KR20190111754A - 마스크 블랭크스, 포토마스크, 및 마스크 블랭크스의 제조 방법 - Google Patents

마스크 블랭크스, 포토마스크, 및 마스크 블랭크스의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190111754A
KR20190111754A KR1020190020458A KR20190020458A KR20190111754A KR 20190111754 A KR20190111754 A KR 20190111754A KR 1020190020458 A KR1020190020458 A KR 1020190020458A KR 20190020458 A KR20190020458 A KR 20190020458A KR 20190111754 A KR20190111754 A KR 20190111754A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
light shielding
film
shielding layer
chromium
Prior art date
Application number
KR1020190020458A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102227996B1 (ko
Inventor
나리히로 모로사와
유이치 에나리
사토시 아자미
Original Assignee
알박 세이마쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알박 세이마쿠 가부시키가이샤 filed Critical 알박 세이마쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20190111754A publication Critical patent/KR20190111754A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102227996B1 publication Critical patent/KR102227996B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/66Containers specially adapted for masks, mask blanks or pellicles; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

Abstract

 본 발명의 마스크 블랭크스는, 투명 기판과 상기 투명 기판의 표면에 형성된 크롬을 주성분으로 하는 차광층과 상기 차광층에 비해 산소를 많이 함유하는 반사 방지층과 상기 반사 방지층 및 상기 차광층에 비해 탄소를 많이 함유하는 중간층을 갖고, 시트 저항이 10Ω/sq보다 작게 설정된다.

Description

마스크 블랭크스, 포토마스크, 및 마스크 블랭크스의 제조 방법{MASK BLANKS, PHOTOMASK, AND METHOD OF MANUFACTURING MASK BLANKS}
본 발명은, 마스크 블랭크스, 포토마스크, 및 마스크 블랭크스의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 대전 방지에 이용하는데 적합한 기술에 관한 것이다.
FPD(flat panel display, 플랫 패널 디스플레이)에 이용되는 대형 기판용의 포토마스크가 알려져 있다. 이러한 포토마스크는, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 유리 기판 위에 크롬 등의 금속을 포함하는 차광막이나 반투과막을 성막한 마스크 블랭크스에서, 패터닝 프로세스를 거쳐 소망의 패턴을 형성함으로써 바이너리 마스크로서 형성된다.
이것에 의해, 투명 기판의 노출된 차광 패턴이 배치되지 않은 투광 영역과 투명 기판에 크롬을 포함하는 차광층이 적층된 차광 영역이 순서대로 인접해서 배치된 마스크를 제조한다.
이러한 포토마스크에서는, 포토마스크의 제조 프로세스 중이나 포토마스크의 세정 중 혹은 마스크의 반송 중 등에서, 포토마스크 중에 정전기가 축적되어 포토마스크가 부분적으로 정전 파괴하는 경우가 있어 이것이 문제가 되고 있다.
최근, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 모두 패널의 고정밀화가 크게 진행되고, 이에 따라 포토마스크의 미세화도 진전되고 있다. 그 결과, 포토마스크가 미세화됨으로써, 서로 인접하는 고립 패턴의 사이의 거리가 작아지기 때문에, 정전 파괴의 발생 확률이 높아진다고 하는 문제가 생기고 있다.
또한 FPD 등의 대형화에 따라, 포토마스크가 대형화하고, 포토마스크의 면적이 커짐으로써 정전 파괴의 발생수가 증대한다고 하는 문제가 생기고 있다.
이 문제를 해결하기 위해, 포토마스크에서 고립 패턴을 형성하지 않도록 하기 위해, 포토마스크를 구성하는 차광막이나 반투과막의 하부 혹은 상부에 투명 도전막을 형성한다고 하는 기술이, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에 기재되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허공개 2007-212738호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허공개 2008-241921호 공보 특허 문헌 3: 일본 특허공개 2009-86383호 공보
그렇지만, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에 기재의 기술에서는, 형성된 투명 도전막에 의해, 노광 공정에서 투과율이 저하해 버린다고 하는 문제가 있었다. 또한 이들의 기술에서는, 포토마스크의 형성 공정 혹은 세정 공정에서, 투명 도전막이 에칭에 의해 제거됨으로써 도전성이 저하하고 정전 파괴가 발생해 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기의 사정에 감안한 것으로, 이하의 목적을 달성하려고 하는 것이다.
1. 포토마스크에서의 정전 파괴의 발생을 방지하는 것.
2. 동시에, 포토마스크에서의 광학 특성의 저하를 방지하는 것.
본 발명자들은, 예의검토 결과, 포토마스크를 형성하는 차광막의 저항값을 저감시킴으로써, 정전 파괴의 발생률을 억제할 수 있는 것을 찾아냈다.
차광막의 시트 저항값을 10Ω/sq 이하로 함으로써 정전 파괴의 발생률을 크게 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 차광막의 시트 저항의 값을 10Ω/sq 이하로 함으로써, 정전 파괴의 발생을 방지 가능한 포토마스크를 형성할 수 있다.
포토마스크를 형성할 때, 통상, 상측(표면측)에 반사 방지층으로서 이용되는 크롬산화막, 하측(유리 기판 측면측) 층에 크롬 막의 2층 구조로 하는 것이 일반적이다.
여기서, 차광막을 크롬에 의해 형성하는 경우, 차광막의 저항값을 상기의 범위로 설정하기 위해서는, 차광막의 막 두께를 100 nm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상측(표면측)에 설치되는 반사 방지층으로서 이용되는 크롬산화막은, 20~30 nm의 막 두께 범위를 가지고, 크롬산화막의 막 표면을 저반사화하는 것이 바람직하다.
그러나, 표면측의 반사 방지층과 유리 기판측의 차광층의 2층 구조로 이루어지는 크롬마스크 블랭크스를 이용하여 포토마스크를 형성했을 경우에는, 이러한 크롬층의 막 두께가 100 nm 이상 두꺼워지면, 웨트 에칭 시에 패터닝했을 때의 단면 형상에 트레일링(trailing)이 발생한다고 하는 문제가 생기는 것을 알 수 있었다.
또한, 트레일링이란, 차광층의 측면이 경사해 상측(표면측)보다 하측(유리 기판측)이 커지는 것, 즉, 차광층 패턴의 단면 형상이, 대략 사다리꼴이 되어 버리는 것을 의미한다. 이와 같이 트레일링이 발생하면, 포토마스크 표면을 눈으로 봤을 때에, 산화물인 반사 방지층이 흑색이고, 그 하측의 차광층이 금속광택을 가지기 때문에, 차광 패턴의 에지가 광택을 가지게 된다. 이 때문에, 눈으로 보는 것에 의해 트레일링의 발생을 인식할 수 있어 포토마스크로서는 패턴 치수가 정확하지 않아 불량이 되는 것을 알 수 있다.
이러한 것으로부터, 본 발명자들은, 차광막의 저항값이 낮은 범위이면서 트레일링의 발생을 방지 가능할 수 있는 포토마스크를 제조할 수 있는 마스크 블랭크스를 이하와 같이 실현하였다.
