KR100762856B1 - 마스크 블랭크의 제조방법, 및 마스크 블랭크 제조용스퍼터링 타겟 - Google Patents

마스크 블랭크의 제조방법, 및 마스크 블랭크 제조용스퍼터링 타겟 Download PDF

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Abstract

결합제에 가해지는 열의 영향 및 결합제에 가해지는 중력의 영향에 의해, 상기 결합제가 용출하는 현상이 일어날 경우에, 이 결합제에 기인하는 이물질의 발생을 방지 또는 저감하는 것을 가능하게 한다. 타겟재(4)를 접합하는 부분이 베이스부(5')에 대하여 볼록(凸)형상으로 돌출한 전체 형상이 볼록(凸)형상 구조인 백킹 플레이트(5)를 가지며, 상기 백킹 플레이트(5)에서의 타겟재(4)를 접합하는 부분의 면적보다도 표면적이 큰 타겟재(4)를, 상기 타겟재(4)를 접합하는 부분으로부터 전주에 걸쳐 삐져 나오도록 하여, 상기 타겟재(4)를 접합할 부분에 결합제(30)를 개재시켜 접합한 구조를 가지며, 상기 두 개 구조의 조합에 의해 형성되는 오목(凹)부에, 결합제(30)의 용출을 봉하여 막을 수 있도록, 바람직하게는, 타겟재(4)의 삐져나온 부분의 냉각 효율이 손상되지 않도록, 금속(40)을 부착시킨 구조를 갖는 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟, 이 타겟을 이용한 마스크 블랭크의 제조방법을 제공한다.
마스크블랭크, 스퍼터링타겟, 결합제, 타겟재

Description

마스크 블랭크의 제조방법, 및 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟{Manufacturing method of mask blank, and sputtering target for the same}
도 1은 본 발명의 제 1 스퍼터링 타겟의 일실시예를 나타내는 모식도.
도 2는 본 발명의 제 1 스퍼터링 타겟의 다른 실시예를 나타내는 모식도.
도 3은 본 발명의 제 2 스퍼터링 타겟의 일실시예를 나타내는 모식도.
도 4는 본 발명의 제 3 스퍼터링 타겟의 일실시예를 나타내는 모식도.
도 5는 실시예에서 이용한 스퍼터링 타겟의 실시예를 나타내는 모식도.
도 6은 실시예에서 이용한 다른 스퍼터링 타겟의 실시예를 나타내는 모식도.
도7은 실시예에서 사용한 DC 마그네트론 스퍼터링 장치의 스퍼터실의 모식도.
도 8은 타겟과 기판의 위치관계를 설명하기 위한 모식도.
도 9는 실시예에서 사용한 DC 마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서의 반송계를 설명하기 위한 모식도.
도 10은 본 발명에서 대상으로 하는 인듐계 이물질의 전자 현미경(SEM)을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명에서 대상으로 하는 인듐계 이물질의 발생 현상을 설명하기 위한 모식도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 진공조
2 스퍼터링 타겟
3 기판 홀더
4 타겟재
5 백킹 플레이트
6 투명기판
30 결합제
40 금속
본 발명은, 마스크 블랭크의 제조방법, 및 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟 등에 관한 것이다.
최근, 디바이스 등에 있어서 더욱 향상된 미세 가공화가 요구되고 있으며, 그를 위하여 사용하는 노광 파장의 단파장화가 진행되고 있다. 이러한 노광 파장의 단파장화에 수반하여, 마스크 블랭크에 요구되는 제반 특성은 더욱 더 엄격해지고 있다.
예를 들면, 하프톤형의 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서의 광반투과막(하프톤 위상 시프트막)은, 사용하는 노광파장에 대하여, 광투과율 및 위상 시프트 량 모두에 대하여 요구되는 특성을 만족시킬 필요가 있다.
또한, 노광 파장의 단파장화에 수반하여, 마스크 블랭크간이나 마스크 블랭크면 내의 위상각 및 투과율의 편차를 최대한 저감하는 것이 양산 실용화를 위하여 필요하며, 예를 들면, ArF, F2 엑시머 레이저 등의 단파장용 마스크 블랭크에 있어서는, 종래의 i선, KrF 엑시머 레이저용 마스크 블랭크에 있어서의 블랭크간이나 면 내의 위상각 및 투과율 편차로는, 편차가 크고 수율도 나쁘기 때문에 그대로 적용할 수 없다.
이러한 상황하에서 상기 요구 특성을 만족시키기 위하여, 마스크 블랭크의 제조 방법이나 제조 장치에 대하여, 종래 채용하고 있던 제조 방법이나 제조 장치의 연장선상에서가 아니라, 대폭적인 변경에 해당하는 제조 방법이나 제조 장치의 채용이 검토되고 있다.
구체적으로는, 상기 요구 특성을 만족시키는 마스크 블랭크는, DC 마그네트론 스퍼터 장치의 진공조의 내부에, 회전 기구를 갖는 기판 받침대와, 기판의 중심축으로부터 그 중심이 어긋난 위치에 기판과 소정의 각도를 가지고 대향하는 스퍼터링 타겟 등을 갖는 제조장치를 이용하여, 기판을 회전시키면서, 복수의 기판간에 스퍼터링 조건을 상시 일정한 상태로 유지하면서 성막(成膜))하여 제조되고 있다(특허 문헌1). 이 제조방법에 의해, 마스크 블랭크간이나 마스크 블랭크면 내의 위상각 및 투과율의 편차를 최대한 저감하는 것이 가능해져, 예를 들면 ArF, F2 엑시머 레이저 등의 단파장용 마스크 블랭크의 양산 실용화가 가능하게 되고 있다.
또한, 노광 파장의 단파장화에 수반하여, 파티클이나 핀홀의 특성은 더욱 엄격해지고 있으며, 예를 들면 ArF, F2 엑시머 레이저 등의 단파장용 마스크 블랭크에 있어서는, 노광 파장의 반 정도보다 큰 지름인 파티클이나 핀홀의 수를 최대한 저감하는 것도 실용화를 위하여 필요로 되고 있다.
이 요구를 만족시키기 위하여, DC 마그네트론 스퍼터 장치의 진공조 내부에, 타겟면이 중력 방향에 대하여 아래쪽으로 배치된 스퍼터링 타겟과, 타겟에 대향하여 배치된 기판 홀더와, 진공조 내벽에 설치된 실드 등을 갖는 제조장치를 채용하여, 이 장치를 이용한 스퍼터 다운 방식의 성막에 의해 마스크 블랭크가 제조되고 있다(특허문헌 2).
