KR20190023487A - Photomask blank and manufacturing method and sputter machine for flat panel display lithography - Google Patents

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KR20190023487A
KR20190023487A KR1020170109327A KR20170109327A KR20190023487A KR 20190023487 A KR20190023487 A KR 20190023487A KR 1020170109327 A KR1020170109327 A KR 1020170109327A KR 20170109327 A KR20170109327 A KR 20170109327A KR 20190023487 A KR20190023487 A KR 20190023487A
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전승용
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백현호
우정석
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주식회사 루비오
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Abstract

The present invention relates to a production method of a photomask blank for producing a flat panel display, which comprises the steps of: preparing a transparent glass substrate; depositing a light-shielding thin film containing chromium nitride (CrN) on the glass substrate; depositing a reflectance reducing film containing chromium oxynitride (CrON) on the light-shielding thin film; and coating a photoresist on the reflectance reducing film, wherein the glass substrate has transmittance of 70% or more with respect to a lithographic exposure light, the light-shielding thin film and the reflectance reducing film are thin films deposited by a sputtering deposition process, and argon gas and helium gas are introduced in the sputtering deposition process and, more specifically, to a production method of a photomask blank, a production device of a photomask blank realizing the same, and a photomask blank produced therefrom.

Description

평판 디스플레이 제조용 포토마스크 블랭크와 그 제조방법 및 그 제조장치 {PHOTOMASK BLANK AND MANUFACTURING METHOD AND SPUTTER MACHINE FOR FLAT PANEL DISPLAY LITHOGRAPHY}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a photomask blank for manufacturing a flat panel display, a method of manufacturing the photomask blank,

본 발명은 평판 디스플레이 제조용 포토마스크의 원재료인 포토마스크 블랭크와 그 제조방법 및 그 제조장치에 대한 것이다.The present invention relates to a photomask blank which is a raw material of a photomask for manufacturing a flat panel display, a method of manufacturing the photomask blank, and a manufacturing apparatus thereof.

평판 디스플레이(Flat Panel Display) 제조 과정 중 미세 패턴 형성을 위하여 일반적으로 마스터 패턴(Master Pattern)이 형성되어 있는 포토마스크(Photomask)와 리소그래피(Lithography) 기술이 사용되며, 상기 포토마스크는 유리기판과 상기 유리기판 위에 크롬 다층 박막과 상기 크롬 다층 박막 위에 포토레지스트가(Photo Resist) 코팅된 포토마스크 블랭크(Photomask Blank)에 미세 패턴을 형성하여 제조된다.A photomask and a lithography technique in which a master pattern is formed are generally used for forming a fine pattern in a process of manufacturing a flat panel display, A chromium multilayer thin film is formed on a glass substrate and a fine pattern is formed on a photomask blank coated with a photoresist on the chromium multilayer thin film.

종래에는 상기 크롬 다층 박막이 차광성 박막과 반사율 저감막 내지 유사한 효과를 갖는 2층 이상의 박막 또는 연속적인 다층막으로 구성되며, 상기 다층 박막은 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition : 이하 PVD)방식의 하나인 스퍼터링(Sputtering) 증착 방법에 의해 증착되는데, 종래의 스퍼터링 방법은 진공 챔버( Vacuum Chamber) 내에 스퍼터링 타겟(Sputtering Target)으로 크롬(Cr) 타겟을 사용하고 불활성 가스인 아르곤(Ar)과 반응성 가스인 질소(N2), 산소(O2) 또는 이산화탄소(CO2) 등을 진공 챔버 내로 미량 도입한 후 전압을 인가하여 플라즈마(Plasma)를 형성하여 증착하는 것이 일반적이었다.Conventionally, the chromium multilayer thin film is composed of two or more thin films or continuous multilayer films having similar effects to the light-shielding thin film and the reflectance reducing film, and the multilayer thin film is one of Physical Vapor Deposition (PVD) The conventional sputtering method is a sputtering method in which a chromium (Cr) target is used as a sputtering target in a vacuum chamber and argon (Ar), which is an inert gas, and nitrogen (N 2), oxygen (O 2), or carbon dioxide (CO 2) into a vacuum chamber, and then applying a voltage to form a plasma.