본 발명의 마스크 블랭크스는, 투명 기판과, 상기 투명 기판의 표면에 형성된 크롬을 주성분으로 하는 차광층과, 상기 차광층에 비해 산소를 많이 함유하는 반사 방지층과, 상기 반사 방지층 및 상기 차광층에 비해 탄소를 많이 함유하는 중간층을 갖고, 시트 저항이 10Ω/sq보다 작게 설정됨으로써 상기 과제를 해결했다.
본 발명에서, 상기 중간층의 탄소 함유율이, 상기 차광층의 2배 이상으로 설정되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서, 상기 중간층의 탄소 함유율이 14.5atm% 이상으로 설정되는 것이 가능하다.
본 발명의 포토마스크는, 상기 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크스로부터 제조된 포토마스크로서, 상기 차광층으로부터 투광 영역을 제거하여 형성된 차광 패턴에서의 상기 투광 영역과의 벽면이, 상기 투명 기판의 표면과 접하는 각도가 80° 이상이 되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 마스크 블랭크스의 제조 방법은, 상기 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크스를 제조하는 방법으로서, 상기 중간층의 성막시에, 상기 반사 방지층 및 상기 차광층의 성막시에 비해 탄소 함유 가스의 분압을 높게 설정할 수 있다.
본 발명의 마스크 블랭크스는, 투명 기판과 상기 투명 기판의 표면에 형성된 크롬을 주성분으로 하는 차광층과, 상기 차광층에 비해 산소를 많이 함유하는 반사 방지층과, 상기 반사 방지층 및 상기 차광층에 비해 탄소를 많이 함유하는 중간층을 갖고, 시트 저항이 10Ω/sq보다 작게 설정된다. 이것에 의해, 표면측(상측)에 반사 방지층으로서의 크롬산화막을 가지고, 하층에 차광층으로서의 크롬 막을 가지는 2층 구조의 포토마스크와 동등하게 되는 광학 특성을 가지고, 낮은 저항률을 나타내 정전 파괴 발생을 저감할 수 있다. 또한 3층 구조로 하여 중간층에 카본 농도나 산소 농도가 높은 크롬 막을 이용함으로써, 중간층에서의 크롬 막의 에칭레이트를 투명 기판 측에 위치하는 크롬 막의 에칭레이트에 비해 작게 하는 것이 가능하다. 이 결과, 정전 파괴의 영향을 저감할 수 있는 저시트 저항이 되는 크롬 막 두께가 100 nm 이상의 경우에서도, 트레일링이 적은 포토마스크를 제조할 수 있는 마스크 블랭크스를 제공할 수 있다. 이 결과, 포토마스크에서의 패턴 선폭 편차를 작게 하는 것도 가능해진다.
여기서, 크롬 막 두께란, 반사 방지층이 되는 크롬산화막을 제외하고 시트 저항에 기여하는 부분이 되고, 예를 들면, 중간층의 막 두께와 차광층의 막 두께를 포함하는 막 두께를 의미한다.
본 발명에서, 상기 중간층의 탄소 함유율이, 상기 차광층의 2배 이상으로 설정됨으로써, 중간층의 크롬 막의 에칭레이트를 유리 기판측(투명 기판측)의 크롬 막의 에칭레이트에 비해 작게 하여, 패턴형성시의 에칭에서, 차광층에 비해 중간층에서의 에칭량을 작게 하고, 차광층에 비해 상측(표면측·외측)에 위치하고 있기 때문에 에천트에 노출되는 시간이 길어지는 중간층에서, 사이드 에칭량을 감소하여, 차광 패턴에서의 에칭으로 제거한 영역과의 경계 측면의 경사를 연직에 가까운 상태로 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명에서, 상기 중간층의 탄소 함유율이 14.5atm% 이상으로 설정됨으로써, 중간층의 크롬 막의 에칭레이트를 유리 기판측(투명 기판측)의 크롬 막의 에칭레이트에 비해 작게 하여, 패턴형성시의 에칭에서, 차광층에 비해 중간층에서의 에칭량을 작게 하고, 차광층에 비해 상측(표면측·외측)에 위치하고 있기 때문에 에천트에 노출되는 시간이 길어지는 중간층에서, 사이드 에칭량을 소정 상태로 제어하고, 차광 영역과 투광 영역의 경계 측면, 즉 차광 패턴에서의 에칭으로 제거한 투광 영역과의 경계 측면의 경사가 연직에 가까운 상태로 하여 트레일링이 없는 상태로 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명의 포토마스크는, 상기 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크스로부터 제조된 포토마스크로서, 상기 차광층으로부터 투광 영역을 제거하여 형성된 차광 패턴에서의 상기 투광 영역과의 벽면이, 상기 투명 기판의 표면과 접하는 각도가 80° 이상이 된다. 이것에 의해, 차광 패턴에서의 선폭의 편차를 감소하는 것이 가능해진다.
본 발명의 마스크 블랭크스의 제조 방법은, 상기 중 어느 하나에 기재된 마스크 블랭크스를 제조하는 방법으로서, 상기 중간층의 성막시에, 상기 반사 방지층 및 상기 차광층의 성막시에 비해 탄소 함유 가스의 분압을 높게 설정한다. 이것에 의해, 중간층의 탄소 함유율을 소정 상태로 할 수 있고, 이것에 의해, 중간층의 탄소 함유율을 반사 방지층 및 차광층에 비해 많아지도록 설정하고, 중간층의 크롬 막의 에칭레이트를 유리 기판측(투명 기판측)의 크롬 막의 에칭레이트에 비해 작게 하여, 패턴형성시의 에칭에서, 차광층에 비해 중간층에서의 에칭량을 작게 하고, 차광층에 비해 상측(표면측·외측)에 위치하고 있기 때문에 에천트에 노출되는 시간이 길어지는 중간층에서, 사이드 에칭량을 감소하고, 차광 패턴에서의 에칭으로 제거한 영역과의 경계 측면의 경사를 연직에 가까운 상태로 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명에서, 하측(투명 기판측)의 크롬층의 에칭레이트를 막 두께 방향으로 변화하도록 제어하면, 차광 패턴 단면 형상으로의 트레일링의 발생을 억제한 양호한 단면 형상을 얻는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 크롬을 포함하는 중간층에서의 카본이나 산소 혹은 카본과 산소의 양쪽 모두의 농도를 막 두께 방향으로 변화하도록 제어하고, 차광층(크롬층)의 상측(표면측)인 중간층의 카본 농도나 산소 농도를 차광층보다 크게 한다. 이것에 의해, 반사 방지층측의 중간층에서의 에칭레이트를 투명 기판측의 차광층에서의 에칭레이트보다도 늦게 하는 것이 가능하다. 이와 같이, 크롬 막 중의 카본 농도나 산소 농도의 제어에 의해, 트레일링이 적은 단면 형상을 얻는 것이 가능하다.
본 발명에서, 중간층은, 단층으로 될 수 있지만, 다수 적층된 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한 다수층으로 된 중간층에서, 탄소 함유율이 각각 다르도록 할 수 있다.
