크롬 등의 금속막으로 차광막 패턴을 형성하였을 때, 노광광에 대해 차광막에 반사 방지 기능이 없는 경우에는, 반사율은 30 ％ 이상을 나타내어 미광의 영향을 발생시켜 버린다.

본 발명에 있어서, 차광막 패턴(114)에 반투명막 패턴(113)이 적층되어 존재하는 차광 영역의 노광광에 대한 반사율은 30 ％ 미만인 것이 바람직하다. 반사율이 30 ％를 초과하면, 포토마스크를 이용한 리소그래피에 있어서, 미광의 영향이 발생하여 포토레지스트 패턴의 해상성을 저하시키기 때문이며, 반사율이 30 ％ 미만이면 반사 방지 기능으로서 실용상 지장은 없다.

(계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법)

다음에, 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법의 실시 형태에 대해 설명한다.

(제1 실시 형태)

도2는 도1에 도시하는 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크(100)의 제조 공정 을 도시하는 단면 모식도이고, 도3은 도2에 이어지는 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크(100)의 제조 공정을 도시하는 단면 모식도이다.

본 실시 형태의 계조를 갖는 포토마스크를 제작하기 위해서는, 우선 제1 막인 차광막(102)을 투명 기판(101) 상에 성막한 포토마스크 블랭크(103)를 준비한다[도2의 (a)]. 포토마스크 블랭크(103)의 차광막(102)이 크롬막 또는 질화크롬막이면, 크롬막 또는 질화크롬막은 스퍼터링법으로 형성되고, 통상, 포토마스크 블랭크로서 이용되고 있어, 용이하게 입수 가능하다.

다음에, 상기의 포토마스크 블랭크(103)를 통상적인 방법에 따라서 첫 번째 마스크 패턴 제판을 행하여, 제1 막인 차광막(102)을 패터닝한다. 즉, 차광막(102) 상에 레이저 노광 장치 등의 노광 장치에 대응한 감광성 레지스트 등의 레지스트를 도포하고, 도포 후에 소정 시간 베이킹하여, 균일한 두께의 차광막용 레지스트막(104)을 형성한다[도2의 (b)].

또한, 마스크용 노광 장치로서는, EB 노광 장치, 레이저 노광 장치가 있으며, 본 발명에서는 모두 사용 가능하지만, LCD나 PDP 등의 디스플레이 장치의 대형화, 제조시의 다면 결합화에 수반하여 포토마스크도 대형화되어, 화상 표시 소자용 포토마스크에는 주로 레이저 노광 장치가 사용되고 있다.

다음에, 레이저광 등의 에너지선(105)으로 차광막 상의 레지스트막(104)에 패턴 묘화를 행한다[도2의 (c)]. 본 실시 형태에 있어서는, 이 패턴 묘화는 차광막 영역과 후공정에서 형성하는 반투명막 영역이 직접적으로 접하는 경계만을 형성하도록 묘화하여, 차광막(102)의 일부를 패터닝하는 것이다. 차광막과 반투명막의 동일한 부위를 일괄하여 에칭하기 위한 패턴 묘화는, 두 번째 마스크 패턴 제판시에 행한다.

이 묘화시에, 2층째의 반투명막의 패터닝시에 위치 맞춤에 사용하는 묘화용 얼라인먼트 마크를, 마스크의 비전사 영역에 복수개 묘화 배치해 둔다(도시하지 않음).

계속해서, 사용하는 레지스트의 특성상, 필요하다면 노광 후 베이크 공정을 추가하여, 레지스트 소정의 현상액으로 현상하고, 린스하여, 차광막용 레지스트 패턴(106)을 형성한다[도2의 (d)].

다음에, 차광막용 레지스트 패턴(106)으로부터 노출되어 있는 차광막(102)을 에칭하여, 차광막 패턴(107)을 형성하고[도2의 (e)], 잔존하고 있는 레지스트를 박리 제거하여, 차광막 패턴이 구비된 기판(108)을 얻는다[도2의 (f)]. 차광막 패턴(107)은, 차광막 영역과 반투명막 영역이 직접적으로 접하는 경계만이 형성되어 있고, 이 단계에서는 반투명막과 동일한 부위를 에칭하는 차광막 부분은 에칭되지 않고 잔존하고 있다.

