KR20180122312A - 마스크 블랭크 및 포토마스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 정전 파괴가 효과적으로 방지된 구조를 가지는 포토마스크의 제조가 가능한 마스크 블랭크를 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 마스크 기판, 마스크 기판의 한 측을 완전히 덮는 정전 파괴 방지 필름, 및 정전 파괴 방지 필름상에 형성된 쉐이딩 필름을 포함하는 마스크 블랭크를 개시한다. 정전 파괴 방지 필름은 티타늄, 탄탈룸, 티타늄 화합물, 또는 탄탈룸 화합물로 이루어진다. 정전 파괴 방지 필름의 투명도는 노출되는 광의 파장에 대하여 적어도 75%이다. 정전 파괴 방지 필름의 시트 저항은 100KΩ/□ 이하이다.

Description

마스크 블랭크 및 포토마스크{MASK BLANK AND PHOTOMASK}
본 발명은 포토리소그래피에서 사용되는 포토마스크에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 포토마스크를 제조하기 위한 베이스인 마스크 블랭크에 관한 것이다.
기판 상에 미세 패턴을 형성하는 포토리소그래피 기술은 종종 반도체 디바이스 및 디스플레이 디바이스 류를 제조하는데 사용된다. 포토리소그래피에서, 포토레지스트(photoresist)는 기판(이하 "회로 기판"이라 함) 상에 코팅된다. 포토레지스트는 회로 패턴의 광에 노출된다. 그 다음, 회로 패턴은 포토레지스트의 현상(development)를 수행하고 현상된 포토레지스트를 통해 에칭함으로써 전사된다.
포토마스크는 마스터 피스로서 회로 패턴이 투명 기판 상에 형성되어 있는 구조를 가지고, 이하 회로 기판과 구별을 위해 "마스크 기판"이라 한다. 포토마스크는 "마스크 블랭크"라 불리는 제품으로부터 제조된다. 마스크 블랭크는 쉐이딩 필름으로 마스크 기판의 한 측을 완전히 덮음으로써 제조된다.
포토리소그래피에서, 포토마스크 전하 축적(charge-up)의 문제점이 발생하였다. 포토 마스크에서, 크롬 필름 또는 크롬 화합물 필름일 수 있는, 쉐이딩 필름은 도전성이지만, 마스크 기판은 유리로 이루어진다, 즉, 쉽게 전하 축적될 수 있는 유전체(dielectric)이다. 특히, 포토마스크가 소위 접촉 노출을 위해 사용될 때, 포토마스크가 회로 기판상에서 접촉되기 때문에 쉽게 전하 축적될 수 있다. 이러한 전하 축적은 포토마스크가 노출 후 회로 기판으로부터 분리될 때 일어날 수 있고, 즉, 소위 "접촉 및 분리 전하 축적"이라 한다.
너무 많은 정전기가 포토마스크 상에 유도된 때, 방전, 즉, 절연 파괴가 임의의 이유로 발생할 수 있다. 예컨대, 마스크 기판상의 쉐이딩 필름 패턴은 "섬" 부분, 즉, 다른 부분으로부터 완전히 고립된 부분을 가질 수 있다, 이러한 섬 부분에서의 전위는 포토마스크가 전하 축적된 결과로서 다른 부분과 크게 상이할 수 있다. 전위차가 커질 때, 마스크 기판의 표면을 따라 방전이 일어날 수 있다. 다시말해, 마스크 기판과 주변에 존재하는 엘리먼트 또는 그것을 유지하여 조작하는 부재 사이에 방전이 일어날 수 있다.
서술한 바와 같은 포토마스크 전하 축적에 의해 발생되는 한가지 문제점은 쉐이딩 필름 패턴의 변형이다. 예컨대, 쉐이딩 필름 패턴은 방전의 충격에 의해 깎여질 수 있다. 이러한 패턴의 변형은 그것이 회로 기판으로 전사되기 때문에 생산율의 감소를 일으킬 수 있다.
