KR101543288B1 - Multi-gray scale photomask, photomask blank and pattern transcription method - Google Patents
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Abstract
투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 이루어진다. 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 제어되고, 또한 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율이 제어된 것이다.A semitransparent film that transmits part of the exposure light and a light shielding film that shields the exposure light in this order from the translucent substrate, the translucent portion that transmits the exposure light by patterning the semitransparent film and the light shield film, Wherein the semi-light-transmitting film has a transmittance spectrum for exposure light over the wavelength bands of the i-th line to the g-line, wherein the transmittance spectra of the exposure light over the i-line to the g- And a laminated film of two or more other semitransparent films. The semi-light-transmitting film composed of the laminated film is formed by stacking two or more semitranslucent films so that the amount of change in transmittance with respect to exposure light over the wavelength band of i-line to g-line passing through the semitranslucent film composed of the laminated film is controlled, The transmittance of the exposure light transmitted through the semitransparent film made of the laminated film is controlled by the lamination of two or more semitransparent films.
Description
본 발명은 다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법 등에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-gradation photomask, a photomask blank, a pattern transfer method, and the like.
근래 대형 FPD(플랫 패널 디스플레이)용 포토마스크의 분야에 있어서, 반투광성 영역(소위 그레이톤부)을 갖는 다계조 포토마스크(소위 그레이톤 마스크)를 이용하여 마스크 매수를 삭감하는 시도가 이루어지고 있다(예를 들어 월간 FPD Intelligence, p.31-35, 1999년 5월 참조).Recently, in the field of a large FPD (flat panel display) photomask, attempts have been made to reduce the number of masks by using a multi-gradation photomask (so-called gray-tone mask) having a translucent region (so-called gray tone portion) See, for example, the monthly FPD Intelligence, p. 31-35, May 1999).
여기에서 다계조 포토마스크는 도 11(1) 및 도 12(1)에 나타내는 바와 같이, 투광성 기판(5) 상에, 노광광을 차광하는 차광부(1)와, 노광광을 투과하는 투광부(2)와, 노광광을 일부 투과하는 반투광부(3)를 갖는다. 반투광부(3)는 차광부와 투광부의 중간적인 투과율을 얻기 위한 영역이며, 예를 들어 도 11(1)에 나타내는 바와 같이 차광부와 투광부의 중간적인 투과율을 갖는 반투광막(3a')을 형성한 영역, 혹은 도 12(1)에 나타내는 바와 같이 다계조 포토마스크를 사용(탑재)하여 패턴 전사를 실시하는 대형 FPD용 노광기의 해상 한계 이하의 미세 차광 패턴(3a) 및 미세 투과부(3b)(소위 그레이톤 패턴)를 형성한 영역이다. 반투광부(3)는 이들의 영역을 투과하는 노광광의 투과량을 저감하여 이 영역에 의한 조사량을 저감해 관계되는 영역에 대응하는 포토레지스트의 현상 후에 감소한 막의 막 두께를 원하는 값으로 제어하는 것을 목적으로 형성된다.Here, as shown in Fig. 11 (1) and Fig. 12 (1), the multi-gradation photomask is provided with a light-
대형 다계조 포토마스크를 미러 프로젝션 방식이나 렌즈를 사용한 렌즈 프로젝션 방식의 대형 노광장치에 탑재하여 사용하는 경우, 반투광부(3)를 통과한 노광광은 전체로서 노광량이 부족해지기 때문에 이 반투광부(3)를 통하여 노광한 포지티브형 포토레지스트는 막 두께가 얇아지는 것만으로 기판 상에 남는다. 즉 레지스트는 노광량의 차이에 의해서 통상의 차광부(1)에 대응하는 부분과 반투광부(3)에 대응하는 부분에서 현상액에 대한 용해성에 차이가 생기기 때문에, 현상 후의 레지스트형상은 도 11(2) 및 도 12(2)에 나타내는 바와 같이, 통상의 차광부(1)에 대응하는 부분(1')이 예를 들어 약 1㎛, 반투광부(3)에 대응하는 부분(3')이 예를 들어 약 0.4∼0.5㎛, 투광부(2)에 대응하는 부분은 레지스트가 없는 부분(2')이 된다. 그리고 레지스트가 없는 부분(2')에서 피가공 기판의 제 1 에칭을 실시하여 반투광부(3)에 대응하는 얇은 부분(3')의 레지스트를 애싱(ashing) 등에 의해서 제거하여 이 부분에서 제 2 에칭을 실시함으로써 1매의 마스크로 종래의 마스크 2매분의 공정을 실시하여 마스크 매수를 삭감한다.
When a large multi-grayscale photomask is used in a large-sized exposure apparatus of a mirror projection system or a lens projection system using a lens, exposure light passing through the
그런데 마이크로프로세서, 반도체메모리, 시스템LSI 등의 반도체 디바이스를 제조하기 위한 LSI용 마스크는 최대라고 해도 6인치각 정도로 상대적으로 소형으로서, 스테퍼(숏-스테프 노광)방식에 의한 축소투영 노광장치에 탑재되어 사용되는 일이 많다. 또 LSI용 마스크에서는 렌즈계에 의한 색수차 배제 및 그것에 의한 해상성 향상의 관점에서 단색의 노광광이 사용된다. 이 LSI용 마스크에 대한 단색의 노광파장의 단파장화는 초고압 수은등(燈)의 g선(436nm), i선(365nm), KrF엑시머레이저(248nm), ArF엑시머레이저(193nm)로 진행되어 오고 있다.However, an LSI mask for manufacturing a semiconductor device such as a microprocessor, a semiconductor memory, and a system LSI is relatively small at an angle of about 6 inches and is mounted on a reduced projection exposure apparatus by a stepper (short-step exposure) There is a lot of work to be done. In the LSI mask, monochromatic exposure light is used from the viewpoint of eliminating the chromatic aberration caused by the lens system and improving the resolution due to the chromatic aberration. The monochromatic exposure wavelength for this LSI mask has been progressed to g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm) and ArF excimer laser (193 nm) of ultra high pressure mercury lamp .
또 LSI용 마스크를 제조하기 위한 소형 마스크 블랭크에 있어서는 높은 에칭정밀도가 필요하기 때문에 드라이 에칭에 의해서 마스크 블랭크 상에 형성된 박막의 패터닝이 실시된다.In addition, since a small mask blank for manufacturing an LSI mask requires high etching accuracy, patterning of a thin film formed on the mask blank is performed by dry etching.
이에 대해, FPD용 대형 마스크는 예를 들어 330mm×450mm부터 1220mm×1400mm로 상대적으로 대형으로서, 미러 프로젝션 방식이나 렌즈를 사용한 렌즈 프로젝션 방식의 노광장치에 탑재되어 사용되는 일이 많다. 또 FPD용 대형 마스크를 미러 프로젝션(스캐닝 노광방식에 의한 등배 투영 노광)방식의 노광장치에 탑재하여 사용하는 경우, (Ⅰ) 반사광학계만으로 마스크를 통한 노광이 실시되므로 LSI용 마스크와 같이 렌즈계의 개재에 의거하여 생기는 색수차는 문제가 되지 않는 것, 및 (Ⅱ) 현상에서는 다색파 노광의 영향(투과광이나 반사광에 의거하는 간섭이나, 색수차의 영향 등)을 현념하기 보다도 단색파 노광에 비해 큰 노광광 강도를 확보할 수 있는 다색파 노광쪽이 종합적인 생산면에서 유리하기 때문에 초고압 수은등의 i~g선의 넓은 대역을 이용하여 다색파 노광을 실시하고 있다. 또 FPD용 대형 마스크를 렌즈방식의 대형 노광장치에 탑재하여 사용하는 경우에도, 상기 (Ⅱ)에 기재한 이유 등으로부터 역시 마찬가지로 다색파 노광을 실시하고 있다. 복수의 파장에 의한 노광(다색파 노광)처리의 이점은 노광광 강도를 단일 파장에 의한 노광(단색파 노광)의 경우에 비해 크게 할 수 있는 것이다. 예를 들어 i선만 또는 g선만의 단색파 노광에 비해, h선을 포함하여 i선으로부터 g선에 걸친 파장대역의 빛으로 노광을 실시하는 쪽이 노광광 강도는 크다. 이 때문에 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또 예를 들어 FPD디바이스 등의 대형의 디스플레이 디바이스는 등배 노광법을 이용하여 제조되는 경우가 많다. LSI디바이스 등의 제조에서 사용되고 있는 축소 노광법에 비해 등배 노광법은 디바이스면에 조사되는 노광광의 입사 강도가 작으므로 복수의 파장을 이용하는 것으로 디바이스면에 조사되는 노광광의 입사 강도를 보충하는 이점을 얻을 수 있다.On the other hand, FPD large masks are relatively large, for example, from 330 mm x 450 mm to 1220 mm x 1400 mm, and are often used in an exposure apparatus of a mirror projection system or a lens projection system using lenses. In addition, when the FPD large mask is mounted on an exposure apparatus of a mirror projection type (equivalent projection projection exposure by a scanning exposure system) method, (I) exposure is performed through a mask using only a reflection optical system, , And (II), it is considered that the chromatic aberration caused by the exposure of a large color light source is less than that of the monochromatic wave exposure, rather than the influence of the multicolor wave exposure (interference due to transmitted light or reflected light, Since the multicolor wave exposure that can secure the intensity is advantageous in terms of comprehensive production, the multicolor wave exposure is performed using a wide band of the i to g line of the ultra high-pressure mercury lamp. Also, when a large-size mask for FPD is mounted on a large-sized exposure apparatus of a lens system, a multicolor wave exposure is likewise carried out for the reasons described in (II) above. An advantage of the exposure (multi-color wave exposure) by a plurality of wavelengths is that the exposure light intensity can be made larger than that in the case of exposure by a single wavelength (monochromatic wave exposure). The exposure light intensity is higher when exposure is performed with light of a wavelength band extending from the i line to the g line including the h line as compared with the monochromatic wave exposure of only the i line or the g line only. Therefore, the productivity of the device can be improved. Also, for example, a large-sized display device such as an FPD device is often manufactured by using the equal exposure method. Compared to the enlargement exposure method used in the manufacture of LSI devices and the like, since the incident intensity of the exposure light irradiated on the device surface is smaller than that of the enlargement exposure method, a plurality of wavelengths are used, which provides an advantage of supplementing the incident intensity of exposure light irradiated on the device surface .