이 경우, 아르곤(Ar) 플라즈마(Plasma)에 의해 상기 크롬(Cr) 타겟이 고온으로 가열되어 미세한 이상방전(Arcing)을 일으킴으로써 상기 크롬 다층 박막에 파티클(Particle)이 증착되어 포토마스크의 품질 저하와 불량을 일으키는 문제점이 있었다.In this case, the chromium (Cr) target is heated to a high temperature by Ar plasma to cause fine abnormal arcing, so that particles are deposited on the chromium multilayer thin film to deteriorate the quality of the photomask And there was a problem causing defects.

또한, 종래의 방법은 진공 챔버 내로 미량 도입되는 아르곤(Ar)과 반응성 가스의 유량이 매우 적기 때문에 상기 진공배기 구조에 따라 아르곤(Ar)과 반응성 가스의 분포가 불균일함으로 인하여 이로부터 증착되는 크롬 다층 박막의 두께와 성분이 불균일해지는 문제점이 있었다.In addition, since the flow rate of argon (Ar) and the reactive gas which are introduced into the vacuum chamber is very small in the conventional method, the distribution of argon (Ar) and the reactive gas is not uniform due to the vacuum exhaust structure, There is a problem that the thickness and the composition of the thin film become uneven.

상기 불균일 문제를 해결하고자 아르곤(Ar)과 반응성 가스의 도입량을 늘리는 경우, 상기 플라즈마에 의한 크롬(Cr) 타겟의 온도가 더욱 상승하여 이상방전이 더욱 빈번해지는 문제점이 있었다.In order to solve this nonuniformity problem, when the introduction amount of argon (Ar) and the reactive gas is increased, there is a problem that the temperature of the chromium (Cr) target by the plasma further rises and the abnormal discharge becomes more frequent.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로 스퍼터링 공정에 의한 이상 방전이 저감되어 파티클 등의 이물이 적고 동시에 크롬 다층 박막의 불균일성이 개선된 고품질의 크롬 다층 박막을 가지는 대면적 평판 디스플레이 제조용 포토마스크 블랭크의 제조 방법과 그 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a chromium multilayer thin film having a small chromium multilayer thin film with fewer foreign particles such as particles removed by a sputtering process, And a manufacturing method thereof.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 투광성 유리기판; 유리기판 위에 크롬 질화물(CrN)을 포함하는 차광성 박막이 증착하는 단계; 차광성 박막 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 반사율 저감막이 증착하는 단계; 및 반사율 저감막 위에 포토레지스트가 코팅되는 단계를 포함하는 평판 디스플레이 제조용 포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 유리기판은 리소그래피 노광광에 대하여 70%이상의 투과율을 갖고, 차광성 박막과 반사율 저감막은 스퍼터링 증착 공정에 의해 증착되는 박막이며, 스퍼터링 증착 공정에는 아르곤 가스와 헬륨 가스가 도입되는 포토마스크 블랭크의 제조 방법을 제공할 수 있다.In order to accomplish the above-mentioned technical object, the present invention provides a light-transmissible glass substrate, Depositing a light-shielding thin film containing chromium nitride (CrN) on a glass substrate; Depositing a reflectance reducing film containing chromium oxynitride (CrON) on the light-shielding thin film; And coating a photoresist on the reflectance reducing film, wherein the glass substrate has a transmittance of 70% or more with respect to the lithography exposure light, and the light-shielding thin film and the reflectance reducing film are formed by a sputtering deposition process And a method of manufacturing a photomask blank in which argon gas and helium gas are introduced into the sputtering deposition process.

또한, 본 발명의 아르곤 가스는 10부피% 내지 90부피%이고, 헬륨 가스는 10부피% 내지 90부피%의 체적 비율을 갖고, 스퍼터링 증착 공정의 압력은 0.5 내지 10mTorr의 범위를 가질 수 있다.In addition, the argon gas of the present invention may have a volume ratio of 10 vol% to 90 vol%, the helium gas may have a volume ratio of 10 vol% to 90 vol%, and the pressure of the sputter deposition process may be in the range of 0.5 to 10 mTorr.

또한, 본 발명의 스퍼터링 증착 공정은, 질소 가스, 메탄 가스, 이산화탄소 가스 중 하나 이상의 반응성 가스를 더 포함할 수 있다.Further, the sputtering deposition process of the present invention may further include at least one of a nitrogen gas, a methane gas, and a carbon dioxide gas.

