KR20180113177A - 포토마스크 블랭크의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 세정 공정 등에 의해 발생하는, 하드 마스크막 상의 관통형 핀홀 결함의 발생 리스크를 저감할 수 있는 포토마스크 블랭크의 제조 방법을 제공한다.
[해결 수단] 노광광에 대해서 투명성을 갖는 기판 상에 패턴 형성막을 형성하고, 패턴 형성막 상에 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 하드 마스크막의 형성에 있어서, 하드 마스크막의 막 두께 T보다도 작은 막 두께를 갖는 박막을 성장시키는 공정과, 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 2회 이상 반복함으로써, 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.

Description

포토마스크 블랭크의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK BLANK}

본 발명은 포토마스크 블랭크의 제조 방법에 관한 것이다.

IC, LSI 및 VLSI 등의 반도체 집적 회로의 제조를 비롯해서, 광범위한 용도에 이용되고 있는 포토마스크는, 기본적으로는 투광성 기판 상에 차광성을 갖는 차광막이나, 위상 시프트막을 갖는 포토마스크 블랭크의 해당 차광막이나 해당 위상 시프트막에, 포토리소그래피법을 응용하여 자외선이나 전자선 등을 사용하는 것에 의해, 소정의 패턴을 형성한 것이다. 이들 차광막이나 위상 시프트막에는 크로뮴을 주성분으로 한 막이나, 규소나, 규소와 몰리브데넘 등의 전이 금속을 주성분으로 한 막이 이용되고 있다.

최근, 반도체 가공에 있어서는, 특히 대규모 집적 회로의 고집적화에 의해, 회로 패턴의 미세화가 더욱더 필요해지고 있어, 회로를 구성하는 배선 패턴의 세선화(細線化)나, 셀을 구성하는 층간의 배선을 위한 콘택트홀 패턴의 미세화 기술에 대한 요구가 더욱더 높아지고 있다. 그 때문에, 이들 배선 패턴이나 콘택트홀 패턴을 형성하는 광 리소그래피에서 이용되는, 회로 패턴이 기입된 포토마스크의 제조에 있어서도, 상기 미세화에 수반하여, 보다 미세하고 정확하게 회로 패턴을 기입할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

보다 정밀도가 높은 포토마스크 패턴을 포토마스크 기판 상에 형성하기 위해서는, 우선 포토마스크 블랭크 상에 고정밀도의 레지스트 패턴을 형성하는 것이 필요해진다. 실제의 반도체 기판을 가공할 때의 광 리소그래피는 축소 투영을 행하기 때문에, 포토마스크 패턴은 실제로 필요한 패턴 사이즈의 4배 정도의 크기이지만, 그만큼 정밀도가 엄하지 않다는 것은 아니다.

또, 이미 현재 행해지고 있는 리소그래피에서는, 묘화하려고 하는 회로 패턴은 사용하는 광의 파장을 상당히 하회하는 사이즈가 되고 있어, 회로의 형상을 그대로 4배로 한 포토마스크 패턴을 사용하면, 실제의 광 리소그래피를 행할 때에 생기는 광의 간섭 등의 영향으로, 레지스트막에 포토마스크 패턴대로의 형상은 전사되지 않는다. 그래서 이들의 영향을 줄이기 위해, 포토마스크 패턴은 실제의 회로 패턴보다 복잡한 형상(이른바, OPC: Optical Proximity Correction(광학 근접 효과 보정) 등을 적용한 형상)으로 가공할 필요가 생기는 경우도 있다. 그 때문에, 포토마스크 패턴을 얻기 위한 리소그래피 기술에 있어서도, 현재, 더욱 고정밀도인 가공 방법이 요구되고 있다.

포토마스크 패턴의 형성에 있어서는, 예를 들면, 투명 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크 상에 포토레지스트막을 형성하고, 전자선에 의한 패턴의 묘화를 행하고, 현상을 거쳐 레지스트 패턴을 얻고, 그리고, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 해서, 차광막을 에칭하여 차광 패턴으로 가공한다. 그러나, 차광 패턴을 미세화하는 경우에 레지스트막의 막 두께를 미세화 전과 동일하게 유지한 채로 가공하려고 하면, 패턴에 대한 막 두께의 비, 이른바 어스펙트비가 커져서, 레지스트의 패턴 형상이 열화되어 패턴 전사가 잘 되지 않게 되거나, 경우에 따라서는 레지스트 패턴의 무너짐이나 벗겨짐을 일으켜 버린다. 그 때문에, 미세화에 수반하여 레지스트 막 두께를 얇게 할 필요가 있다.