차광막(102)의 에칭은, 습식 에칭 혹은 건식 에칭 방법을 적용할 수 있지만, 상기와 같이 화상 표시 소자용 포토마스크의 경우에는, 마스크의 대형화에 수반하여 건식 에칭에서는 장치, 재료 비용이 지나치게 높아지고, 게다가 대면적의 건식 에칭은 에칭 균일성이 나빠지므로 습식 에칭이 바람직하다. 차광막(102)이 크롬계 막인 경우에는, 질산세륨계 습식 에칭이 적합하다.

본 실시 형태에 있어서는, 제1 막의 패터닝 공정 후에, 차광막 패턴이 구비 된 기판(108)의 검사를 행하고, 필요하다면 결함 수정을 하는 공정을 행할 수 있다. 차광막에 크롬계 막을 이용하는 경우에는, 종래의 크롬계 막의 포토마스크의 검사 기술, 수정 기술을 적용할 수 있다. 차광막 패턴 치수 검사, 패턴 결함 검사의 검사 공정, 필요하다면 수정 공정을 행함으로써, 다음 공정으로 결함을 갖는 기판이 넘어가는 것을 방지하여, 양품률이 높아지고 마스크 비용 저감에 기여한다.

다음에, 차광막 패턴이 구비된 기판(108)의 전체면에, 반투명막(109)을 성막한다[도2의 (g)].

여기서, 반투명막(109)은 상기 차광막(102)과 동일계의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 차광막(102)이 전술한 바와 같이 크롬계 재료에 의한 것이면, 반투명막(109)은 크롬에 산소, 질소, 탄소 등의 1종 또는 2종 이상을 포함하고, 투과율이 비교적 높은 막을 이용하여, 차광막에 적층하였을 때의 반사율을 저감하도록 막 조성과 막 두께를 최적화하면 좋다.

산소, 질소, 탄소 등을 포함하는 반투명막의 경우는, 그 흡광도는 조성에 따라 바뀌므로, 막 두께와 조성을 동시에 컨트롤함으로써 원하는 투과율과 반사 방지 특성을 실현할 수 있다. 예를 들어, 산화크롬막을 반투명막(109)으로 하는 경우에는, 5 ㎚ 내지 150 ㎚ 정도의 범위의 막 두께로 이용된다.

반투명막(109)의 성막은, 크롬 차광막을 형성한 방법과 동일하게, 스퍼터링법 등의 진공 성막 방법이 이용된다.

다음에, 두 번째 마스크 패턴 제판 공정에 의해, 제2 막인 반투명막(109)을 패터닝하여, 하층의 차광막 패턴(107)과의 위치 맞춤을 한 반투명막 패턴을 형성한 다. 즉, 반투명막(109) 상에 레이저 노광 장치 등의 노광 장치에 대응한 감광성 레지스트 등의 레지스트를 도포하고, 도포 후에 소정 시간 베이킹하여, 반투명막용 레지스트막(110)을 형성한다[도3의 (h)].

계속해서, 레이저광 등의 에너지선(111)으로 반투명막(109)의 패턴 묘화를 행한다. 이 묘화시에, 1층째의 차광막의 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 맞춤을 행한다[도3의 (i)]. 본 발명에 있어서는, 차광막 패턴(107) 상에 형성된 얼라인먼트 마크는, 레지스트막(110)을 통해 용이하게 검출할 수 있어, 묘화 위치 정밀도가 향상된다.

다음에, 사용하는 레지스트의 특성상, 필요하다면 노광 후 베이킹 공정을 추가하여, 레지스트 소정의 현상액으로 현상하고, 린스하여, 반투명막용 레지스트 패턴(112)을 형성한다[도3의 (j)].

다음에, 반투명막용 레지스트 패턴(112)으로부터 노출되어 있는 반투명막(109)을 에칭하고, 계속해서 노출된 차광막 패턴(107)을 에칭하여, 반투명막 패턴(113)과 차광막 패턴(114)을 형성한다[도3의 (k)].