[특허문헌 1] 일본 특개 2002-90978호 공보
[특허문헌 2] 일본 특개 2002-90977호 공보
노광파장의 단파장화에 수반하여, 노광에 이용되는 마스크 블랭크에 대하여, 상술한 양쪽 특성을 모두 만족시킬 것이 요구되고 있다. 즉, 마스크 블랭크간이나 마스크 블랭크면 내의 위상각 및 투과율의 편차를 최대한 저감하고, 동시에 파티클이나 핀홀의 수를 최대한 저감하는 것이, 예를 들면 ArF, F2 엑시머 레이저 등의 단파장용 마스크 블랭크의 실용화에 필요로 되고 있다.
이들 요구 특성을 만족시키는 마스크 블랭크를 제조하는데 있어서, 상술한 양쪽 구성을 모두 겸비하는 제조장치, 즉 DC 마그네트론 스퍼터 장치의 진공조 내 부에, 회전기구를 갖는 기판 받침대와, 기판의 중심축으로부터 그 중심이 어긋난 위치에 기판과 소정의 각도를 가지고 대향하며 동시에 타겟면이 중력 방향에 대하여 아래쪽으로 배치된 스퍼터링 타겟과, 진공조 내벽에 설치된 실드 등을 갖는 제조장치를 채용하여, 기판을 회전시키면서, 동시에 복수의 기판간에 스퍼터링 조건을 항상 일정한 상태로 유지하면서 기판상에 광반투과막을 갖는 마스크 블랭크를 100장 정도 연속하여 성막한 결과, 기판 상에 비교적 큰 이물질(예를 들면 직경 300nm 이상)이 발생하는 문제가 생겼다. 이 이물질을 분석한 결과, 이물질의 대부분이 인듐계의 재료로 이루어지는 이물질이라는 것이 판명되었다. 여기에서 인듐은, 스퍼터링 타겟에 있어서 타겟재와 백킹 플레이트를 접합하기 위한 결합제로서 사용되고 있기 때문에, 이 이물질의 발생원으로 스퍼터링 타겟을 들 수 있다. 이 종류의 이물질은, 몇 장 정도의 성막 후에는 거의 검출되지 않고, 성막 장수의 증가에 따라 이물질 수가 증가하는 것으로서, 마스크 블랭크의 생산성을 향상시키기 위해서는, 이 이물질 발생의 문제를 해소할 필요가 있다.
본 발명은, 상술한 배경에 기초하여 이루어진 것으로, ArF, F2 엑시머 레이저 등의 단파장용 마스크 블랭크의 제조에 적합한 스퍼터링 타겟, 및 양산성이 우수한 단파장용 마스크 블랭크의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1) 본 발명에 따른 마스크 블랭크의 제조방법은 기판상에 마스크 패턴 을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크의 제조방법에 있어서, 상기 박막은 스퍼터링 타겟을 이용하여 스퍼터링법으로 형성하는 것으로 하고, 상기 스퍼터링 타켓으로서, 타겟재와 백킹 플레이트가 결합제를 통하여 접합되어 이루어지며, 상기 스퍼터링 타겟의 측벽에 상기 결합제의 노출을 방지하도록 금속막이 형성된 스퍼터링 타겟을 이용하는 것을 특징으로 한다.
(구성 2) 구성 1에 기재된 마스크 블랭크의 제조방법에 있어서, 상기 박막은, 상기 기판의 표면을 위를 향하도록 배치하고, 상기 스퍼터링 타겟의 타겟면을 중력 방향에 대하여 0도 내지 90도 사이의 각도로 배치하여, 스퍼터링법으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
(구성 3) 구성 1 또는 구성 2에 기재된 마스크 블랭크의 제조방법에 있어서, 상기 백킹 플레이트가, 베이스부와, 상기 베이스부에 대하여 철(凸)형상으로 돌출한 부분으로서 그 정수리면에서 상기 타겟재를 접합하기 위한 접합부를 가지고, 상기 백킹 플레이트의 접합부에서의 타겟재를 접합하는 부분의 면적보다도 면적이 큰 타겟재를, 상기 타겟재를 접합하는 부분으로부터 전주에 걸쳐 삐져 나오도록, 상기 타겟재를 접합하는 부분에 결합제를 개재하여 접합한 상기 스퍼터링 타겟을, 전면 에로젼(erosion)형 마그네트론 캐소드를 이용한 스퍼터링법에 적용하여, 상기 박막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
(구성 4) 본 발명에 따른 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟은 기판상에 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되는 스퍼터링 타겟으로서, 상기 스퍼터링 타겟은 상기 박막을 형성하기 위한 타겟재와, 백킹 플레이트와, 결합제와, 금속막을 가지며, 상기 백킹 플레이트가, 베이스부와, 상기 베이스부에 대하여 볼록(凸)형상으로 돌출한 부분으로서 그 상부면에서 상기 타겟재를 접합하기 위한 접합부를 가지고, 상기 타겟재가, 상기 백킹 플레이트의 접합부에서의 상기 타겟재의 접합 부분으로부터 전체 주위에 걸쳐 삐져 나오도록 하여, 상기 백킹 플레이트에서의 상기 접합 부분과 상기 결합제를 통하여 접합되어 있으며, 상기 금속막이, 상기 스퍼터링 타겟의 측벽에 상기 결합제의 노출을 방지하도록 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(구성 5) 본 발명에 따른 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟은 기판상에 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되는 스퍼터링 타겟으로서, 상기 스퍼터링 타겟 전체가, 상기 박막을 형성하기 위한 타겟재로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(구성 6) 본 발명에 따른 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟은 기판상에 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되는 스퍼터링 타겟으로서, 상기 스퍼터링 타겟은, 상기 박막을 형성하기 위한 타겟재와, 백킹 플레이트와, 결합제를 가지며, 상기 타겟재가, 상기 백킹 플레이트에서의 상기 타겟재와의 접합부분과 상기 결합제를 통하여 접합되어 있으며, 상기 타겟재의 두께가, 상기 스퍼터링 타겟을 사용했을 때에 상기 결합제에 가해지는 열의 영향에 의해 상기 결합제가 용출하지 않을 정도의 두께인 것을 특징으로 한다.
(구성 7) 구성 4 내지 구성 6 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 상기 박막을 형성할 때에, 상기 타겟재가 상기 결합제보다도 중력 방향측으로 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
(구성 8) 구성 4 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟을 이용하는 마스크 블랭크의 제조방법에 있어서, 기판상에 박막을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
기판상에 출현한 인듐 계 이물질의 발생 원인에 대하여 더욱 자세하게 구명한 결과, 상술한 DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 기판상에 광반투과막을 복수장 연속하여 성막하였을 때에, 상술한 중력 방향에 대하여 경사 아래 방향으로 배치된 스퍼터링 타겟 결합부의 인듐이 빠져 나오는 것으로 판명되었으며, 또한 결합부 부근의 타겟재 측면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이 다수의 둥근 형상의 인듐 입자가 관찰되었다.