또한, 드라이 에칭 시의 레지스트에 대한 부담을 줄이기 위해서 하드 마스크를 사용하는 방법은 예전부터 시도되고 있고, 예를 들면, 특허문헌 1에서는, MoSi₂ 상에 SiO₂막을 형성하고, 이것을, 염소를 포함하는 가스를 이용하여 MoSi₂를 드라이 에칭할 때의 에칭 마스크로서 사용하는 것이 보고되어 있고, 또한 SiO₂막이 반사 방지막으로서도 기능할 수 있다는 것이 기술되어 있다. 또한, 위상 시프트막 상에 차광막으로서 크로뮴을 이용하고, 그 위에 SiO₂막을 하드 마스크로서 이용하는 것은, 예를 들면 특허문헌 2에 기재되어 있다.

일본 특허공개 소63-85553호 공보 일본 특허공개 평7-49558호 공보

하드 마스크막을 갖는 포토마스크 블랭크를 이용하여 포토마스크를 제작하는 경우, 마스크 패턴은 우선 하드 마스크막에 형성되고, 하드 마스크막을 에칭 마스크로 이용하여, 그 아래에 있는 차광막이나 위상 시프트막 등의 패턴 형성막에, 하드 마스크막에 형성된 마스크 패턴을 전사한다. 따라서, 하드 마스크막에 하드 마스크막을 관통하는 구멍인 관통형 핀홀이 있으면, 하드 마스크막의 핀홀은 그대로 패턴 형성막에 전사되어 결함이 된다는 문제가 있어, 관통형 핀홀을 저감할 필요가 있다.

도 5는 종래의 포토마스크 블랭크의 제조 공정에서 발생하는 관통형 핀홀 결함의 예를 나타내는 도면이다. 포토마스크 블랭크(110)는, 도 5(d)와 같이, 기본적으로는, 기판(101) 상에 적어도 1층 이상의 패턴 형성막(102)(광학 박막)이 형성되고, 그 위에 하드 마스크막(103)이 형성된 것이다. 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 패턴 형성막(102) 상에 이물 결함이 존재하고, 도 5(b)와 같이, 그 위에 하드 마스크막(103)이 형성된 경우, 하드 마스크막(103)에 이물 결함이 메워진 상태가 된다. 이 이물 결함은, 포토마스크 블랭크(110)의 세정을 거침으로써, 도 5(c)와 같이 제거된다. 이 때문에, 도 5(d)와 같이 하드 마스크막(103)의 일부가 파괴되고, 하드 마스크막(103)을 관통하는 핀홀 결함이 발생한다. 하드 마스크막(103)에 이와 같은 관통형 핀홀 결함이 형성되면, 하드 마스크막(103)을 에칭 마스크로 해서 패턴 형성막(102)을 에칭했을 때에, 하드 마스크막(103)의 핀홀 결함도 패턴 형성막(102)에 전사되어, 패턴 형성막(102)의 패턴 결함이 되어 버린다.

본 발명은 전술과 같은 문제에 비추어 이루어진 것으로, 세정 공정 등에 의해 발생하는, 하드 마스크막 상의 관통형 핀홀 결함의 발생 리스크를 저감할 수 있는 포토마스크 블랭크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 노광광에 대해서 투명성을 갖는 기판 상에 패턴 형성막을 형성하고, 해당 패턴 형성막 상에 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 상기 하드 마스크막의 형성에 있어서, 상기 하드 마스크막의 막 두께 T보다도 작은 막 두께를 갖는 박막을 성장시키는 공정과, 해당 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 2회 이상 반복함으로써, 상기 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법을 제공한다.

이와 같이, 하드 마스크막을 복수회로 나누어 형성하고, 매회의 박막의 형성 전에 박막 상의 이물 결함을 세정에 의해 제거하고 나서 다음의 박막의 형성을 행함으로써, 세정 등에 의해 각 박막에 생긴 핀홀을 다음의 박막의 성장으로 충전해서 메울 수 있다. 이에 의해, 하드 마스크막 상의 관통형 핀홀 결함의 발생 리스크를 저감할 수 있다.