과도한 전하 축적에 의한 방전은 쉐이딩 필름(도전성 필름)의 날카로운 부분, 예컨대, 직각 모서리에서 발생하는 경향이 있다. 이러한 모서리를 둥글게 만드는 것은 방전을 방지하는데 도움을 주고 이에 대한 해결책이 될 수 있다. 그러나, 패턴의 이러한 변형(둥글게 만드는 것)은 마스터 미세 패턴이 회로 기판으로 전사될 것이기 때문에 많은 경우에 금지된다.
포토마스크 전하 축적을 방지하는 구조로서, 투명 도전성 필름인 ITO(산화 인듐 주석)이 마스크 기판 상에 형성되고, 그 위에 쉐이딩 필름이 패턴화되는 것이 고려되었다. 이러한 구조는 JP2008-241921-A1에 개시되어 있다. 그러나, ITO 필름은 쉐이딩 필름을 패턴화함에 있어 에천트 액에 대하여 낮은 내성만 가진다. 이는 ITO 필름이 에천트에 의한 에칭을 통해 더 얇게 된다는 문제점을 가져온다. 그렇지 않다면, 세척 단계에서 세척액에 대한 내성이 문제일 수 있다. ITO 필름이 화학작용에 의해 더 얇아진 때, ITO 필름의 시트 저항은 체적감소로 인해 증가하고 요구되는 접지 기능을 상실할 수 있다.
본 발명은 상술한 점을 고려하여 발명되었다. 본 발명의 목적은 정전 파괴가 효과적으로 방지된 구조를 가지는 포토마스크의 제조를 가능하게 하는 마스크 블랭크를 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 마스크 기판, 마스크 기판의 한 측을 완전히 덮는 정전 파괴 방지 필름, 및 정전 파괴 방지 필름상에 형성된 쉐이딩 필름을 포함하는 마스크 블랭크를 제공한다. 정전 파괴 방지 필름은 티타늄 또는 탄탈룸으로 이루어진다. 정전 파괴 방지 필름의 투명도는 노출되는 광의 파장에 대하여 적어도 75%이다. 정전 파괴 방지 필름의 시트 저항은 100KΩ/□ 이하이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 또한 티타늄 화합물 또는 탄탈룸 화합물로 이루어진 정전 파괴 방지 필름을 포함하는 마스크 블랭크를 제공한다. 정전 파괴 방지 필름의 투명도는 역시 노출되는 광의 파장에 대하여 적어도 75%이다. 정전 파괴 방지 필름의 시트 저항은 역시 100KΩ/□ 이하이다.
도 1은 하나의 실시예로서 마스크 블랭크의 개략적인 전방 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마스크 블랭크로부터 포토마스크를 제조하는 방법을 보여주는 개략적인 전방 단면도이다.
도 3은 포토마스크가 설치되어 있는 노광 시스템의 개략적인 전면도이다.
도 4는 정전 파괴 방지 필름의 두께에 대한 투명도 및 시트 저항 모두의 관계를 조사하기 위한 실험의 결과를 보여준다.
도 5는 산소 가스 첨가 및 질소 가스 첨가에 의한 효과가 확인된 실험의 결과를 보여준다.
도 6은 이산화탄소 가스 첨가 및 질소 가스 첨가에 의한 효과가 확인된 실험의 결과를 보여준다.
본 발명의 하나의 실시예가 아래와 같이 설명될 것이다. 도 1은 실시예로서 마스크 블랭크의 개략적인 전방 단면도이다. 도 1에 도시된 마스크 블랭크는 투명한 마스크 기판(1), 마스크 기판(1) 상에 형성된 정전 파괴 방지 필름(2), 및 정전 파괴 방지 필름(2) 상에 형성된 쉐이딩 필름(3)을 포함한다.