여기서, 반투명막 에칭 후에, 하층의 차광막이 노출된 부위는 다시 차광막을 에칭하여 패터닝한다. 물론, 다시 에칭하는 차광막의 부위는, 처음에 에칭한 부위와는 다른 것이다. 또한, 차광막과 동일계의 재료로 이루어지는 반투명막을 이용하는 경우에는, 반투명막 에칭과 차광막 에칭을 연속해서 동일한 에칭액으로 에칭할 수 있어, 제조 공정을 단축하여 생산 효율을 높일 수 있으므로, 보다 바람직하다.

상기의 본 실시 형태에서는, 차광막은 2회의 패턴 에칭에 의해 차광막 패턴을 형성하고 있지만, 본 발명에 있어서는 1회의 패턴 에칭만으로 차광막 패턴이 형성된 것이라도 좋다.

계속해서, 잔존하고 있는 반투명막용 레지스트 패턴(112)을 레지스트 전용 박리액 등으로 박리 제거하여, 계조를 갖는 포토마스크(100)를 얻는다[도3의 (l)]. 이후, 마스크의 검사, 필요하다면 수정을 행한다.

도3의 (l)에 있어서, 차광막 상에 반투명막이 적층되어 패턴 에칭된 한쪽의 에지부는, 차광막과 반투명막의 단면 에지부의 위치가 맞추어져 형성되어 있고, 차광막 패턴(114)의 다른 쪽의 에지부에는 반투명막이 스텝 커버리지 좋게 형성되어 있다.

(제2 실시 형태)

다음에, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태는, 차광막 상에 저반사층이 미리 형성되어 있는 범용되고 있는 포토마스크 블랭크를 이용한 경우의 제조 방법이다.

도4 및 도4에 이어지는 도5는, 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크의 다른 제조 공정을 도시하는 단면 모식도이다.

본 실시 형태에 있어서, 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크를 제작하기 위해서는, 투명 기판(201) 상에 차광막(202)을 형성하고, 그 위에 저반사막(203)을 성막한 2층 구성의 포토마스크 블랭크(220)를 준비한다[도4의 (a)]. 예를 들어, 포토마스크 블랭크(220)의 차광막(202)이 질화크롬막이고, 저반사막(203)이 산화크롬 막인 것과 같이, 통상, 포토마스크 블랭크로서 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다.

그러나, 상기의 포토마스크 블랭크(220)의 저반사막(203)은, 반투명막으로서의 소정의 기능을 구비하고 있는 것은 아니므로, 통상 이용되고 있는 포토마스크 블랭크의 막 구성 상태로는, 본 발명의 계조를 갖는 포토마스크를 얻을 수는 없다.

본 발명의 계조를 갖는 포토마스크는, 투명 기판 상에, 차광막과 반투명막이이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역, 반투명막만이 존재하는 반투명 영역 및 차광막과 반투명막 모두 존재하지 않는 투과 영역이 혼재하는 형태를 갖는 것이다.

따라서, 우선 차광막(202) 상의 저반사막(203)을 전부 에칭 제거하여, 차광막(202)을 노출한 기판을 얻는다[도4의 (b)]. 저반사막(203)의 에칭은, 에칭액과 에칭 시간으로 제어할 수 있다.

다음에, 차광막(202)이 노출된 상기의 기판을, 통상적인 방법에 따라서 첫 번째 마스크 패턴 제판을 행하여, 차광막(202)의 일부를 패터닝한다. 즉, 차광막(202) 상에 레이저 노광 장치 등의 노광 장치에 대응한 감광성 레지스트 등의 레지스트를 도포하고, 도포 후에 소정 시간 베이킹하여, 균일한 두께의 차광막용 레지스트막(204)을 형성한다[도4의 (c)].

다음에, 레이저광 등의 에너지선(205)으로 차광막용 레지스트막(204)의 패턴 묘화를 행한다[도4의 (d)]. 본 실시 형태에 있어서는, 패턴 묘화는 차광막 영역과 후공정에서 형성하는 반투명막 영역이 직접적으로 접하는 경계만을 형성하도록 묘화하여, 차광막(202)의 일부를 패터닝하는 것이다. 차광막과 반투명막의 동일한 부위를 일괄하여 에칭하기 위한 패턴 묘화는, 두 번째 마스크 패턴 제판시에 행한다.

또한, 상기의 묘화시에, 2층째의 반투명막의 패터닝시에 위치 맞춤에 사용하는 묘화용 얼라인먼트 마크를 마스크의 비전사 영역에 복수 묘화 배치해 둔다(도시하지 않음).