이때, 상기 하드 마스크막의 형성에 있어서, 상기 박막을 성장시키는 공정에서 성장시키는 상기 박막의 막 두께를 T/N(단, N은 2 이상의 자연수)으로 하고, 상기 박막을 성장시키는 공정과 상기 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 N회 반복하여, 상기 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성할 수 있다.

이와 같이, 매회 동일한 두께로 하드 마스크막을 구성하는 박막을 성장시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 하면, 매회의 박막의 성장 조건을 고정할 수 있기 때문에, 보다 간편한 제조 공정으로 할 수 있다.

또한, 상기 하드 마스크막의 형성에 있어서, M회째의 상기 박막을 성장시키는 공정에서 성장시키는 상기 박막의 막 두께를 T_M(단, M은 자연수이며 N≥M≥1을 만족시키고, T=T₁+T₂+T₃+···+T_N)으로 하고, 상기 박막을 성장시키는 공정과 상기 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 N회 반복하여, 상기 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성할 수 있다.

이와 같이, 상이한 두께로 하드 마스크막을 구성하는 각각의 박막을 성장시켜도 된다.

또한, 상기 하드 마스크막을 구성하는 각 박막을, 전이 금속과 규소 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하고, 모든 상기 박막에서 경원소 이외의 구성 원소가 동일한 것으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 하드 마스크막이 두께 방향으로 동일한 에칭 특성을 갖는 막이 된다.

이때, 상기 하드 마스크막은 규소 또는 크로뮴을 포함하는 것이 바람직하다.

하드 마스크막은, 보다 구체적으로는, 이들과 같은 원소를 포함할 수 있다.

본 발명의 포토마스크 블랭크의 제조 방법이면, 세정 공정 등에 의해 발생하는 하드 마스크막 상의 관통형 핀홀 결함의 발생 리스크를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 포토마스크 블랭크의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 박막의 성막 횟수 N과 핀홀의 충전율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 실시예에 있어서의 포토마스크 블랭크의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 실시예에서 측정한 핀홀 결함의 단면 형상을 나타내는 그래프이다.
도 5는 종래의 포토마스크 블랭크의 제조 공정에서 발생하는 핀홀 결함의 예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 차광막이나 위상 시프트막 등의 패턴 형성막에 패턴을 형성하기 위한 하드 마스크막을 갖는 포토마스크 블랭크를 제조하는 방법이다. 특히, 레지스트막을 제외한 최상층에 하드 마스크를 갖는 구성에 있어서 효과가 크다. 이하, 도 1을 참조해서 본 발명의 포토마스크 블랭크의 제조 방법을 설명한다. 우선, 도 1(a)와 같이, 노광광에 대해서 투명성을 갖는 기판(1) 상에 패턴 형성막(2)을 형성한다. 여기까지는, 종래와 마찬가지의 순서로 하면 된다. 기판(1)으로서는, 예를 들면, 석영 유리 기판 등을 이용할 수 있다. 패턴 형성막(2)은 일반적인 차광막이나 위상 시프트막을 형성하면 되고, 제작하는 포토마스크에 맞추어 적절히 변경하면 된다. 또한, 패턴 형성막(2)을 형성한 후에 세정을 행해도 된다.

다음으로, 패턴 형성막(2) 상에 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하지만, 본 발명에서는, 하드 마스크막의 형성에 있어서, 하드 마스크의 막 두께 T보다도 작은 막 두께를 갖는 박막을 성장시키는 공정과, 해당 성장시킨 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 2회 이상 반복함으로써, 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성한다. 여기에서는, 막 두께 T의 하드 마스크막을 2회로 나누어 형성하는 경우를 예로 설명한다.

즉, 우선, 도 1(b)와 같이, 1회째의, 하드 마스크의 막 두께 T보다도 작은 막 두께를 갖는 박막(3a)을 성장시키는 공정을 행한다. 여기에서는, 1회째의 박막의 성장 공정에서, 최종적인 막 두께 T의 절반인 T/2의 막 두께의 하드 마스크막(박막(3a))을 형성하는 경우를 예시했다.

다음으로, 도 1(c)와 같이, 1회째의 박막의 성장 공정에서 성장시킨 박막(3a) 상의 이물을 세정에 의해 제거한다. 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 패턴 형성막(2) 상에 이물 결함이 존재한 경우, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, T/2의 막 두께의 하드 마스크막(박막(3a))에 이물 결함이 메워진 상태가 된다. 이 이물 결함이 기판의 세정 공정을 거침으로써, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이 제거되고, 도 1(d)의 관통형 핀홀 결함이 형성된다.