본 발명은, FPD 등의 제조에 이용되는 대형 기판용의 마스크 블랭크스에서, 바이너리 마스크로서 크롬을 포함하는 층을 차광막으로 한 마스크에 적용할 수 있다.
본 발명에서, 크롬층의 카본 농도를 제어하는 수법으로서는, 크롬층을 적층 구조로 하여 하측으로부터 상측으로 적층이 진행함에 따라, 층마다 탄소 농도를 변화시킬 수 있다. 혹은, 성막시의 반응성 가스의 흐름을 이용하고, 반응성 가스에서의 탄소 함유 가스의 분압을 상승시키도록 변화함으로써, 탄소 농도(카본 농도)를 제어하는 것도 가능하다.
또한 본 발명에서, 저반사율층, 반사 방지층, 보호층 등을 가질 수도 있다. 또한, 이러한 층의 적층순서는, 적절히, 설정하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 정전 파괴의 영향을 저감할 수 있고 트레일링이 적은 포토마스크를 제조할 수 있는 마스크 블랭크스를 제공할 수 있다고 하는 효과를 발휘하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 마스크 블랭크스를 나타내는 단면도이다.
도 2은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 마스크 블랭크스의 제조 방법에 이용되는 제조 장치(성막 장치)를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 포토마스크를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태와 관련되는 포토마스크의 제조 방법에서의 사이드 에치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 종래의 포토마스크의 제조 방법에서의 트레일링을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 마스크 블랭크스의 제조 방법에서의 크롬 막 두께와 테이퍼각의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 마스크 블랭크스의 제조 방법에서의 시트 저항과 크롬층 막 두께의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태와 관련되는 마스크 블랭크스의 제조 방법에서의 시트 저항과 정전 파괴 발생률의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 형태와 관련되는 마스크 블랭크스, 포토마스크, 및 마스크 블랭크스의 제조 방법을, 도면에 기초해 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에서의 마스크 블랭크스를 나타내는 단면도이고, 도 1에서, 부호 1B는, 마스크 블랭크스이다.
본 실시 형태와 관련되는 마스크 블랭크스(1B)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(투명 기판)(2)에 적층된 차광층(3B)과 차광층(3B)에 적층된 중간층(4B)과 중간층(4B)에 적층된 반사 방지층(5B)을 가진다.
유리 기판(2)으로서는, 투명성 및 광학적 등방성이 우수한 재료가 이용되고, 예를 들면, 석영유리 기판을 이용할 수 있다. 유리 기판(2)의 크기는 특별히 제한되지 않는다. 마스크를 이용하여 노광하는 기판(예를 들면 LCD(액정 디스플레이), 플라즈마 디스플레이, 유기 EL(일렉트로 루미네센스) 디스플레이 등의 FPD용 기판 등)에 따라, 유리 기판(2)의 크기는 적절히 선정된다. 본 실시 형태에서는, 한 변 100 mm 정도로부터, 한 변 2000 mm 이상의 직사각형 기판에 적용 가능하고, 또한 두께 수 mm의 기판이나, 두께 10 mm 이상의 기판도 이용할 수 있다.
또한, 유리 기판(2)의 표면을 연마함으로써, 유리 기판(2)의 평탄도를 저감하도록 해도 좋다. 유리 기판(2)의 평탄도는, 예를 들면, 20μm 이하로 할 수 있다. 이것에 의해, 마스크의 초점심도가 깊어지고, 미세하고 고정밀의 패턴형성에 크게 공헌하는 것이 가능해진다. 또한 평탄도는 10μm 이하로 작은 값인 것 양호하다.
차광층(3B)은, Cr(크롬)를 주성분으로서 포함하는 층이고, 또한 C(탄소) 및 N(질소)를 포함한다. 또한 차광층(2B)이 두께 방향으로 다른 조성을 가질 수도 있고, 이 경우, 차광층(2B)으로서 Cr 단체(單體), 및 Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 탄화 질화물 및 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개, 또는, 2종 이상을 적층해 구성할 수도 있다.
차광층(3B)은, 후술한 바와 같이, 소정의 광학 특성 및 저항률이 얻어지도록 그 두께, 및 Cr, N, C, O 등의 조성비(atm%)가 설정된다.
중간층(4B)은, 차광층(3B)과 마찬가지로, Cr(크롬)를 함유하는 층이고, 또한 C(탄소)를 포함한다. 중간층(4B)에서는, 후술한 바와 같이, 차광층(3B) 및 반사 방지층(5B)보다도 높은 탄소 함유율(탄소 농도)이 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 탄소 함유율(탄소 농도)이 14.5atm% 이상이 되어도 좋고, 차광층(3B) 및 반사 방지층(5B)에서의 탄소 함유율(탄소 농도)의 2배 이상이 될 수 있다.
반사 방지층(5B)은, 차광층(3B)과 마찬가지로, O(산소)를 함유하는 크롬산화막이 되지만, 또한 N(질소)를 함유할 수 있다. 반사 방지층(5B)의 막 두께는, 노광 공정에서 마스크로서 이용될 때의 노광 파장, 및 노광 파장에 규정되는 필요한 광학 특성, 반사율, 등에 의해 설정된다. 예를 들면, 두께 25 nm 정도로서 설정될 수 있다. 동시에, 그 반사율을 설정하기 위해서, 산소 함유율도 소정 범위로 되는 것이 필요하다. 구체적으로는, 산소 함유율이 30 atm% 정도, 혹은 그 이상의 산소 함유율이 되도록 설정된다.
본 실시 형태의 마스크 블랭크스(1B)는, 예를 들면 FPD용 유리 기판에 대한 패터닝용 마스크를 제조할 때에 적용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 마스크 블랭크스(1B)는, 차광층(3B)과 중간층(4B)과 반사 방지층(5B)을 합한 막 두께가 100 nm 이상, 바람직하게는, 150 nm 이상, 더 바람직하게는 200 nm 이상이 된다.
또한, 본 실시 형태의 마스크 블랭크스(1B)는, 차광층(3B)과 중간층(4B)과 반사 방지층(5B)을 합한 시트 저항이 10Ω/sq가 되도록 설정되어 있다. 이 시트 저항은, 차광층(3B)과 중간층(4B)의 막 두께에 의해서 설정된다.
본 실시 형태에서의 마스크 블랭크스(1B)의 제조 방법은, 유리 기판(투명 기판)(2)에 차광층(3B)과 중간층(4B)을 성막한 후에, 반사 방지층(5B)을 성막한다. 또한 마스크 블랭크스의 제조 방법은, 차광층(3B)과 중간층(4B)과 반사 방지층(5B) 이외에, 보호층, 저반사층, 반사 방지층, 에칭 스토퍼층, 등을 적층하는 경우에는, 이러한 적층 공정을 가질 수 있다.
이하, 본 실시 형태에서의 마스크 블랭크스의 제조 방법으로 대해서, 도면에 기초해 설명한다.