마스크 기판(1)은 노출 광 파장에 우수한 투명성을 가지는 석영과 같은 유리로 이루어진다. 마스크 기판(1)은 많은 경우에 직사각형 형상이다. 그 크기는 제조할 포토마스크에 의존한다. 마스크 기판(1)의 두께는 1.5 내지 17mm 범위 이내일 수 있다.
정전 파괴 방지 필름(2)은 티타늄, 티타늄 화합물, 탄탈룸, 또는 탄탈룸 화합물로 이루어진다. 티타늄 화합물은 산화 티타늄, 질화 티타늄, 산질화 티타늄 등일 수 있다. 마찬가지로, 탄탈룸 화합물은 산화 탄탈룸, 질화 탄탈룸, 산질화 탄탈룸 등일 수 있다. 이러한 재료의 필름이 마스크 기판(1)의 한 측을 완전히 덮게 형성된 때, 그것은 정전 파괴 방지 필름(2)으로서 기능한다. 정전 파괴 방지 필름(2)의 두께는 1.5 내지 3.5nm 범위 이내일 수 있다. 쉐이딩 필름(3)으로서, 크롬 또는 크롬 화합물의 필름이 서술된 바와 같이 형성된다. 쉐이딩 필름(3)의 두께는 90 내지 150nm 범위일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 마스크 블랭크로부터 포토마스크를 제조하는 방법을 보여주는 개략적인 전방 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 포토마스크의 제조는 마스크 블랭크의 전체 표면 위에 코팅하는 것으로 시작한다. 포토레지스트(4)는 레이저로 그린 패턴과 같은 광 패턴에 노출된다(도 2(1)). 포토레지스트를 현상하여 패턴을 만들 후, 쉐이딩 필름(3)을 에천트 액에 의해 에칭한다(도 2(2)). 에칭 후, 포토레지스트(4)는 애싱(ashing)에 의해 제거된다. 세척액에 의한 세척 단계 및 다른 필요한 단계를 수행한 후, 포토마스크(5)가 완성된다(도 2(3)).
도 3은 포토마스크(5)가 설치되어 있는 노광 시스템의 개략적인 전면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 포토마스크(5)는 광원(6)으로부터의 광이 회로 기판(7) 상에 조사되기 위해 요구되는 위치에 배열된다. 포토마스크(5)는 마스크 홀더(51)에 의해 고정되고, 요구되는 위치를 유지한다. 마스크 홀더(51)의 포토마스크(5)와 접촉하는 부분은 금속성일 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 접지된다.
한편, 제조된 포토마스크(5)는 정전 파괴 방지 필름(2)이 마스크 기판(1)과 패턴화된 쉐이딩 필름(3) 사이의 전체 경계부에 제공되어 있는 구조를 가진다. 마스크 홀더(51)는 정전 파괴 방지 필름(2)의 가장자리와 접촉하고, 접지된 상태이다. 따라서, 정전 파괴 방지 필름(2)도 접지된 상태이다. 그 결과, 포토마스크(5)의 전하 축적이 방지되고, 서술된 임의의 정전 파괴도 발생할 수 없다.
도 3에 도시된 노광 시스템이 투사형(projection type)이지만, 포토마스크는 근접형(proximity type) 또는 접촉형(contact type) 노광 시스템에서 회로 기판과 관련된 요구되는 위치에 설치될 수 있다. 설치된 포토마스크는 홀더에 의해 고정될 수 있고, 그렇지 않다면 포토마스크는 마운팅 메커니즘의 부재에 의해 고정될 수 있다. 이러한 부재는 종종 금속성이고, 접지되어 있을 때 정전 파괴를 잘 방지할 수 있다. 포토마스크가 노출된 동안 접지로부터 격리된다 하더라도, 설치 또는 해체 시에는 접지될 수 있다. 그렇지 않다면, 저장 래크의 금속부를 접지시키고 포토마스크를 그것과 접촉하게 함으로써, 정전 파괴 방지 필름(2)은 또한 접지된다.