계속해서, 사용하는 레지스트의 특성상, 필요하다면 노광 후 베이크 공정을 추가하여, 레지스트 소정의 현상액으로 현상하고, 린스하여, 차광막용 레지스트 패턴(206)을 형성한다[도4의 (e)].

다음에, 차광막용 레지스트 패턴(206)으로부터 노출되어 있는 차광막(202)을 에칭하여, 차광막 패턴(207)을 형성하고[도4의 (f)], 잔존하고 있는 레지스트를 박리 제거하여 차광막 패턴이 구비된 기판(208)을 얻는다[도4의 (g)]. 차광막 패턴(207)은 차광막 영역과 반투명막 영역이 직접적으로 접하는 경계만이 형성되어 있고, 이 단계에서는 반투명막과 동일한 부위를 에칭하는 차광막 부분은 에칭되지 않고 잔존하고 있다.

제1 실시 형태에서 서술한 바와 같이, 차광막(202)의 에칭은 습식 에칭 혹은 건식 에칭 방법을 적용할 수 있지만, 습식 에칭이 바람직하다. 차광막(202)이 크롬계 막인 경우에는, 질산세륨계 습식 에칭제(etchant)가 적합하다.

본 실시 형태에 있어서는, 제1 막의 패터닝 공정 후에, 차광막 패턴이 구비된 기판(208)의 검사를 행하여, 필요하다면 결함 수정을 하는 공정을 행할 수 있다. 차광막(202)에 크롬막을 이용하는 경우에는, 종래의 크롬막의 포토마스크의 검사 기술, 수정 기술을 적용할 수 있다. 이 검사 공정, 필요하다면 수정 공정을 행함으로써, 다음 공정으로 결함을 갖는 기판이 넘어가는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 차광막 패턴이 구비된 기판(208)의 전체면에, 반투명막(209)을 성막한다[도5의 (h)]. 제2 실시 형태에 있어서도, 반투명막의 재료, 성막 방법, 특성은 제1 실시 형태와 동일하다.

다음에, 두 번째 마스크 패턴 제판 공정에 의해, 제2 막인 반투명막(209) 및 제1 막을 패터닝하여, 하층의 차광막 패턴과 위치 맞춤을 한 반투명막 패턴을 형성한다. 즉, 반투명막(209) 상에 레이저 노광 장치 등의 노광 장치에 대응한 감광성 레지스트 등의 레지스트를 도포하고, 도포 후에 소정 시간 베이킹하여, 반투명막용 레지스트막(210)을 형성한다[도5의 (i)].

계속해서, 레이저광 등의 에너지선(211)으로 반투명막용 레지스트막(210)의 패턴 묘화를 행한다. 이 묘화시에, 1층째의 차광막의 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 맞춤을 행한다[도5의 (j)].

다음에, 사용하는 레지스트의 특성상, 필요하다면 노광 후 베이크 공정을 추가하여, 레지스트 소정의 현상액으로 현상하고, 린스하여, 반투명막용 레지스트 패턴(212)을 형성한다[도5의 (k)].

다음에, 반투명막용 레지스트 패턴(212)으로부터 노출되어 있는 반투명막(209)을 에칭하고, 계속해서 하층의 차광막 패턴(207)이 노출되어 있는 경우에는 그 부위를 또한 연속해서 에칭함으로써, 반투명막 패턴(213) 및 차광막 패턴(214)을 형성한다[도5의 (l)]. 본 실시 형태에 있어서는, 차광막과 반투명막에 동일계 의 재료를 이용함으로써, 차광막과 반투명막의 패터닝을 동일 기술로 일괄하여 행할 수 있으므로, 보다 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 차광막은 2회의 패턴 에칭에 의해 차광막 패턴을 형성하고 있지만, 본 발명에 있어서는 1회의 패턴 에칭만으로 차광막 패턴이 형성된 것이라도 좋다.

계속해서, 잔존하고 있는 반투명막용 레지스트 패턴(212)을 박리 제거하여, 계조를 갖는 포토마스크(200)를 얻는다[도5의 (m)]. 이후, 마스크의 검사, 필요하다면 수정을 행한다.