또한, 본 발명은 투광성 유리기판; 유리기판 위에 형성되고, 크롬 질화물(CrN)을 포함하는 차광성 박막; 차광성 박막 위에 형성되고, 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 반사율 저감막; 및 반사율 저감막 위에 코팅된 포토레지스트를 포함하는 평판 디스플레이 포토마스크 블랭크로서, 유리기판은 노광광에 대하여 70% 이상의 투과율을 갖고, 차광성 박막과 반사율 저감막은 스퍼터링 증착 공정에 의해 증착되는 박막으로서, 스퍼터링 증착 공정은 아르곤 가스와 헬륨(He) 가스가 도입되어 제조되는 포토마스크 블랭크를 제공할 수 있다.The present invention also relates to a transparent glass substrate; A light-shielding thin film formed on a glass substrate and comprising chromium nitride (CrN); A reflectance reducing film formed on the light-shielding thin film and including chromium nitride (CrON); And a photoresist coated on the reflectance reducing film, wherein the glass substrate has a transmittance of 70% or more with respect to the exposure light, and the light-shielding thin film and the reflectance reducing film are thin films deposited by a sputtering deposition process, The sputter deposition process can provide a photomask blank produced by introducing argon gas and helium (He) gas.

또한, 본 발명은 평판 디스플레이 제조용 포토마스크 블랭크 제조 장치로서, 제조 장치는 스퍼터링 방식에 의한 진공 증착이 이루어지고, 도입부 챔버, 스퍼터링 공정을 실시하는 공정 챔버, 공정 챔버 전후에 위치하며 공간적으로 연결된 구조의 완충 챔버를 포함하며, 도입부 챔버는 진공펌프와 게이트 밸브를 포함하고, 공정 챔버는 진공 펌프, 캐소드 유닛, 스퍼터링 타겟 및 가스도입부를 포함하며, 가스도입부는 불활성 가스도입부와 반응성 가스도입부를 포함하고, 불활성 가스도입부에는 헬륨 가스가 포함되며, 완충 챔버는 진공펌프와 가스도입부를 포함하여 구성되는 스퍼터링 장치를 제공할 수 있다.In addition, the present invention relates to an apparatus for manufacturing a photomask blank for manufacturing a flat panel display, which comprises a process chamber in which a vacuum chamber is formed by a sputtering method, Wherein the process chamber comprises a vacuum pump, a cathode unit, a sputtering target, and a gas inlet, wherein the gas inlet comprises an inert gas inlet and a reactive gas inlet, The inert gas introducing portion includes helium gas, and the buffering chamber includes a vacuum pump and a gas introducing portion.

본 발명에 따른 평판 디스플레이용 포토마스크 블랭크는 차광성 박막과 반사율 저감막 증착시 스퍼터링 타겟의 온도를 낮춤으로써 이상방전이 방지되어 파티클 등의 이물이 최소화되며, 스퍼터링 공정시 적은 유량의 반응성 가스 분포하에서도 차광성 박막과 반사율 저감막의 두께 균일도와 성분 균일도가 우수한 고품질의 포토마스크 블랭크를 제조할 수 있는 효과가 있다.The photomask blank for a flat panel display according to the present invention can prevent abnormal discharge by minimizing the temperature of the sputtering target during deposition of the light-shielding thin film and the reflectance reducing film, minimizing foreign matter such as particles, It is possible to produce a high-quality photomask blank excellent in thickness uniformity and component uniformity of the light-shielding thin film and the reflectance reducing film.

또한, 본 발명은 이상방전에 의한 파티클이 적고 균일도가 우수한 차광성 박막과 반사율 저감막이 증착된 포토마스크 블랭크를 제조하게 하는 스퍼터링 장치를 제공하는 효과가 있다.It is another object of the present invention to provide a sputtering apparatus capable of producing a photomask blank in which a light-shielding thin film having a small particle size due to an abnormal discharge and excellent uniformity and a reflectance reducing film are deposited.

도 1은 본 발명에 의해 제공되는 차광성 박막과 반사율 저감막이 증착되고 그 위에 포토레지스트가 코팅된 포토마스크 블랭크의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제공되는 제 1 실시예에 의한 스퍼터링 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a photomask blank in which a light-shielding thin film and a reflectance reducing film provided by the present invention are deposited and a photoresist is coated thereon.
2 is a cross-sectional view of the sputtering apparatus according to the first embodiment provided by the present invention.

이하, 첨부된 도면을 기준으로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 통하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포토마스크 블랭크의 제조 장치와 그 방법에 대하여 설명하기로 한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and method for manufacturing a photomask blank according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

설명에 앞서, 여러 실시 형태에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시 형태에서 설명하고, 그 외의 실시 형태에서는 다른 구성 요소에 대해서만 설명하기로 한다.Prior to explanation, elements having the same configuration are denoted by the same reference numerals in different embodiments, and only other elements will be described in the other embodiments.