상기 사실로부터, 이 현상은 도 11에 나타낸 바와 같이,
(1) 상기 DC 마그네트론 스퍼터 장치가, 전면 에로젼 스퍼터링 타겟을 채용하고 있기 때문에, 방전에 의해 타겟의 단부까지 가열되어 결합 부분의 In(융점 약 157℃)의 단부까지 열이 전달되기 쉬운 구성이고,
(2) 상기 DC 마그네트론 스퍼터 장치가, 스퍼터링 타겟의 주변부에 근접하는 위치(타겟의 측부와 약 1㎜ 간격의 위치)에, 실드(약 80 ~ 120℃ 사이의 온도로 설정하여 온도 제어하고 있으나, 스퍼터 조건에 따라서는 120℃ 이상이 되는 경우가 있다)가 설치되어 있으며, 이 실드의 열이, 결합 부분의 In에 전달되기 쉬운 구성 이고,
(3) 상기 DC 마그네트론 스퍼터 장치가, 상기 경사 아랫방향으로 배치된 스퍼터링 타겟을 채용하고 있어, 열에 의해 용융 또는 연화된 In이 중력에 의해 빠져나오는 것을 촉진하는 구성이고,
(4) 상기 DC 마그네트론 스퍼터 장치에 이용하는 전면 에로젼 스퍼터링 타겟이, 타겟재의 전면을 균일하게 냉각하기 위하여, 타겟재의 이면 전체와 백킹 플레이트 사이에 결합제를 개재시켜 타겟재와 백킹 플레이트를 접합(즉, 타겟재의 이면 전체와 백킹 플레이트 접합면의 면적은 거의 동등)한 구성인 것 등의 복합 요인으로 생기는 것으로 사료되며, 이러한 복합 요인의 구명을 바탕으로 본 발명에 이르렀다.
또한, 종래 채용되고 있던 마스크 블랭크의 제조방법이나 제조장치에 있어서는, 중력 방향에 대하여 위를 향해 배치된 스퍼터링 타겟의 채용, 비전면(非全面) 에로젼 타겟의 채용, 타겟 주변에 설치된 실드의 불채용 등에 의해, 타겟재와 백킹 플레이트를 접합하기 위한 결합제로서 인듐을 채용하고 있었음에도 불구하고 In계 이물질이 발생하기 어려운 구성이었기 때문에, 인듐 계 이물질의 발생이 확인되거나 문제가 되는 일이 없었던 것으로 사료된다.
본 발명자는, 본원에서 대상으로 하는 상술한 결합제에 기인한 이물질이 상술한 복합 요인에 의해 일어나는 것으로 사료되는 점에 기초하여, 결합제에 가해지는 열의 영향 및 결합제에 가해지는 중력의 영향에 의해 상기 결합제가 용출하는 것을 저지(차단)하도록, 상기 결합제의 용출을 밀봉한 스퍼터링 타겟을 이용하는 수법을 첫번째로 안출하였다. 구체적으로는, 스퍼터링 타겟의 측벽에 결합제의 노출을 막도록 금속막이 형성된(결합제의 용출을 밀봉하는 기능을 갖는 금속부가 형성된) 타겟을 이용하는 수법을 첫번째로 안출하였다(구성 1). 또한, 스퍼터링 타겟의 측벽에 결합제의 노출을 방지하도록 금속막을 형성하는 경우, 상기 금속막의 두께는 결합제의 용출을 밀봉하는 기능을 갖는 금속부가 형성되는 두께로 하는 것이 바람직하다.
상기 수법은, 타겟면이 중력 방향에 대하여 아랫방향으로 배치된 스퍼터링 타겟의 경우에 한정되지 않으며, 스퍼터링 타겟의 타겟면을 중력 방향 내지 횡방향(중력 방향과 수직인 방향) 사이의 각도로 배치하고, 스퍼터링법으로 기판상에 박막을 형성하는 마스크 블랭크의 제조방법에 있어서 현저하게 적용 효과가 발휘된다(구성 2).
본 발명자는 상기 수법의 적용에 있어서, 스퍼터링 타겟의 구조를 연구하여 도 1에 나타낸 바와 같이,
(1) 타겟재(4)를 접합하는 부분이 베이스부(5')에 대하여 볼록(凸) 형상으로 돌출한 전체 형상이 볼록(凸) 형상의 구조인 백킹 플레이트(5)(베이스부(5')에 대하여 볼록(凸) 형상으로 돌출한 부분의 정수리면이 타겟재(4)를 접합하기 위한 접합부(접합면)가 된다)를 채용하고,
(2) 상기 백킹 플레이트(5)에 있어서의 타겟재(4)를 접합하는 부분보다도 면적이 넓은 타겟재(4)를, 상기 타겟재(4)를 접합하는 부분으로부터 전주에 걸쳐 삐져 나오도록 하여, 상기 타겟재(4)를 접합하는 부분에 결합제(30)를 개재시켜 접합 한 구조를 안출하고,
(3) 상기 두 개의 구조의 조합에 의해 형성되는 오버행(overhang) 형상의 오목(凹)부(안출된 부위)에, 결합제의 용출을 봉하여 막을 수 있도록, 바람직하게는 타겟재의 삐져 나온 부분의 냉각 효율이 손상되지 않도록 금속(40)을 부착시킨 구조를 안출하였다(구성 3, 4).
타겟재의 삐져 나온 부분의 냉각 효율이 손상되지 않도록 상기 오목(凹)부를 메우도록 금속을 부착시키는 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 오목(凹)부를 실질적으로 반 이상 메우도록 타겟재의 이면에도 금속을 부착시키는 것이 바람직하고, 또한 타겟재의 삐져 나온 부분의 단부까지 금속을 부착시키는 것이 바람직하며, 또한 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 오목(凹)부를 실질적으로 메우도록 금속을 부착시키는 것이 더욱 바람직하다. 부착시키는 금속으로는, 도전성, 냉각성이 높고, 타겟재 및 백킹 플레이트와의 부착성이 높은 금속이 바람직하며, 또한 백킹 플레이트와 실질적으로 동재료의 금속이 바람직하다. 부착시키는 금속으로는, Cu, Al 등을 들 수 있으며, 특히 Cu계의 재료가 바람직하고, 강도는 다소 떨어지지만 통상 백킹 플레이트에 이용되는 무산소 구리가 바람직하다. 금속을 부착시키는 방법으로는, 전주에 걸친 밀봉의 확실성을 확보할 수 있는 방법이 바람직하며, 예를 들면 금속 용사(溶射)를 들 수 있다.
상기 두 개의 구조의 조합에 의해 형성되는 오목(凹)부(안출된 부위)에 의해, 밀봉 스페이스를 확보할 수 있음과 동시에, 밀봉 작업성의 향상, 전체 주위에 걸친 밀봉 확실성의 확보 등의 효과가 있다. 이 효과는, 현상태에서는 수 작업에 의존할 수 밖에 없는 금속 용사에 의해 밀봉을 수행할 경우 현저해진다.