또 FPD용 대형 마스크의 제조에 있어서는 대형의 드라이 에칭장치의 제작이 어렵고, 제작했다고 해도 매우 고가이며 균일하게 에칭하는 것은 기술적으로 어렵다. 이와 같은 점에서 FPD용 대형 마스크를 제조하기 위한 대형마스크 블랭크에 있어서는 비용면 및 스루풋(through put)을 중시하여 에칭액을 이용한 웨트 에칭을 채용하여 마스크 블랭크 상에 형성된 박막의 패터닝이 실시되는 경우가 많다.In manufacturing large-sized FPD mask, it is difficult to manufacture a large-scale dry etching apparatus, and even if it is manufactured, it is very expensive and it is technically difficult to etch uniformly. In this respect, in a large mask blank for manufacturing a large mask for FPD, wet etching using an etchant is applied with an emphasis on the cost and throughput, so that the thin film formed on the mask blank is often patterned .
근래 FPD용 대형 다계조 포토마스크의 요구 정밀도(규격값)가 엄격해지고 있다. 이와 동시에 비용 삭감도 요망되고 있다.In recent years, the required precision (standard value) of a large-scale multi-gradation photomask for FPD has become strict. At the same time, cost reduction is also desired.
그래서 본 발명자들은 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 관해 반투광막 및 차광막의 각각에 웨트 에칭에 의한 패터닝이 실시되는 경우에 대해서 엄격해지는 요구 정밀도(규격값)를 만족시키기 위한 과제에 대해서 검토했다.Therefore, the inventors of the present invention have found that the problem of satisfying the required precision (standard value) that becomes strict with respect to the case of patterning by the wet etching for each of the semitransparent film and the light-shielding film with respect to the large multi-grayscale photomask blank and photomask for FPD .
그 결과,As a result,
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것,(1) suppressing the change in transmittance over the wavelength band of the i-line to the g-line of the semitransparent film,
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미(微)조정이 용이한 것),(2) adjusting the transmittance of the exposure light transmitted through the semitransparent film to a desired value (particularly, fine adjustment is easy),
(3) 결함이 적은 제조 프로세스를 채용할 수 있는 것,(3) capable of employing a manufacturing process with few defects,
은 양립이 곤란하다는 것을 알았다.Were found to be difficult to reconcile.
이것을 이하에서 자세하게 설명한다.This will be described in detail below.
우선, 전제로서 웨트 에칭을 이용하여 제작되는 FPD용 대형 다계조 포토마스크에 있어서의 차광막으로는 Cr계 차광막이 통상 사용된다.First, as a premise, a Cr-based light-shielding film is generally used as a light-shielding film in a FPD large-scale multi-gradation photo mask manufactured using wet etching.
반투광막으로 MoSiN을 이용하는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에서는 기판측으로부터 기판＼MoSiN 반투광막＼Cr계 차광막의 적층구조를 갖는 포토마스크 블랭크(종래예 1)가 이용된다. 이때 MoSiN 반투광막은 i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 크지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 두껍기(예를 들어 약 20∼35nm) 때문에 막 두께에 의한 투과율 조정 및 투과율 제어가 용이하다. 또 반투광막으로 MoSiN을 이용하는 경우는 반투광막 선설치(도 10(1))·반투광막 후설치(도 10(2))의 양쪽 프로세스가 채용 가능하다.In the large multi-grayscale photomask blank and photomask for FPD using MoSiN as a semitransparent film, a photomask blank (Conventional Example 1) having a stacked structure of substrate, MoSiN semitransparent film, and Cr-based light shielding film is used from the substrate side. Since the MoSiN semitransparent film has a relatively large transmittance variation between the i-line and the g-line but the film thickness for obtaining a predetermined transmittance is relatively thick (for example, about 20 to 35 nm), the transmittance adjustment by the film thickness and the transmittance control . In the case of using MoSiN as the semitransparent film, both processes of the semi-transparent film line installation (FIG. 10 (1)) and the semi-transparent film post-installation (FIG. 10 (2)) can be adopted.
반투광막으로 CrN을 이용하는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크(종래예 2)에 있어서는 CrN 반투광막은 i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기(예를 들어 약 10nm 이하로 매우 얇다) 때문에 막 두께에 의한 투과율 조정이나 제어가 어렵다. 또 CrN 반투광막은 Cr계 차광막과의 에칭 선택성이 거의 없기 때문에 Cr계 차광막의 성막과 패터닝을 우선 실시하고, 그 후에 CrN 반투광막의 성막과 패터닝을 실시할 필요가 있다(소위 반투광막 후설치 프로세스의 채용이 필수가 된다). 반투광막 후설치 프로세스의 경우, 성막과 그 막의 패터닝의 일련의 공정을 2회로 나누어서 실시할 필요가 있으므로 반투광막 선설치 프로세스에 비해 결함이 증가한다.In the large multi-grained photomask blank and the photomask (Conventional Example 2) for FPD using CrN as a semitransparent film, the CrN translucent film has a relatively small transmittance variation between the i-line and the g-line but has a film thickness for obtaining a predetermined transmittance Is relatively thin (e.g., about 10 nm or less), it is difficult to control and control the transmittance by the film thickness. In addition, since the CrN semitransparent film has almost no etching selectivity with respect to the Cr-based light-shielding film, it is necessary to perform film formation and patterning of the Cr-based light-shielding film first and then to form and pattern the CrN semitransparent film The adoption of a process is essential). In the case of the post-translucent film post-installation process, since a series of steps of film formation and patterning of the film are required to be performed in two steps, defects increase in comparison with the semi-transparent film pre-
상기와 같이 종래예 1과 종래예 2의 양쪽의 이점을 갖고, 양쪽의 결함을 해소하는 기술의 제안은 아직 이루어지고 있지 않다. 즉, 상기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 기술의 제안은 아직 이루어지고 있지 않다.As described above, the proposal of a technique for eliminating defects on both sides has not yet been made, with the merits of both Conventional Example 1 and Conventional Example 2. That is, a proposal of a technology capable of satisfying the above-mentioned (1) to (3) has not yet been made.
본 발명은 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 관하여 이하의 (1)~(3)을 양립할 수 있는 기술의 제공을 목적으로 한다.The present invention aims to provide a technology capable of satisfying the following (1) to (3) with respect to a large multi-gradation photomask blank for a FPD and a photomask.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것.(1) The amount of change in transmittance over the wavelength band of i-line to g-line of the semitranslucent film is suppressed.
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것).(2) The transmittance of the exposure light transmitted through the semitransparent film is adjusted to a desired value (particularly, the fine adjustment is easy).
(3) 결함이 적은 제조 프로세스를 채용할 수 있는 것.
(3) capable of employing a manufacturing process with few defects.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구 개발을 실시했다. 그 결과,The present inventors conducted intensive research and development to solve the above problems. As a result,
(ⅰ) 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 하고, 이에 따라,(I) the semi-light-transmitting film is a laminated film of two or more semitransparent films having different transmittance spectra for exposure light over the wavelength ranges of i-line to g-line,
(ⅱ) 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 적절하게 제어할 수 있고, 또(Ii) The semi-light-transmitting film composed of the laminated film can appropriately control the amount of change in transmittance to exposure light over the wavelength band of i-line to g-line passing through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film by lamination of two or more semitranslucent films And
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 적절하게 제어할 수 있는 것을 발견했다. 이에 따라 상기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 얻는 것이 가능하게 되는 것을 발견했다.It has been found that the transmittance of the exposure light passing through the semitransparent film made of the laminated film can be appropriately controlled by the lamination of two or more semitransparent films. Thus, it has been found that it becomes possible to obtain a large multi-grayscale photomask blank and a photomask for FPD that can satisfy both of the above (1) to (3).
또한 본 발명자는 상기 적층막을 구성하는 각 반투광막의 재료가 같아도 각 반투광막의 막 두께에 따라 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량의 억제효과를 얻을 수 있기도, 얻을 수 없기도 하다는 것을 발견했다. 이것에 의거하여 본 발명자는Further, the present inventors have found that even if the materials of the respective semitranslucent films constituting the laminated film are the same, the effect of suppressing the change in transmittance over the wavelength bands of i-line to g-line can not be obtained or can not be obtained depending on the film thickness of each of the semi- . Based on this, the present inventor
(ⅲ)「상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 제어(원하는 값으로 제어)할 수 있고, 또(Iii) "The semi-light-transmitting film composed of the laminated film controls the amount of change in transmittance with respect to the exposure light over the wavelength band of i-line to g-line passing through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film by lamination of two or more semitranslucent films ), And
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 제어(원하는 값으로 제어)할 수 있다」와 같이 상기 적층막을 구성하는 각 반투광막의 재료 및 막 두께를 선택함(조정함)으로써 상기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 얻을 수 있는 것을 발견하여 본 발명에 이르렀다.The semi-light-transmitting film composed of the laminated film can control (with control to a desired value) the transmittance of the exposure light transmitted through the semitranslucent film composed of the laminated film by stacking two or more semitranslucent films, " (1) to (3) can be obtained by selecting (adjusting) the material and the film thickness of the translucent film. The present invention has been accomplished on the basis of these findings.
본 발명에 따른 다계조 포토마스크, 포토마스크 블랭크 및 패턴 전사방법은 이하의 구성을 갖는다.A multi-gradation photomask, a photomask blank, and a pattern transfer method according to the present invention have the following configuration.