도5의 (m)에 있어서, 차광막 패턴(214)과 반투명막 패턴(213)이 적층되어 존재하는 차광 영역의 패턴 에칭된 적층측에 있어서, 차광막 패턴(214)과 반투명막 패턴(213)은 동일 기술로 일괄하여 에칭되어 있으므로, 차광막 패턴(214)의 에지부와 반투명막 패턴(213)의 에지부의 위치가 대략 동일하게 되어 있는 구조를 이루는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서, 반투명막의 투과율과 반사율의 제어에 관해서는, 상기한 바와 같이 반투명막의 투과율을 15 내지 85 ％, 차광막에 반투명막이 적층된 차광 영역의 반사율을 30 ％ 미만으로 제어할 필요가 있다. 이와 같은 조건을 충족시키는 반투명막과 차광막은, 각 막질의 조정 및 그 두께의 선택에 의해 실현된다. 반투명막의 일예로서는, 상기한 바와 같이 산화크롬이, 차광막의 일예로서는 금속 크롬막이 있다. 막질의 조정은, 반투명막인 경우에는 스퍼터 조건을 바꾸어 산화크롬의 산화 정도 등을 조정한다. 차광막인 경우에는, 약간의 첨가물을 이 용한다. 예를 들어, 질소를 이용하는 것이 잘 알려져 있다. 혹은, 그 밀도를 바꾼다. 통상, 스퍼터 조건을 바꾸어 결정성(입경)을 바꾸거나, 막 중에 보이드(기포)를 혼입하여, 외관상의 n(굴절률), k[흡광 계수(Extinction Coefficient)]를 조정한다.

도6 및 도7은 각각, 차광막을 금속 크롬막(n = 2.4, k = 3.1)으로 하고, 막 두께는 70 ㎚, 반투명막을 산화크롬막(n = 2.8, k = 0.3)으로 하고, 막 두께를 0 내지 100 ㎚에서 변화시켰을 때의 g선(436 ㎚)에 대한 투과율(반투명막)과 반사율(차광막 + 반투명막)의 관계를 나타낸다. 도6으로부터, 투과율이 40 ％인 반투명 영역을 얻고자 하는 경우, 반투명막에서는 막 두께가 50 ㎚가 되는데, 그때의 차광부의 반사율은 도7로부터 약 21 ％로, 비교적 양호한 저반사로 된다. 한편, 투과율 80 ％를 요망할 때, 반투명막의 막 두께는 약 5 ㎚가 되고, 차광부 반사율은 34 ％로, 그다지 양호한 저반사 조건으로는 되지 않는다. 이 경우는, 차광막과 반투명막의 막질을 바꾸어, n과 k를 바꿀 필요가 있다.

상기의 설명에서는, 크롬계 막을 재료로서 사용하였지만, 이 외에, 몰리브덴실리사이드, 탄탈, 알루미늄, 규소, 산화규소, 산화질화규소 등, 통상의 마스크 재료로서 사용할 수 있는 박막이면, 어떠한 것을 사용해도 가능하다.

또한, 상기의 본 발명의 계조 포토마스크에 대해서는 2계조의 마스크에 대해 설명해 왔지만, 제판·성막·재제판을 반복함으로써, 2계조 이상의 다계조 포토마스크도 실현 가능하다.

<제1 실시예>

광학 연마된 330 × 450 ㎜의 합성 석영 기판 상에 크롬으로 이루어지는 차광막이 약 100 ㎚ 성막되어 있는 상용의 포토마스크 블랭크 상에, 시판된 포토레지스트(도꾜 오오까 고오교오샤제 ip-3500)를 약 380 ㎚ 도포하고, 120도로 가열된 핫 플레이트에서 15분 베이크한 후, 포토마스크용 레이저 묘화 장치 마이크로니크샤제 LRS, 11000-TFT3으로, 원하는 차광막 패턴을 묘화하였다. 여기서 묘화한 패턴은, 최종적으로 완전히 차광하기 위한 패턴이다.

다음에, 전용의 디벨로퍼(도꾜 오오까 고오교오샤제 NMD3)로 현상하여, 차광막용 레지스트 패턴을 얻었다.