[제 1 실시예][First Embodiment]

도 2는 본 발명에 따른 포토마스크의 블랭크의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하여 제 1 실시예에 따른 본 발명의 포토마스크 블랭크의 제조 방법을 설명한다.2 is a cross-sectional view schematically showing an apparatus for manufacturing a blank of a photomask according to the present invention. A manufacturing method of the photomask blank of the present invention according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

본 실시예에서는 도 2에 도시한 바와 같이 스퍼터링(Sputtering) 장치를 준비하였으며, 상기 스퍼터링 장치는 도입부 챔버(21, Loadding Chamber)와 제1 완충 챔버(23a, Buffer Chamber)와 공정 챔버(22, Process Chamber)와 제2 완충 챔버(23b, Buffer Chamber)를 순서대로 연결한 형태이며, 상기 도입부 챔버(21)는 상기 투광성 기판(11)의 도입과 배출 및 제1 완충 챔버(23a)로의 이동을 위한 게이트 밸브(24, Gate Valve)와 진공 배기를 위한 진공펌프(25)로 구성된다.2, the sputtering apparatus includes a loading chamber 21, a first buffer chamber 23a, a process chamber 22, and a second chamber 23a. The introduction chamber 21 is connected to the first buffer chamber 23a for introducing and discharging the transparent substrate 11 and for moving the buffer chamber 23a to the first buffer chamber 23a. A gate valve 24 and a vacuum pump 25 for vacuum evacuation.

본 실시예의 도입부 챔버(21)의 진공펌프(25)는 저진공 배기를 위하여 드라이 펌프(Dry Pump)와 고진공 배기를 위하여 크라이오(Cryo) 방식의 진공 펌프로 구성한다.The vacuum pump 25 of the introduction chamber 21 of the present embodiment is composed of a dry pump for low vacuum exhaust and a cryo vacuum pump for high vacuum exhaust.

그리고, 공정 챔버(22)는 진공 펌프(25)와 캐소드 유닛(31)과 스퍼터링 타겟(32)과 가스도입부(33)를 포함하여 구성되며, 상기 가스도입부(33)는 불활성 가스도입부(33a)와 반응성 가스도입부(33b)로 구성되며 상기 불활성 가스도입부(33a)에 헬륨 가스를 포함하여 구성한다.The process chamber 22 includes a vacuum pump 25, a cathode unit 31, a sputtering target 32 and a gas introducing unit 33. The gas introducing unit 33 includes an inert gas introducing unit 33a, And a reactive gas introducing portion 33b, and the inert gas introducing portion 33a includes helium gas.

본 실시예의 공정 챔버(22)에 구성되는 진공 펌프(25)는 저진공 배기를 위한 드라이 펌프와 고진공 배기를 위한 터보 분자 펌프(Turbo Molicular Pump)로 구성하며 스퍼터링 타겟(32)으로 순도 99.99% 이상의 크롬(Cr) 타겟을 사용한다.The vacuum pump 25 constituted in the process chamber 22 of the present embodiment is constituted by a dry pump for low vacuum exhaust and a turbo molecular pump for high vacuum exhaust. The sputtering target 32 has a purity of 99.99% Use a chrome (Cr) target.

불활성 가스도입부(33a)에 아르곤(Ar)과 질소(N2)와 헬륨(He) 가스용 MFC(Mass Flow Controller)를 연결하고 반응성 가스도입부(33b)에 메탄(CH4) 가스와 이산화탄소(CO2)용 MFC를 연결하여 구성한다.Argon (Ar), nitrogen (N2) and helium (He) gas MFC (Mass Flow Controller) are connected to the inert gas introduction part 33a and the reactive gas introduction part 33b is connected with the CH4 gas and the carbon dioxide Connect and configure MFC.

상기 완충 챔버(23)는 도2에 도시한 바와 같이 상기 공정 챔버(22)에 앞뒤로 연결되며, 게이트 밸브(24)로써 공간적으로 분리되지 않는다. 또한 상기 완충 챔버(23)는 적어도 상기 진공펌프(25)와 가스도입부(33)를 포함하도록 구성되어야 한다.The buffer chamber 23 is connected back and forth to the process chamber 22 as shown in FIG. 2, and is not spatially separated by the gate valve 24. The buffer chamber 23 should be configured to include at least the vacuum pump 25 and the gas inlet 33.