본 실시예의 서술된 마스크 블랭크 및 포토마스크에서, 정전 파괴 방지 필름(2)은 정전 파괴를 막을 만큼 충분히 높은 도전도를 가져야 한다. 요구되는 도전도는 포토마스크 전하 축적의 발생정도(incidence)에 따라 변할 수 있다. 포토마스크 전하 축적의 발생정도가 포토마스크의 사용 환경, 쉐이딩 필름(3)의 패턴 구성, 및 다른 요인에 따라 상이할 수 있으나, 일반적으로 100KΩ/□ 이하의 시트 도전도를 가진 포토마스크는 임의의 문제없이 실질적으로 사용될 수 있다.
정전 파괴 방지 필름(2)의 두께는 요구되는 투명도를 얻는 것과 상당히 관련된다. 티타늄 및 탄탈룸은 노출 광의 파장에 나쁜 투명도를 가지고, 티타늄 화합물 및 탄탈룸 화합물도 많은 경우에 동일하다. 그러므로, 마스크 기판을 이러한 재료의 필름으로 완전히 덮어버리면, 가정하건대 포토마스크로서 요구되는 투명도를 얻지 못할 것이고, 그것을 실질적으로 사용불가능하게 만든다. 상기 가정으로부터 포토마스크에서 정전 파괴 방지 필름의 재료로서 티타늄과 탄탈룸이 사용되지 못한 이유를 알 수 있다. 그러나, 본 발명자의 연구에서, 어느 정도까지 얇게 만들어진 필름이 정전 파괴 방지의 목적을 달성함은 물론 투명도를 저하시키지 않음을 밝혀졌다.
도 4는 정전 파괴 방지 필름의 두께에 대한 투명도 및 시트 저항률의 관계를 조사하기 위한 실험의 결과를 보여준다. 본 실험에서, 상이한 두께의 티타늄 필름이 정전 파괴 방지 필름으로서 만들어졌다. 각각의 티타늄 필름에 대하여, g-라인(436nm)에 대한 투명도 및 시트 저항이 모두 측정되었다. 각각의 두께에서의 투명도는 도 4(1)에 도시되었고, 각각의 두께에서의 시트 저항은 도 4(2)에 도시되었다. 각각의 정전 파괴 방지 필름(티타늄 필름)은 아르곤이 스퍼터 가스로서 사용된, 스퍼터링(sputtering)에 의해 증착되었다.
도 4(1)에 도시된 바와 같이, 투명도가 두께가 증가할수록 감소하지만, 대체로 요구되는, 적어도 75%의 투명도는 대략 3.5nm 이하, 예컨대, 1.5 내지 3.5nm의 두께에서 획득된다. 더 큰 두께의 필름에서, 티타늄층의 체적이 더 작기 때문에 시트 저항이 증가한다. 도 4(2)에 도시된 바와 같이, 그러나, 그 두께가 대략 1.5 내지 3.5nm로 감소하더라도 시트 저항은 여전히, 예컨대, 0.9 내지 2.1 KΩ/□이고, 이는 정전 파괴를 방지하기 위한 우수한 도전성을 나타낸다.
또한, 대략 1.5 내지 3.5nm로 더 얇게 만들어진 정전 파괴 방지 필름도 에천트 액체에 대한 높은 내성을 가짐을 확인하였다. 높은 내성은 에칭동안 부식으로 인하여 시트 저항이 허용가능한 값을 넘어서 증가하는 문제로부터 자유로움을 의미한다. 다시 말해, 티타늄의 장점, 즉, 높은 화학적 안정성 및 부식성 재료에 대한 높은 내성은 투명도가 저해되지 않는 범위까지 필름의 두께를 감소시킬 수 있게 하여, ITO와 비교하여 낮은 투명도의 단점을 보상하고, 더 많이 작동한다. 본 발명자는 이러한 특성이 탄탈룸, 티타늄 화합물, 및 탄탈룸 화합물도 동일함을 확인하였다.