다음으로, 도 1(e)와 같이, 2회째의 박막의 성장 공정에서 소정 막 두께 T의 나머지 절반인 T/2의 하드 마스크막(박막(3b))을 성막하여, 소정 막 두께 T의 하드 마스크막(3)을 얻는다. 이때, 박막(3a)을 관통하고 있던 핀홀 결함은, 박막(3b)이 형성됨으로써, 도 1(e)에 나타내는 바와 같이 박막(3b)으로 막힌 상태가 된다. 이와 같이 해서, 패턴 형성막에 결함을 생기게 하는 관통형 핀홀 결함이 비관통형의 핀홀 결함이 된다.

다음으로, 도 1(f)에 나타내는 바와 같이, 2회째의 박막의 성장 공정에서 성장시킨 박막(3b) 상의 이물, 즉 최종적으로 막 두께 T가 된 하드 마스크막(3) 상의 이물을 세정에 의해 제거한다.

이상과 같은 제조 방법에 의해, 포토마스크 상에서 수정 불가능한 치명 결함이 될 수 있는 관통형 핀홀 결함이 저감된 포토마스크 블랭크(10)가 얻어진다.

도 2는 소정 막 두께 T를 N층으로 동등하게 분할하고, N회의 박막의 성막, 세정 공정을 실시한 경우의 핀홀 결함의 충전율을 나타내는 그래프이다. 핀홀의 충전율은 (T-T/N)/T=(N-1)/N으로 표시된다. 따라서, 예를 들면, N=2인 경우, 50%의 구멍이 막히고, N=3인 경우, 67%의 구멍이 막히게 된다. 분할수 N이 많아지면, 충전율도 커지기 때문에, 관통형 핀홀의 리스크가 보다 저감되어 가게 된다. 관통형 핀홀의 저감과 포토마스크 블랭크의 생산 효율의 밸런스를 고려하면, N의 최대값은 3회 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 하드 마스크막의 형성에 있어서, 박막을 성장시키는 공정에서 성장시키는 박막의 막 두께를 T/N(단, N은 2 이상의 자연수)으로 하고, 박막을 성장시키는 공정과 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 N회 반복하여, 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성할 수 있다. 즉, 모든 박막의 성장 공정에서 성장시키는 박막의 두께를 동일하게 할 수 있다.

또한, 하드 마스크막의 형성에 있어서, M회째의 박막을 성장시키는 공정에서 성장시키는 박막의 막 두께를 T_M(단, M은 자연수이며 N≥M≥1을 만족시키고, T=T₁+T₂+T₃+···+T_N)으로 하고, 박막을 성장시키는 공정과 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 N회 반복하여, 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성할 수 있다. 이와 같이, 각 회에서 상이한 두께로 박막을 성장시켜도 된다.

본 발명에서 형성되는 하드 마스크막은, 차광막이나 위상 시프트막 등의 포토마스크 패턴 형성막의 패턴 형성에서 이용되는 에칭에 있어서, 에칭되지 않는 막인 것이 바람직하다.

예를 들면, 패턴 형성막이 염소 가스와 산소 가스를 이용하는 염소 산소계의 드라이 에칭되는 경우에는, 하드 마스크막은 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 또는 이들에 추가로 몰리브데넘이나 탄탈럼, 지르코니아 등의 전이 금속을 포함하는 것인 것이 바람직하다. 또한, 패턴 형성막이 SF₆이나 CF₄ 등의 불소를 포함하는 가스, 또는 이것에 He 등의 불활성 가스를 첨가한 가스에 의해 에칭되는 경우에는, 하드 마스크막으로서는, 이와 같은 가스로 에칭되지 않는 크로뮴을 주로 한 막을 이용하는 것이 바람직하고, 금속 크로뮴이나 크로뮴에 산소, 질소, 탄소 중 적어도 1개를 첨가한 것이 바람직하다. 따라서, 하드 마스크막을 구성하는 각 박막(도 1에서는 박막(3a, 3b))에는, 전이 금속과 규소 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유시키는 것이 바람직하고, 그 중에서도 규소 또는 크로뮴을 함유시키는 것이 특히 바람직하며, 이들 원소 외에, 추가로 산소, 질소, 탄소 등의 경원소를 함유시킬 수 있다.