도 2는, 본 실시 형태에서의 마스크 블랭크스의 제조 방법에 이용되는 제조 장치를 나타내는 모식도이다.
본 실시 형태에서의 마스크 블랭크스(1B)는, 도 2에 나타내는 제조 장치로 제조된다.
도 2에 나타내는 제조 장치(S10)는, 인터백식의 스퍼터링 장치로 되고 로드실(S11), 언로드실(S16)과 로드실(S11)에 밀폐 장치(S17)를 통해 접속되는 것과 함께, 언로드실(S16)에 밀폐 장치(S18)를 통해 접속된 성막실(진공처리실)(S12)을 가진다.
로드실(S11)에는, 제조 장치(S10)의 외부로부터 반입된 유리 기판(2)을 성막실(S12)로 반송하는 반송 장치(S11a)와 이 실내를 조(粗) 진공으로 하는 로터리 펌프 등의 배기 장치(S11f)가 설치되어 있다. 언로드실(S16)에는, 성막실(S12)로부터 성막이 완료한 유리 기판(2)을 외부로 반송하는 반송 장치(S16a)와 이 실내를 조 진공으로 하는 로터리 펌프 등의 배기 장치(S16f)가 설치되어 있다.
성막실(S12)에는, 기판 유지 장치(S12a)와 3개의 성막 처리에 대응한 장치로서 3단의 성막부(S13, S14, S15)가 설치되어 있다.
기판 유지 장치(S12a)는, 반송 장치(S11a)에 의해서 반송되어 온 유리 기판(2)을, 성막 중에 타겟(S12b)과 대향하도록 유리 기판(2)을 유지한다. 또한, 기판 유지 장치(S12a)는, 유리 기판(2)을 로드실(S11)로부터 성막실(S12)로 반입할 수 있게 되어 있고, 유리 기판(2)을 성막실(S12)로부터 언로드실(S16)로 반출할 수 있게 되어 있다.
성막실(S12)의 로드실(S11)에 가까운 위치에는, 3단의 성막부(S13, S14, S15) 중 1단째의 성막 재료를 공급하는 성막부(S13)로서 타겟(S13b)을 가지는 캐소드 전극(백킹 플레이트)(S13c)과 캐소드 전극(S13c)에 음 전위의 스퍼터 전압을 인가하는 전원(S13d)과 성막실(S12) 내에서 캐소드 전극(S13c) 부근에 중점적으로 가스를 도입하는 가스 도입 장치(S13e)와 성막실(S12) 내에서 캐소드 전극(S13c) 부근을 중점적으로 고진공으로 하는 터보분자펌프 등의 고진공 배기 장치(S13f)가 설치되어 있다.
또한, 성막실(S12)의 로드실(S11)과 언로드실(S16)의 중간 위치에는, 3단의 성막부(S13, S14, S15) 중 2단째의 성막 재료를 공급하는 성막부(S14)로서 타겟(S14b)을 가지는 캐소드 전극(백킹 플레이트)(S14c)과 캐소드 전극(S14c)에 음 전위의 스퍼터 전압을 인가하는 전원(S14d)과 성막실(S12) 내에서 캐소드 전극(S14c) 부근에 중점적으로 가스를 도입하는 가스 도입 장치(S14e)와 성막실(S12) 내에서 캐소드 전극(S14c) 부근을 중점적으로 고진공으로 하는 터보분자펌프 등의 고진공 배기 장치(S14f) 가 설치되어 있다.
또한 성막실(S12)의 언로드실(S16)에 가까운 위치에는, 3단의 성막부(S13, S14, S15) 중 3단째의 성막 재료를 공급하는 성막부(S15)로서 타겟(S15b)을 가지는 캐소드 전극(백킹 플레이트)(S15c)과 캐소드 전극(S15c)에 음 전위의 스퍼터 전압을 인가하는 전원(S15d)과 성막실(S12) 내에서 캐소드 전극(S15c) 부근에 중점적으로 가스를 도입하는 가스 도입 장치(S15e)와 성막실(S12) 내에서 캐소드 전극(S15c) 부근을 중점적으로 고진공으로 하는 터보분자펌프 등의 고진공 배기 장치(S15f)가 설치되어 있다.
성막실(S12)에는, 캐소드 전극(S13c, S14c, S15c)의 부근에서 가스 도입 장치(S13e, S14e, S15e)로부터 공급된 가스가, 인접하는 성막부(S13, S14, S15)에 혼입하지 않게, 가스 흐름을 억제하는 가스 방벽(S12g)이 설치된다. 이것들 가스 방벽(S12g)은, 기판 유지 장치(S12a)가 각각 인접하는 성막부(S13, S14, S15) 사이를 이동 가능하도록 되어 있다.
성막실(S12)에서의 3단의 성막부(S13, S14, S15)의 각각에서는, 유리 기판(2)에 대해서 순서대로 성막을 행하기 위해서 필요한 조성·조건(타겟재료, 가스종, 성막 조건 등)이 설정되어 있다.
본 실시 형태에서, 성막부(S13)는 차광층(3B)의 성막에 대응하고, 성막부(S14)는 중간층(4B)의 성막에 대응하고, 성막부(S15)는 반사 방지층(5B)의 성막에 대응한다.
구체적으로는, 성막부(S13)에서는, 타겟(S13b)이, 유리 기판(2)에 차광층(3B)을 성막하기 위해서 필요한 조성으로서 크롬을 가지는 재료로 구성되어 있다.
동시에, 성막부(S13)에 대해서는, 가스 도입 장치(S13e)로부터 공급되는 가스는, 차광층(3B)의 성막에 대응해 선택된다. 구체적으로, 프로세스가스가 탄소, 질소, 산소 등을 함유하고, 아르곤 등의 스퍼터 가스와 함께, 소정의 가스 분압으로서 조건 설정된다. 또한, 성막 조건에 맞추어 고진공 배기 장치(S13f)에 의한 배기가 행해진다.
또한, 성막부(S13)에서는, 전원(S13d)으로부터 백킹 플레이트(S13c)에 인가되는 스퍼터 전압이, 차광층(3B)의 성막에 대응해 설정된다.
또한, 성막부(S14)에서는, 타겟(S14b)이, 차광층(3B) 위에 중간층(4B)을 성막하기 위해서 필요한 조성으로서 크롬을 가지는 재료로 구성되어 있다.
동시에, 성막부(S14)에서는, 가스 도입 장치(S14e)로부터 공급되는 가스는, 중간층(4B)의 성막에 대응해 선택된다. 구체적으로, 프로세스가스가 탄소, 질소, 산소 등을 함유하고, 아르곤 등의 스퍼터 가스와 함께, 소정의 가스 분압으로서 설정된다. 또한, 성막 조건에 맞추어 고진공 배기 장치(S14f)에 의한 배기가 행해진다.
또한, 성막부(S14)에서는, 전원(S14d)으로부터 백킹 플레이트(S14c)에 인가되는 스퍼터 전압이, 중간층(4B)의 성막에 대응해 설정된다.