(구성 1)(Configuration 1)
투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 블랭크에 있어서,A semitransparent film that transmits part of the exposure light and a light shielding film that shields the exposure light in this order from the translucent substrate, the translucent portion that transmits the exposure light by patterning the semitransparent film and the light shield film, A photomask blank for fabricating a multi-grayscale photomask in which a translucent portion that partially transmits light, and a shielding portion that shields exposure light are formed,
상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 이루어지며,The semi-light-transmitting film is composed of a laminated film of two or more semitransparent films having different transmittance spectra with respect to exposure light over the wavelength bands of i-line to g-line,
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 제어되고, 또In the semi-light-transmitting film comprising the laminated film, the amount of change in transmittance with respect to exposure light over the wavelength band of i-line to g-line passing through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film is controlled by the lamination of two or more semi-
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율이 제어된 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.Wherein the semi-light-transmitting film composed of the laminated film has a transmittance of exposure light transmitted through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film controlled by lamination of two or more semitransparent films.
(구성 2)(Composition 2)
상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 기능을 갖는 막이고, 또At least one of the semi-light-transmitting films constituting the laminated film is a film having a function of suppressing the amount of change in transmittance over the wavelength band of i-line to g-line, and
상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막의 막 두께를 조정함으로써 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재한 포토마스크 블랭크.Wherein the transmittance of the exposure light passing through the semitransparent film made of the laminated film is adjusted to a desired value by adjusting the film thickness of the at least one semitransparent film constituting the laminated film.
(구성 3)(Composition 3)
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 2.0％ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 구성 2에 기재한 포토마스크 블랭크.Wherein the semi-light-transmitting film comprising the laminated film has a transmittance variation of not more than 2.0% with respect to exposure light over a wavelength band of i-line to g-line.
(구성 4)(Composition 4)
투광성 기판 상에,On the translucent substrate,
크롬과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막과, 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 재료 또는 몰리브덴과 실리콘과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 반투광막의 적층막과,A laminate film of a translucent film formed by laminating a semitransparent film made of a material containing chromium and nitrogen, a material containing molybdenum and silicon, or a semitransparent film made of molybdenum, silicon and nitrogen,
크롬을 포함하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 1~3의 어느 한 항에 기재한 포토마스크 블랭크.And a light-shielding film made of a material containing chromium are stacked in this order on the surface of the photomask blank.
(구성 5)(Composition 5)
투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크에 있어서,A semitransparent film that transmits part of the exposure light and a light shielding film that shields the exposure light in this order from the translucent substrate, the translucent portion that transmits the exposure light by patterning the semitransparent film and the light shield film, In a multi-gradation photomask in which a translucent portion that partially transmits light, and a shielding portion that shades the exposure light,
상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 이루어지며,The semi-light-transmitting film is composed of a laminated film of two or more semitransparent films having different transmittance spectra with respect to exposure light over the wavelength bands of i-line to g-line,
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 제어되고, 또In the semi-light-transmitting film comprising the laminated film, the amount of change in transmittance with respect to exposure light over the wavelength band of i-line to g-line passing through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film is controlled by the lamination of two or more semi-
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율이 제어된 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.Wherein the transmittance of exposure light transmitted through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film is controlled by lamination of two or more semitransparent films, in the semitransparent film composed of the laminated film.
(구성 6)(Composition 6)
상기 반투광부는 투광성 기판 상에, 적층구조의 반투광막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재한 다계조 포토마스크.The multi-gradation photomask of
(구성 7)(Composition 7)
상기 반투광부는 노광광의 투과율이 다른 제 1 반투광부와 제 2 반투광부를 갖고, 상기 제 1 반투광부는 투광성 기판 상에, 적층구조의 반투광막의 하층막만으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지며, 상기 제 2 반투광부는 투광성 기판 상에, 적층구조의 반투광막의 하층막 및 상층막의 적층막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재한 다계조 포토마스크.Wherein the translucent portion has a first translucent portion and a second translucent portion having different transmissivities of exposure light and the first translucent portion has a translucent portion formed of only a lower layer film of a laminated semi-translucent film on a translucent substrate , And the second translucent portion is formed by forming a translucent portion composed of a laminated film of a lower layer film and an upper layer film of a semi-light-transmitting film of a laminated structure on a translucent substrate.
(구성 8)(Composition 8)
구성 5~7 중 어느 한 항에 기재한 다계조 포토마스크를 이용하여 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 의해서 포토마스크에 형성된 다계조 패턴을 피전사체 위에 전사하는 공정을 포함하는 패턴 전사방법.
A step of transferring a multi-gradation pattern formed on the photomask onto an object to be transferred by exposure light over a wavelength band of i-line to g-line using the multi-gradation photo mask according to any one of
본 발명에 따르면 하기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 그리고 그들의 제조방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a large multi-grayscale photomask blank and a photomask for FPD which can satisfy both of the following (1) to (3) and a manufacturing method thereof.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것.(1) The amount of change in transmittance over the wavelength band of i-line to g-line of the semitranslucent film is suppressed.
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것).(2) The transmittance of the exposure light transmitted through the semitransparent film is adjusted to a desired value (particularly, the fine adjustment is easy).
(3) 결함이 적은 프로세스를 채용할 수 있는 것.
(3) capable of adopting a process with few defects.
도 1(1), (2)는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 각종 반투광막의 광학특성 등을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 각종 반투광막의 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 각종 반투광막의 반사율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4(1), (2)는 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 각종 반투광막의 광학 특성 등을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 각종 반투광막의 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 각종 반투광막의 반사율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에서 제작한 포토마스크 블랭크를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 8(1)∼(8)은 본 발명의 실시예 3에 관련되는 제조방법을 공정 순으로 나타내는 개략 단면도이다.
도 9(1), (2)는 반투광부의 양태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10(1), (2)는 반투광막과 차광막의 성막 순서의 차이를 설명하기 위한 도면이며, 도 10(1)은 반투광막 선설치 타입의 포토마스크, 도 10(2)는 반투광막 후설치 타입의 포토마스크를 각각 나타낸다.
도 11(1), (2)는 반투광막을 갖는 다계조 포토마스크를 설명하기 위한 도면이며, 도 11(1)은 부분 평면도, 도 11(2)는 부분단면도이다.
도 12(1), (2)는 해상 한계 이하의 미세 차광 패턴을 갖는 다계조 포토마스크를 설명하기 위한 도면이며, 도 12(1)은 부분 평면도, 도 12(2)는 부분 단면도이다.
도 13은 TFT기판 제조용의 마스크패턴의 일례를 나타내는 도면이다.Figs. 1 (1) and (2) are diagrams showing optical characteristics and the like of the various translucent films obtained in Example 1 of the present invention.
2 is a diagram showing the transmittance spectra of the various translucent films obtained in Example 1 of the present invention.
3 is a view showing the reflectance spectra of the various translucent films obtained in Example 1 of the present invention.
Figs. 4 (1) and (2) are diagrams showing the optical characteristics and the like of the various translucent films obtained in Example 2 of the present invention.
5 is a diagram showing the transmittance spectra of the various translucent films obtained in Example 2 of the present invention.
6 is a view showing the reflectance spectra of the various translucent films obtained in Example 2 of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view showing a photomask blank manufactured in Example 3 of the present invention.
8 (1) to (8) are schematic sectional views showing the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.
Figs. 9 (1) and (2) are schematic diagrams for explaining aspects of the translucent portion.
10 (1) and 10 (2) are diagrams for explaining differences in the film formation sequence of the semi-light-transmitting film and the light-shielding film, And a photomask of a post-translucent film type.
11 (1) and (2) are views for explaining a multi-gradation photomask having a semitransparent film, wherein FIG. 11 (1) is a partial plan view and FIG. 11 (2) is a partial cross-sectional view.
12 (1) and (2) are diagrams for explaining a multi-gradation photomask having a fine light shielding pattern below the resolution limit. FIG. 12 (1) is a partial plan view and FIG. 12 (2) is a partial cross-
13 is a view showing an example of a mask pattern for manufacturing a TFT substrate.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은,According to the present invention,
투광성 기판 상에, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막과 노광광을 차광하는 차광막을 이 순서로 갖고, 상기 반투광막과 상기 차광막에 각각 패터닝이 실시됨으로써 노광광을 투과하는 투광부, 노광광을 일부 투과하는 반투광부, 노광광을 차광하는 차광부가 형성된 다계조 포토마스크, 또는 이 다계조 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 블랭크에 있어서,A semitransparent film that transmits part of the exposure light and a light shielding film that shields the exposure light in this order from the translucent substrate, the translucent portion that transmits the exposure light by patterning the semitransparent film and the light shield film, In a photomask blank for producing a multi-gradation photomask or a multi-gradation photomask in which a semi-transmissive portion for partially transmitting light, a light-shielding portion for shielding exposure light,
상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 2이상의 반투광막의 적층막으로 이루어지며,The semi-light-transmitting film is composed of a laminated film of two or more semitransparent films having different transmittance spectra with respect to exposure light over the wavelength bands of i-line to g-line,
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 제어되고, 또In the semi-light-transmitting film comprising the laminated film, the amount of change in transmittance with respect to exposure light over the wavelength band of i-line to g-line passing through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film is controlled by the lamination of two or more semi-
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율이 제어된 것을 특징으로 한다(구성 1, 구성 5).The semi-light-transmitting film composed of the laminated film is characterized in that the transmittance of the exposure light transmitted through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film is controlled by the lamination of two or more semitransparent films (
상기 구성 1, 구성 5에 관련되는 발명에 따르면 하기 (1)∼(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 그리고 그들의 제조방법의 제공이 가능해진다.According to the invention relating to the
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것,(1) suppressing the change in transmittance over the wavelength band of the i-line to the g-line of the semitransparent film,
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것)(2) adjusting the transmittance of the exposure light transmitted through the semitransparent film to a desired value
(3) 결함이 적은 프로세스를 채용할 수 있는 것.(3) capable of adopting a process with few defects.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크는 상술한 바와 같이 「상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 제어(원하는 값으로 억제)할 수 있고, 또As described above, the photomask blank and the photomask of the present invention are characterized in that the semitransparent film composed of the laminated film is formed by laminating two or more semitransparent films, The amount of change in transmittance to the exposure light can be controlled (suppressed to a desired value), and
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2이상의 반투광막의 적층에 의해서 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 제어(원하는 값으로 억제)할 수 있다」와 같이 상기 적층막을 구성하는 각 반투광막의 재료 및 막 두께를 선택하는(조정하는) 것을 특징으로 하는 것이라고 할 수 있다.The transmittance of the exposure light transmitted through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film can be controlled (suppressed to a desired value) by stacking two or more semitranslucent films of the semi-light-transmitting film composed of the laminated film " (Adjusts) the material and the film thickness of the light transmitting film.