또한, 포토마스크 블랭크의 구체적인 구성으로서는, 투명 기판 상에서 위상 시프트막 상에 차광막을 형성하고, 그 위에 추가로 하드 마스크막을 형성한 구성, 투명 기판 상에 위상 시프트막과 에칭 스토퍼막과 차광막을 순서대로 형성하고, 이들 위에 하드 마스크막을 형성한 구성, 투명 기판 상에 차광막을 형성하고, 그 위에 하드 마스크막을 형성한 구성, 또는 투명 기판 상에 에칭 스토퍼막과 차광막을 순서대로 형성하고, 그 위에 하드 마스크막을 형성한 구성 등을 들 수 있다.

하드 마스크막은 차광막이나 위상 시프트막 등의 패턴 형성막이 되는 광학막에 대해서, 패턴을 형성하기 위한 가공 보조막으로서 이용되는 막이다. 따라서, 하드 마스크막은 두께 방향으로 동일 에칭 특성을 갖는 막으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 에칭 특성을 얻기 위해서는, 하드 마스크막을 구성하는 각 박막을, 모든 박막에서 경원소 이외의 구성 원소가 동일한 것으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 조성비나 산소, 질소, 탄소 등의 경원소의 함유량은 상이해도 되고, 하드 마스크막이 조성 경사막이나 다층막이 되어 있어도 된다.

또한, 포토마스크 블랭크의 패턴 형성막이나 하드 마스크막은 PVD(Physical Vapor Deposition)로 분류되는 진공 증착, 스퍼터링, 전자빔 증착, 이온 빔 디포지션이나, CVD(Chemical Vapor Depotion)로 분류되는 열 CVD, 플라즈마 CVD 등에 의해 금속막을 성막함으로써 형성할 수 있다.

또한, 세정 방법으로서는, 예를 들면, 반도체 기판, 포토마스크 제조에서 이용되는 초순수(超純水)와 MHz(메가헤르츠) 오더의 초음파를 이용한 메가소닉 세정, 암모니아수와 과산화수소수의 혼합액을 이용한 APM(Ammonium Hydroxide/Hydrogen Peroxide Mixture) 세정, 오존 가스를 용해시킨 오존 용해수를 이용한 오존수 세정, 또는 이들의 2 이상의 조합 등을 들 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

도 3에 나타내는 순서로 포토마스크 블랭크를 제조했다. 우선, 도 3(a)와 같은 한 변이 6인치(약 15cm)인 정방형의 석영 유리 기판(11) 상에, 타겟으로서 몰리브데넘 규소 타겟과 실리콘 타겟, 스퍼터링 가스로서 아르곤, 질소, 산소 가스를 이용한 스퍼터링법으로 몰리브데넘, 규소, 산소, 질소로 이루어지는 위상 시프트막(12a)을 도 3(b)와 같이 성막했다. 또, 도 3(c)와 같이 위상 시프트막(12a) 상에 크로뮴 타겟 아르곤 가스와 질소 가스를 이용한 스퍼터링법으로 질화 크로뮴으로 이루어지는 차광막(12b)을 성막했다. 이상과 같이 해서, 위상 시프트막(12a)과 차광막(12b)으로 이루어지는 패턴 형성막(12)을 형성했다.

위상 시프트막(12a), 차광막(12b)의 성막 전후에는, 이물 결함을 제거하기 위해서, 초순수에 의한 메가소닉 스핀 세정을 5분간 실시했다.

다음으로, 차광막(12b) 상에, 스퍼터링법으로 산화 실리콘으로 이루어지는 하드 마스크막의 소정 막 두께 20nm를 성막하기 위해서, 우선, 1회째의 박막의 성막 공정과 세정 공정을 행했다. 1회째의 박막의 성장 공정에서는, 도 3(d)와 같이 하드 마스크막의 소정 막 두께의 절반인 10nm의 박막(13a)을 성막하고, 그 후, 초순수에 의한 메가소닉 스핀 세정을 5분간 행하여, 이물 결함을 제거했다.