충분히 긴 기간 동안 정전 파괴 방지 효과를 얻기 위해서, 정전 파괴 방지 필름(2)은 그 충분히 긴 기간 동안 높은 전도도를 유지한다. 이러한 관점에서, 본 발명의 연구는 정전 파괴 방지 필름(2)을 형성함에 있어 개선이 유효함을 밝혀냈다. 이에 대하여 아래에서 설명한다.
티타늄 및 탄탈룸이 높은 도전성 재료이지만, 이들은 시간이 경과함에 따라 도전성을 잃고 산화될 수 있다. 이는 그들이 정전 파괴 방지 필름(2)을 형성할 때에도 마찬가지이다. 이 필름이 산화되어 도전성을 상실하면, 이는 정전 파괴 방지 특성에 영향을 줄 수 있다. 이러한 문제점은 정전 파괴 방지 필름(2)의 형성 단계를 개선함으로써 해결될 수 있다. 개선점은 스퍼터링에 의해 필름을 형성하는 것이고, 스퍼터링에 산소 첨가된 아르곤, 산소 및 질소 첨가된 아르곤, 또는 이산화탄소 및 질소 첨가된 아르곤을 스퍼터링 가스로서 사용하는 것이다.
도 5는 산소 가스 첨가 및 질소 가스 첨가에 의한 효과를 확인하였던 실험의 결과를 도시한다. 도 5에 도시된 실험에서, 3 샘플의 시트 저항의 시간의 점진적인 변화가 측정되었다. 제1 샘플은 스퍼터링 가스로서 산소 첨가된 아르곤을 사용하여 형성된 정전 파괴 방지 필름이다. 제2 샘플은 스퍼터링 가스로서 질소 첨가된 아르곤을 사용하여 형성된 정전 파괴 방지 필름이다. 제3 샘플은 스퍼터링 가스로서 산소 및 질소 첨가된 아르곤을 사용하여 형성된 정전 파괴 방지 필름이다. 도 5(1)은 제1 샘플에 대한 결과를 도시하고, 도 5(2)는 제2 샘플에 대한 결과를 도시하고, 도 5(3)은 제3 샘플에 대한 결과를 도시한다.
임의의 샘플에서, 압력(총 압력)은 스퍼터링동안 0.20Pa이였다. 산소는 도 5(2)에 도시된 샘플에서 아르곤에 대하여 10%(흐름 속도) 첨가되었다. 도 5(3)에 도시된 샘플에서, 아르곤에 대하여 산소는 10% 첨가되었고, 질소는 5% 첨가되었다. 마스크 기판은 석영이였다. 필름의 두께는 각각 제1 샘플에서 대략 1nm, 제2 및 제3 샘플에서 대략 2.5nm였다.
도 5(1)에 도시된 바와 같이, 아르곤만 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름은 초기에 10KΩ/□의 시트 저항을 가진다. 그러나, 시트 저항은 순차적으로 증가되고 150 시간이 지난 후 대략 100KΩ/□에 도달한다. 도 5(2)에 도시된 바와 같이, 반대로, 산소가 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름의 시트 저항은 초기에 6KΩ/□으로 낮았고, 200 시간이 지난 후 단지 24KΩ/□까지 증가하였다. 후속하여, 시트 저항은 850시간이 지난 후에도 35KΩ/□만큼 낮게 적당히 증가하였다. 또한, 도 5(3)에 도시된 바와 같이, 산소 및 질소가 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름의 시트 저항은 초기에 단지 1.4KΩ/□이였고, 600 시간이 지한 후 단지 3.2KΩ/□만큼 낮게 증가하였다.