이에 따라서 상기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 얻을 수 있다.Accordingly, a large multi-grayscale photomask blank and a photomask for FPD that can satisfy both of the above (1) to (3) can be obtained.
구체적으로는 예를 들어 반투광막은 기판측으로부터 CrN＼MoSiN의 적층막으로 한다. MoSiN의 막 두께가 적절한 경우(막 두께가 상대적으로 작은 경우), i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 1.5％ 이하로 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 또 MoSiN의 막 두께로 투과율의 미조정이 가능해진다. 이것에 대해 MoSiN의 막 두께가 적절하지 않은 경우(막 두께가 상대적으로 큰 경우), i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 효과를 얻을 수 없다.Specifically, for example, the semi-light-transmitting film is a laminated film of CrN \ MoSiN from the substrate side. When the film thickness of MoSiN is appropriate (when the film thickness is relatively small), the effect of suppressing the transmittance change amount over the wavelength band of i-line to g-line is suppressed to 1.5% or less. In addition, the transmittance can be finely adjusted by the film thickness of MoSiN. On the other hand, when the film thickness of MoSiN is not appropriate (when the film thickness is relatively large), the effect of suppressing the change in transmittance over the wavelength band of i-line to g-line can not be obtained.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크는,In the photomask blank and the photomask of the present invention,
상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막이 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 기능을 갖는 막이며, 또Wherein at least one of the semi-light-transmitting films constituting the laminated film has a function of suppressing a change in the transmittance change over the wavelength band of i-line to g-line, and
상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막의 막 두께를 조정함으로써 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것을 특징으로 한다(구성 2).Adjusting the film thickness of at least one semi-light-transmitting film constituting the laminated film so as to adjust the transmittance of the exposure light transmitted through the semi-light-transmitting film composed of the laminated film to a desired value (Constitution 2).
상기 구성 2에 관련되는 발명에 따르면 하기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 그리고 그들의 제조방법의 제공이 가능해진다.According to the invention related to the second aspect, it is possible to provide a large-sized multi-grayscale photomask blank and a photomask for FPD which can satisfy both of the following (1) to (3) and a manufacturing method thereof.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것,(1) suppressing the change in transmittance over the wavelength band of the i-line to the g-line of the semitransparent film,
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것),(2) the transmittance of the exposure light transmitted through the semitransparent film is adjusted to a desired value (particularly, the fine adjustment is easy)
(3) 결함이 적은 제조 프로세스를 채용할 수 있는 것.(3) capable of employing a manufacturing process with few defects.
상기 구성 2에 관련되는 발명에는 이하의 양태가 포함된다.The invention relating to the second aspect includes the following aspects.
(양태 1)(Mode 1)
i선-g선간의 투과율 변동은 상대적으로 크지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 투과율의 조정·제어가 용이한 막과,Although the transmittance variation between the i-line and the g-line is relatively large, since the film thickness for obtaining a predetermined transmittance is relatively thick,
i선-g선간의 투과율 변동은 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기 때문에 투과율의 조정·제어가 어려운 막의 적층막으로 반투광막을 구성하는 양태.Although the transmittance variation between the i-line and the g-line is relatively small, since the film thickness for obtaining a predetermined transmittance is relatively small, the semitransparent film is constituted by a laminated film of a film which is difficult to control and control the transmittance.
상기 양태 1의 구체 예로는 예를 들어 기판측으로부터 CrN＼MoSiN의 적층막으로 반투광막을 구성하는 양태를 들 수 있다.As a specific example of the above-mentioned
(양태 2)(Mode 2)
i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작고, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 투과율의 조정·제어가 용이한 막과,the film having a relatively small variation in transmittance between the i-line and the g-line and having a relatively thick film thickness for obtaining a predetermined transmittance,
i선-g선간의 투과율 변동은 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기 때문에 투과율의 조정·제어가 어려운 막의 적층막으로 반투광막을 구성하는 양태.Although the transmittance variation between the i-line and the g-line is relatively small, since the film thickness for obtaining a predetermined transmittance is relatively small, the semitransparent film is constituted by a laminated film of a film which is difficult to control and control the transmittance.
상기 양태 2의 구체 예로는 예를 들어 기판측으로부터 CrN＼MoSi의 적층막으로 반투광막을 구성하는 양태를 들 수 있다. 이 경우, CrN막, MoSi막의 어느 한쪽 막 또는 양쪽 막의 막 두께로 투과율의 조정이 가능해진다. 또 MoSi막의 성막 조건에 의해 MoSi막의 투과율을 조정함으로써 적층막으로 이루어지는 반투광막의 투과율을 조정하는 것도 가능하다. 또한 MoSiN 막 두께로 투과율의 미조정이 가능해진다.As a specific example of the above-mentioned
또한 상기 양태 1, 2에 있어서, i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기 때문에 투과율의 조정·제어가 어려운 막은 하층(기판측의 층)으로 할 수 있고, 상층(차광막측의 층)으로 할 수도 있다.Further, in
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 적층막으로 이루어지는 반투광막은 i선∼g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량이 2.0％ 이하인 것이 바람직하다(구성 3).In the photomask blank and the photomask of the present invention, it is preferable that the transmittance change amount over the wavelength band of the i-line to the g-line is 2.0% or less in the laminated film.
이것은 엄격해진 요구 정밀도(규격값)를 만족시키기 위함이다. 또 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 작게 억제함에 따른 효과가 크게 얻어질 수 있기 때문이다.This is to satisfy the stringent demand precision (specification value). This is because the effect of suppressing the amount of change in transmittance over the wavelength band of the i-line to the g-line of the semitranslucent film can be largely obtained.
동일한 관점에서 적층막으로 이루어지는 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량이 1.5％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.From the same viewpoint, it is more preferable that the transmittance change amount over the wavelength band of the i-line to the g-line is 1.5% or less in the semi-light-transmitting film composed of the laminated film.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서 상기 적층막을 구성하는 적어도 한쪽의 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량(i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율의 최대값과 최소값의 차이)이 1.5％ 이하가 되는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.In the photomask blank and the photomask of the present invention, at least one of the semi-light-transmitting films constituting the laminated film has the transmittance change amount (the transmittance of the transmittance in the wavelength band of the i line to the g line) to the exposure light over the wavelength band of i- The difference between the maximum value and the minimum value) is 1.5% or less.
이와 같은 재료로는 MoSi, CrN 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 하기의 (a)~(d) 등의 점에서 CrN이 가장 바람직하다.Examples of such materials include MoSi and CrN. Of these, CrN is the most preferable in view of the following (a) to (d).
(a) i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율의 파장 의존성이 작은 것.(a) The wavelength dependence of the transmittance for exposure light over the wavelength band of i-line to g-line is small.
(b) 내약품성(내세정성) 및 내광성이 뛰어난 것.(b) Excellent chemical resistance (gas resistance) and light fastness.
(c) 에칭속도를 제어할 수 있는 것.(c) capable of controlling the etching rate.
(d) 다른 쪽의 반투광막(예를 들어, MoSiN, MoSi 등)의 에칭액에 대하여 에칭선택성이 충분히 있고, 그 때문에 다른 쪽의 반투광막(예를 들어, MoSiN, MoSi 등)의 에칭시에 반투광막이 받는 데미지가 작은 것.(d) the etching selectivity of the etchant of the other semitransparent film (for example, MoSiN, MoSi, etc.) is sufficient. Therefore, when etching the other semitransparent film (for example, MoSiN or MoSi) The damage to the semi-translucent film is small.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크는 예를 들어,The photomask blank and the photomask of the present invention can be used, for example,
투광성 기판 상에,On the translucent substrate,
크롬과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막과, 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 재료 또는 몰리브덴과 실리콘과 질소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 반투광막의 적층막과,A laminate film of a translucent film formed by laminating a semitransparent film made of a material containing chromium and nitrogen, a material containing molybdenum and silicon, or a semitransparent film made of molybdenum, silicon and nitrogen,
크롬을 포함하는 재료로 이루어지는 차광막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 양태가 포함된다(구성 4).And a light-shielding film made of a material containing chromium are stacked in this order (Composition 4).
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 기판측으로부터 CrN＼MoSiN의 적층막으로 이루어지는 반투광막을 이용하는 경우는 이하의 효과가 얻어진다.In the case of the photomask blank and the photomask of the present invention, the following effects can be obtained when a semitransparent film consisting of a CrN \ MoSiN laminated film is used from the substrate side.
1) MoSiN의 막 두께를 적절한 두께로 함으로써 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 1.5％ 이하로 억제하는 효과가 얻어진다.1) By setting the thickness of MoSiN to an appropriate thickness, an effect of suppressing the change in transmittance over the wavelength band of i-line to g-line to 1.5% or less can be obtained.
2) CrN 단층막을 이용하는 경우(종래예 2)에 비해 원하는 투과율로의 조정·제어가 용이하며, 특히 투과율의 미조정이 용이하다.2) It is easy to adjust and control with a desired transmittance as compared with the case of using a CrN monolayer film (Conventional Example 2), and particularly the transmittance can be finely adjusted.
3) 반투광막 선설치 프로세스가 사용 가능하다.3) A semi-transparent film line installation process is available.
4) MoSiN 단층막을 이용하는 경우(종래예 1)에 비해 MoSiN막을 얇게 할 수 있으므로 에칭시간의 단축이 가능해진다. 구체적으로는 종래예 1에 비해 막 두께 약 1/3로 저스트 에칭 타임 약 1/5이 된다.4) Since the MoSiN film can be made thinner compared with the case of using the MoSiN mono-layer (Conventional Example 1), the etching time can be shortened. Specifically, the film thickness is about 1/3 of that of Conventional Example 1, and the etch time is about 1/5.