다음으로 2회째의 박막의 성막 공정, 세정 공정으로서, 도 3(e)와 같이 하드 마스크막(13)의 소정 막 두께의 나머지 절반인 10nm의 박막(13b)을 성막하고, 1회째와 마찬가지로 초순수에 의한 메가소닉 스핀 세정을 5분간 실시했다. 이상과 같이 해서, 하드 마스크막(13)을 형성하여, 포토마스크 블랭크(10)를 제조했다.

1회째와 2회째의 박막의 성막, 세정 공정 후에 기판을 레이저텍사의 결함 검사 장치 M6640S로 검사하고, 검출된 핀홀 결함의 형상을 AFM(Atomic Force Microscope)에 의해 계측했다.

도 4(a)는 1회째의 박막의 성막, 세정 공정 후에 검출된 핀홀 결함을 나타내고, 도 4(b)는 2회째의 성막, 세정 공정 후의 핀홀 결함의 단면 형상을 나타내고 있다. 1회째의 성막 단계에서는, 하드 마스크막의 막 두께는 소정 막 두께의 절반인 10nm이다. 이 성막, 세정 공정에서 발생한 핀홀 결함은 AFM 계측으로부터 깊이가 10nm였다. 즉, 이물 결함 등이 1회째의 세정 공정에 의해 제거되어, 하드 마스크막이 관통되어 있는 상태라고 말할 수 있다. 종래의 제조 방법에서는, 이 단계와 마찬가지의 상태에 있기 때문에, 하드 마스크막 상의 결함이 패턴 형성막에 전사되어, 포토마스크의 패턴 형성막에서 치명 결함이 되어 버리고 있었다.

이에 비해, 2회째의 성막 공정 단계의 핀홀 결함은, AFM 계측으로부터, 막 두께 20nm 중, 구멍의 깊이는 10nm인 것을 알 수 있다. 이는 2회째의 성막 공정의 하드 마스크막의 막 두께분이 충전된 것이 된다. 이와 같은 상태의 포토마스크 블랭크이면, 차광막(12b)에 결함이 전사되지 않아, 결함이 저감된 포토마스크를 얻을 수 있다.

상기의 공정 후, 하드 마스크막(13)에 패턴을 형성하고, 그 패턴을 차광막(12b)에 전사하고, 이어서 차광막(12b)을 마스크로 이용하여, 위상 시프트막(12a)을 에칭하고, 하드 마스크막(13)을 제거, 차광막(12b)을 부분적으로 제거함으로써, 포토마스크를 얻을 수 있다. 이때, 본 발명에서는, 하드 마스크막에 치명적인 관통형 핀홀 결함이 거의 없으므로, 형성되는 패턴에 이것에 기인하는 결함이 거의 없다.

한편, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지의 작용 효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

1: 기판 2: 패턴 형성막 3: 하드 마스크막
3a, 3b: 하드 마스크막을 구성하는 박막
10: 포토마스크 블랭크
11: 석영 유리 기판 12: 패턴 형성막
12a: 위상 시프트막 12b: 차광막
13: 하드 마스크막 13a, 13b: 하드 마스크막을 구성하는 박막

Claims (5)

1. 노광광에 대해서 투명성을 갖는 기판 상에 패턴 형성막을 형성하고, 해당 패턴 형성막 상에 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
   상기 하드 마스크막의 형성에 있어서,
   상기 하드 마스크막의 막 두께 T보다도 작은 막 두께를 갖는 박막을 성장시키는 공정과, 해당 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 2회 이상 반복함으로써, 상기 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하드 마스크막의 형성에 있어서, 상기 박막을 성장시키는 공정에서 성장시키는 상기 박막의 막 두께를 T/N(단, N은 2 이상의 자연수)으로 하고, 상기 박막을 성장시키는 공정과 상기 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 N회 반복하여, 상기 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하드 마스크막의 형성에 있어서, M회째의 상기 박막을 성장시키는 공정에서 성장시키는 상기 박막의 막 두께를 T_M(단, M은 자연수이며 N≥M≥1을 만족시키고, T=T₁+T₂+T₃+···+T_N)으로 하고, 상기 박막을 성장시키는 공정과 상기 박막 상의 이물을 세정에 의해 제거하는 공정을 N회 반복하여, 상기 막 두께 T의 하드 마스크막을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하드 마스크막을 구성하는 각 박막을, 전이 금속과 규소 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하고, 모든 상기 박막에서 경원소 이외의 구성 원소가 동일한 것으로 하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 하드 마스크막은 규소 또는 크로뮴을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.

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