도 6은 이산화탄소 가스 및 질소 가스의 첨가에 의한 효과가 확인되었던 실험의 결과를 도시한다. 도 6에 도시된 실험에서 샘플의 시트 저항의 시간에 따른 점진적인 변화가 측정되었다. 샘플은 스퍼터링 가스로서 이산화탄소 가스 및 질소 가스가 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름이였다. 또한, 필름은 대략 0.20Pa의 압력하에서 티타늄 타겟을 사용한 스퍼터 증착에 의해 형성되었다. 아르곤에 대하여, 각각 이산화탄소는 10% 흐름 속도로 첨가되었고, 이산화탄소는 5% 흐름 속도로 첨가되었다. 증착된 필름의 두께는 대략 2.5nm였다.
도 6에 도시된 바와 같이, 정전 파괴 방지 필름의 시트 저항은 초기에 단지 1.8KΩ/□였다. 시트 저항은 24시간에 12KΩ/□까지 올라가지만, 그 후부터는 200시간이 지난 후에도 거의 증가가 인식되지 않는다. 아마도 시트 저항은 그후 내내 그러한 매우 낮은 값으로 유지될 것이다.
이러한 결과에서처럼, 정전 파괴 방지 필름(2)을 증착함에 있어 아르곤에 산소를 첨가, 아르곤에 산소 및 질소를 첨가, 또는 아르곤에 이산화탄소 및 질소를 첨가함으로써, 필름은 시간이 흐름에 따라 초기의 높은 도전도를 잃지 않는 우수한 특성을 가진다. 100KΩ/□의 시트 저항은 정전 파괴 방지를 위한 기준이다. 아르곤만 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름을 가진 포토마스크는 대략 150 시간 내에 교체되어야 한다. 이와 대조적으로, 정전 파괴 방지 필름이 산소 첨가된 아르곤을 사용하여 증착되었다면, 그것은 계산상으로 시트 저항이 100KΩ/□까지 증가할 때까지 대략 6개월이 걸릴 것이다. 또는 정전 파괴 방지 필름이 산소 및 질소가 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된다면, 100KΩ/□까지 증가하는데 대략 수년 이상이 걸릴 것이다. 실질적으로 교체가 필요없다. 이는 필름이 이산화탄소 및 질소가 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 때에도 동일하다. 서술한 바와 같이, 정전 파괴 방지 효과가 임의의 경우에서 얻어지지만, 그 유효 기간은 필름 증착에 있어 아르곤에 산소를 첨가함으로써, 아르곤에 산소 및 질소를 첨가함으로써, 또는 아르곤에 이산화탄소 및 질소를 첨가함으로써 교체 주기를 감소시키기 위해 연장된다.
교체 후, 사용된 포토마스크는 탈정전화(destaticize)된 후 재사용될 수 있다. 그렇지 않다면, 그것이 노광 시스템 내에서 홀더(51)에 의해 고정된 때 탈정전화될 수 있다면, 탈정전화 유지보수는 홀더 상에서 주기적으로 수행될 수 있다. 이러한 경우에, 산소 첨가된 아르곤, 산소 및 질소 첨가된 아르곤, 또는 이산화탄소 및 질소 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름(2)을 포함하는 포토마스크에 대해서는 덜 빈번한 유지보수가 요구될 수 있다. 이는 생산성의 강화에 기여한다.
도 5에 도시된 실험에서 증착된 정전 파괴 방지 필름(2)의 투명도를 설명하면, 투명도는 아르곤만 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름(2)에 대하여 각각 g-라인(436nm)에서 95%, h-라인(405nm)에서 94.7%, i-라인(365nm)에서 93.3%였다. 산소가 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름(2)에 대하여, 투명도는 각각 g-라인에서 92.6%, h-라인에서 91.9%, i-라인에서 90.4%였다. 산소 및 질소가 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름(2)에 대하여, 투명도는 각각 g-라인에서 89.5%, h-라인에서 88.4%, i-라인에서 86.4%였다. 적어도 75%의 투명도가 일반적으로 요구된다. 각각의 경우가 이 값을 초과하므로, 실제적인 사용에 문제가 없음을 증명한다.