5) MoSi계 단층막(MoSi, MoSiN 등)에 비해 적층막의 상태에서 시트저항이 낮다. 이것은 MoSi계 막은 비도전성이지만 하층에 접하는 CrN막의 터널 효과로 도전성을 얻을 수 있다고 생각된다.5) The sheet resistance is low in the laminated film state as compared with the MoSi-based single layer film (MoSi, MoSiN, etc.). It is considered that the MoSi-based film is non-conductive, but the tunneling effect of the CrN film in contact with the lower layer can provide conductivity.
6) MoSi계 단층막(MoSi, MoSiN 등)에 비해 내광성·내약성이 뛰어나다. CrN막도 내광성·내약성이 뛰어나므로 적층막으로 이루어지는 반투광막으로서 내광성·내약성이 뛰어나다.6) Compared to MoSi single layer film (MoSi, MoSiN, etc.), it has excellent light resistance and tolerance. The CrN film is also excellent in light resistance and tolerance, and therefore, is a semi-light-transmitting film made of a laminated film and excellent in light resistance and tolerance.
7) 기판측으로부터 반투광성의 CrN막(하층)과, 이것과 접하는 반투광성의 MoSi막(상층)과, 이것과 접하는 Cr계의 차광막의 적층구조에 있어서의 각층의 사이에서 높은 에칭 선택비를 얻을 수 있다.7) A high etching selectivity ratio between the layers in the laminated structure of the semi-light-transmitting CrN film (lower layer), the semi-light-transmitting MoSi film (upper layer) in contact therewith, and the Cr- Can be obtained.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 적층막으로 이루어지는 반투광막은 2층 구조(2층 막)로 할 수 있으며, 3층 이상의 다층 구조(다층 막)로 하는 것도 가능하다.In the photomask blank and the photomask of the present invention, the semitransparent film composed of the laminated film may be a two-layer structure (two-layer film) or a multilayer structure (multilayer film) of three or more layers.
본 발명에 있어서, 적층막을 구성하는 각 반투광막은 금속을 포함하는 막으로 할 수 있다.In the present invention, each of the semi-light-transmitting films constituting the laminated film can be a film containing a metal.
본 발명에 있어서, 적층막으로 이루어지는 반투광막은 적층막의 상태에서 전기저항이 시트저항값 1㏀/□ 이하의 도전성인 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the semi-light-transmissive film made of a laminated film is a conductive film having electrical resistance of 1 k? / Square or less in a laminated film state.
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 반투광막의 재질로는 막 두께를 선택함으로써 투광부의 투과율을 100％로 한 경우에 투과율 20~60％정도(바람직하게는 40~60％)의 반투과성이 얻어지는 것이 바람직하고, 예를 들어 MoSi계 재료, Cr화합물(Cr의 산화물, 질화물, 산질화물, 불화물 등), Si, W, Al 등을 들 수 있다. Si, W, Al 등은 그 막 두께에 따라서 높은 차광성도 얻을 수 있고, 혹은 반투과성도 얻을 수 있는 재료이다.In the photomask blank and the photomask of the present invention, when the thickness of the semi-light-transmitting film is selected, when the transmittance of the light transmitting portion is 100%, the transmittance is about 20 to 60% (preferably 40 to 60% For example, a MoSi-based material, a Cr compound (Cr oxide, nitride, oxynitride, fluoride, etc.), Si, W and Al. Si, W, and Al are materials capable of achieving high light-shielding properties according to their film thicknesses, or also having semipermeability.
여기에서 반투광막의 재료로는 Mo와 Si로 구성되는 MoSi계 재료에 한정되지 않고, 금속 및 실리콘(MSi, 단 M은 Mo, Ta, W, Ni, Zr, Ti, Cr 등의 전이금속(遷移金屬)), 산화질화된 금속 및 실리콘(MSiON), 산화탄화된 금속 및 실리콘(MSiCO), 산화질화탄화된 금속 및 실리콘(MSiCON), 산화된 금속 및 실리콘(MSiO), 질화된 금속 및 실리콘(MSiN) 등을 들 수 있다.Here, the material of the translucent film is not limited to the MoSi-based material composed of Mo and Si, but may be a metal or a silicon (MSi) and a transition metal such as Mo, Ta, W, Ni, Zr, (MSiON), oxidized carbonized metal and silicon (MSiCO), oxynitride carbonized metal and silicon (MSiCON), oxidized metal and silicon (MSiO), nitrated metal and silicon MSiN).
본 발명의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 있어서, 차광막의 재질로는 막 두께를 선택함으로써 높은 차광성을 얻을 수 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 Cr, Si, W, Al 등을 들 수 있다.In the photomask blank and the photomask of the present invention, it is preferable that the light-shielding film is made of Cr, Si, W, Al or the like so as to obtain a high light shielding property by selecting the film thickness.
차광막의 재질로는 예를 들어 CrN, CrO, CrC, CrON 등 Cr을 주성분으로 하는 것을 들 수 있다. 차광막은 이들의 단층이어도 이들을 적층한 것이어도 된다. 차광막은 바람직하게는 Cr로 이루어지는 차광층에 Cr화합물(CrO, CrN 또는 CrC)로 이루어지는 반사방지층을 적층한 것이 바람직하다.As the material of the light-shielding film, for example, Cr, CrO, CrC, CrON, or the like containing Cr as a main component may be mentioned. The light-shielding film may be a single layer or a stacked layer thereof. The light-shielding film is preferably formed by laminating an antireflection layer made of a Cr compound (CrO, CrN or CrC) on the light-shielding layer made of Cr.
본 발명의 다계조 포토마스크에 있어서는 도 9(1)에 일례를 나타내는 바와 같이 상기 반투광부는 투광성 기판(21) 상에, 2개의 반투광막(22, 23)을 적층한 구조의 반투광막만으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 양태가 포함된다(구성 6).As shown in Fig. 9 (1), in the multi-gradation photomask of the present invention, the semi-light-transmitting portion is formed by stacking a semi-light-transmitting film (22, 23) (Semi-transparent portion) composed of only a semi-transparent portion is formed (Structure 6).
본 발명의 다계조 포토마스크에 있어서는 도 9(2)에 일례를 나타내는 바와 같이 상기 반투광부는 노광광의 투과율이 다른 제 1 반투광부와 제 2 반투광부를 갖고, 상기 제 1 반투광부는 투광성 기판(21) 상에, 상기 적층구조의 반투광막의 하층막(22)만으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지며, 상기 제 2 반투광부는 투광성 기판(21) 상에, 상기 적층구조의 반투광막의 하층막(22) 및 상층막(23)의 적층막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 양태가 포함된다(구성 7). 이 경우, 상층의 반투광막(23)으로서, 일정한 투과율을 갖는 반투광막을 이용하여 상층의 반투광막(23)을 선택적으로 남김으로써 4계조 마스크를 얻는 것이 가능해진다.In the multi-gradation photomask of the present invention, as shown in an example in Fig. 9 (2), the semitransparent portion has a first semitransparent portion and a second semitransparent portion having different transmittances of exposure light, 21) is formed with a translucent portion composed only of the lower layer film (22) of the semitransparent film of the laminated structure, and the second semitransparent portion is formed on the translucent substrate (21) And a semi-translucent portion formed of a laminated film of a
본 발명에 있어서, 투광성 기판의 노출된 투광부의 노광광 투과율을 100％로 했을 때, 반투광막의 노광광 투과율은 20~60％가 바람직하고, 40~60％가 더욱 바람직하다. 여기에서 투과율이라는 것은 다계조 포토마스크를 사용하는 예를 들어 대형 LCD용 노광기의 노광광의 파장에 대한 투과율인 것이다.In the present invention, the exposure light transmittance of the translucent film is preferably 20 to 60%, more preferably 40 to 60%, when the exposed light transmittance of the exposed translucent portion of the translucent substrate is taken as 100%. Here, the transmittance is a transmittance to the wavelength of the exposure light of an exposure apparatus for a large LCD using a multi-gradation photomask, for example.
본 발명에 있어서, 형성되는 마스크의 차광부는, 반투광막과 차광막의 적층으로 이루어지는 경우는 차광막 단독으로는 차광성이 부족하더라도 반투광막과 합친 경우에 차광성이 얻어지면 된다.In the present invention, in the case where the light-shielding portion of the mask to be formed is formed of a lamination of the semi-light-transmitting film and the light-shielding film, the light-shielding film alone can attain the light-shielding property even when the light-
본 발명에 있어서, 기판측으로부터 반투광막의 하층과, 이것과 접하는 반투광막의 상층과, 이것과 접하는 차광막은 기판 상에 성막했을 때에 서로 밀착성이 양호한 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the lower layer of the semitransparent film from the substrate side, the upper layer of the semitransparent film in contact therewith, and the light-shielding film in contact therewith have good adhesion to each other when they are formed on the substrate.
본 발명에서는 투광성 기판 상에 반투광막, 차광막을 성막하는 공정을 갖는데, 성막방법은 스퍼터법, 증착법, CVD(화학적 기상성장)법 등, 막 종류에 적합한 방법을 적절하게 선택하면 된다.In the present invention, there is a step of forming a semi-light-transmitting film and a light-shielding film on a transparent substrate. As the film forming method, a method suitable for the film type such as a sputtering method, a vapor deposition method and a CVD (chemical vapor deposition) method may be appropriately selected.
본 발명에서는 금속 및 규소를 포함하는 재료로 이루어지는 반투광막의 에칭액으로는 불화수소산, 규불화수소산, 불화수소암모늄에서 선택되는 적어도 1개의 불소화합물과, 과산화수소, 질산, 황산에서 선택되는 적어도 1개의 산화제를 포함하는 에칭액을 이용할 수 있다.In the present invention, as the etching liquid for the translucent film made of a material including metal and silicon, at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrofluoric acid and ammonium hydrogen fluoride and at least one fluorine compound selected from hydrogen peroxide, nitric acid, May be used.
본 발명에서는 Cr을 포함하는 재료의 에칭액으로는 질산 제 2 세륨암모늄을 포함하는 에칭액을 이용할 수 있다.In the present invention, an etchant containing ceric ammonium nitrate can be used as an etchant for a material containing Cr.