또한, 성막부(S15)에서는, 타겟(S15b)이, 중간층(4B) 위에 반사 방지층(5B)을 성막하기 위해서 필요한 조성으로서 크롬을 가지는 재료로 구성되어 있다.
동시에, 성막부(S15)에서는, 가스 도입 장치(S15e)로부터 공급되는 가스는, 반사 방지층(5B)의 성막에 대응해 선택된다. 구체적으로, 프로세스가스가 탄소, 질소, 산소 등을 함유하고, 아르곤 등의 스퍼터 가스와 함께, 소정의 가스 분압으로서 설정된다. 또한, 성막 조건에 맞추어 고진공 배기 장치(S15f)에 의한 배기가 행해진다.
또한, 성막부(S15)에서는, 전원(S15d)으로부터 백킹 플레이트(S15c)에 인가되는 스퍼터 전압이, 반사 방지층(5B)의 성막에 대응해 설정된다.
도 2에 나타내는 제조 장치(S10)에서는, 로드실(S11)로부터 반송 장치(S11a)로 반입한 유리 기판(2)에 대해서, 성막실(진공처리실)(S12)에 대해 기판 유지 장치(S12a)로 반송하면서 3단의 스퍼터링 성막이 행해진다. 그 후, 언로드실(S16)로부터 성막의 종료한 유리 기판(2)을 반송 장치(S16a)로 외부로 반출한다.
성막 공정에 대해서는, 성막부(S13)에서, 가스 도입 장치(S13e)로부터 성막실(S12)의 백킹 플레이트(S13c) 부근에 스퍼터 가스와 반응 가스를 공급하고, 외부의 전원으로부터 캐소드 전극(S13c)에 스퍼터 전압을 인가한다. 또한, 마그네트론 자기회로에 의해 타겟(S13b) 위에 소정의 자장을 형성해도 좋다. 성막실(S12) 내의 백킹 플레이트(S13c) 부근에서 플라즈마에 의해 여기된 스퍼터 가스의 이온이, 캐소드 전극(S13c)의 타겟(S13b)에 충돌해 성막 재료의 입자를 튀어나오게 한다. 그리고, 튀어나온 입자와 반응 가스가 결합한 후, 유리 기판(2)에 부착함으로써, 유리 기판(2)의 표면에 소정의 조성으로 차광층(3B)이 형성된다.
마찬가지로, 성막부(S14)에서, 가스 도입 장치(S14e)로부터 성막실(S12)의 백킹 플레이트(S14c) 부근에 스퍼터 가스와 반응 가스를 공급해, 외부의 전원으로부터 캐소드 전극(S14c)에 스퍼터 전압을 인가한다. 또한, 마그네트론 자기회로에 의해 타겟(S14b) 위에 소정의 자장을 형성해도 좋다. 성막실(S12) 내의 백킹 플레이트(S14c) 부근에서 플라즈마에 의해 여기된 스퍼터 가스의 이온이, 캐소드 전극(S14c)의 타겟(S14b)에 충돌해 성막 재료의 입자를 튀어나오게 한다. 그리고, 튀어나온 입자와 반응 가스가 결합한 후, 유리 기판(2)에 부착함으로써, 유리 기판(2)의 표면에 소정의 조성으로 중간층(4B)이 형성된다.
마찬가지로, 성막부(S15)에서, 가스 도입 장치(S15e)로부터 성막실(S12)의 백킹 플레이트(S15c) 부근에 스퍼터 가스와 반응 가스를 공급해, 외부의 전원으로부터 캐소드 전극(S15c)에 스퍼터 전압을 인가한다. 또한, 마그네트론 자기회로에 의해 타겟(S15b) 위에 소정의 자장을 형성해도 좋다. 성막실(S12) 내의 백킹 플레이트(S15c) 부근에서 플라즈마에 의해 여기된 스퍼터 가스의 이온이, 캐소드 전극(S15c)의 타겟(S15b)에 충돌해 성막 재료의 입자를 튀어나오게 한다. 그리고, 튀어나온 입자와 반응 가스가 결합한 후, 유리 기판(2)에 부착함으로써, 유리 기판(2)의 표면에 소정의 조성으로 반사 방지층(5B)이 형성된다.
이 때, 차광층(3B), 중간층(4B), 반사 방지층(5B)의 성막으로, 각 가스 도입 장치(S13e, S14e, S15e)로부터 다른 양의 탄소 함유 가스, 질소 가스, 산소 함유 가스를 공급하고, 각 가스의 분압을 제어하도록 바꿔, 그 조성을 설정한 범위 내로 한다.
여기서, 탄소 함유 가스로서는, CO2(이산화탄소), CH4(메탄), C2H6(에탄), CO(일산화탄소) 등을 들 수 있다. 산소 함유 가스로서는, CO2(이산화탄소), O2(산소), N2O(일산화이질소), NO(일산화질소) 등을 들 수 있다.
또한 차광층(3B), 중간층(4B), 반사 방지층(5B)의 성막으로, 필요하면 타겟(S13b, S14b, S15b)을 교환할 수도 있다.
또한 이것들 차광층(3B), 중간층(4B), 반사 방지층(5B)의 성막 이외에 다른 막을 적층하는 경우에는, 대응하는 타겟, 가스 등의 스퍼터 조건으로서 스퍼터링에 따라 성막하거나, 다른 성막 방법에 따라 상기 막을 적층하고, 본 실시 형태의 마스크 블랭크스(1B)를 제조한다.
본 실시 형태의 정전 방지 바이너리 크롬 마스크용의 마스크 블랭크스(1B)에서는, 차광층(3B)과 반사 방지층(5B)의 탄소 농도에 비해, 중간층(4B)에서의 탄소 농도가 높아지도록 설정된다. 구체적으로는, 차광층(3B)과 반사 방지층(5B)의 탄소 농도에 비해, 중간층(4B)에서의 탄소 농도가 2배 정도 높아지거나, 또는 2배 이상 높아지도록 설정되어 있다.
즉, 차광층(3B)과 반사 방지층(5B)의 성막시에 가스 도입 장치(S13e, S15e)로부터 공급되는 탄소 함유 가스의 분압에 비해, 중간층(4B)의 성막시에 가스 도입 장치(S14e)로부터 공급되는 탄소 함유 가스의 분압을 높게 함으로써, 상기의 조성비를 실현한다.
혹은, 차광층(3B)과 반사 방지층(5B)의 성막시에 가스 도입 장치(S13e, S15e)로부터 공급되는 탄소 함유 가스의 가스 유량에 비해, 중간층(4B)의 성막시에 가스 도입 장치(S14e)로부터 공급되는 탄소 함유 가스의 가스 유량을 높게 함으로써, 상기의 조성비를 실현할 수도 있다.
이것에 의해, 중간층(4B)은, 후공정이 되는 웨트 에칭시에, 작은 사이드 에치레이트를 가지도록 성막된다.
또한 질소, 산소, 등의 막 내 조성비에 대응하고, 각각의 가스 분압을 설정하고, 소정의 막을 성막하게 된다.