상기 백킹 플레이트에 있어서의 타겟재를 접합하는 부분으로부터 타겟재를 삐져 나오게 하는 거리(타겟재의 삐져 나온 부분의 길이)는 0.5㎜ 내지 5㎜, 특히 1㎜ 전후(0.5 내지 1.5㎜)로 하는 것이 전면 에로젼 스퍼터링 타겟의 전면을 보다 균일하게 냉각하기 위하여 바람직하다. 이것은, 타겟재의 삐져 나온 부분의 냉각 효율이 손상되지 않도록 상기 오목(凹)부를 메우도록 상기 백킹 플레이트와 실질적으로 동재료인 금속을 부착시킨 구조로 하였다 하여도, 타겟재의 삐져 나온 부분이 없이 일체적인 백킹 플레이트에 의해 냉각시키는 형식 즉 종래의 구성을 갖는 스퍼터링 타겟의 형식에 비하면, 냉각 효율이 약간 저하되는 것으로 사료되기 때문이다. 타겟재의 삐져 나온 부분의 길이를 1.5㎜보다 길게 함에 따라 백킹 플레이트로부터 타겟재가 박리될 위험성이 높아진다. 타겟재의 삐져 나온 부분의 길이를 0.5㎜ 보다 짧게 함에 따라, 밀봉 스페이스의 확보, 밀봉의 작업성 향상, 전주에 걸친 밀봉 확실성의 확보가 어려워지며, 현재 상태에서는 수작업을 할 수 밖에 없는 금속 용사에 의해 밀봉을 수행할 경우 이런 현상이 현저해진다.
타겟재를 접합할 부분이 베이스부에 대하여 볼록(凸) 형상으로 돌출한 전체 형상이 볼록(凸) 형상 구조인 백킹 플레이트의 채용에 의해, 백킹 플레이트가 잘 휘어지지 않게 되어, 백킹 플레이트에서의 타겟재를 접합하는 부분에 접합된 타겟재가 딱딱하여 잘 쪼개지기 쉬운 재료(예를 들면 화학양론적으로 안정된 조성보다도 Si가 과잉인(Si가 풍부한) MoSi계 재료 등)라도 타겟재가 파손될 위험성이 극히 적어진다.
상기 오목(凹)부에 부착시킬 금속의 표면 거칠기(Ra)는, 당해 금속의 표면에 부착한 막의 박리를 방지할 수 있는 소정의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 용사된 금속의 표면 거칠기(Ra)는 거칠어, 상기 소정의 범위로 설정하는 것이 용이하므로 바람직하다.
두번째로, 본 발명자는, 본 발명에서 대상으로 하는 상술한 결합제 유래의 이물질이 상술한 복합 요인에 의해 일어나는 것으로 사료되는 점에 기초하여, 결합제에 가해지는 열의 영향 및 결합제에 가해지는 중력의 영향에 의해 상기 결합제가 용출하는 것에 기인하는 문제를 해소하기 위하여, 스퍼터링 타겟 전체가 원하는 막을 얻기 위한 타겟재로 형성되어 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하는 수법을 두번째로 안출하였다(구성 5).
이 수법에 따르면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 스퍼터링 타겟(2) 전체가 타겟재로 일체 성형한 구성을 가지고 있기 때문에(결합제를 이용하지 않는 구성을 채용하고 있다) 결합제 용출의 문제는 일어나지 않는다.
또한, 스퍼터링 타겟(2)의 노출되어 있는 면(2a, 2b)은, 블러스트 처리(기계적, 물리적으로 표면을 거칠게 하는 처리) 등의 방법을 이용하여 거칠게 하는 것이 관련 부위에 부착하여 막의 박리를 방지하는데 바람직하다.
세번째로, 본 발명자는, 본 발명에서 대상으로 하는 상술한 결합제 유래의 이물질이 상술한 복합요인으로 인해 일어나는 것으로 사료되는 점에 기초하여, 결합제에 가해지는 열의 영향 및 결합제에 가해지는 중력의 영향에 의해 상기 결합제가 용출하는 것에 기인하는 문제를 해소하기 위하여, 상기 결합제에 가해지는 열의 영향을 저감함으로써 상기 결합제의 용출을 저감할 수 있는 두께의 타겟재가 결합제에 의해 백킹 플레이트에 접합되어 이루어지는 스퍼터링 타겟을 이용하는 수법을 세번째로 안출하였다(구성 6).
이 수법에 따르면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 결합제의 용출을 저감할 수 있도록 타겟재(4)의 두께(t)를 통상에 비해 두껍게 하고 있기 때문에, 전면 에로젼 스퍼터링 타겟을 채용하여 방전(프라이머)에 의해 타겟 전면이 가열되어 타겟 단부가 가열된 경우라도, 이 열이 결합부에 전달되기 어려운 구성이며, 마찬가지로 스퍼터링 타겟의 측부에 근접하는 위치에 설치된 실드의 열이 결합부에 전달되기 어려운 구성이라는 점에서 결합제(30)의 용출을 저감할 수 있어, 결합제(30)의 용출에 의한 결함을 저감할 수 있다.
또한, 타겟재(4)의 두께(t)가 통상에 비해 두껍고 타겟재(4)의 측면이 길기 때문에, 결합제(30)와 타겟재(4)의 표면 단부(에로젼부)와의 거리를 길게 할 수 있어, 인듐 등의 결합제(30)가 타겟 표면 단부(에로젼부)에 이동 거리가 길어지기 때문에 도달하기 어려워져, 결합제(30)의 용출에 따른 결함을 저감할 수 있다. 이 경우, 타겟재 측면(4b)는, 블러스트 처리 등의 방법을 이용하여 거칠게 해 두면, 타겟재 측면에서 인듐 등의 결합제(30)가 더욱 이동하기 어려워지고, 동시에 타겟재 측면에 부착하여 막의 박리를 방지하는데 바람직하다.
타겟재(4)의 두께(t)는, 5 내지 15㎜의 범위가 바람직하다.
상기 발명에 있어서, 타겟재는 목적에 따라 적절하게 선택된다.
백킹 플레이트는, 스퍼터시에 타겟재를 고정하기 위한 금속으로서, 양호한 도전성 및 냉각성을 갖는 금속, 예를 들면 Cu계, Al 계 등의 금속으로 구성할 수 있다.