본 발명의 다계조 포토마스크는 박막 트랜지스터(TFT) 제조용의 다계조 포토마스크 및 포토마스크 블랭크이며, 반투광부는 그 박막 트랜지스터의 채널부에 상당하는 부분의 패턴을 전사하는 것으로서 알맞게 사용할 수 있다.The multi-gradation photomask of the present invention is a multi-gradation photomask and a photomask blank for manufacturing a thin film transistor (TFT), and the semitransparent portion can be suitably used as a pattern for transferring a pattern corresponding to a channel portion of the thin film transistor.
TFT기판 제조용의 마스크패턴의 일례를 도 13에 나타낸다. TFT기판 제조용의 패턴(100)은 TFT기판의 소스 및 드레인에 대응하는 패턴(101a, 101b)으로 이루어지는 차광부(101)와, TFT기판의 채널부에 대응하는 패턴으로 이루어지는 반투광부(103)와, 이들 패턴의 주위에 형성되는 투광부(102)로 구성된다.An example of a mask pattern for manufacturing a TFT substrate is shown in Fig. A
본 발명의 패턴 전사방법은 상기 구성 5~7의 어느 하나에 기재한 포토마스크를 이용하여 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 의해서 포토마스크에 형성된 다계조 패턴을 피전사체 위에 전사하는 공정을 포함하는 패턴 전사방법으로서 알맞게 사용할 수 있다(구성 8).The pattern transfer method of the present invention includes a step of transferring a multi-gradation pattern formed on a photomask onto an object to be transferred by exposure light over the wavelength range of i-line to g-line using the photomask of any one of the above-mentioned
본 발명에 있어서, i선~g선의 파장대역에 걸친 노광 광원으로는 초고압 수은등 등이 예시되지만 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.In the present invention, an ultra-high-pressure mercury lamp or the like is exemplified as an exposure light source extending from the i-line to the g-line in the wavelength band, but the present invention is not limited to this.
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.
(실시예 1)(Example 1)
(포토마스크 블랭크의 제작)(Fabrication of photomask blank)
각종 반투광막을 기판 상에 각각 단층, 적층하여 형성한 시료(하기 (1)~(3))를 준비했다.(1) to (3) described below were prepared by forming a plurality of semitransparent films on a substrate by single layer deposition.
(1) CrN막(1) CrN film
Cr타겟을 이용하고 Ar과 N2(8:2sccm)가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막(반투광막)을 노광 광원의 파장에 대한 투과율이 40％가 되는 막 두께(약 88옹스트롬)로 기판 상에 성막했다.A CrN film (semitransparent film) was sputtered with Ar and N 2 (8: 2 sccm) gas as a sputtering gas on a substrate with a film thickness (about 88 angstroms) at which the transmittance to the wavelength of the exposure light source was 40% The tabernacle.
얻어진 CrN막의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 1(1)에 나타낸다. 또 얻어진 CrN막의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 1(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 CrN막의 투과율 스펙트럼을 도 2에, 상대반사율 스펙트럼을 도 3에 각각 나타낸다.The transmittance (%), the reflectance (%), the transmittance in the wavelength band of the i-th line to the g-line, and the maximum value of the reflectance of the obtained CrN film were measured with i-line (365 nm), h- The difference between the minimum values is shown in Fig. 1 (1). FIG. 1 (2) shows the film thickness and sheet resistance (k? /?) Of the obtained CrN film. The transmittance spectrum of the obtained CrN film is shown in Fig. 2, and the relative reflectance spectrum is shown in Fig. 3, respectively.
(2) MoSiN막(2) MoSiN film
Mo:Si=20:80(원자％비)의 타겟을 이용하고 Ar과 N2를 스퍼터링 가스(유량비;Ar 5 : N2 50sccm)로서 몰리브덴 및 실리콘의 질화막으로 이루어지는 반투광막(MoSiN막)을 약 120옹스트롬의 막 두께 및 약 330옹스트롬의 막 두께로 각각 기판 상에 형성했다.Mo: Si = 20: 80 (atomic% ratio) the use of a target, and Ar and N 2 sputtering gas;: half transparent film (MoSiN film) made of a nitride film of molybdenum and silicon as (flow rate ratio of Ar 5 N 2 50sccm) the A film thickness of about 120 angstroms, and a film thickness of about 330 angstroms, respectively.
얻어진 MoSiN막은 막 두께가 얇은 쪽을 MoSiN-1로 표기하고, 막 두께가 두꺼운 쪽을 MoSiN-2로 표기한다.The obtained MoSiN film is denoted by MoSiN-1 with a thin film thickness, and MoSiN-2 is denoted by a thick film.
얻어진 MoSiN막(MoSiN-1, MoSiN-2)의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 1(1)에 나타낸다. 또 얻어진 MoSiN막(MoSiN-1, MoSiN-2)의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 1(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 MoSiN막(MoSiN-1, MoSiN-2)의 투과율 스펙트럼을 도 2에, 상대반사율 스펙트럼을 도 3에 각각 나타낸다.The transmittance (%), the reflectance (%), the transmittance (%) of the MoSiN film (MoSiN-1, MoSiN-2) in the i-line (365 nm), h-line (405 nm) 1 (1) shows the difference between the maximum value and the minimum value of the transmittance and the reflectance in the case of FIG. Fig. 1 (2) shows the film thickness and sheet resistance (k? /?) Of the obtained MoSiN films (MoSiN-1 and MoSiN-2). The transmittance spectra of the obtained MoSiN films (MoSiN-1 and MoSiN-2) are shown in Fig. 2, and the relative reflectance spectra thereof are shown in Fig.
(3) 적층막(3)
기판 상에, 상기와 동일한 CrN막, 막 두께가 얇은 쪽의 MoSiN막(MoSiN-1)을 이 순서로 형성한 시료를 CrN+MoSiN-1로 표기한다.On the substrate, a CrN film and a MoSiN film (MoSiN-1) having a thinner film thickness are formed in this order on the substrate, and the sample is denoted as CrN + MoSiN-1.
기판 상에, 상기와 동일한 CrN막, 막 두께가 두꺼운 쪽의 MoSiN막(MoSiN-2)을 이 순서로 형성한 시료를 CrN+MoSiN-2로 표기한다.On the substrate, a CrN film and a MoSiN film (MoSiN-2) having a thicker film thickness are formed in this order, and the sample is denoted as CrN + MoSiN-2.
얻어진 시료(CrN+MoSiN-1, CrN+MoSiN-2)의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％) i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 1(1)에 나타낸다. 또 얻어진 시료(CrN+MoSiN-1, CrN+MoSiN-2)의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 1(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 시료(CrN+MoSiN-1, CrN+MoSiN-2)의 투과율 스펙트럼을 도 2에, 상대반사율 스펙트럼을 도 3에 각각 나타낸다.Transmittance (%) and reflectance (%) of i-line (365 nm), h-line (405 nm) and g-line (436 nm) of the obtained samples (CrN + MoSiN-1, CrN + MoSiN- Fig. 1 (1) shows the difference between the maximum value and the minimum value of the transmittance and the reflectance in the wavelength band. Fig. 1 (2) shows the film thickness and sheet resistance (k? /?) Of the obtained samples (CrN + MoSiN-1, CrN + MoSiN-2). The transmittance spectra of the obtained samples (CrN + MoSiN-1, CrN + MoSiN-2) are shown in Fig. 2 and the relative reflectance spectra thereof are shown in Fig.
또한 상기 성막공정에서는 대형 유리기판(합성석영(QZ) 10mm 두께, 사이즈 850mm×1200mm)을 사용하고 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용했다.In addition, a large-sized glass substrate (synthetic quartz (QZ) 10 mm in thickness, size 850 mm × 1200 mm) was used in the film forming process and a large inline sputtering apparatus was used.
또 도 1(1) 및 도 3에 있어서의 「상대반사율」은 알루미늄(Al)의 반사율을 기준(100％)으로서 측정한 반사율을 나타낸다.The "relative reflectance" in FIG. 1 (1) and FIG. 3 represents the reflectance measured with the reflectance of aluminum (Al) as a reference (100%).
(평가)(evaluation)
CrN＼MoSiN의 적층막에 관하여 MoSiN의 막 두께가 적절한 경우(CrN+MoSiN-1 시료의 경우), i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 1.5％ 이하로 억제하는 효과가 얻어진다. 또 MoSiN의 막 두께로 투과율의 미조정이 가능해진다. 이에 반하여 MoSiN의 막 두께가 적절하지 않은 경우(CrN+MoSiN-2 시료의 경우), i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 효과는 얻을 수 없다.When the film thickness of MoSiN is appropriate (in the case of the CrN + MoSiN-1 sample) with respect to the laminated film of CrN \ MoSiN, the effect of suppressing the transmittance variation over the wavelength band of the i-line to the g-line is suppressed to 1.5% or less. In addition, the transmittance can be finely adjusted by the film thickness of MoSiN. On the contrary, when the film thickness of MoSiN is not appropriate (in the case of CrN + MoSiN-2 sample), the effect of suppressing the change in transmittance over the wavelength band of i-line to g-line can not be obtained.
(실시예 2)(Example 2)
(포토마스크 블랭크의 제작)(Fabrication of photomask blank)
각종 반투광막을 기판 상에 각각 단층, 적층하여 형성한 시료를 준비했다.A sample in which various semitransparent films were formed on the substrate by single-layer lamination was prepared.
(1) CrN막(1) CrN film
Cr타겟을 이용하고 Ar과 N2(8:2sccm)가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막(반투광막)을 노광 광원의 파장에 대한 투과율이 40％가 되는 막 두께(약 78옹스트롬)로 기판 상에 성막했다.A CrN film (semitransparent film) was sputtered with Ar and N 2 (8: 2 sccm) gas as a sputtering gas on a substrate with a film thickness (about 78 angstroms) at which the transmittance to the wavelength of the exposure light source was 40% The tabernacle.
얻어진 CrN막의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 4(1)에 나타낸다. 또 얻어진 CrN막의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 4(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 CrN막의 투과율 스펙트럼을 도 5에, 상대반사율 스펙트럼을 도 6에 각각 나타낸다.The transmittance (%), the reflectance (%), the transmittance in the wavelength band of the i-th line to the g-line, and the maximum value of the reflectance of the obtained CrN film were measured with i-line (365 nm), h- The difference between the minimum values is shown in Fig. 4 (1). FIG. 4 (2) shows the film thickness and the sheet resistance (k? /?) Of the obtained CrN film. The transmittance spectrum of the obtained CrN film is shown in Fig. 5, and the relative reflectance spectrum is shown in Fig. 6, respectively.