본 실시예에서의 완충 챔버(23)의 진공 펌프(25)는 상기 공정 챔버(22)와 동일하게 저진공 배기를 위한 드라이 펌프와 고진공 배기를 위한 터보 분자 펌프로 구성하며 상기 가스도입부(33)는 아르곤(Ar) 가스와 질소(N2) 가스와 이산화탄소(CO2) 가스용 MFC를 연결하여 구성한다.The vacuum pump 25 of the buffering chamber 23 in this embodiment is constituted by a dry pump for low vacuum exhaust and a turbo molecular pump for high vacuum evacuation in the same manner as the process chamber 22, Is composed of an argon (Ar) gas, a nitrogen (N2) gas, and an MFC for carbon dioxide (CO2) gas.

상기와 같이 스퍼터링 챔버를 준비한 다음 공정 챔버(22, Process Chamber)와 제1 완충 챔버(23a, Buffer Chamber) 및 제2 완충 챔버(23b)를 1x10-4Torr 이하로 충분히 배기하여 고진공도를 유지하는 상태가 되도록 하며, 도입부 챔버(21)는 대기압 상태로 한다.After the sputtering chamber is prepared as described above, the process chamber 22, the first buffer chamber 23a (Buffer Chamber) and the second buffer chamber 23b are sufficiently exhausted to 1 x 10 -4 Torr or less to maintain the high vacuum degree And the inlet chamber 21 is at atmospheric pressure.

그 다음 차광성 박막(12)을 증착한다.Then, the light blocking thin film 12 is deposited.

도1과 도2에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(11)을 준비한다. 본 실시예에서는 상기 투광성 기판(11)으로 합성 쿼츠(Quartz)를 사용하며, 정밀 연마된 소다라임 글래스(Sodalime Glass) 등 포토마스크 블랭크용 투광성 기판이면 어떤 것을 사용하여도 무방하다.As shown in Figs. 1 and 2, a transparent substrate 11 is prepared. In this embodiment, synthetic quartz is used for the transparent substrate 11, and any transparent substrate for a photomask blank such as precision polished sodalime glass may be used.

그 다음 상기 투광성 기판(11)을 스퍼터 도입부 챔버(21)에 넣은 후 진공펌프(25)를 가동하여 1x10-4Torr 이하의 압력이 되도록 배기를 실시한다. 그 다음 도입부 챔버(21)에서 충분히 배기를 실시 한 후, 게이트 밸브(24)를 열고 상기 투광성 기판(11)을 제1 완충 챔버(23a)로 이동시킨다.Then, the transparent substrate 11 is placed in the sputter inlet chamber 21, and then the vacuum pump 25 is operated to perform evacuation so that the pressure becomes 1 x 10 -4 Torr or less. The gate valve 24 is opened and the translucent substrate 11 is moved to the first buffer chamber 23a after exhausting sufficiently in the introduction chamber 21. Then,

그 다음 상기 공정 챔버(22)의 불활성 가스 도입부(33a)에 아르곤(Ar) 가스 400SCCM(Standard Cubic Centimeter per Minute)과 헬륨(He) 가스 300SCCM과 질소(N2) 가스 100SCCM 을 흐르게 하고, 반응성 가스 도입부(33b)에는 메탄(CH4)가스 1SCCM을 흐르게 한 다음, 스퍼터링 타겟(32, Sputtering Target)에 전압을 인가하여 플라즈마(Plasma)를 형성하게 한다.An argon (Ar) gas 400 SCCM (Standard Cubic Centimeter per Minute), a helium (He) gas 300 SCCM and a nitrogen (N2) gas 100 SCCM are allowed to flow into the inert gas introducing portion 33a of the process chamber 22, (CH4) gas is supplied to the sputtering target 33b, and a voltage is applied to the sputtering target 32 to form a plasma.

이 때 공정 챔버(22)의 공정 압력은 2.5mTorr가 되도록 터보분자펌프 입구에 설치된 쓰로틀 밸브(Throttle Valve)를 적절히 조절하고, 제1 완충 챔버(23a)와 제2 완충 챔버(23b)의 가스 도입부(33)에는 각각 아르곤(Ar) 가스 600SCCM과 질소(N2) 가스 100SCCM 을 흐르게 한다.At this time, the throttle valve installed at the inlet of the turbo molecular pump is appropriately adjusted so that the process pressure of the process chamber 22 becomes 2.5 mTorr, and the gas introduction opening of the first buffer chamber 23a and the second buffer chamber 23b And 600 SCCM of argon (Ar) gas and 100 SCCM of nitrogen (N2) gas, respectively.