이하에, 본 발명의 포토마스크 블랭크의 제조방법에 특히 적합한 DC 막네트론 스퍼터 장치(특허문헌 1, 특허문헌 2)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7에 나타낸 DC 마그네트론 스퍼터 장치는, 진공조(1)를 가지고 있으며, 이 진공조(1)의 내부에 스퍼터링 타겟(2) 및 기판 홀더(3)가 배치되어 있다. 스퍼터링 타겟(2)은, 타겟면이 경사 아랫방향으로 배치된 경사 스퍼터링 방식을 채용하고 있다. 스퍼터링 타겟(2)은, 타겟재(4)와 백킹 플레이트(5)가 인듐계의 결합제에 의해 접합되어 이루어진다. 스퍼터링 타겟(2)의 배후에는, 전면 에로젼 마그네트론 캐소드(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 백킹 플레이트(5)는 수냉 기구에 의해 직접 또는 간접적으로 냉각되고 있다. 마그네트론 캐소드(도시하지 않음)와 백킹 플레이트(5) 및 타겟재(4)는 전기적으로 결합되어 있다. 노출되어 있는 백킹 플레이트면(5A, 5B, 5C)은, 블러스트 처리(기계적, 물리적으로 표면을 거칠게 하는 처리) 등의 방법을 이용하여 거칠게 하고 있다. 타겟재 측면(4B)은 블러스트 처리 등의 방법을 이용하여 거칠게 하고 있다. 회전 가능한 기판 홀더(3)에는 투명 기판(6)이 장착되어 있다.
진공조(1) 내벽에는, 해체 가능한 막부착 방지 부품인 실드(20)(온도 제어 가능한 구성을 갖는다)가 설치되어 있다. 실드(20)에서의 어스 실드(21) 부분은 타겟(2)과 전기적으로 접지되어 있다. 어스 실드(21)는, 타겟면(4A)보다 상부(백킹 플레이트(5)측)에 배치되어 있다.
진공조(1)는 배기구(7)를 통하여 진공 펌프에 의해 배기되고 있다. 진공조 내의 분위기가 형성하는 막의 특성에 영향을 주지 않는 진공도까지 도달한 후, 가스 도입구(8)로부터 질소를 포함하는 혼합 가스를 도입하고, DC 전원(9)을 이용하여 전면 에로젼 마그네트론 캐소드(도시하지 않음)에 부(負) 전압을 가하여 스퍼터링을 수행한다. DC 전원(9)은 아크 검출기능을 가지므로, 스퍼터링 중의 방전 상태를 감시할 수 있다. 진공조(1) 내부의 압력은 압력계(10)에 의해 측정되고 있다.
투명 기판상에 형성하는 광반투과막의 투과율은, 가스 도입구(8)로부터 도입하는 가스의 종류 및 혼합비에 의해 조정한다.
또한, 위상각 및 투과율의 블랭크 내 분포(면 내 편차)를 각각 ±2° 이내, ±4° 이내로 억제하기 위해서는, 투명 기판을 회전시키면서 성막을 수행함과 동시에, 성막 개시부터 성막 종료까지의 사이에 투명 기판을 정수(整數)회 회전시켜 성막을 수행할 필요가 있다. 이를 위해서는, 예를 들면, 기판의 회전각 위치를 검출하는 센서에 의해 방전을 온으로 한 시점(성막 개시)의 기판의 회전각 위치를 검출하고, 또한 이 센서에 의해, 기판이 정수회 회전하여 방전을 온으로 한 시점과 같은 회전각 위치에 기판이 온 시점에서 방전을 오프(성막 종료)로 하는 구성을 구비할 필요가 있다.
또한, 광반투과막 등의 박막을 형성하는 스퍼터링시의 가스압, 스퍼터링용 DC 전원의 출력, 스퍼터링을 수행하는 시간은 직접적으로 투과율, 위상각에 영향을 주기 때문에, 가스 유량 컨트롤러, DC 전원, 기타 기기의 정밀도 향상이나 컨트롤러로부터 발신하는 설정 신호의 정밀도 향상이 필요하다. 스퍼터링시의 가스압은, 장치의 배기 컨덕턴스에도 영향을 받기 때문에, 배기구 밸브의 열림 정도나 실드의 위치를 정확하게 결정할 수 있는 기구도 필요하다.
또한, 질화 실리콘을 포함하는 막에서는, 진공조 내벽으로부터 발생하는 수분 등의 가스가 막의 광학 특성에 큰 영향을 주기 때문에, 진공조 내를 충분히 배기할 수 있는 펌프를 장착하고, 진공조 내벽을 베이킹할 수 있는 기구를 설치할 필요가 있다. 진공조 내의 진공도는, 성막 속도가 10nm/min인 경우는 대략 2×10-5pa 이하, 성막 속도가 5nm/min인 경우에는 1×10-5pa 이하가 필요하다.
위상각 및 투과율의 면 내 분포는, 기판과 타겟의 위치관계에 따라서도 변화한다. 타겟과 기판의 위치관계에 대하여 도 8을 이용하여 설명한다.
오프셋 거리(기판의 중심축과, 타겟의 중심을 지나며 상기 기판의 중심축과 평행한 직선과의 사이의 거리)는, 위상각 및 투과율의 분포를 확보해야 하는 면적에 의해 조정된다. 일반적으로는 분포를 확보해야 하는 면적이 큰 경우, 필요한 오프셋 거리는 커진다. 예를 들면, 152㎜ 각의 기판 내에서 위상각 분포 ±2° 이내 및 투과율 분포 ±4° 이내를 실현하기 위하여, 오프셋 거리는 200㎜ 내지 350㎜ 정도가 필요하며, 바람직한 오프셋 거리는 240㎜ 내지 280㎜이다.
타겟-기판간 수직 거리(T/S)는, 오프셋 거리에 의해 최적 범위가 변화하지만, 152㎜각의 기판 내에서 위상각 분포 ±2°이내 및 투과율 분포 ±4° 이내를 실현하기 위하여, 타겟-기판간 수직 거리(T/S)는 200㎜ 내지 380㎜ 정도가 필요하며, 바람직한 T/S는 210㎜ 내지 300㎜이다.
타겟 경사각은 성막 속도에 영향을 주며, 큰 성막 속도를 얻기 위하여 타겟 경사각은 0° 내지 45°가 적당하고, 바람직한 타겟 경사각은 10° 내지 30°이다.
스퍼터링 현상은 타겟이나 실드의 온도나 표면 상태를 변화시키고, 동시에 진공조 내의 진공도도 변화시킨다. 이 때문에 복수의 기판간에 타겟 및 실드의 온도 및 표면 상태를 계속적으로 항상 일정한 상태로 유지하고, 복수의 기판간에 스퍼터링 조건을 계속적으로 항상 일정한 상태로 유지하는 것이, 위상각과 투과율의 블러스트간 변동(블랭크간 편차) 및 블랭크 내 분포(면 내 편차)를 종래에 비해 저감시키기 위하여 필요하다. 이를 위해서는, 복수의 기판간에 스퍼터링 종료에서 다음 스퍼터링 개시까지의 간격을 계속적으로 항상 일정하게 하는 것이 가능한 장치를 이용할 필요가 있게 된다. 종래와 같이 스퍼터링 종료부터 다음 스퍼터링 개시까지의 간격이 일정하지 않은 간헐적인 스퍼터링을 수행하면, 타겟이나 실드의 상태가 시시각각 변화하여, 그에 따라 위상각, 투과율의 변동이 커진다.