산소 첨가된 아르곤, 산소 및 질소 첨가된 아르곤 또는 이산화탄소 및 질소 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 정전 파괴 방지 필름(2)이 장시간 동안 높은 도전성을 유지하는 이유는 밝혀지지 않았다. 그러나, 아래의 추정이 가능하다.
산화 티타늄 및 산화 탄탈룸은 유전 재료이다. 티타늄 또는 탄탈룸 타겟이 티타늄 필름 또는 탄탈룸 필름을 증착시키기 위해 아르곤에 산소가 첨가된 스퍼터링 가스로 스퍼터링될 때, 정상적인 산화 티타늄 필름 또는 정상적인 산화 탄탈룸 필름은 증착되지 않을 것이다. 아마도 이 필름은 티타늄 층 또는 탄탈룸 층 내에 소량의 산소가 포함되어 있는 구조를 가질 것이다. 그렇지 않다면, 이 필름이 무정형(amorphous)이므로, 산화 티타늄 또는 산화 탄탈룸이 형성된다 하더라도 산화 티타늄 또는 산화 탄탈룸의 결정층과 상이한 구조를 가질 수 있다. 이것이 산소 혼입(incorporation)에 의한 패시베이션(passivation) 효과가 장시간동안 강화된 도전성을 손실하지 않고 얻어지는 이유일 수 있다. 산소 가스 및 질소 가스가 첨가된 때 또는 이산화탄소 가스 및 질소 가스가 첨가된 때, 티타늄 또는 탄탈룸 층 내의 부분적인 질화 또는 질소 혼입은 패시베이션 효과 및 장기간 동안 도전성 강화를 지속시킨다. 산소 또는 질소가 첨가된 아르곤을 사용하여 증착된 필름은 산소 또는 질소가 그 안으로 혼입되기 때문에, 아르곤만 사용하여 증착된 다른 필름으로부터 차별화될 수 있다.
서술한 바와 같은, 본 실시예의 마스크 블랭크는 그것이 쉐이딩 필름(3)이 마스크 기판(1)을 완전히 덮는, 티타늄, 탄탈룸, 또는 이들의 화합물의 필름(2) 상에 형성되어 있는 구조를 가지기 때문에 포토마스크가 전하 축적하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 포토마스크는 패턴 변형을 일으키는 임의의 정전 방전 충격을 겪지 않을 것이다. 그러므로, 본 실시예의 마스크 블랭크는 생산율을 감소시키는 사고로부터 자유롭다.
정전 파괴 방지 필름(2)의 두께는 에칭 동안 화학적 내성을 잃지 않고 요구되는 투명도를 얻을 만큼 충분히 얇아질 수 있다. 그러므로, 에칭 동안 부식으로부터 발생될 수 있는 정전 파괴 방지 효과의 감소로부터 자유롭다. 또한, 증착 동안 스퍼터링 가스에 산소, 산소 및 질소, 또는 이산화탄소 및 질소를 첨가함으로써, 정전 파괴 방지 필름(2)은 장시간 동안 높은 도전성을 유지하고, 이는 높은 효과의 정전 파괴 방지를 수행하고 더 높은 생산성에 기여한다.
쉐이딩 필름(3)이 노광 및 에칭에 의해 패턴화된 후, 정전 파괴 방지 필름이 그 위를 완전히 덮도록 형성될 수 있다. 이에 의한 구조는 정전 파괴 방지 기능을 잘 수행할 것이다. 그러나, 포토마스크가 불가피하게 정전 파괴 방지 필름(2) 내에 스텝(step)을 가지기 때문에, 광의 산란과 같은 광학 특성의 관점에서 문제가 발생할 수 있다. 그렇지 않다면, 필름(2)이 하나의 스텝에서 절단된다면, 쉐이딩 필름(3)은 잘 접지되지 않고, 이는 정전 파괴 방지 특성을 감소시킨다. 따라서, 쉐이딩 필름에 대한 아래층으로서 마스크 기판(1)과 쉐이딩 필름 사이의 전체 경계에 정전 파괴 방지 필름(2)을 형성하는 것이 바람직하다.