그 다음, 상기 투광성 기판(11)을 제2 완충 챔버(23b)로 이동시키게 되면 상기 투광성 기판(11)이 공정 챔버(22)를 지나가는 도중 스퍼터링 공정에 의해 크롬탄화질화물(CrCN) 성분의 차광성 박막(12)이 증착 된다.Then, when the transparent substrate 11 is moved to the second buffering chamber 23b, the transparent substrate 11 passes through the process chamber 22 by a sputtering process so that the chromium carbide nitride (CrCN) A thin film 12 is deposited.

그 다음, 반사율 저감막(13)을 증착한다.Then, the reflectance reducing film 13 is deposited.

상기 공정 챔버(22)의 불활성 가스 도입부(33a)에 아르곤(Ar) 가스 200SCCM(Standard Cubic Centimeter per Minute)과 헬륨(He) 가스 300SCCM과 질소(N2) 가스 300SCCM 을 흐르게 하고, 반응성 가스 도입부(33b)에는 이산화탄소(CO2)가스 25SCCM을 흐르게 한 다음, 스퍼터링 타겟(32)에 전압을 인가하여 플라즈마(Plasma)를 형성하게 한다.An Ar gas 200 SCCM, a helium He gas 300 SCCM and a nitrogen (N 2) gas 300 SCCM are allowed to flow into the inert gas inlet 33a of the process chamber 22, and the reactive gas inlet 33b ), 25 SCCM of carbon dioxide (CO 2) gas is caused to flow, and then a voltage is applied to the sputtering target 32 to form a plasma.

이 때 공정 챔버(22)의 공정 압력은 2.1mTorr가 되도록 터보분자펌프 입구에 설치된 쓰로틀 밸브(Throttle Valve)를 적절히 조절하고, 제1 완충 챔버(23a)와 제2 완충 챔버(23b)의 가스 도입부(33)에는 각각 아르곤(Ar) 가스 400SCCM과 질소(N2) 가스 300SCCM과 이산화탄소(CO2) 가스 20SCCM 을 흐르게 한다.At this time, the throttle valve installed at the inlet of the turbo molecular pump is appropriately adjusted so that the process pressure of the process chamber 22 becomes 2.1 mTorr, and the gas introduced into the first and second buffer chambers 23a, 400 sccm of argon (Ar) gas, 300 sccm of nitrogen (N 2) gas and 20 sccm of carbon dioxide (CO 2)

그 다음 상기 차광성 박막(12)이 증착된 투광성 기판(11)을 제1 완충 챔버(23b)로 이동시키면 상기 차광성 박막(12)이 증착된 투광성 기판(11)이 공정 챔버(22)를 지나가는 도중 스퍼터링 공정에 의해 크롬탄화산화질화물(CrCON)의 반사율 저감막(13)이 추가로 증착 된다.The transmissive substrate 11 on which the light shielding thin film 12 is deposited is moved to the first buffer chamber 23b so that the transmissive substrate 11 on which the light shielding thin film 12 is deposited is moved to the process chamber 22 The reflectance reducing film 13 of chromium carbide oxynitride (CrCON) is further deposited by the sputtering process during the passing.

그 다음 포토레지스트(14)를 추가로 코팅하면 본 발명의 포토마스크 블랭크가 완성된다. 도1에 상기 차광성 박막(12), 반사율 저감막(13) 및 포토레지스트(14) 코팅 과정을 순서대로 도시하였다.The photoresist 14 is then further coated to complete the photomask blank of the present invention. FIG. 1 shows the coating process of the light-shielding thin film 12, the reflectance reducing film 13 and the photoresist 14 in order.

본 실시예에서와 같이 공정 챔버(22)에 헬륨(He) 가스를 도입하여 스퍼터링 공정을 진행하게 되면, 헬륨(He) 가스는 불활성 가스이므로 크롬(Cr) 타겟과 반응하지 않기 때문에 차광성 박막(12) 또는 반사율 저감막(13) 성분으로 검출되지 않으며, 아르곤(Ar) 이온과 스퍼터링 타겟(32)의 충돌로 인하여 발생하는 열량과 플라즈마 자체의 열량을 흡수하여 배기됨으로써 스퍼터링 타겟(32) 표면의 이상방전(Arcing)의 발생과 파티클(Particle) 등 스퍼터링 공정 중 흔히 발생하는 이물의 발생을 억제하는 효과가 있다.Since the helium (He) gas is an inert gas and does not react with the chromium (Cr) target when helium (He) gas is introduced into the process chamber 22 to perform the sputtering process as in the present embodiment, The amount of heat generated due to the collision between argon (Ar) ions and the sputtering target 32 and the amount of heat of the plasma itself are absorbed and are not detected as a component of the reflectance reducing film 13 of the sputtering target 32, There is an effect of suppressing occurrence of abnormal discharge and occurrence of foreign matter which is often caused in a sputtering process such as a particle.