복수의 기판간에 타겟 및 실드의 온도 및 표면 상태를 계속적으로 항상 일정한 상태로 유지하고, 복수의 기판간에 스퍼터링 조건을 계속적으로 항상 일정한 상태로 유지하는 것을 실현하기 위해서는, 도 9에 나타낸 바와 같은, 스퍼터링을 수행하는 진공조(스퍼터실)를 항상 고진공 상태로 유지할 수 있는 로드록(load lock) 기구를 설치하여, 로드록실로부터 스퍼터실로의 기판 도입을 복수의 기판간에 항상 일정한 간격으로 계속적으로 수행할 수 있도록 하는 장치 구성이 필요하다. 이를 위해서는, 일부러 한 장씩 기판을 도입하는 로드록 기구를 설치하고, 또한 로드록실의 용적을, 로드록실로부터 스퍼터실로의 기판 도입을 복수의 기판간에 항상 일 정한 간격으로 계속적으로 수행할 수 있는 용적으로 설계할 필요가 있다.
도 9에 있어서, 로드록실(11)에는, 대기와 로드록실(11)을 격리하는 밸브(12)와, 로드록실(11)과 스퍼터실(13)을 격리하는 밸브(14)가 장착되어 있다. 로드록실(11)로서는, 상기에서 설명한 스퍼터실로의 기판 도입을 일정한 간격으로 계속적으로 수행할 수 있는 매엽(枚葉)식이며 또한 소정의 용적으로 설계된 것을 설치하고 있다. 스퍼터실(13)은 후술하는 도 2에 나타낸 바와 같은 스퍼터링을 수행하는 진공조와 동등한 기능을 갖는다. 스퍼터실(13)로의 기판 도입을 로봇 아암으로 수행하는 경우에는, 스퍼터실(13)과 로드록실(11) 사이에 살송(撒送)실(15)을 설치하여도 좋다. 로봇 아암(19)은, 아암(19a)이 도시 A 방향으로 개폐함으로써 핸드(19b)를 도시 B 방향으로 이동할 수 있고, 또한 로봇 아암(19)은 도시 C 방향으로 회전할 수 있으며, 또한 로봇 아암(19)은 지면에 대하여 상하 방향으로 이동할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 성막의 시스템 효율을 향상시키기 위해서는, 상기 로드록실(11)과 같은 구성을 갖는 언로드록실(16)을 추가할 수도 있다. 도 9를 이용하여, 투명 기판상에 광반투과막을 형성하는 공정의 일예를 설명한다.
1) 밸브(14)를 닫은 후, 배기를 수행하여 로드록실(11) 내를 대기압으로 한다.
2) 밸브(12)를 열고 로드록실(11) 내에 투명 기판을 한 장 도입한다.
3) 밸브(12)를 닫고 로드록실(11)을 배기한다.
4) 로드록 실(11)이 소정의 진공도에 도달한 후, 밸브(14)를 열고 투명 기판을 스퍼터실(13)로 이동시킨다.
5) 스퍼터실(13)에서, 후술하는 도 2에 나타내는 구성을 이용하여 광반투과막을 형성한다.
6) 광반투과막의 성막 종료 후, 밸브(17)를 열고 기판을 언로드록실(16)로 이동시킨다. 이 때 언로드록(unload lock)실(16)은 소정의 진공도까지 배기되어 있을 필요가 있다.
7) 밸브(17)를 닫은 후, 배기를 수행하여 언로드록 실을 대기압으로 한다.
8) 밸브(18)를 열고 기판을 꺼낸다.
스퍼터실(13) 내에서의 광반투과막의 성막이 종료되어, 스퍼터실(13)로부터 언로드록실(16)로 기판이 이동될 때까지의 사이에, 상기 공정 (1)부터 (4)까지 종료시키고, 로드록실(11)에 다음 기판을 대기시킨다. 이전 성막이 종료되어, 스퍼터실(13)로부터 언로드록실(16)로 기판이 이동되면, 대기시킨 투명 기판을 스퍼터실(13)로 이동시키고, 이어서 광반투과막의 성막을 수행한다. 이러한 공정에 의해, 장치의 정비시 등을 제외하고 복수의 기판간에 스퍼터링 종료부터 다음 스퍼터링 개시까지의 간격을 지속적으로 항상 일정하게 할 수 있게 되며, 복수의 기판간에 타겟 및 실드의 온도 및 표면 상태를 계속적으로 항상 일정한 상태로 유지하여, 복수의 기판 간에 스퍼터링 조건을 계속적으로 항상 일정한 상태로 유지할 수 있게 된다. 이로 인해, 예를 들면 위상각, 투과율의 변동이 적은 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크를 안정되게 제조할 수 있다. 구체적으로는, 위상각 및 투과율의 블랭크간 편차가 각각 ±2° 이내, ±4° 이내인 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크를 안정되게 제조할 수 있다.
다음으로, 광반투과막의 재질이 위상각, 투과율에 주는 영향에 대하여 설명한다. 광반투과막의 위상각, 투과율은 성막 속도와 질화의 정도에 따라 변화한다. 성막 속도와 질화의 정도는 스퍼터링 중의 질소 분압에 영향을 받지만, 광반투과막이 완전히 질화한 상태에서는, 스퍼터링 중의 질소 분압의 영향이 작아진다. 질화한 금속 실리사이드막에서는, ESCA로 측정한 질소의 함유량이 실리콘보다 커지도록 스퍼터링 중에 도입하는 질소 유량을 조정함으로써, 질소 분압의 변동이 광학 특성에 미치는 영향을 작게 할 수 있다. 이 방법을 이용하면, 위상각과 투과율의 면 내 분포를 작게 하는 것도 동시에 가능하다. 또한, 스퍼터링 중에 질소와 동시에 산소를 첨가하는 경우에는 위상각, 투과율이 산소의 유량 변동의 영향을 크게 받게 되는데, 적어도 질소의 유량 변동의 영향에 대해서는 상기 방법으로 적게 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 포토 마스크 블랭크라 함은, 포토 마스크에 있어서의 예를 들면, 차광막(크롬 또는 크롬에 산소, 질소, 탄소 등을 포함하는 크롬 화합물, 그 외의 크롬 화합물 등) 및 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서의 위상 시프트막 등을 포함한다.
또한, 본 발명에서의 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서는, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크뿐만 아니라, 위상각의 편차를 ±2° 이내로 할 목적으로, 예를 들면, 레벤슨형, 보조 패턴형, 자기 정합형(엣지 강조형) 등, 다른 위상 시프트 마스크를 제조하기 위한 블랭크에도 적용가능하다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
상기 도 7 내지 9에서 설명한 DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여, ArF 엑시머 레이저(193nm)용 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 100장을 한 장씩 일정 간격으로 연속 성막하여 제작한다.