Claims (14)

  1. 마스크 블랭크로서,
    마스크 기판,
    상기 마스크 기판의 한 측을 완전히 덮는 정전 파괴 방지 필름,
    상기 정전 파괴 방지 필름상에 형성된 쉐이딩 필름을 포함하고,
    상기 정전 파괴 방지 필름은 티타늄화합물로 이루어지고,
    상기 정전 파괴 방지 필름의 두께는 1.5 내지 3.5nm 범위내에 있으며,
    상기 정전 파괴 방지 필름의 투명도는 노출되는 광의 파장에 대하여 75% 이상이고,
    상기 정전 파괴 방지 필름의 시트 저항은 100KΩ/□ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 정전 파괴 방지 필름은 산화 티타늄으로 이루어지고, 상기 정전 파괴 방지 필름은 산소가 첨가된 아르곤을 사용하는 스퍼터 증착에 의해 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  3. 제 2 항에 있어서, 아르곤에 대한 산소의 첨가율은 5 내지 20% 범위 이내인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 정전 파괴 방지 필름은 산질화 티타늄으로 이루어지고, 상기 정전 파괴 방지 필름은 산소 및 질소가 첨가된 아르곤을 사용하는 스퍼터 증착에 의해 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  5. 제 4 항에 있어서, 아르곤에 대한 산소의 첨가율은 10 내지 20% 범위 이내이고,
    아르곤에 대한 질소의 첨가율은 5 내지 15% 범위 이내인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 정전 파괴 방지 필름은 이산화탄소 및 질소가 첨가된 아르곤을 사용하는 스퍼터 증착에 의해 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  7. 제 6 항에 있어서, 아르곤에 대한 이산화탄소의 첨가율은 10 내지 20% 범위 이내이고,
    아르곤에 대한 질소의 첨가율은 5 내지 15% 범위 이내인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  8. 포토마스크로서,
    마스크 기판,
    상기 마스크 기판의 한 측을 완전히 덮는 정전 파괴 방지 필름,
    상기 정전 파괴 방지 필름상에 형성되고 패턴화된 쉐이딩 필름을 포함하고,
    상기 정전 파괴 방지 필름은 티타늄화합물로 이루어지고,
    상기 정전 파괴 방지 필름의 두께는 1.5 내지 3.5nm 범위 이내이고,
    상기 정전 파괴 방지 필름의 투명도는 노출되는 광의 파장에 대하여 75% 이상이고,
    상기 정전 파괴 방지 필름의 시트 저항은 100KΩ/□ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 정전 파괴 방지 필름은 산화 티타늄으로 이루어지고, 상기 정전 파괴 방지 필름은 산소가 첨가된 아르곤을 사용하는 스퍼터 증착에 의해 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  10. 제 9 항에 있어서, 아르곤에 대한 산소의 첨가율은 5 내지 20% 범위 이내인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 정전 파괴 방지 필름은 산질화 티타늄으로 이루어지고, 상기 정전 파괴 방지 필름은 산소 및 질소가 첨가된 아르곤을 사용하는 스퍼터 증착에 의해 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  12. 제 11 항에 있어서, 아르곤에 대한 산소의 첨가율은 10 내지 20% 범위 이내이고,
    아르곤에 대한 질소의 첨가율은 5 내지 15% 범위 이내인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 정전 파괴 방지 필름은 이산화탄소 및 질소가 첨가된 아르곤을 사용하는 스퍼터 증착에 의해 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  14. 제 13 항에 있어서, 아르곤에 대한 이산화탄소의 첨가율은 10 내지 20% 범위 이내이고,
    아르곤에 대한 질소의 첨가율은 5 내지 15% 범위 이내인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
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