또한, 낮은 질량 효과로 크롬(Cr) 화합물의 스퍼터링 공정에는 영향을 주지 않으나 플라즈마 내에서 이온화됨으로 인하여 플라즈마의 전기적 안정성을 개선하여 이상방전을 더욱 감소시키는 효과가 있다.In addition, it has no effect on the sputtering process of the chromium (Cr) compound due to the low mass effect, but is ionized in the plasma, thereby improving the electrical stability of the plasma and further reducing the abnormal discharge.

그리고 상기 낮은 질량 효과로 헬륨(He) 크롬(Cr) 화합물의 스퍼터링 공정에는 영향을 주지 않으면서도 진공 챔버 내에서 활발한 자유운동과 다른 가스 분자들과의 충돌을 통하여 스퍼터링 공정시 유량이 적은 메탄(CH4) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스 등의 반응성 가스의 분포를 개선함으로써 적층되는 차광성 박막(12)과 반사율 저감막(13)의 두께 및 성분 균일도를 개선하는 효과가 있다.In addition, the low mass effect does not affect the sputtering process of the helium (Cr) compound, but also the active free movement in the vacuum chamber and the collision with other gas molecules, ) Thin film 12 and the reflectance reducing film 13 laminated by improving the distribution of the reactive gas such as gas, carbon dioxide (CO 2) gas and the like.

전술한 설명들을 참고하여, 본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 지금까지 전술한 실시 형태는 모든 면에서 예시적인 것으로서, 본 발명을 상기 실시 형태들에 한정하기 위한 것이 아님을 이해하여야만 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and are not intended to limit the invention to the embodiments, and the scope of the present invention is not limited by the above- And all changes or modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims and the equivalents shall be construed as being included within the scope of the present invention.

본 발명의 평판 디스플레이용 포토마스크 블랭크 제조 방법 및 제조 장치를 통해, 차광성 박막과 반사율 저감막 증착시 헬륨 가스의 도입으로 이상방전이 방지되어 파티클 등의 이물이 최소화되며, 증착되는 차광성 박막과 반사율 저감막의 균일도가 우수한 고품질의 포토마스크 블랭크를 제조할 수 있는 방법과 제조 장치를 제공할 수 있다.Through the method and apparatus for manufacturing a photomask blank for a flat panel display of the present invention, it is possible to prevent abnormal discharge due to the introduction of helium gas during deposition of the light-shielding thin film and the reflectance reducing film to minimize foreign matter such as particles, It is possible to provide a method and an apparatus for manufacturing a high-quality photomask blank excellent in the uniformity of the reflectance reduction film.

11 : 투광성 기판 12 : 차광석 박막
13 : 반사율 저감막 14 : 포토레지스트
21 : 도입부 챔버 22 : 공정 챔버
23a : 제1 완충 챔버 23b : 제2 완충 챔버
24 : 게이트 밸브 25 : 진공 챔버
31 : 캐소드 유닛 32 : 스퍼터링 타겟
33 : 가스 도입부 33a : 불활성 가스 도입부
33b : 반응성 가스 도입부11: Transparent substrate 12: Thin film thin film
13: reflectance reducing film 14: photoresist
21: inlet chamber 22: process chamber
23a: first buffer chamber 23b: second buffer chamber
24: Gate valve 25: Vacuum chamber
31: cathode unit 32: sputtering target
33: gas introducing portion 33a: inert gas introducing portion
33b: Reactive gas introduction part

Claims (6)