도 3은, 본 실시 형태에서의 포토마스크를 나타내는 단면도이다.
본 실시 형태에서의 포토마스크(1)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 마스크 블랭크스(1B)의 차광층(3B)과 중간층(4B)과 반사 방지층(5B)에 대해서 패턴이 형성되어 있다.
이하, 본 실시 형태의 마스크 블랭크스(1B)로부터 포토마스크(바이너리 마스크)(1)를 제조하는 제조 방법에 대해 설명한다.
마스크 블랭크스(1B)의 최외면 위에 포토레지스트층을 형성한다. 포토레지스트층은, 포지티브형이어도 좋고 네거티브형이어도 좋다. 포토레지스트층으로서는, 액상 레지스트가 이용된다.
계속해서, 포토레지스트층을 노광 및 현상함으로써, 반사 방지층(5B)보다도 외측에 레지스트 패턴이 형성된다. 레지스트 패턴은, 차광층(3B)과 중간층(4B)과 반사 방지층(5B)의 에칭 마스크로서 기능하고, 차광층(3B)과 중간층(4B)과 반사 방지층(5B)의 에칭 패턴에 따라 적절히 형상이 정해진다. 일례로서 투광 영역(2A)에 서는, 형성하는 차광 패턴의 개구 폭 치수에 대응한 개구 폭을 가지는 형상으로 설정된다.
그 다음에, 이 레지스트 패턴을 통해 에칭액을 이용하여 차광층(3B)과 중간층(4B)과 반사 방지층(5B)을 웨트 에칭해 차광 패턴(3, 4, 5)을 형성한다. 에칭액으로서는, 질산세륨 제2암모늄을 포함하는 에칭액을 이용할 수 있고, 예를 들면, 질산이나 과염소산 등의 산을 함유하는 질산세륨 제2암모늄을 이용하는 것이 바람직하다.
여기서, 차광층(3B)과 중간층(4B)과 반사 방지층(5B)에서의 에칭에 대해 고찰한다.
도 4는, 본 실시 형태와 관련되는 포토마스크의 제조 방법에서의 에칭 상태를 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는, 종래의 포토마스크의 제조 방법에서의 에칭 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시 형태에서는, 에칭하는 대상이 되는 크롬 막의 두께로서 100 nm를 초과하는 200 nm 정도의 막 두께를 상정하고 있다. 이것은, 정전 파괴 발생 방지를 위해서 요청되는 저시트 저항값을 얻기 때문이다.
여기서, 우선, 중간층(4B)이 설치되어 있지 않고, 반사 방지층(5B)과 차광층(3B)의 2층 구조의 경우에서, 패턴 개구로서 필요한 치수로서 유리 기판(2)의 노출하는 영역을 확보한 상태를 생각한다.
이 경우, 차광층(3B)에서의 막 두께 방향의 에칭레이트는 일정하기 때문에, 차광층(3B)에서의 막 두께 방향의 에칭이 진행됨에 따라, 대응하는 횡방향의 사이드 에칭이 규정량 이상으로 진행해 버리게 된다. 이 때문에, 패턴 개구로서 필요한 치수로서 유리 기판(2)이 노출하는 투광 영역(2A)을 확보했을 경우, 막 두께 방향 외측(상측)에서의 횡방향의 사이드 에칭량이, 막 두께 방향 내측(하측)에서의 횡방향의 사이드 에칭량보다도 커진다.
그 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, 차광 패턴(3, 4, 5)의 투광 영역(2A)측에 면하는 측면(도 5에서, 투광 영역(2A)의 면에 대해서 각도(θ)로 경사하는 면)이 유리 기판(2)측으로부터 외측(상측)을 향해서 후퇴하도록 경사한다. 이 트레일링 상태에서는, 차광 패턴(3, 4, 5)과 유리 기판(2)의 표면으로 이루어지는 각 (테이퍼각)(θ)은 날카로워져, 예를 들어, 40° 정도가 되기도 한다.
이것에 대해서, 본 실시 형태와 같이, 중간층(4B)의 에칭레이트가 차광층(3B)의 에칭레이트에 비해 작아지도록 설정됨으로써, 차광층(3B)에서의 막 두께 방향의 에칭이 진행되었을 경우에서도, 대응하는 횡방향의 사이드 에칭이 중간층(4B)에서는 규정량 이상으로 진행하지 않게 된다.
이것에 의해, 도 4에 나타낸 바와 같이, 차광 패턴(3, 4, 5)의 투광 영역(2A)측에 면하는 측면(도 4에서, 투광 영역(2A)의 면에 대해서 각도(θ)로 경사하는 면)이 유리 기판(2)측으로부터 외측(상측)을 향해서 그다지 후퇴하지 않고, 거의 연직으로 형성된다. 이 상태에서는, 차광 패턴(3, 4, 5)과 유리 기판(2)의 표면으로 이루어지는 각도(θ)는 커진다. 여기서, 예를 들어, 차광 패턴(3, 4, 5)과 유리 기판(2)의 표면으로 이루어지는 각도(θ)가 80° 정도보다 연직에 가까운 상태로 하는 것이 바람직하다.
또한 중간층(4B)에 가까운 부분의 차광층(2B)에서는, 조성 중의 탄소 농도는 낮은 채이므로, 이 부분에서의 횡방향의 에칭레이트는, 유리 기판(2)측의 차광층(2B)과 다르지 않다. 그러나, 접하고 있는 중간층(4B)의 조성 중의 탄소 농도가 높고, 횡방향의 에칭레이트가 낮기 때문에 에칭되지 않고, 이 때문에, 중간층(4B)에 접하는 부분의 차광층(2B)도 사이드 에칭량이 작아진다. 이것에 의해, 도 4에 나타낸 바와 같이, 차광 패턴(3, 4, 5)과 유리 기판(2)의 표면으로 이루어지는 각도(θ)를 80° 정도보다 연직에 가까운 상태로 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 유리 기판(2)측이 되는 크롬층의 에칭레이트를 차광층(3B)과 중간층(4B)으로서 막 두께 방향으로 변화하도록 제어했다. 이것에 의해, 차광 패턴(3, 4, 5)의 단면 형상에서의 트레일링 발생을 억제하고, 양호한 단면 형상을 얻는 것이 가능해진다.
구체적으로는, 차광층(3B)과 중간층(4B)으로서 크롬층에 포함되는 카본이나 산소 혹은 카본과 산소의 양쪽 모두의 농도를 막 두께 방향으로 제어하고, 상층측 크롬층인 중간층(4B)의 카본 농도나 산소 농도를, 하층측 크롬층인 차광층(3B)보다도 크게 한다. 이것에 의해, 상층측 크롬층인 중간층(4B)의 에칭레이트가 하층측 크롬층인 차광층(3B)의 에칭레이트보다도 늦어지도록 제어하는 것이 가능하다.
이와 같이 크롬 막 중의 카본 농도나 산소 농도의 제어에 의해, 트레일링이 적은 단면 형상을 얻을 수 있다.