다음에, 레지스트 패턴을 에칭용 마스크로 하여, 크롬막을 에칭하고, 또한 남은 레지스트 패턴을 막에서 제거함으로써, 원하는 차광막 패턴을 얻었다. 또한, 크롬막의 에칭에는, 시판된 질산세륨계 습식 에칭제(더 잉크테크샤제 MR-ES)를 이용하였다. 크롬막의 에칭 시간은, 약 60초였다.

계속해서, 이와 같이 하여 얻어진 차광막 패턴이 구비된 기판에 대해, 차광막 패턴 치수 검사, 패턴 결함 검사, 필요에 따라서 패턴 수정을 행하여, 잘 세정한 후, 반투명막인 산화크롬막을 스퍼터법으로 성막하였다. 산화크롬막의 막 두께는 약 30 ㎚로 하고, 투과율은 약 40 ％(파장 g선 : 436 ㎚)로 하였다. 이 반투명막은 반사 방지 기능을 갖고, 차광막과 반투명막으로 이루어지는 영역은 g선에 있어서 30 ％ 미만의 반사율을 나타냈다.

다음에, 이 위에 시판된 포토레지스트(도꾜 오오까제 ip-3500)를 다시, 약 380 ㎚ 도포하고, 120 ℃로 가열된 핫 플레이트 상에서 15분 베이킹하였다.

계속해서 반투명막 패턴으로 되는 상(像)을 다시 레이저 묘화 장치 마이크로니크샤제 LRS 11000-TFT3으로 묘화하고, 전용 디벨로퍼(도꾜 오오까샤제 NMD3)로 현상하여, 반투명막용 레지스트 패턴을 얻었다. 또한, 묘화 장치 LRS 11000은, 얼라인먼트 묘화 기능을 갖고 있어, 형성된 차광막 패턴에 위치를 맞추어 반투명막 패턴을 형성하였다.

다음에, 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 시판된 질산세륨계 습식 에칭제(더 잉크테크샤제 MR-ES)로 반투명막을 에칭하고, 계속해서 노출된 차광막을 에칭하여, 반투명막 패턴과 최종적으로 에칭된 차광막 패턴을 얻었다.

마지막으로 남은 레지스트를 박리하여, 패턴 치수 검사, 결함 검사 등의 검사 공정을 거쳐서, 필요에 따라서 패턴 수정을 행하여, 원하는 계조를 갖는 포토마스크를 얻었다.

<제2 실시예>

광학 연마된 330 × 450 ㎜의 합성 석영 기판 상에, 차광막으로서 질화크롬막이 형성되고, 그 위에 저반사막으로서 산화크롬막이 형성된 2층 구성의 시판된 포토마스크 블랭크를 준비하였다. 질화크롬막의 막 두께는 70 ㎚, 산화크롬막의 막 두께는 약 20 ㎚였다.

다음에, 시판된 질산세륨계 습식 에칭제(더 잉크테크샤제 MR-ES)로, 상기의 블랭크의 저반사막인 산화크롬막을 전부 에칭 제거하여, 차광막을 노출시킨 기판을 얻었다.

다음에, 상기의 노출된 차광막 상에, 시판된 포토레지스트(도꾜 오오까 고오 교오샤제 ip-3500)를 약 380 ㎚ 도포하고, 120도로 가열된 핫 플레이트에서 15분 베이킹한 후, 포토마스크용 레이저 묘화 장치 마이크로니크샤제 LRS11000-TFT3으로, 원하는 차광막 패턴을 묘화하였다.

다음에, 전용 디벨로퍼(도꾜 오오까 고오교오샤제 NMD3)로 현상하여, 차광막용 레지스트 패턴을 얻었다.

다음에, 차광막용 레지스트 패턴을 에칭용 마스크로 하여, 시판된 질산세륨계 습식 에칭제(더 잉크테크니컬샤제 MR-ES)로 차광막을 에칭하여 차광막 패턴을 형성하고, 잔존하고 있는 레지스트를 박리 제거하여 차광막 패턴이 구비된 기판을 얻었다.

계속해서, 상기의 차광막 패턴이 구비된 기판의 패턴 치수 검사, 패턴 결함 검사, 필요에 따라서 패턴 수정을 행하여, 잘 세정한 후, 반투명막인 산화질화크롬막을 스퍼터법으로 성막하였다. 산화질화크롬막의 막 두께는 20 ㎚로 하고, 투과율은 30 ％(파장 i선 : 365 ㎚)로 하였다. 이 반투명막은 반사 방지 기능을 갖고, 차광막과 반투명막으로 이루어지는 영역은, i선에 있어서 30 ％ 미만의 반사율을 나타냈다.