투광성 유리기판;
상기 유리기판 위에 크롬 질화물(CrN)을 포함하는 차광성 박막이 증착하는 단계;
상기 차광성 박막 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 반사율 저감막이 증착하는 단계; 및
상기 반사율 저감막 위에 포토레지스트가 코팅되는 단계를 포함하는 평판 디스플레이 제조용 포토마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서,
상기 유리기판은 리소그래피 노광광에 대하여 70%이상의 투과율을 갖고, 상기 차광성 박막과 상기 반사율 저감막은 스퍼터링 증착 공정에 의해 증착되는 박막이며, 상기 스퍼터링 증착 공정에는 아르곤 가스와 헬륨 가스가 도입되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
A translucent glass substrate;
Depositing a light-shielding thin film containing chromium nitride (CrN) on the glass substrate;
Depositing a reflectance reducing film containing chromium oxynitride (CrON) on the light-shielding thin film; And
And coating a photoresist on the reflectance reducing film, the method comprising the steps of:
The glass substrate has a transmittance of 70% or more with respect to lithography-exposed light, and the light-shielding thin film and the reflectance reducing film are thin films deposited by a sputtering deposition process. In the sputtering deposition process, argon gas and helium gas are introduced Wherein the photomask blank is a photomask blank.
제 1 항에 있어서,
상기 아르곤 가스는 10부피% 내지 90부피%이고, 상기 헬륨 가스는 10부피% 내지 90부피%의 체적 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the argon gas is 10 vol% to 90 vol%, and the helium gas has a volume ratio of 10 vol% to 90 vol%.
제 1 항에 있어서
상기 스퍼터링 증착 공정의 압력은 0.5 내지 10mTorr인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 제조용 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein
Wherein the pressure of the sputtering deposition process is 0.5 to 10 mTorr.
제 1 항에 있어서
상기 스퍼터링 증착 공정은, 질소 가스, 메탄 가스, 이산화탄소 가스 중 하나 이상의 반응성 가스를 더 포함된 가스를 사용하여 증착되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein
Wherein the sputtering deposition process is performed using a gas including at least one of a nitrogen gas, a methane gas, and a carbon dioxide gas.
투광성 유리기판;
상기 유리기판 위에 형성되고, 크롬 질화물(CrN)을 포함하는 차광성 박막;
상기 차광성 박막 위에 형성되고, 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 반사율 저감막; 및
상기 반사율 저감막 위에 코팅된 포토레지스트를 포함하는 평판 디스플레이 포토마스크 블랭크로서,
상기 유리기판은 노광광에 대하여 70% 이상의 투과율을 갖고,
상기 차광성 박막과 상기 반사율 저감막은 스퍼터링 증착 공정에 의해 증착되는 박막으로서, 상기 스퍼터링 증착 공정은 아르곤 가스와 헬륨(He) 가스가 도입되어 제조되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
A translucent glass substrate;
A light-shielding thin film formed on the glass substrate and including chromium nitride (CrN);
A reflectance reducing film formed on the light-shielding thin film and including chromium oxide (CrON); And
A flat panel display photomask blank comprising a photoresist coated on the reflectance reducing film,
The glass substrate has a transmittance of 70% or more with respect to exposure light,
Wherein the light-shielding thin film and the reflectance reducing film are thin films deposited by a sputtering deposition process, and the sputtering deposition process is performed by introducing argon gas and helium (He) gas.
평판 디스플레이 제조용 포토마스크 블랭크 제조 장치로서,
상기 제조 장치는 스퍼터링 방식에 의한 진공 증착이 이루어지고,
도입부 챔버, 스퍼터링 공정을 실시하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 전후에 위치하며 공간적으로 연결된 구조의 완충 챔버를 포함하며,
상기 도입부 챔버는 진공펌프와 게이트 밸브를 포함하고,
상기 공정 챔버는 진공 펌프, 캐소드 유닛, 스퍼터링 타겟 및 가스도입부를 포함하며,
상기 가스도입부는 불활성 가스도입부와 반응성 가스도입부를 포함하고,
상기 불활성 가스도입부에는 헬륨 가스가 포함되며,
상기 완충 챔버는 진공펌프와 가스도입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.A photomask blank manufacturing apparatus for manufacturing a flat panel display,
The manufacturing apparatus is vacuum-deposited by a sputtering method,
An introduction chamber, a process chamber for performing a sputtering process, and a buffer chamber positioned in front of and behind the process chamber and having a spatially connected structure,
Wherein the introduction chamber comprises a vacuum pump and a gate valve,
The process chamber includes a vacuum pump, a cathode unit, a sputtering target, and a gas inlet,
Wherein the gas introducing portion includes an inert gas introducing portion and a reactive gas introducing portion,
The inert gas introduction portion includes helium gas,
Wherein the buffer chamber comprises a vacuum pump and a gas inlet.
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CN113005410A (en) * 2021-02-08 2021-06-22 上海传芯半导体有限公司 Method and apparatus for manufacturing mask substrate

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