구체적으로는, 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타겟(Mo : Si = 8 : 92 mol%)을 이용하여, 아르곤(Ar)과 질소(N2)의 혼합 가스 분위기(Ar : N2 = 10% : 90%, 압력 : 0.1Pa)에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, 투명 기판(6인치 각, 두께 0.25 인치인 석영 기판) 상에 질화된 몰리브덴 및 실리콘(MoSiN)의 박막(막두께 약 670 옹스트롬)을 형성하여, ArF 엑시머 레이저(파장 193nm)용 위상 시프트 마스크 블랭크(막조성 : Mo : Si : N = 7 : 45 : 48)를 얻었다.
본 실시예에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 스퍼터링 타겟(2)과 기판(6)이, 기판과 타겟의 대향하는 면이 소정의 각도를 갖도록, 타겟과 기판이 배치되어 있는 구성의 장치를 이용하였다. 이 경우, 도 8에 나타내는 스퍼터링 타겟과 기판의 오프셋 거리는 340㎜, 타겟-기판간 수직 거리(T/S)는 380㎜, 타겟 경사각은 15°로 하였다.
광반투과막의 위상각은 스퍼터링 시간에 따라 조정하고, 노광 파장에 있어서의 위상각은 약 180°로 조정하였다.
실시예에서는, 도 7에 나타내는 DC 마그네트론 스퍼터 장치에 있어서, 도 1에 나타내는 스퍼터링 타겟(A), 도 5에 나타내는 스퍼터링 타겟(B)(도 1에 나타내는 스퍼 터링 타겟에 있어서 구리의 용사가 없는 것), 도 6에 나타내는 스퍼터링 타겟(C)을 각각 사용하였다. 각 스퍼터링 타겟은, 백킹 플레이트(4)에 무산소 구리를 이용하고, 스퍼터링 타겟(5)과 백킹 플레이트(4)의 접착에는 인듐을 이용하고 있다.
이렇게 하여 100장 성막했을 때의 1장당 결함수(단위 : 개)를 조사하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
타겟 A 타겟 B 타겟 C
핀홀 0.2㎛ 이상 0.2 1.1 12.1
파티클 0.2㎛ 이상 0.4 2.1 15.8
타겟(A)을 사용한 경우, 본원에서 대상으로 하는 인듐계의 이물질은 검출되지 않았다. 또한, 그에 따라 핀홀의 발생율 및 입자 수가 눈에 띄게 적어지는 것이 확인되었다.
타겟(C)을 사용한 경우, 본원에서 대상으로 하는 인듐계의 이물질이 다수 검출되었고, 그에 따라 핀홀의 발생율 및 입자 수도 다수 검출되었다.
타겟(B)을 사용한 경우에는, 타겟(C)을 사용한 경우에 비하여, 본원에서 대상으로 하는 인듐계의 이물질이 저감되었고, 그에 따라 핀홀의 발생율 및 파티클 수가 저감되는 것이 확인되었다.
이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니다.
예를 들면, 광반투과막을 구성하는 금속으로 몰리브덴을 이용하였으나, 이에 한정되지 않고, 지르코늄, 티탄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 텅스텐, 니켈, 파라듐 등 을 이용할 수 있다.
또한, 금속과 실리콘을 포함하는 타겟으로서, 몰리브덴과 실리콘으로 이루어지는 타겟을 이용하였으나, 이에 한정되지 않는다. 금속과 실리콘을 포함하는 타겟에 있어서, 몰리브덴은 상기 금속 중에서 특히, 투과율의 제어성과 금속과 규소를 함유하는 스퍼터링 타겟을 이용한 경우 타겟 밀도가 크고, 막 중의 파티클을 적게 할 수 있다는 점에서 우수하다. 티탄, 바나듐, 니오브는 알칼리 용액에 대한 내구성이 우수하지만, 타겟 밀도에 있어서 몰리브덴에 약간 뒤떨어진다. 탄탈은 알칼리 용액에 대한 내구성 및 타겟 밀도에 있어서 우수하지만, 투과율의 제어성에 있어서 몰리브덴에 약간 뒤떨어진다. 텅스텐은 몰리브덴과 아주 비슷한 성질을 가지고 있지만, 스퍼터링시의 방전 특성에 있어서 몰리브덴보다 약간 뒤떨어진다. 니켈과 파라듐은 광학 특성, 및 알칼리 용액에 대한 내구성 면에서는 우수하지만 드라이에칭이 조금 곤란하다. 지르코늄은 알칼리 용액에 대한 내구성은 우수하지만, 타겟 밀도에 있어서 몰리브덴에 뒤떨어지며, 드라이에칭이 조금 곤란하다. 이러한 것을 고려하면 현재 시점에서 몰리브덴이 가장 바람직하다. 질화된 몰리브덴 및 실리콘(MoSiN)의 박막(광반투과막)은, 내산성이나 내알칼리성 등의 내약품성이 우수하다는 점에서도 몰리브덴이 바람직하다.
또한, 성막시의 방전 안정성을 확보하면서 위상 시프트 마스크로서의 제반 특성을 만족시키는 조성의 박막을 얻기 위해서는, 70 내지 95 mol%의 실리콘과 금속을 포함한 타겟을, 질소를 포함하는 분위기 속에서 DC 마그네트론 스퍼터링함으로써, 질소, 금속 및 실리콘을 포함하는 광반투과막을 형성하는 것이 바람직하다.
이것은, 타겟 중의 실리콘 함유량이 95 몰% 보다 많으면, DC 스퍼터링에 있어서는 타겟 표면상(에로젼부)에 전압을 걸기 어려워지기(전기가 통하기 어려워지기) 때문에 방전이 불안정해지고, 또한 70 몰% 보다 적으면, 높은 광투과율의 광반투과부를 구성하는 막을 얻을 수 없기 때문이다. 또한, 질소 가스와 DC 스퍼터링의 조합에 의해, 방전 안정성은 더욱 향상하기 때문이다.
또한, 성막시의 방전 안정성은 막질에도 영향을 미쳐, 방전 안정성이 우수하면 양호한 막질의 광반투과막을 얻을 수 있다.
본 발명의 마스크 블랭크의 제조방법에 따르면, 성막에 이용하는 스퍼터링 타겟의 타겟재와 백킹 플레이트를 접합하고 있는 결합제에 가해지는 열의 영향 및 결합제에 가해지는 중력의 영향에 의해, 상기 결합제가 용출하여 이 용출한 결합제가 타겟 측면을 거쳐 중력 방향으로 이동하여 타겟 표면의 에로젼 영역에 도달함으로써, 결합제를 주성분으로 하는 이물질이 기판상에 형성됨에 따른, 기판에서의 상기 결합제에 기인한 이물질의 발생을 방지 또는 저감할 수 있게 된다.