(2) MoSi막(2) MoSi film
Mo:Si=20:80(원자％비)의 타겟을 이용하고 Ar을 스퍼터링 가스로서 몰리브덴 및 실리콘으로 이루어지는 반투광막(MoSi막)을 약 220옹스트롬의 막 두께로 기판 상에 형성했다.(MoSi film) made of molybdenum and silicon was formed on the substrate at a film thickness of about 220 angstroms using a target of Mo: Si = 20: 80 (atomic% ratio) as a sputtering gas.
얻어진 MoSi막의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 4(1)에 나타낸다. 또 얻어진 MoSi막의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 4(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 MoSi막의 투과율 스펙트럼을 도 5에, 상대반사율 스펙트럼을 도 6에 각각 나타낸다.The transmittance (%), the reflectance (%), the transmittance in the wavelength band of the i-th line to the g-line, and the maximum value of the reflectance of the obtained MoSi film at i-line (365 nm), h- The difference between the minimum values is shown in Fig. 4 (1). The film thickness and sheet resistance (k? /?) Of the obtained MoSi film are shown in Fig. 4 (2). The transmittance spectrum of the obtained MoSi film is shown in Fig. 5, and the relative reflectance spectrum thereof is shown in Fig. 6, respectively.
(3) 적층막(3)
기판 상에, 상기와 동일한 CrN막, MoSi막을 이 순서로 형성한 시료를 CrN+MoSi로 표기한다.On the substrate, a sample in which the same CrN film and MoSi film as described above are formed in this order is denoted by CrN + MoSi.
얻어진 시료(CrN+MoSi)의 i선(365nm), h선(405nm), g선(436nm)에 있어서의 투과율(％), 반사율(％), i선~g선의 파장대역에 있어서의 투과율, 반사율의 최대값과 최소값의 차이를 도 4(1)에 나타낸다. 또 얻어진 시료(CrN+MoSi)의 막 두께 및 시트저항(㏀/□)을 도 4(2)에 나타낸다. 또한 얻어진 시료(CrN+MoSi)의 투과율 스펙트럼을 도 5에, 상대반사율 스펙트럼을 도 6에 각각 나타낸다.The transmittance (%) and the reflectance (%) of the obtained sample (CrN + MoSi) in the i-line (365 nm), the h-line (405 nm) and the g- The difference between the maximum value and the minimum value of the reflectance is shown in Fig. 4 (1). FIG. 4 (2) shows the film thickness and sheet resistance (k? /?) Of the obtained sample (CrN + MoSi). The transmittance spectrum of the obtained sample (CrN + MoSi) is shown in Fig. 5, and the relative reflectance spectrum is shown in Fig. 6, respectively.
또한 상기 성막공정에서는 대형 유리기판(합성석영(QZ)10mm 두께, 사이즈 850mm×1200mm)을 사용하여 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용했다.In addition, a large in-line sputtering apparatus was used in the above-described film forming process using a large-sized glass substrate (synthetic quartz (QZ) 10 mm thick, size 850 mm x 1200 mm).
또 도 4(1) 및 도 6에 있어서의 「상대반사율」은 알루미늄(Al)의 반사율을 기준(100％)으로서 측정한 반사율을 나타낸다.The "relative reflectance" in FIG. 4 (1) and FIG. 6 represents the reflectance measured with the reflectance of aluminum (Al) as a reference (100%).
(평가)(evaluation)
「i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작고, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 투과율의 조정·제어가 용이한」CrN막과, 「i선-g선간의 투과율 변동이 상대적으로 작지만, 소정의 투과율을 얻기 위한 막 두께가 상대적으로 얇기 때문에 투과율의 조정·제어가 어려운」MoSi막의 적층막으로 반투광막을 구성하면 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 2.0％ 이하로 억제하는 효과를 얻을 수 있다.The CrN film which is easy to adjust and control the transmittance because the transmittance variation between i line and g line is relatively small and the film thickness to obtain a predetermined transmittance is relatively thick and the transmittance variation between i line and g line is Although it is relatively small, it is difficult to control and control the transmittance because the film thickness is relatively thin to obtain a predetermined transmittance. &Quot; If the translucent film is formed of a laminated film of MoSi film, the transmittance change amount over the wavelength band of i- Can be obtained.
실시예 2에서는 CrN막, MoSi막의 어느 한쪽 막 또는 양쪽 막의 막두께로 투과율의 조정이 가능해진다. 또 MoSi막의 성막조건에 의해서 MoSi막의 투과율을 조정함으로써 적층막으로 이루어지는 반투광막의 투과율을 조정하는 것도 가능하다. 또한 MoSiN의 막두께로 투과율의 미조정이 가능해진다.In
(실시예 3)(Example 3)
(포토마스크 블랭크의 제작)(Fabrication of photomask blank)
대형 유리기판(합성석영(QZ) 10mm 두께, 사이즈 850mm×1200mm) 상에, 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용하여 다계조 포토마스크용의 반투광막의 성막을 실시했다. 구체적으로는 Cr타겟을 이용하고 Ar과 N2(8:2sccm)가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막(반투광막)을 노광 광원의 파장에 대한 투과율이 40％가 되는 막 두께(약 88옹스트롬)로 성막했다.A large in-line sputtering apparatus was used to form a semi-light-transmitting film for a multi-level photomask on a large glass substrate (synthetic quartz (QZ) 10 mm thick, size 850 mm x 1200 mm). Specifically, a CrN film (semitranslucent film) was formed using a Cr target and Ar and N 2 (8: 2 sccm) gas as a sputtering gas to a film thickness (about 88 angstroms) at which the transmittance to the wavelength of the exposure light source was 40% The tabernacle.
계속해서 상기 반투광막 상에, Mo:Si=20:80(원자％비)의 타겟을 이용하고 Ar과 N2를 스퍼터링 가스(유량비;Ar 5:N2 50sccm)로서 몰리브덴 및 실리콘의 질화막으로 이루어지는 반투광막의 상층막(MoSiN)을 약 120옹스트롬의 막 두께로 형성했다.Subsequently, a target of Mo: Si = 20: 80 (atomic% ratio) was used and Ar and N 2 were sputtered with a sputtering gas (flow rate ratio; Ar 5: N 2 (MoSiN) having a film thickness of about 120 angstroms, which is a semi-light-transmitting film composed of a nitride film of molybdenum and silicon, was formed.
반투광막의 하층막(CrN)과 반투광막의 상층막(MoSiN)을 적층한 상태의 적층막의 시트저항은 1㏀/□ 이하의 도전성이었다.The sheet resistance of the laminated film in a state in which the lower layer film (CrN) of the semitransparent film and the upper layer film (MoSiN) of the semitransparent film were stacked had a conductivity of 1 k? / Square or less.
계속해서 상기 반투광막의 상층막 상에, 차광막으로서 우선 Ar과 N2가스를 스퍼터링 가스로서 CrN막을 150옹스트롬, 이어서 Ar과 CH4가스를 스퍼터링 가스로서 CrC막(주 차광막)을 650옹스트롬, 이어서 Ar과 NO가스를 스퍼터링 가스로서 CrON막(막면 반사방지막)을 250옹스트롬, 연속 성막했다. 또한 각 막은 각각 조성 경사막이었다.Subsequently a CrC film (main light-shielding film) as a sputtering gas to 150 Angstroms, then Ar and CH 4 gas film CrN on the semi-transparent film upper layer film, a first Ar and N 2 gas to the sputtering gas as a light shielding film 650 angstroms, then Ar And a CrON film (antireflection film on the film surface) of 250 angstroms as NO gas as a sputtering gas. Also, each film was a compositional film.
이상과 같이 하여 FPD용 대형 포토마스크 블랭크를 제작했다.Thus, a large-sized photomask blank for FPD was produced.
(다계조 포토마스크의 제작)(Production of multi-gradation photo mask)
도 7을 참조하여, 상기와 같이 해서 투광성 기판(21)(QZ) 상에, 반투광막(22)(CrN)과 반투광막(23)(MoSiN)의 적층막으로 이루어지는 반투광막(24) 및 차광막(30)(기판측으로부터 CrN막(31)/CrC차광막(32)/CrON 반사 방지막(33))을 순차 성막한 포토마스크 블랭크를 준비한다(도 8(1) 참조).7, a semi-light-transmitting film 24 (composed of a laminate film of a semitransparent film 22 (CrN) and a semitransparent film 23 (MoSiN)) is formed on the
다음으로 이 포토마스크 블랭크 상에, 예를 들어 전자선 혹은 레이저 묘화용의 포지티브형 레지스트를 CAP코터장치를 이용하여 도포하고, 베이킹을 실시하여 레지스트막을 형성한다. 다음으로 전자선 묘화기 혹은 레이저 묘화기 등을 이용하여 묘화를 실시한다. 묘화 후, 이것을 현상하여 포토마스크 블랭크 상에 투광부를 제외한 영역(즉 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역)에 레지스트 패턴(50a)을 형성한다(도 8(2)참조).Next, on the photomask blank, for example, a positive resist for drawing an electron beam or a laser beam is applied using a CAP coater apparatus, and baking is performed to form a resist film. Next, the drawing is performed using an electron beam drawing machine or a laser drawing machine. After the drawing, this is developed to form a resist
다음으로 형성된 레지스트 패턴(50a)을 마스크로서 차광막(30)을 웨트 에칭하여 차광막 패턴(30a)을 형성한다(도 8(3) 참조). 사용하는 에칭액은 질산 제 2 세륨암모늄에 과염소산을 가한 것이다.The
다음으로 레지스트 패턴(50a)을 제거한 후, 차광막 패턴(30a)을 마스크로서 상층의 반투광막(23)(MoSiN)을 웨트 에칭하여 반투광막(MoSiN)의 패턴(23a)을 형성한다(도 8(4)참조). 사용하는 에칭액은 불화수소암모늄에 과산화수소를 가한 것이다.Next, after the resist
다음으로 차광막 패턴(30a)을 마스크로서 하층의 반투광막(22)(CrN)을 웨트 에칭하여 반투광막(CrN)의 패턴(22a)을 형성한다(도 8(5) 참조). 사용하는 에칭액은 질산 제 2 세륨암모늄에 과염소산을 가한 것이다.Next, the semi-light-transmitting film 22 (CrN) of the lower layer is wet-etched using the light-shielding
다음으로 다시 전면(全面)에 상기 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성한다. 그리고 2회째의 묘화를 실시한다. 묘화 후, 이것을 현상하여 차광부 및 투광부에 대응하는 레지스트 패턴(51a)을 형성한다(도 8(6) 참조).Next, the resist is applied to the entire surface to form a resist film. Then, the second drawing is performed. After drawing, this is developed to form a resist
다음으로 형성된 레지스트 패턴(51a)을 마스크로서 반투광부가 되는 영역의 차광막 패턴(30a)을 웨트 에칭에 의해 제거한다. 이것에 의해 반투광부 상의 투광막이 제거되는 동시에, 차광막 패턴(30b)이 형성된다(도 8(7) 참조).The light
마지막으로, 잔존하는 레지스트 패턴(51a)을 농황산 등을 이용하여 제거한다(도 8(8)참조).Finally, the remaining resist
이상과 같이 하여 다계조 포토마스크가 완성된다.Thus, a multi-gradation photomask is completed.
(평가)(evaluation)
상기 실시예 3에 관련되는 발명에 따르면 하기 (1)~(3)을 양립할 수 있는 FPD용 대형 다계조 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 그리고 그들의 제조방법을 제공할 수 있는 것이 확인되었다.According to the invention related to the third embodiment, it has been confirmed that a large multi-gradation photomask blank and a photomask for FPD which can satisfy the following (1) to (3) and a manufacturing method thereof can be provided.
(1) 반투광막의 i선~g선의 파장대역에 걸친 투과율 변화량을 억제하는 것,(1) suppressing the change in transmittance over the wavelength band of the i-line to the g-line of the semitransparent film,
(2) 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 원하는 값으로 조정하는 것(특히 미조정이 용이한 것),(2) the transmittance of the exposure light transmitted through the semitransparent film is adjusted to a desired value (particularly, the fine adjustment is easy)
(3) 결함이 적은 프로세스를 채용할 수 있는 것.(3) capable of adopting a process with few defects.
(실시예 4)(Example 4)
상기 실시예 3에 있어서, 도 8의 공정(8)에 계속해서 하층의 반투광막(CrN) 패턴(22a)과 상층의 반투광막(MoSiN) 패턴(23a)의 적층막으로 이루어지는 반투광막패턴(24a)의 일부에 대해서 새롭게 레지스트 패턴을 형성하여 보호한다. 그 후, 레지스트 패턴으로 보호되고 있지 않은 반투광막 패턴(24a)에 있어서의 상층의 반투광막(MoSiN) 패턴(23a)을 에칭액(불화수소암모늄에 과산화수소를 가한 것)을 이용하여 에칭하고, 하층의 반투광막(CrN) 패턴(22a)만으로 이루어지는 반투광부를 형성했다.8, a semi-light-transmitting film (CrN)
레지스트 패턴(24a)을 제거하고, 하층의 반투광막(CrN) 패턴(22a)과 상층의 반투광막(MoSiN) 패턴(23a)의 적층막으로 이루어지는 반투광부와, 하층의 반투광막(CrN) 패턴(22a)만으로 이루어지는 반투광부와, 차광부와, 투광부를 갖는 다계조(4계조) 포토마스크를 제작했다(도 9(2) 참조).The resist
평가의 결과는 실시예 3과 마찬가지였다.The evaluation results were the same as those in Example 3.
이상, 바람직한 실시예를 들어서 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to the above embodiments.
Claims (13)
상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 반투광막의 적층막으로서, 상기 투광성 기판측으로부터 하층과 상층을 이 순서로 적층한 반투광막의 적층막으로 이루어지며,
상기 하층은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 상기 상층보다 작게 함으로써, 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 억제하는 기능을 갖는 막이고, 또한
상기 상층은 막 두께를 상기 하층보다 두껍게 함으로써, 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 조정하는 막인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.A semitransparent film that transmits a part of the exposure light and a light shielding film that shields the exposure light in this order are formed on the translucent substrate and the semitransparent film and the light shielding film are patterned to form a transparent portion for transmitting the exposure light, A photomask blank for producing a multi-gradation photomask in which a translucent portion that partially transmits an optical beam and a shielding portion that shields exposure light are formed,
Wherein the semi-light-transmitting film is a laminated film of a semitransparent film having different transmittance spectra for exposure light over the i-line to g-line wavelength band, and is made of a laminated film of a semitransparent film obtained by laminating a lower layer and an upper layer from the side of the transparent substrate in this order In addition,
The lower layer is made to have a smaller transmittance change amount to the exposure light over the wavelength band of the i-line to the g-line than the upper layer, and the transmittance change amount to the exposure light over the wavelength band of the i-line to the g-line passing through the semitransparent film made of the laminated film Is a film having a function of suppressing
Wherein the upper layer is a film for adjusting the transmittance of exposure light transmitted through the semitransparent film made of the laminated film by making the film thickness thicker than the lower layer.
상기 적층막으로 이루어지는 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량이 2.0％ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.The method according to claim 1,
Wherein the semi-light-transmitting film composed of the laminated film has a transmittance change amount of not more than 2.0% with respect to exposure light over a wavelength band of i-line to g-line.
상기 하층은 시트저항이 0.55㏀/□ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.The method according to claim 1,
Wherein the lower layer has a sheet resistance of 0.55 k? / Square or less.
상기 하층은 시트저항값이 상기 상층보다 작은 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.The method according to claim 1,
Wherein the lower layer has a sheet resistance value smaller than that of the upper layer.
상기 하층은 크롬과 질소를 포함하는 재료로 이루어지고,
상기 상층은 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 재료 또는 몰리브덴과 실리콘과 질소를 포함하는 재료로 이루어지며,
상기 차광막은 크롬을 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the lower layer is made of a material containing chromium and nitrogen,
Wherein the upper layer comprises a material comprising molybdenum and silicon or a material comprising molybdenum, silicon and nitrogen,
Wherein the light-shielding film is made of a material containing chromium.
상기 반투광막은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 스펙트럼이 서로 다른 반투광막의 적층막으로서, 상기 투광성 기판측으로부터 하층과 상층을 이 순서로 적층한 반투광막의 적층막으로 이루어지며,
상기 하층은 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 상기 상층보다 작게 함으로써, 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 i선~g선의 파장대역에 걸친 노광광에 대한 투과율 변화량을 억제하는 기능을 갖는 막이고, 또한
상기 상층은 막 두께를 상기 하층보다 두껍게 함으로써, 상기 적층막으로 이루어지는 반투광막을 투과하는 노광광의 투과율을 조정하는 막인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.A semitransparent film that transmits part of the exposure light and a light shielding film that shields the exposure light in this order from the translucent substrate, the translucent portion that transmits the exposure light by patterning the semitransparent film and the light shield film, In a multi-gradation photomask in which a translucent portion that partially transmits light, and a shielding portion that shades the exposure light,
Wherein the semi-light-transmitting film is a laminated film of a semitransparent film having different transmittance spectra for exposure light over the i-line to g-line wavelength band, and is made of a laminated film of a semitransparent film obtained by laminating a lower layer and an upper layer from the side of the transparent substrate in this order In addition,
The lower layer is made to have a smaller transmittance change amount to the exposure light over the wavelength band of the i-line to the g-line than the upper layer, and the transmittance change amount to the exposure light over the wavelength band of the i-line to the g-line passing through the semitransparent film made of the laminated film Is a film having a function of suppressing
Wherein the upper layer is a film for adjusting the transmittance of exposure light transmitted through the semitransparent film made of the laminated film by making the film thickness thicker than the lower layer.
상기 하층은 시트저항이 0.55㏀/□ 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.8. The method of claim 7,
Wherein the lower layer has a sheet resistance of 0.55 k? / Square or less.
상기 하층은 시트저항값이 상기 상층보다 작은 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.8. The method of claim 7,
Wherein the lower layer has a smaller sheet resistance value than the upper layer.
상기 하층은 크롬과 질소를 포함하는 재료로 이루어지고,
상기 상층은 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 재료 또는 몰리브덴과 실리콘과 질소를 포함하는 재료로 이루어지며,
상기 차광막은 크롬을 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.8. The method of claim 7,
Wherein the lower layer is made of a material containing chromium and nitrogen,
Wherein the upper layer comprises a material comprising molybdenum and silicon or a material comprising molybdenum, silicon and nitrogen,
Wherein the light-shielding film is made of a material containing chromium.
상기 반투광부는 투광성 기판 상에, 상기 적층 구조의 반투광막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.8. The method of claim 7,
Wherein the translucent portion has a translucent portion formed of the translucent film of the laminated structure on the translucent substrate.
상기 반투광부는 노광광의 투과율이 다른 제 1 반투광부와 제 2 반투광부를 갖고, 상기 제 1 반투광부는 투광성 기판 상에, 상기 적층 구조의 반투광막의 하층막만으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지며, 상기 제 2 반투광부는 투광성 기판 상에, 상기 적층 구조의 반투광막의 하층 및 상층의 적층막으로 구성되는 반투광부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.8. The method of claim 7,
Wherein the translucent portion has a first translucent portion and a second translucent portion having different transmissivities of exposure light and the first translucent portion has a translucent portion formed only of the lower layer film of the laminated translucent film on the translucent substrate Wherein the second translucent portion is formed with a translucent portion formed on the translucent substrate, the translucent portion being composed of a laminated film of a lower layer and an upper layer of the semi-transparent film of the laminated structure.
A process for transferring a multi-gradation pattern formed on a multi-gradation photo mask onto an object to be transferred by exposure light over a wavelength band from i-line to g-line using the multi-gradation photo mask according to any one of claims 7 to 12 The pattern transfer method comprising:
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