다음에, 시판된 포토레지스트(도꾜 오오까 고오교오샤제 ip-3500)를 다시, 약 380 ㎚ 도포하고, 120도로 가열된 핫 플레이트에서 15분 베이크한 후, 포토마스크용 레이저 묘화 장치 마이크로니크샤제 LRS11000-TFT3으로, 원하는 반투명막 패턴을 묘화하였다.

다음에, 전용 디벨로퍼(도꾜 오오까 고오교오샤제 NMD3)로 현상하여, 반투명 막용 레지스트 패턴을 형성하였다.

다음에, 레지스트 패턴을 에칭용 마스크로 하여, 시판된 질산세륨계 습식 에칭제(더 잉크테크샤제 MR-ES)를 이용하여 산화질화크롬막을 에칭하고, 계속해서 노출한 차광막을 에칭하고, 또한 남은 레지스트 상을 박리함으로써, 원하는 반투명막 패턴과 차광막 패턴을 얻었다.

다음에, 패턴 치수 검사, 결함 검사 등의 검사 공정을 거쳐서, 필요에 따라서 패턴 수정을 행하여 원하는 계조를 갖는 포토마스크를 얻었다.

Claims (10)

1. 투명 기판 상에 원하는 패턴을 갖고, 상기 패턴을 형성하는 막이, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막과, 상기 노광광을 원하는 투과율로 투과하는 반투명막으로 이루어지고, 상기 투명 기판 상에, 상기 차광막과 상기 반투명막이 이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역, 상기 반투명막만이 존재하는 반투명 영역 및 상기 차광막과 상기 반투명막 모두 존재하지 않는 투과 영역이 혼재하는 계조를 갖는 포토마스크에 있어서,

   상기 반투명막이, 상기 노광광에 대해 반사 방지 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크.
2. 제1항에 있어서, 상기 반투명막만이 존재하는 반투명 영역의 상기 노광광에 대한 투과율이, 15 ％ 내지 85 ％의 범위인 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차광막과 상기 반투명막이 이 순서로 적층되어 존재하는 차광 영역의 상기 노광광에 대한 반사율이, 30 ％ 미만인 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투명막이, g선, h선, i 선, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저 중 적어도 어느 하나가 갖는 파장에 대해 반사 방지 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막과 상기 반투명막이, 모두 크롬을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크.
6. 제5항에 있어서, 상기 차광막이 크롬 또는 질화크롬으로 이루어지고, 상기 반투명막이 산화크롬 또는 산화질화크롬으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크.
7. 투명 기판 상에 원하는 패턴을 갖고, 상기 패턴을 형성하는 막이, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막과, 상기 노광광을 원하는 투과율로 투과하는 반투명막으로 이루어지는 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 차례로,

   상기 투명 기판 상에 상기 차광막을 성막한 마스크 블랭크를 준비하는 공정과,

   상기 차광막을 패터닝하는 공정과,

   상기 패터닝한 차광막을 마련한 상기 투명 기판 상에, 상기 노광광에 대해 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 전체면에 성막하는 공정과,

   상기 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법.
8. 투명 기판 상에 원하는 패턴을 갖고, 상기 패턴을 형성하는 막이, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막과, 상기 노광광을 원하는 투과율로 투과하는 반투명막으로 이루어지는 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 차례로,

   상기 투명 기판 상에 차광막과 저반사막의 2층막을 갖는 마스크 블랭크를 준비하는 공정과,

   상기 저반사막을 에칭에 의해 제거하여 상기 차광막을 노출하는 공정과,

   상기 차광막을 패터닝하는 공정과,

   상기 패터닝한 차광막을 마련한 상기 투명 기판 상에, 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 전체면에 성막하는 공정과,

   상기 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 반사 방지 기능을 갖는 반투명막을 패터닝하는 공정 후에, 노출된 상기 차광막을 다시 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막을 패터닝하는 공정 후에, 상기 차광막의 마스크 패턴 검사 공정 및 필요에 따라서 수정 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 계조를 갖는 포토마스크의 제조 방법.

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