이것에 의해, 본 실시 형태에서는, 정전 파괴의 영향을 저감 가능한 저시트 저항이 되는 크롬 막 두께가 100 nm 이상, 보다 바람직하게는 200 nm 이상의 경우에도, 트레일링 발생을 방지 가능한 마스크 블랭크스(1B)를 형성하는 것이 가능해진다. 이 결과, 포토마스크(1)에서의 패턴 선폭 편차를 작게 하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에서는, 크롬 막인 차광층(3B)에 대해서, 중간층(4B)을 단층으로서 예시했지만, 이 구성으로 한정되지 않고, 정전 파괴 저감과 트레일링 발생을 방지를 동시에 가능한 구성이면, 복수 적층된 중간층으로 할 수도 있다.
본 실시 형태에서는, 성막실(S12)에 3단의 성막부(S13, S14, S15)를 가지는 구성에서, 순서대로 유리 기판(2)에 성막을 행했지만, 이것보다 적은 단수(段數)의 성막부를 채용할 수도 있다. 이 경우, 몇 개의 성막부에 유리 기판(2)이 돌아오고, 다른 성막 조건에 의해, 상기의 막을 성막할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 관한 실시예를 설명한다.
<조성 측정>
우선, 본 발명에서의 마스크 블랭크스에서의 반사 방지층, 중간층, 차광층의 각각의 층에 대해서, 어거 전자 분광법(Auger Electron Spectroscopy)을 이용하여 Cr(크롬), N(질소), C(탄소), O(산소)의 조성 분석을 행한 결과를 표 1에 나타낸다. 또한 이 표 1에서, A층은 반사 방지층을 나타내고, B층은 중간층을 나타내고, C층은 차광층을 나타내고 있다.
Figure pat00001
마찬가지로, 중간층이 없는 마스크 블랭크스에서의 반사 방지층, 차광층의 각각의 층에 대해서, 어거 전자 분광법을 이용하여 조성 분석을 행한 결과를 표 2에 나타낸다. 이 표 2에서, A층은 반사 방지층을 나타내고, B층은 차광층을 나타내고 있다.
Figure pat00002
이러한 결과로부터, 표 1에 나타내는 3층 구조에서는, B층(중간층)에서의 카본 농도가 C층(차광층) 및 A층(반사 방지층)과 비교해 2배 정도까지 높아지고 있는 것을 알 수 있다.
<트레일링 확인>
다음에, 본 발명에서의 반사 방지층, 중간층, 차광층이 형성된 3층 구조의 마스크 블랭크스에 대해서, 패턴형성을 행하고, 그 패턴에서의 트레일링의 발생을 확인했다.
그 결과를 도 4에 나타낸다. 또한 도 4는, 단면을 촬영한 SEM 화상을 명확화하기 위해서 윤곽선만을 강조한 것이다.
또한 각층의 막 두께는 이하와 같다.
크롬층(중간층, 차광층);막 두께 200 nm
A층(반사 방지층);25nm
B층(중간층);150nm
C층(차광층);50nm
으로 된다.
여기서 크롬층이란 고저항의 반사 방지층인 A층을 제외한, 저저항의 크롬층을 나타내고, 2층 구조의 경우에는 B층의 막 두께, 3층 구조의 경우에는 B층과 C층을 합한 막 두께를 나타낸다.
마찬가지로, 중간층이 없는 2층 구조의 마스크 블랭크스에 대해서, 패턴형성을 행하고, 그 패턴에서의 트레일링의 발생을 확인했다.
그 결과를 도 5에 나타낸다.
또한 각층의 막 두께는 이하와 같다.
크롬층(차광층);막 두께 200 nm
A층(반사 방지층);25nm
B층(차광층);200nm
으로 된다.
또한 크롬층의 막 두께를 변화시켜 이들의 테이퍼각(θ)을 측정했다.
그 결과를 도 6에 나타낸다.
이러한 결과로부터, 3층 구조로 함으로써, 2층 구조와 비교해 마스크의 테이퍼각(θ)을 크게 하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다. 크롬층의 막 두께가 200 nm의 경우에서는, 2층 구조에서는 테이퍼각(θ)이 45° 인 것에 대해 3층 구조로 함으로써, 테이퍼각(θ)을 80°까지 크게 하는 것이 가능하다.
또한 크롬층의 막 두께 150 nm의 경우에는, 3층 구조의 각층의 막 두께는 A층 25 nm, B층 100 nm, C층 50 nm로 할 수 있고, 2층 구조에서는 A층 25 nm, B층 150 nm로 할 수 있다.
<시트 저항 측정>
다음에, 본 발명에서의 반사 방지층, 중간층, 차광층이 형성된 3층 구조의 마스크 블랭크스에 대해서, 시트 저항을 측정하고, 크롬층 막 두께와의 관계를 확인했다.
마찬가지로, 중간층이 없는 2층 구조의 마스크 블랭크스에 대해서, 시트 저항을 측정하고, 크롬층 막 두께와의 관계를 확인했다.
이러한 결과를 도 7에 나타낸다.
이러한 결과로부터, 3층 구조에서는, 중간층에 카본 농도나 산소 농도가 높은 크롬 막을 이용하므로, 동일한 크롬층의 막 두께의 2층 구조의 마스크와 비교해 시트 저항은 증가하지만, 크롬층의 막 두께가 150 nm의 경우에도 200 nm의 경우에도 시트 저항은 10Ω/sq 이하인 것을 알 수 있다.
<정전 파괴 확인>
다음에, 본 발명에서의 반사 방지층, 중간층, 차광층이 형성된 3층 구조의 마스크 블랭크스에 대해서, 측정한 시트 저항에 대한, 정전 파괴 발생과의 관계를 확인했다.
여기서, 정전 파괴의 발생률은, 유리 기판 위에 형성한 마스크를 대전시키고, 마스크 패턴이 정전 파괴에 의해 파괴된 비율을, 현미경 하에서의 눈으로 확인하고, 그 평가를 행하고 있다.
마찬가지로, 중간층이 없는 2층 구조의 마스크 블랭크스에 대해서, 측정한 시트 저항에 대한, 정전 파괴 발생과의 관계를 확인했다.
이러한 결과를 도 8에 나타낸다.
이러한 결과로부터, 3층 구조에서도 시트 저항을 10Ω/sq 이하로 함으로써 정전 파괴의 발생률을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
결과적으로, B층의 카본 농도가 높은 3층 구조로 시트 저항이 10Ω/sq 이하의 마스크 블랭크스를 이용함으로써, 정전 파괴에 내성이 있는 대전 방지 효과가 있고, 마스크 단면 형상에서도 트레일링이 적고, 선폭 편차가 적은 마스크를 형성하는 것이 가능하게 되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 활용예로서 정전 파괴를 억제 가능한 마스크 및 마스크 블랭크스를 들 수 있다.