본 발명의 스퍼터링 타겟에 따르면, 기판에서의 상기 결합제에 기인한 이물질의 발생을 방지 또는 저감할 수 있게 된다. 이로 인해, 결합제에 기인한 이물질 발생의 문제를 초래하는 일 없이 복수장의 성막을 연속하여 수행할 수 있게 되어, 예를 들면, ArF, F2 엑시머 레이저 등의 단파장용 마스크 블랭크를 안정되게 제조할 수 있게 된다.

Claims (17)

  1. 기판상에 마스크 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크의 제조방법에 있어서,
    상기 박막은 스퍼터링 타겟을 이용하여 스퍼터링법으로 형성되고,
    상기 스퍼터링 타켓으로서, 타겟재와 백킹 플레이트가 결합제를 통하여 접합되어 이루어지며, 상기 스퍼터링 타겟의 측벽에 상기 결합제의 노출을 방지하도록 금속막이 형성된 스퍼터링 타겟을 이용하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 박막은, 상기 기판의 표면을 위를 향하도록 배치하고, 상기 스퍼터링 타겟의 타겟면을 중력 방향에 대하여 0도 내지 90도 사이의 각도로 배치하여, 스퍼터링법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 백킹 플레이트가, 베이스부와, 상기 베이스부에 대하여 볼록(凸)형상으로 돌출한 부분으로서 그 상부면에서 상기 타겟재를 접합하기 위한 접합부를 가지고,
    상기 백킹 플레이트의 접합부에서의 타겟재를 접합하는 부분의 면적보다도 면적이 큰 타겟재를, 상기 타겟재를 접합하는 부분으로부터 전주에 걸쳐 삐져 나오 도록, 상기 타겟재를 접합하는 부분에 결합제를 개재하여 접합한 상기 스퍼터링 타겟을,
    전면 에로젼형 마그네트론 캐소드를 이용한 스퍼터링법에 적용하여, 상기 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 기판상에 마스크 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크의 제조방법에 있어서,
    상기 박막은 회전 기구를 갖는 기판 받침대와, 기판의 중심축으로부터 그 중심이 어긋난 위치에, 비스듬하게 아래를 향하는 각도로 상기 기판과 대향하는 스퍼터링 타겟을 갖는 DC 마그네트론 스퍼터 장치를 이용하고,
    기판을 회전시키면서 스퍼터링에 의해 성막되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 백킹 플레이트가, 베이스부와, 상기 베이스부에 대하여 볼록 형상으로 돌출한 부분으로서 그 상부면에서 상기 타겟재를 접합하기 위한 접합부를 가지고,
    상기 백킹 플레이트의 접합부에서의 타겟재를 접합하는 부분의 면적보다도 면적이 큰 타겟재를, 상기 타겟재를 접합하는 부분으로부터 전주에 걸쳐 삐져 나오도록, 상기 타겟재를 접합하는 부분에 결합제를 개재하여 접합한 상기 스퍼터링 타겟을,
    전면 에로젼형 마그네트론 캐소드를 이용한 스퍼터링법에 적용하여, 상기 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 금속막은, 백킹 플레이트의 볼록 형상 구조와, 타겟재가 상기 접합 부분으로부터 삐져 나오도록 한 구성의 조합에 의해 형성되는 오목(凹)부를 반 이상 메우도록 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  7. 제 4항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속막은, 백킹 플레이트와 같은 재료인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  8. 제 4항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속막의 표면이 거친 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 금속막의 표면이 거친 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  10. 제1, 2, 4, 5 또는 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크 블랭크는, ArF 또는 F2 엑시머 레이저를 노광광으로 하는 단파장용 마스크 블랭크인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  11. 기판상에 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되는 스퍼터링 타겟으로서,
    상기 스퍼터링 타겟은 상기 박막을 형성하기 위한 타겟재와, 백킹 플레이트와, 결합제와, 금속막을 가지며,
    상기 백킹 플레이트가, 베이스부와, 상기 베이스부에 대하여 볼록(凸)형상으로 돌출한 부분으로서 그 상부면에서 상기 타겟재를 접합하기 위한 접합부를 가지고,
    상기 타겟재가, 상기 백킹 플레이트의 접합부에서의 상기 타겟재와의 접합 부분으로부터 전체 주위에 걸쳐 삐져 나오도록 하여, 상기 백킹 플레이트에서의 상기 접합 부분과 상기 결합제를 통하여 접합되어 있으며,
    상기 금속막이, 상기 스퍼터링 타겟의 측벽에 상기 결합제의 노출을 방지하도록 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟.
  12. 기판상에 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되는 스퍼터링 타겟으로서,
    상기 스퍼터링 타겟 전체가, 상기 박막을 형성하기 위한 타겟재로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟.
  13. 기판상에 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되는 스퍼터링 타겟으로서,
    상기 스퍼터링 타겟은, 상기 박막을 형성하기 위한 타겟재와, 백킹 플레이트와, 결합제를 가지며,
    상기 타겟재가, 상기 백킹 플레이트에서의 상기 타겟재와의 접합 부분과 상기 결합제를 통하여 접합되어 있으며,
    상기 타겟재의 두께가, 상기 스퍼터링 타겟을 사용했을 때에 상기 결합제에 가해지는 열의 영향에 의해 상기 결합제가 용출하지 않을 정도의 두께인 5 내지 15mm인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟.
  14. 제 11항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟이, 상기 박막을 형성할 때에, 상기 타겟재가 상기 결합제보다도 중력 방향 측으로 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크 제조용 스퍼터링 타겟.
  15. 제 11항 내지 13항 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 타겟을 이용하여, 기판상에 박막을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조방법.
  16. 제 14항에 기재된 스퍼터링 타겟을 이용하여 기판상에 박막을 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
  17. 기판상에 마스크 패턴을 형성하기 위한 박막을 가지는 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서,
    상기 박막은, 스퍼터링 타겟을 이용하여 스퍼터링법으로 형성하는 것으로 하고,
    상기 스퍼터링 타겟으로서, 타겟재와 백킹 플레이트가 결합제를 개재하여 접합되어 이루어지고,
    상기 백킹 플레이트가, 베이스부와, 상기 베이스부에 대하여 볼록(凸)형상으로 돌출한 부분으로서 그 상부면에서 상기 타겟재를 접합하기 위한 접합부를 가지고,
    상기 백킹 플레이트의 접합부에서의 타겟재를 접합하는 부분의 면적보다도 면적이 큰 타겟재를, 상기 타겟재를 접합하는 부분으로부터 전주에 걸쳐 삐져 나오도록, 상기 타겟재를 접합하는 부분에 상기 결합제를 개재하여 접합한 상기 스퍼터링 타겟을,
    전면 에로젼형 마그네트론 캐소드를 이용한 스퍼터링법에 적용하여, 상기 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조방법.
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