1: 포토마스크
1B: 마스크 블랭크스
2: 유리 기판(투명 기판)
2A: 투광 영역
3, 4, 5: 차광 패턴
3B: 차광층
4B: 중간층
5B: 반사 방지층

Claims (5)

  1. 투명 기판,
    상기 투명 기판의 표면에 형성된 크롬을 주성분으로 하는 차광층,
    상기 차광층에 비해 산소를 많이 함유하는 반사 방지층, 및
    상기 반사 방지층 및 상기 차광층에 비해 탄소를 많이 함유하는 중간층을 갖고,
    시트 저항이 10Ω/sq보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간층의 탄소 함유율이, 상기 차광층의 2배 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간층의 탄소 함유율이 14.5atm% 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크스로부터 제조된 포토마스크로서,
    상기 차광층으로부터 투광 영역을 제거하여 형성된 차광 패턴에서의 상기 투광 영역과의 벽면이 상기 투명 기판의 표면과 접하는 각도가 80° 이상이 되는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크스의 제조 방법으로서,
    상기 반사 방지층 및 상기 차광층의 성막시에 비해 상기 중간층의 성막시에탄소 함유 가스의 분압을 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크스의 제조 방법.
KR1020190020458A 2018-03-22 2019-02-21 마스크 블랭크스, 포토마스크, 및 마스크 블랭크스의 제조 방법 KR102227996B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-055312 2018-03-22
JP2018055312A JP7062480B2 (ja) 2018-03-22 2018-03-22 マスクブランクスおよびフォトマスク、その製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190111754A true KR20190111754A (ko) 2019-10-02
KR102227996B1 KR102227996B1 (ko) 2021-03-15

Family

ID=68026389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190020458A KR102227996B1 (ko) 2018-03-22 2019-02-21 마스크 블랭크스, 포토마스크, 및 마스크 블랭크스의 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7062480B2 (ko)
KR (1) KR102227996B1 (ko)
CN (1) CN110297389A (ko)
TW (1) TWI726289B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7110022B2 (ja) * 2018-07-27 2022-08-01 アルバック成膜株式会社 フォトマスクおよびその製造方法
TW202336522A (zh) 2021-09-30 2023-09-16 日商Hoya股份有限公司 光罩基底、光罩、光罩之製造方法、及顯示裝置之製造方法
JP7446400B1 (ja) 2022-11-07 2024-03-08 エスアンドエス テック カンパニー リミテッド フラットパネルディスプレイ用ブランクマスク及びフォトマスク

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003195483A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Hoya Corp フォトマスクブランク、フォトマスク、及びそれらの製造方法
JP2007212738A (ja) 2006-02-09 2007-08-23 Ulvac Seimaku Kk フォトマスクブランクス及びその製造方法、並びに該フォトマスクブランクスを用いたフォトマスクの製造方法
JP2008241921A (ja) 2007-03-26 2008-10-09 Toray Ind Inc フォトマスク、およびフォトマスクの製造方法
JP2009086383A (ja) 2007-09-29 2009-04-23 Hoya Corp グレートーンマスク、パターン転写方法、及びグレートーンマスクブランク
KR20160015176A (ko) * 2014-07-30 2016-02-12 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 포토마스크 블랭크의 설계 방법 및 포토마스크 블랭크
KR20160060560A (ko) * 2014-11-20 2016-05-30 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크 및 그것을 사용한 포토마스크의 제조 방법과 표시 장치의 제조 방법
KR20160115739A (ko) * 2015-03-27 2016-10-06 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크 및 이것을 사용한 포토마스크의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1022614B1 (en) 1998-07-31 2012-11-14 Hoya Corporation Photomask blank, photomask, methods of manufacturing the same, and method of forming micropattern
JP2006078825A (ja) * 2004-09-10 2006-03-23 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランクおよびフォトマスクならびにこれらの製造方法
JP4933753B2 (ja) * 2005-07-21 2012-05-16 信越化学工業株式会社 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクならびにこれらの製造方法
KR101172698B1 (ko) * 2011-10-17 2012-09-13 주식회사 에스앤에스텍 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조방법
JP6301383B2 (ja) * 2015-03-27 2018-03-28 Hoya株式会社 フォトマスクブランク及びこれを用いたフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
JP6352224B2 (ja) * 2015-07-17 2018-07-04 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク及びこれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003195483A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Hoya Corp フォトマスクブランク、フォトマスク、及びそれらの製造方法
JP2007212738A (ja) 2006-02-09 2007-08-23 Ulvac Seimaku Kk フォトマスクブランクス及びその製造方法、並びに該フォトマスクブランクスを用いたフォトマスクの製造方法
JP2008241921A (ja) 2007-03-26 2008-10-09 Toray Ind Inc フォトマスク、およびフォトマスクの製造方法
JP2009086383A (ja) 2007-09-29 2009-04-23 Hoya Corp グレートーンマスク、パターン転写方法、及びグレートーンマスクブランク
KR20160015176A (ko) * 2014-07-30 2016-02-12 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 포토마스크 블랭크의 설계 방법 및 포토마스크 블랭크
KR20160060560A (ko) * 2014-11-20 2016-05-30 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크 및 그것을 사용한 포토마스크의 제조 방법과 표시 장치의 제조 방법
KR20160115739A (ko) * 2015-03-27 2016-10-06 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크 및 이것을 사용한 포토마스크의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN110297389A (zh) 2019-10-01
TWI726289B (zh) 2021-05-01
KR102227996B1 (ko) 2021-03-15
JP2019168558A (ja) 2019-10-03
JP7062480B2 (ja) 2022-05-06
TW201940960A (zh) 2019-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI553400B (zh) 光罩基板及光罩之製造方法
KR20190111754A (ko) 마스크 블랭크스, 포토마스크, 및 마스크 블랭크스의 제조 방법
KR102606709B1 (ko) 마스크 블랭크, 하프톤 마스크, 마스크 블랭크의 제조 방법, 및 하프톤 마스크의 제조 방법
KR20190054905A (ko) 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크, 마스크 블랭크의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법
CN111025840B (zh) 掩模坯、半色调掩模、掩模坯的制造方法及半色调掩模的制造方法
JP7110022B2 (ja) フォトマスクおよびその製造方法
KR102503133B1 (ko) 마스크 블랭크스, 마스크 블랭크스의 제조 방법, 포토마스크, 및 포토마스크의 제조 방법
JP7356857B2 (ja) マスクブランクス及びフォトマスク
KR102516604B1 (ko) 마스크 블랭크스, 위상 시프트 마스크, 마스크 블랭크스의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법
JP7381374B2 (ja) マスクブランクス、位相シフトマスク、製造方法
JP7366810B2 (ja) マスクブランクス、ハーフトーンマスク、製造方法、製造装置
JP7254599B2 (ja) マスクブランクスの製造方法および位相シフトマスクの製造方法
JP7217620B2 (ja) マスクブランクスおよびマスク
CN112015044A (zh) 掩模坯、半色调掩模、制造方法、制造装置
KR20170073232A (ko) 다계조 포토마스크
KR20060011185A (ko) 전자파 차폐막의 제조방법 및 이에 사용되는 전자파차폐용 몰드기판의 제조방법 및 그 전자파 차폐용 몰드기판

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant