KR20170007705A

KR20170007705A - Method of manufacturing photomask and photomask substrate

Info

Publication number: KR20170007705A
Application number: KR1020170002311A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 우메다
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2017-01-19
Also published as: TW201543142A; JP6298354B2; JP2015219290A; KR101898796B1; KR20150130909A; CN105093819A; KR101706844B1; TWI572976B; CN105093819B

Abstract

본 발명의 과제는, 치수 정밀도가 높은 전사용 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 얻는 것이다.
투명 기판 상에, 광학막과, 반사성 박막과, 레지스트막이 적층된, 레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정과, 레지스트 패턴 형성 공정과, 반사성 박막 패턴을 형성하는, 박막 에칭 공정과, 상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정과, 상기 반사성 박막 패턴의 치수를 측정하는, 치수 측정 공정과, 측정된 상기 치수에 기초하여 결정된, 상기 광학막의 에칭 시간에 기초하여, 상기 반사성 박막 패턴을 마스크로 하여, 상기 광학막의 습식 에칭을 행하는, 광학막 에칭 공정과, 상기 반사성 박막을 제거하는 공정을 갖고, 상기 치수 측정 공정에 있어서는, 상기 반사성 박막 패턴의 측정부에 검사광을 조사하고, 상기 검사광의 반사광을 검출함으로써, 상기 치수 측정을 행하는, 포토마스크의 제조 방법이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a method of manufacturing a photomask capable of forming a transfer pattern having high dimensional accuracy.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: preparing a photomask substrate with a resist, on which an optical film, a reflective thin film, and a resist film are laminated on a transparent substrate; a resist pattern forming step; a thin film etching step of forming a reflective thin film pattern; A step of measuring a dimension of the reflective thin film pattern; a step of measuring a dimension of the reflective thin film pattern; and a step of measuring, based on the etching time of the optical film determined based on the measured dimension, And a step of removing the reflective thin film, wherein in the dimension measurement step, the inspection light is irradiated to the measuring section of the reflective thin film pattern, and the reflected light of the inspection light is detected , And the dimension measurement is performed.

Description

포토마스크의 제조 방법 및 포토마스크 기판 {METHOD OF MANUFACTURING PHOTOMASK AND PHOTOMASK SUBSTRATE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a photomask,

본 발명은, 투명 기판 상에 형성된 광학막을 패터닝함으로써, 전사용 패턴이 형성된 포토마스크의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 사용되는 포토마스크 기판에 관한 것이다. 본 발명은, 특히 표시 장치 제조용으로 유리하게 사용되는 포토마스크의 제조 방법 및 그것에 사용되는 포토마스크 기판에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 그 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조한 포토마스크를 사용하는 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a photomask in which a transfer pattern is formed by patterning an optical film formed on a transparent substrate and a photomask substrate used in the method. The present invention relates to a method of manufacturing a photomask, which is advantageously used particularly for manufacturing display devices, and a photomask substrate used in the method. The present invention also relates to a method of manufacturing a display device using the photomask manufactured by the method of manufacturing the photomask.

표시 장치 등의 전자 디바이스 제품의 고정세화 등에 수반하여, 그들의 제조에 사용하는 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴에 대해, 보다 엄밀한 치수 제어에 대한 요구가 높아지고 있다. There has been a growing demand for more precise dimension control for transfer patterns provided in photomasks used for manufacturing electronic device products such as display devices and the like.

이것에 관련하여, 특허문헌 1에는, 차광막의 패턴에 대해, 치수 제어를 보다 정확하게 행하는 방법이 기재되어 있다. 즉, 특허문헌 1에는, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막의 에칭을 행하고, 레지스트 패턴에 덮여 있지 않은 차광막이 제거되어 에칭을 정지한 후, 기판의 이면으로부터 광을 조사하여, 차광막에 의해 차광되지 않는 레지스트를 감광시키고, 현상함으로써, 차광막의 에지 위치를 파악하고, 추가 에칭 시간을 결정하는 방법이 기재되어 있다.In this connection, Patent Document 1 discloses a method of performing dimension control more accurately with respect to a pattern of a light-shielding film. That is, in Patent Document 1, the light-shielding film is etched using the resist pattern as a mask. After the light-shielding film not covered with the resist pattern is removed to stop the etching, light is irradiated from the back surface of the substrate, A method of determining the edge position of the light shielding film and determining the additional etching time by photolithography and development of the resist is described.

일본 특허 공개 제2010-169750호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-169750

현재, 표시 장치(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 등의 휴대 단말기)에 요구되는 화질[선예성(鮮銳性), 밝기], 동작 속도, 전력 절약성은, 종래에 없이 높아지고 있다. 이러한 요구에 따르기 위해, 표시 장치의 제조에 사용되는 포토마스크의 전사용 패턴의 미세화, 고밀도화가 강하게 요망되고 있다.At present, image quality (sharpness, brightness), operation speed, and power saving required for a display device (for example, a portable terminal such as a smart phone or a tablet) is conventionally high. In order to meet such demands, there is a strong demand for miniaturization and high density of the transfer pattern of the photomask used for manufacturing the display device.

표시 장치의 제조에 있어서는, 원하는 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크를, 포토리소그래피 공정을 이용하여 제조하는 것이 행해진다. 즉, 투명 기판 상에 성막한 광학막 상에 레지스트막을 형성하고, 이 레지스트막에, 에너지선(레이저광 등)으로 묘화하고, 현상함으로써 얻은 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 광학막에 에칭을 실시한다. 필요에 따라서, 또 다른 광학막을 성막하여, 상기 포토리소그래피 공정을 반복하고, 최종적인 전사용 패턴을 형성한다. 여기서의 광학막은, 예를 들어 포토마스크에의 노광광을 차광하는 차광막, 노광광을 일부 투과하는 반투광막, 혹은 위상 시프트막이나 에칭 스토퍼막 등의 기능막 등을 포함한다.In manufacturing the display device, a photomask having a desired transfer pattern is manufactured by using a photolithography process. That is, a resist film is formed on an optical film formed on a transparent substrate, the resist film is drawn on an energy line (laser beam or the like), and the optical film is etched using the resist pattern obtained by the development as a mask . If necessary, another optical film is formed, and the above photolithography process is repeated to form a final transfer pattern. The optical film herein includes, for example, a light shielding film for shielding exposure light to a photomask, a semitransparent film for partially transmitting exposure light, or a functional film such as a phase shift film or an etching stopper film.

표시 장치 제조용 포토마스크는, 반도체 제조용 포토마스크(일반적으로 5∼6인치)에 비해 사이즈가 큰(예를 들어, 한 변은 300㎜ 이상) 데다가, 다종의 사이즈가 존재한다. 그로 인해 표시 장치 제조용 포토마스크를 제조할 때의 광학막의 에칭에 있어서는, 진공 챔버를 필수로 하는 건식 에칭보다도, 습식 에칭을 적용하는 쪽이, 에칭 장치나 에칭 공정의 부담이 작고, 또한 제어를 하기 쉽다고 하는 이점이 있다.A photomask for manufacturing a display device has a larger size (for example, 300 mm or more on one side) than the photomask for semiconductor manufacturing (generally 5 to 6 inches), and various sizes exist. Therefore, in the etching of the optical film when manufacturing the photomask for manufacturing a display device, wet etching is applied rather than dry etching, which requires a vacuum chamber, so that the burden of the etching apparatus and the etching process is small, There is an advantage that it is easy.

단, 이들 공정을 거쳐서, 최종적으로 얻어지는 전사용 패턴의 치수 정밀도를 정교하고 치밀하게 제어하는 것은, 반드시 용이한 것은 아니다. 예를 들어, 목표 치수에 대한 허용 범위에 관하여, 목표값에 대해 ±100㎚ 정도의 허용 범위가 있으면, 묘화, 현상, 에칭 등 각 공정의 엄중한 관리에 의해, 큰 곤란 없이 이것을 달성 가능하다고 해도, 목표값에 대해 ±50㎚ 정도의 허용 범위 내, 나아가서는, 목표값에 대해 ±20㎚ 정도의 허용 범위 내로 하기 위해서는, 새로운 기술 과제가 발생하게 된다.However, it is not always easy to precisely and precisely control the dimensional accuracy of the transfer pattern finally obtained through these steps. For example, with respect to the allowable range with respect to the target dimension, if there is an allowable range of about ± 100 nm with respect to the target value, even if it can be achieved without difficulty due to strict management of each process such as drawing, development, , A new technical problem arises in order to set the target value within the allowable range of about ± 50 nm, and moreover, within the allowable range of about ± 20 nm with respect to the target value.

예를 들어, 도 1a∼도 1e와 같은 플로우에서, 투광부와 차광부를 갖는 전사용 패턴을 구비한 바이너리 마스크를 제조하는 공정을 설명한다.For example, in the flow shown in Figs. 1A to 1E, a process of manufacturing a binary mask having a transfer pattern having a transparent portion and a shielding portion will be described.

우선, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 투명 기판 상에, 스퍼터법 등의 성막 수단으로 광학막을 성막하고, 그 표면에 포토레지스트막을 도포한, 레지스트 부착 포토마스크 블랭크(레지스트 부착 포토마스크 기판)를 준비한다. 또한, 여기서는 광학막은, 크롬을 주성분으로 하는 차광막으로 한다.First, as shown in Fig. 1A, a photomask blank (a photomask substrate with a resist) with a resist on which an optical film is formed by a film forming means such as a sputtering method and a photoresist film is coated on the surface is prepared do. Here, the optical film is a light-shielding film mainly composed of chromium.

다음으로, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 레이저 묘화 장치를 사용하여, 포토레지스트막에 소정의 패턴을 묘화한다. 여기서는, 묘화광으로서, FPD(Flat Panel Display)용 묘화 장치에 탑재된 광원이 발하는, 파장 413㎚의 레이저광을 사용한다.Next, as shown in Fig. 1B, a predetermined pattern is drawn on the photoresist film by using a laser beam drawing apparatus. Here, laser light having a wavelength of 413 nm emitted by a light source mounted on a drawing device for FPD (Flat Panel Display) is used as drawing light.

다음으로, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 패턴 묘화 후의 레지스트막을 현상하고, 레지스트 패턴을 형성한다.Next, as shown in Fig. 1C, the resist film after patterning is developed and a resist pattern is formed.

다음으로, 도 1d에 도시하는 바와 같이, 형성한 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 광학막의 습식 에칭을 행하여, 광학막 패턴을 형성한다. 투광부로 되는 부분의 광학막이 충분히 에칭 제거되도록 에칭 시간을 설정하는데, 이에 의해 습식 에칭의 성질에 의해 사이드 에칭이 진행된다. 따라서, 도 1d에 도시하는 바와 같이, 에칭 후의 광학막 패턴의 에지(피 에칭 단면)는, 레지스트 패턴의 아래에 가려진 상태로 된다. 이로 인해, 상기 도 1b에 도시하는 공정에서 묘화를 행할 때의 묘화 데이터에 있어서는, 사이드 에칭에 의한 치수 변화를 미리 반영시킨 치수로 해 둘(사이징을 해 둠) 필요가 있다.Next, as shown in Fig. 1D, the optical film is wet-etched using the formed resist pattern as a mask to form an optical film pattern. The etching time is set so that the optical film of the portion which becomes the light-transmitting portion is sufficiently etched away, whereby the side etching proceeds by the nature of the wet etching. Therefore, as shown in Fig. 1 (d), the edge of the optical film pattern after etching (etched cross section) is hidden under the resist pattern. Therefore, in the drawing data when drawing is performed in the step shown in Fig. 1B, it is necessary to make the dimension change by the side etching to be a size that reflects in advance (sizing).

다음으로, 도 1e에 도시하는 바와 같이, 레지스트 패턴을 제거, 세정하여, 광학막 패턴을 포함하는, 전사용 패턴을 구비한 바이너리 마스크가 완성된다.Next, as shown in Fig. 1E, the resist pattern is removed and cleaned to complete the binary mask having the transfer pattern including the optical film pattern.

최종적으로 목표 치수에 일치한 광학막 패턴을 얻기 위해서는, 에칭 시간을 정교하고 치밀하게 결정할 필요가 있다. 이로 인해, 원하는 패턴 치수에 도달하기 위해, 소정의 광학막의 에칭 레이트(단위 시간당 에칭량)를, 정량적으로 파악해 둘 필요가 있다. 단, 에칭 레이트를 파악할 수 있어도, 에칭 종점을 정확하게 결정하는 것은 반드시 용이한 것은 아니다.In order to finally obtain an optical film pattern conforming to the target dimension, it is necessary to elaborately and precisely determine the etching time. For this reason, it is necessary to quantitatively grasp the etching rate (etching amount per unit time) of a predetermined optical film in order to reach a desired pattern dimension. However, even if the etching rate can be grasped, it is not always easy to accurately determine the etching end point.

에칭 마스크로 되는 레지스트 패턴의 일례를 도 2에 나타낸다. 도 2는, 광학막(여기서는, 차광막) 상에 형성한 레지스트막에 패턴을 묘화하고, 현상하여 형성된 레지스트 패턴 단면의 SEM 사진을 나타낸다. 이것은, 상기 도 1c의 시점에서의 레지스트 패턴의 형상에 상당한다.An example of a resist pattern to be an etching mask is shown in Fig. 2 is a SEM photograph of a cross section of a resist pattern formed by drawing a pattern on a resist film formed on an optical film (here, a light-shielding film) and developing it. This corresponds to the shape of the resist pattern at the time of FIG. 1C.

도 2에 나타내는 바와 같이, 형성되는 레지스트 패턴은, 300∼1000㎚ 정도의 두께가 있고, 광학막보다도 상당히 두껍다. 또한, 레지스트 패턴의 측면은, 기판에 대해 수직이 아닌, 약간의 경사가 있는 데다가, 광학막과의 접촉 부분의 에지에는 헤밍 보텀도 보인다. 이러한 레지스트 패턴의 입체 형상은, 묘화시나 현상시의 다양한 조건 변동의 영향을 받아, 반드시 완전한 재현성을 갖는다고 할 수는 없다. 따라서, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 미리 설정된 시간의 에칭을 행한 후에, 광학막 패턴의 치수가 확실하게 목표 치수에 도달한다고는 할 수 없다.As shown in Fig. 2, the resist pattern to be formed has a thickness of about 300 to 1000 nm and is considerably thicker than the optical film. Further, the side surface of the resist pattern has a slight inclination not perpendicular to the substrate, and a hemming bottom is also seen at the edge of the contact portion with the optical film. Such a three-dimensional shape of the resist pattern can not always be said to have a complete reproducibility due to various conditions fluctuation during drawing or development. Therefore, it is impossible to say that the dimensions of the optical film pattern reliably reach the target dimensions after etching for a predetermined time using the resist pattern as a mask.

따라서, 광학막에 대한 에칭 개시 전에, 우선 레지스트 패턴의 치수를 측정하고, 이것을 기준으로 하여, 광학막에 대한 에칭 시간을 결정하는 것이 생각된다. 레지스트 패턴의 치수 측정에 있어서는, 검사광을 조사하여, 반사광 또는 투과광을 검출함으로써, 레지스트 패턴의 에지 위치를 판단하는 것이, 이론적으로는 가능하다. 그러나, 상술한 바와 같이, 레지스트 패턴의 두께, 헤밍 보텀이 있는 경사 단면 형상 등으로부터 보아, 레지스트 패턴의 광학적인 치수 측정은 곤란하고, 검출한 검사광이, 광학막 상의 어느 위치를 나타내는지는 불명료하며, 측정 정밀도의 신뢰성은 충분하지 않다.Therefore, it is conceivable to determine the etching time for the optical film by first measuring the dimension of the resist pattern before starting the etching for the optical film. In the dimension measurement of the resist pattern, it is theoretically possible to determine the edge position of the resist pattern by irradiating inspection light and detecting reflected or transmitted light. However, as described above, it is difficult to measure the optical dimension of the resist pattern from the viewpoint of the thickness of the resist pattern, the inclined cross-sectional shape with the hemming bottom, etc., and it is unclear what position the detected inspection light indicates on the optical film , The reliability of measurement accuracy is not sufficient.

다음으로, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 광학막의 습식 에칭을 행하여, 도중까지 에칭이 진행된 시점에서의 광학막 패턴의 치수를 파악하고, 파악한 치수와, 광학막의 에칭 레이트로부터, 광학막에 대한 추가 에칭 시간을 결정하고, 광학막에 대해 추가 에칭하는 것을 생각한다.Next, the wet etching of the optical film is performed using the resist pattern as a mask to grasp the dimensions of the optical film pattern at the time when the etching progresses to the middle, and from the measured dimensions and the etching rate of the optical film, It is contemplated to determine the time and further etch the optical film.

일반적으로, 건식 에칭이 이방성 에칭의 성질을 갖는 것에 반해, 습식 에칭은 에칭이 등방적으로 진행되는 성질을 갖는다. 그로 인해, 상기한 바와 같이, 에칭 대상인 광학막이 두께 방향으로 에칭되는 데에 수반하여, 광학막의 측면으로부터 기판 표면과 평행한 방향으로도 에칭이 진행된다. 이로 인해, 에칭 종료시가 가까워진 시점에서, 광학막 패턴의 치수는, 에칭 마스크로 되어 있는 레지스트 패턴의 치수와는 일치하지 않고, 보다 작아진다. 즉, 광학막 패턴의 에지는, 레지스트 패턴의 에지보다 레지스트 패턴측으로 들어가 레지스트 패턴의 아래에 가려진 상태로 된다. 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 한 습식 에칭 후의 광학막 패턴(도 3에 나타내는 차광막의 패턴)의 단면 형상의 SEM 사진을 도 3에 나타낸다. 또한, 이 SEM 사진은, 도 1d의 단면 형상에 대응한다.Generally, wet etching has properties in which the etching proceeds isotropically while dry etching has properties of anisotropic etching. As a result, as described above, as the optical film to be etched is etched in the thickness direction, the etching proceeds also in the direction parallel to the substrate surface from the side surface of the optical film. As a result, at the time when the end of the etching is near, the dimension of the optical film pattern does not coincide with the dimension of the resist pattern formed by the etching mask, and becomes smaller. That is, the edge of the optical film pattern goes into the side of the resist pattern rather than the edge of the resist pattern, and is hidden under the resist pattern. FIG. 3 shows a SEM photograph of the cross-sectional shape of the optical film pattern (the pattern of the light-shielding film shown in FIG. 3) after the wet etching with the resist pattern as the etching mask. This SEM photograph corresponds to the sectional shape of Fig. 1D.

이때, 도 3에 나타내는 바와 같은 광학막 패턴의 치수를 측정하고자 하는 경우, 기판의 표면측(기판의 주면 중, 패턴 형성을 행하는 측을 표면, 또는 제1 주면이라 함)으로부터 검사광을 조사하여, 반사광 또는 투과광을 검출하려고 해도, 레지스트 패턴이 방해로 되어, 광학막 패턴의 치수의 충분한 판독 정밀도가 얻어지지 않는다. 따라서, 이면측(기판의 표면측과는 반대측의 기판 주면)으로부터 검사광을 조사하여, 표면측에서 투과광을 검출하려고 하는 경우에도, 역시 레지스트 패턴이 방해로 된다. 또한, 이면측으로부터 검사광을 조사하여, 반사광의 검출에 의해 광학막 패턴의 치수를 측정하는 경우에는, 투명 기판이 방해로 된다.At this time, when it is desired to measure the dimensions of the optical film pattern as shown in Fig. 3, the inspection light is irradiated from the front side of the substrate (the side on which pattern formation is performed in the main surface of the substrate is referred to as the surface or the first main surface) , Even when attempting to detect reflected or transmitted light, the resist pattern is disturbed and sufficient reading accuracy of the dimensions of the optical film pattern can not be obtained. Therefore, even when the inspection light is irradiated from the back side (the main surface of the substrate opposite to the front side of the substrate) to detect the transmitted light on the front side, the resist pattern also becomes obstructive. Further, when the inspection light is irradiated from the back side and the dimensions of the optical film pattern are measured by the reflection light, the transparent substrate becomes obstructive.

그런데, 특허문헌 1에는, 도 3에 나타내는 바와 같은 상태에서, 기판의 이면측으로부터 노광하고, 이면측으로부터 보았을 때에 광학막의 단부로부터 노출된 부분의 레지스트를 감광하고, 현상에 의해 용출시켜, 레지스트 패턴과 광학막의 에지 위치를 일치시킨 후, 선 폭 측정을 행하는 방법이 기재되어 있다.Patent Document 1 discloses a method of exposing a back surface of a substrate in the state shown in Fig. 3, exposing the exposed portion of the resist from the end of the optical film when viewed from the back side, And the edge position of the optical film are matched with each other, and then the line width measurement is performed.

이 경우, 이론적으로는 레지스트 패턴 형상과 동일 형상의 광학막 패턴 형상이 형성되는 것이므로, 레지스트 패턴측으로부터 치수를 측정하고, 그 치수 측정 결과를 기초로, 추가 에칭 시간을 산정하면, 목표 치수의 광학막 패턴이 얻어지게 된다.In this case, theoretically, an optical film pattern shape having the same shape as the resist pattern shape is formed. Therefore, when the dimensions are measured from the side of the resist pattern and the additional etching time is calculated based on the result of the dimensional measurement, A film pattern is obtained.

그러나, 이 방법에 의해서도, 요즘의 표시 장치에 요구되는, 극히 엄격한 치수 정밀도를 만족시키는 것은 용이하지 않다. 왜냐하면, 특허문헌 1의 방법에 의한 광학막 패턴의 치수 측정에서는, 직접, 광학막의 치수를 측정하고 있는 것이 아니라, 광학막의 치수를, 레지스트 패턴 치수로부터 간접적으로 얻고 있으므로, 반드시 충분한 측정 정밀도는 아닌 것이다. 또한, 이 광학막 패턴의 치수 측정을, 하방(기판 이면측)으로부터 검사광을 조사하여 반사광을 검출하는 반사 측정에 의해 행할 때에는, 역시 투명 기판의 두께가 측정의 방해로 된다.However, even with this method, it is not easy to satisfy the extremely strict dimensional accuracy required for modern display devices. This is because measurement of the optical film pattern by the method of Patent Document 1 does not necessarily measure the dimensions of the optical film directly but is not necessarily sufficient because the dimensions of the optical film are indirectly obtained from the dimension of the resist pattern . Further, when the dimension measurement of the optical film pattern is carried out by the reflection measurement for detecting the reflected light by irradiating the inspection light from below (the back surface of the substrate), the thickness of the transparent substrate also interferes with the measurement.

레지스트 패턴의 형상은, 레지스트의 현상 온도나 현상제 농도 등에도 영향을 받는 것인 바, 이들을 항상 일정하게 하는 것은 용이하지 않다. 상기한 현 상황을 고려하면, 치수 정밀도가 높은 패터닝을 행하기 위해서는, 상기 변동 요인의 영향을 받기 어렵고, 에칭 종점까지의, 정확한 에칭 시간(즉, 광학막에 대해 필요한 에칭량에 적합한 에칭 시간)을 파악하는 방법을 얻는 것이 유용하다.The shape of the resist pattern is also influenced by the developing temperature of the resist, the developer concentration, and the like, and it is not easy to make them always constant. Considering the above situation, in order to perform patterning with high dimensional accuracy, it is difficult to be influenced by the fluctuation factors, and the accurate etching time to the etching end point (that is, the etching time suitable for the etching amount necessary for the optical film) It is useful to get a way to figure out.

상기에서 언급한 바와 같이, 액정이나 유기 EL로 대표되는 표시 장치에는, 종래 이상으로 미세한 구조를 갖는 것이 증가하는 경향이 있다. 이 경향은, 박막 트랜지스터(TFT) 기판, 컬러 필터(포토스페이서, 색판) 등의 표시 장치의 부품의 각각에 공통되는 경향이지만, 이들 표시 장치에 있어서의, 화상의 정세화, 동작의 속도, 밝기, 전력 절약 등의 요구와 관계되어 있다.As mentioned above, display devices typified by liquid crystals and organic EL display devices tend to have a finer structure than conventional ones. This trend tends to be common to each of the components of a display device such as a thin film transistor (TFT) substrate, a color filter (photo spacer, color plate), and the like. In these display devices, Power saving and so on.

상기에 수반하여, 표시 장치 제조용 포토마스크가 갖는 전사용 패턴의 CD(Critical Dimension: 이하, 패턴 선폭의 의미로 사용함)의 정밀도 요구가 엄격해지고 있다. 이것은, 라인 앤드 스페이스 패턴이라도, 홀 패턴이라도, 혹은 TFT 기판용 채널 구조여도 마찬가지이다. 예를 들어, 전사용 패턴의 CD 정밀도를 목표값±50㎚ 이하, 나아가서는 사양에 따라서는 목표값±20㎚ 이하, 결과적으로, 패턴 치수의 면 내 분포가 100㎚ 이하, 보다 바람직하게는 40㎚ 이하로 하는 것 등이 요구되도록 되어 있다.Along with this, the precision requirement of CD (Critical Dimension: hereinafter, used in the meaning of the pattern line width) of the transfer pattern of the display device manufacturing photomask becomes strict. This is true for a line-and-space pattern, a hole pattern, or a channel structure for a TFT substrate. For example, the CD precision of the transfer pattern is set to a target value of 50 nm or less, and accordingly, the target value is 20 nm or less depending on the specification. As a result, the in-plane distribution of pattern dimensions is 100 nm or less, Nm or less, and the like.

이러한 요구를 만족시키기 위해서는, 전사용 패턴 형성에 있어서의, 면 내의 CD 편차가 억제됨과 함께, 그 절대값이, 한없이 설계대로의 치수로 마무리되어 있는 것이 요구되고 있다. 바꾸어 말하면, 형성된 전사용 패턴의 CD의 중심값이 고정밀도로 목표값에 일치할 필요가 있다. 따라서, 본 발명은 치수 정밀도가 높은 전사용 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.In order to satisfy such a demand, it is required that the CD deviation in the plane in the transfer pattern formation is suppressed, and the absolute value thereof is finitely finished to the dimension as designed. In other words, it is necessary for the center value of the CD of the formed transfer pattern to coincide with the target value with high accuracy. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a photomask capable of forming a transfer pattern with high dimensional accuracy.

상기 과제를 해결하기 위해서는, 등방성 에칭에 있어서, 패터닝되는 광학막 치수의 CD 중심값이 목표값에 도달하는 동시에, 에칭을 정지함으로써 달성할 수 있다. 따라서, 에칭을 정지하는 타이밍의 검출(종점 검출)을 정확하게 행하는 것이 긴요해진다.In order to solve the above problem, in the isotropic etching, the CD center value of the optical film dimension to be patterned reaches the target value and the etching is stopped. Therefore, it is critical to accurately detect the timing of stopping the etching (end point detection).

따라서, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다. 본 발명은, 하기의 구성 1∼5 및 9∼12인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법, 하기의 구성 7, 8, 13 및 14인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판, 하기의 구성 6, 15인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법이다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. A photomask substrate according to any one of the first to sixth aspects of the present invention has the following constitutions 1 to 5 and 9 to 12, a photomask substrate characterized by the following constitutions 7, 8, 13 and 14, And a step of forming the display device.

(구성 1)(Configuration 1)

본 발명의 구성 1은, 투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막과, 상기 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 반사성 박막이 적층되고, 또한 최표면에 레지스트막이 형성된, 레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정과, 묘화 장치를 사용하여, 상기 레지스트막에 소정 패턴을 묘화하고, 현상함으로써, 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반사성 박막을 에칭하여 반사성 박막 패턴을 형성하는 박막 에칭 공정과, 상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정과, 상기 반사성 박막 패턴의 치수를 측정하는 치수 측정 공정과, 측정된 상기 치수에 기초하여 결정된, 상기 광학막의 에칭 시간에 기초하여, 상기 반사성 박막 패턴을 마스크로 하여, 상기 광학막의 습식 에칭을 행하는 광학막 에칭 공정과, 상기 반사성 박막을 제거하는 공정을 갖고, 상기 치수 측정 공정에 있어서는, 상기 반사성 박막 패턴의 측정부에 검사광을 조사하고, 상기 검사광의 반사광을 검출함으로써, 상기 치수 측정을 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.A constitution 1 of the present invention is a constitution 1 of the present invention is a constitution of the present invention is a constitution 1 of the present invention is a resist composition A resist pattern forming step of forming a resist pattern by drawing a predetermined pattern on the resist film by using an imaging apparatus and developing the resist pattern; and a step of etching the reflective thin film using the resist pattern as a mask A step of removing the resist pattern; a step of measuring a dimension of the reflective thin film pattern; a step of measuring a thickness of the reflective thin film pattern at an etching time of the optical film, Based on the reflective thin film pattern as a mask, an optical film for performing wet etching of the optical film Characterized in that the dimension measurement step is performed by irradiating inspection light to the measurement section of the reflective thin film pattern and detecting reflected light of the inspection light in the dimension measurement step, In the photomask.

(구성 2)(Composition 2)

본 발명의 구성 2는, 상기 반사성 박막의 막 두께는, 상기 광학막의 막 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.The constitution 2 of the present invention is a method for producing a photomask according to Structure 1, wherein the film thickness of the reflective thin film is smaller than the film thickness of the optical film.

(구성 3)(Composition 3)

본 발명의 구성 3은, 상기 검사광에 대한 상기 반사성 박막의 표면 반사율 Rt(％)는, 상기 광학막의 표면 반사율 Ro(％)보다 높고, 그 차(Rt-Ro)가 5(％) 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.In the configuration 3 of the present invention, the surface reflectance Rt (%) of the reflective thin film with respect to the inspection light is higher than the surface reflectance Ro (%) of the optical film and the difference (Rt-Ro) (1) or (2).

(구성 4)(Composition 4)

본 발명의 구성 4는, 상기 검사광에 대한, 상기 반사성 박막의 상기 표면 반사율 Rt는, 20(％) 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.The constitution 4 of the present invention is the method for producing a photomask according to any one of Structures 1 to 3, wherein the surface reflectance Rt of the reflective thin film with respect to the inspection light is 20 (%) or more.

(구성 5)(Composition 5)

본 발명의 구성 5는, 상기 검사광으로서는, 파장이 300∼1000㎚의 범위 내인 광을 사용하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.The constitution 5 of the present invention is the method for producing a photomask according to any of the constitutions 1 to 4, wherein the inspection light is a light having a wavelength within a range of 300 to 1000 nm.

(구성 6)(Composition 6)

본 발명의 구성 6은, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제조한 포토마스크를 준비하는 공정과, 노광 장치를 사용하여, 상기 포토마스크에 노광하고, 상기 전사용 패턴을, 피전사체에 전사하는 공정을 갖는 표시 장치의 제조 방법이다.The constitution 6 of the present invention is a process for producing a photomask, comprising the steps of: preparing a photomask prepared by the manufacturing method according to any one of the constitutions 1 to 5; and exposing the photomask to the transfer pattern using an exposure apparatus, And transferring the film to a carcass.

(구성 7)(Composition 7)

본 발명의 구성 7은, 표시 장치 제조용의 전사용 패턴을 구비한 포토마스크로 하기 위한 포토마스크 기판에 있어서, 투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막과, 상기 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 재료를 포함하는 반사성 박막이 적층되고, 상기 반사성 박막의 막 두께는, 상기 광학막의 막 두께보다 작고, 500㎚의 파장광에 대한 상기 반사성 박막의 표면 반사율 Rt는 20(％) 이상이고, 또한 상기 광학막의 표면 반사율 Ro(％)보다 높은 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판이다.According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a photomask substrate for forming a photomask having a transfer pattern for use in manufacturing a display device, comprising: an optical film for forming a transfer pattern; Wherein a thickness of the reflective thin film is smaller than a thickness of the optical film and a surface reflectance Rt of the reflective thin film with respect to a wavelength of 500 nm is not less than 20% , And the surface reflectance Ro (%) of the optical film.

(구성 8)(Composition 8)

본 발명의 구성 8은, 상기 500㎚의 파장광에 대한 상기 반사성 박막의 상기 표면 반사율 Rt(％)는, 상기 광학막의 상기 표면 반사율 Ro(％)보다 높고, 그 차(Rt-Ro)가 5(％) 이상인 것을 특징으로 하는 구성 7에 기재된 포토마스크 기판이다.In the constitution 8 of the present invention, the surface reflectance Rt (%) of the reflective thin film with respect to the wavelength light of 500 nm is higher than the surface reflectance Ro (%) of the optical film, and the difference (Rt-Ro) (%) Or more.

(구성 9)(Composition 9)

본 발명의 구성 9는, 투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막과, 상기 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 투과성 박막이 적층되고, 또한 최표면에 레지스트막이 형성된 레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정과, 묘화 장치를 사용하여, 상기 레지스트막에 소정 패턴을 묘화하고, 현상함으로써, 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 투과성 박막을 에칭하여 투과성 박막 패턴을 형성하는 박막 에칭 공정과, 적어도 상기 투과성 박막 패턴을 마스크로 하여, 상기 광학막을 습식 에칭하여 광학막 예비 패턴을 형성하는 광학막 예비 에칭 공정과, 상기 광학막 예비 패턴의 치수를 측정하는 치수 측정 공정과, 측정된 상기 치수에 기초하여 결정된, 상기 광학막의 추가 에칭 시간에 기초하여, 상기 광학막을 추가 에칭하는 광학막 추가 에칭 공정과, 상기 투과성 박막을 제거하는 공정을 갖고, 상기 치수 측정 공정에 있어서는, 상기 광학막 예비 패턴의 측정부에, 상기 투과성 박막을 투과한 검사광을 조사함으로써, 상기 치수 측정을 행하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법이다.The constitution 9 of the present invention is a constitutional feature of the present invention, in which a resist film is formed on a transparent substrate, on which an optical film for forming a transfer pattern and a transparent thin film having etching selectivity to the optical film are laminated, A resist pattern forming step of forming a resist pattern by drawing a predetermined pattern on the resist film using a drawing apparatus and developing the resist pattern; and a step of etching the transparent thin film using the resist pattern as a mask An optical film preliminary etching step of wet-etching the optical film using at least the transparent thin film pattern as a mask to form an optical film preliminary pattern; and a step of measuring the dimensions of the optical film preliminary pattern And an additional etching step of the optical film, which is determined based on the measured dimensions, And a step of removing the transmissive thin film, wherein in the dimension measurement step, the measurement of the optical film preliminary pattern is carried out by measuring the transmittance of the transmissive thin film And the dimension measurement is carried out by irradiating inspection light.

(구성 10)(Configuration 10)

본 발명의 구성 10은, 상기 투과성 박막의 막 두께는, 상기 광학막의 막 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 구성 9에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.The constitution 10 of the present invention is the method for producing a photomask according to constitution 9, wherein the film thickness of the transparent thin film is smaller than the film thickness of the optical film.

(구성 11)(Configuration 11)

본 발명의 구성 11은, 상기 검사광에 대한 상기 투과성 박막의 투과율 Tt는, 50(％) 이상인 것을 특징으로 하는 구성 9 또는 10에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.The constitution 11 of the present invention is the method for producing a photomask according to constitution 9 or 10, wherein the transmittance Tt of the transmissive thin film to the inspection light is 50 (%) or more.

(구성 12)(Configuration 12)

본 발명의 구성 12는, 상기 광학막 예비 에칭 공정 종료시에는, 상기 포토마스크의 표면측으로부터 보았을 때, 상기 광학막의 에지가, 상기 투과성 박막 패턴의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 구성 9 내지 11 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.The constitution 12 of the present invention is characterized in that, at the end of the optical film pre-etching step, the edge of the optical film is located inside the transmissive thin film pattern when viewed from the surface side of the photomask The method of manufacturing a photomask according to any one of claims 1 to 3.

(구성 13)(Composition 13)

본 발명의 구성 13은, 표시 장치 제조용의 전사용 패턴을 구비한 포토마스크로 하기 위한 포토마스크 기판에 있어서, 투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막과, 상기 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 재료를 포함하는 투과성 박막이 적층되고, 상기 투과성 박막의 막 두께는, 상기 광학막의 막 두께보다 작고, 500㎚의 파장광에 대한 상기 투과성 박막의 광 투과율 Tt가, 50(％) 이상인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판이다.According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a photomask substrate for use as a photomask having a transfer pattern for manufacturing a display device, comprising: an optical film for forming a transfer pattern; Wherein a transmissive thin film containing a material having selectivity is laminated, and a film thickness of the transmissive thin film is smaller than a film thickness of the optical film, and a light transmittance Tt of the transmissive thin film to a wavelength light of 500 nm is 50 (% Wherein the photomask substrate is a photomask substrate.

(구성 14)(Composition 14)

본 발명의 구성 14는, 500㎚의 파장광에 대한, 상기 광학막의 광 투과율 To는, 50(％) 이하인 것을 특징으로 하는 구성 13에 기재된 포토마스크 기판이다.The constitution 14 of the present invention is the photomask substrate according to constitution 13, characterized in that the optical transmittance To of the optical film for a wavelength light of 500 nm is 50 (%) or less.

(구성 15)(Composition 15)

본 발명의 구성 15는, 구성 9 내지 12 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제조한 포토마스크를 준비하는 공정과, 노광 장치를 사용하여, 상기 포토마스크에 노광하고, 상기 전사용 패턴을, 피전사체에 전사하는 공정을 갖는 표시 장치의 제조 방법이다.According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a photomask, comprising the steps of: preparing a photomask manufactured by the manufacturing method according to any one of structures 9 to 12; and exposing the photomask to light using the exposure apparatus, And transferring the film to a carcass.

본 발명의 포토마스크의 제조 방법에 의해, 포토마스크의 제조에 있어서의 정교하고 치밀한 패턴 치수 정밀도의 제어가 가능해진다.By the method of manufacturing a photomask of the present invention, precise and precise pattern dimensional accuracy control in the production of a photomask becomes possible.

도 1a는 포토마스크의 제조 공정 (a)의 일례를 도시하는 단면 모식도.
도 1b는 포토마스크의 제조 공정 (b)의 일례를 도시하는 단면 모식도.
도 1c는 포토마스크의 제조 공정 (c)의 일례를 도시하는 단면 모식도.
도 1d는 포토마스크의 제조 공정 (d)의 일례를 도시하는 단면 모식도.
도 1e는 포토마스크의 제조 공정 (e)의 일례를 도시하는 단면 모식도.
도 2는 도 1c에 도시하는 공정에 대응하는, 레지스트 패턴의 단면 형상의 SEM 사진의 일례.
도 3은 도 1d에 도시하는 공정에 대응하는, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 한 습식 에칭 후의 광학막 패턴(차광막 패턴)의 단면 형상의 SEM 사진의 일례.
도 4a는 본 발명의 제1 형태의 제조 공정 (a)를 도시하는 단면 모식도.
도 4b는 제1 형태의 제조 공정 (b)를 도시하는 단면 모식도.
도 4c는 제1 형태의 제조 공정 (c)를 도시하는 단면 모식도.
도 4d는 제1 형태의 제조 공정 (d)를 도시하는 단면 모식도.
도 4e는 제1 형태의 제조 공정 (e)를 도시하는 단면 모식도.
도 4f는 제1 형태의 제조 공정 (f)를 도시하는 단면 모식도.
도 4g는 제1 형태의 제조 공정 (g)를 도시하는 단면 모식도.
도 4h는 제1 형태의 제조 공정 (h)를 도시하는 단면 모식도.
도 5a는 본 발명의 포토마스크의 제조 방법의 제2 형태의 제조 공정 (a)를 도시하는 단면 모식도.
도 5b는 제2 형태의 제조 공정 (b)를 도시하는 단면 모식도.
도 5c는 제2 형태의 제조 공정 (c)를 도시하는 단면 모식도.
도 5d는 제2 형태의 제조 공정 (d)를 도시하는 단면 모식도.
도 5e는 제2 형태의 제조 공정 (e)를 도시하는 단면 모식도.
도 5f는 제2 형태의 제조 공정 (f)를 도시하는 단면 모식도.
도 5g는 제2 형태의 제조 공정 (g)를 도시하는 단면 모식도.
도 5h는 제2 형태의 제조 공정 (h)를 도시하는 단면 모식도.
도 5i는 제2 형태의 제조 공정 (i)를 도시하는 단면 모식도.
도 6은 반사성 박막 패턴의 치수 측정 방법을 도시하는 설명도.
도 7은 도 5g에 도시하는 치수 측정 공정에 있어서의, 광학막 패턴의 치수 측정 방법을 도시하는 설명도.
도 8은 에칭 시간과 CD 변화량의 상관의 일례를 나타내는 도면.1A is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing process (a) of a photomask.
1B is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing process (b) of a photomask.
Fig. 1C is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing process (c) of a photomask.
FIG. 1D is a sectional schematic view showing an example of a manufacturing process (d) of a photomask. FIG.
FIG. 1E is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing process (e) of a photomask. FIG.
Fig. 2 is an SEM photograph of a cross-sectional shape of a resist pattern corresponding to the process shown in Fig. 1C. Fig.
Fig. 3 is an SEM photograph of a cross-sectional shape of an optical film pattern (light-shielding film pattern) after wet-etching using the resist pattern as an etching mask, corresponding to the process shown in Fig. 1D.
4A is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process (a) of the first embodiment of the present invention.
Fig. 4B is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process (b) of the first embodiment. Fig.
4C is a cross-sectional schematic diagram showing the manufacturing process (c) of the first embodiment;
4 (d) is a cross-sectional view showing the manufacturing process (d) of the first embodiment.
Fig. 4E is a cross-sectional schematic diagram showing the manufacturing process (e) of the first embodiment. Fig.
Fig. 4F is a cross-sectional schematic diagram showing the manufacturing step (f) of the first embodiment. Fig.
Fig. 4G is a cross-sectional schematic diagram showing the manufacturing step (g) of the first embodiment. Fig.
4H is a cross-sectional schematic diagram showing the manufacturing process (h) of the first embodiment;
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing step (a) of the second embodiment of the method for producing a photomask of the present invention. FIG.
Fig. 5B is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing step (b) of the second embodiment. Fig.
Fig. 5C is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing step (c) of the second embodiment. Fig.
FIG. 5D is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process (d) of the second embodiment. FIG.
Fig. 5E is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing step (e) of the second embodiment. Fig.
Fig. 5F is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing step (f) of the second embodiment. Fig.
Fig. 5G is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing step (g) of the second embodiment. Fig.
5H is a cross-sectional schematic diagram showing the manufacturing process (h) of the second embodiment.
Fig. 5I is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing step (i) of the second embodiment. Fig.
6 is an explanatory view showing a method of measuring the dimension of the reflective thin film pattern;
Fig. 7 is an explanatory view showing a method of measuring the dimension of the optical film pattern in the dimension measurement step shown in Fig. 5G; Fig.
8 is a diagram showing an example of correlation between an etching time and a CD variation amount;

(제1 형태)(First Embodiment)

본 발명의 제1 형태에 의한 포토마스크의 제조 방법은, 레지스트 부착 포토마스크 기판의 광학막에 대해 소정의 방법으로 패턴을 형성하는 것에 적용되는 포토마스크의 제조 방법이다. 구체적으로는, 본 발명의 포토마스크의 제조 방법은, 레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정과, 레지스트 패턴 형성 공정과, 박막 에칭 공정과, 레지스트 패턴을 제거하는 공정과, 치수 측정 공정과, 광학막 에칭 공정과, 반사성 박막을 제거하는 공정을 갖는다.A method of manufacturing a photomask according to a first aspect of the present invention is a method of manufacturing a photomask that is applied to forming a pattern on an optical film of a photomask substrate with a resist by a predetermined method. Specifically, the method for manufacturing a photomask of the present invention comprises the steps of preparing a photomask substrate with a resist, a resist pattern forming step, a thin film etching step, a step of removing the resist pattern, a dimensional measurement step, A film etching step, and a step of removing the reflective thin film.

레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정에서는, 투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막과, 상기 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 반사성 박막이 적층되고, 또한 최표면에 레지스트막이 형성된다. 레지스트 패턴 형성 공정에서는, 묘화 장치를 사용하여, 상기 레지스트막에 소정 패턴을 묘화하고, 현상함으로써, 레지스트 패턴을 형성한다. 박막 에칭 공정에서는, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반사성 박막을 에칭하여 반사성 박막 패턴을 형성한다. 레지스트 패턴을 제거하는 공정에서는, 레지스트 패턴을 제거한다. 치수 측정 공정에서는, 상기 반사성 박막 패턴의 치수를 측정한다. 또한, 이 치수 측정 공정에 있어서는, 상기 반사성 박막 패턴의 측정부에 검사광을 조사하고, 상기 검사광의 반사광을 검출함으로써, 상기 치수 측정을 행한다. 광학막 에칭 공정에서는, 측정된 상기 치수에 기초하여 결정된, 상기 광학막의 에칭 시간에 기초하여, 상기 반사성 박막 패턴을 마스크로 하여, 상기 광학막의 습식 에칭을 행한다.In the step of preparing a photomask substrate with a resist, an optical film for forming a transfer pattern and a reflective thin film having etching selectivity for the optical film are laminated on a transparent substrate, and a resist film is formed on the outermost surface . In the step of forming a resist pattern, a resist pattern is formed by drawing a predetermined pattern on the resist film using a drawing apparatus and developing the pattern. In the thin film etching step, the reflective thin film is etched using the resist pattern as a mask to form a reflective thin film pattern. In the step of removing the resist pattern, the resist pattern is removed. In the dimensional measurement step, the dimensions of the reflective thin film pattern are measured. In this dimension measurement step, the dimension measurement is performed by irradiating inspection light to the measurement section of the reflective thin film pattern and detecting reflected light of the inspection light. In the optical film etching step, the optical film is wet-etched using the reflective thin film pattern as a mask based on the etching time of the optical film, which is determined based on the measured dimensions.

도 4를 참조하여, 본 발명의 포토마스크의 제조 방법의 제1 형태를, 구체적으로 설명한다.Referring to Fig. 4, a first embodiment of a method of manufacturing a photomask of the present invention will be described in detail.

도 4a에 도시하는 바와 같이, 포토마스크 기판을 준비한다(레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정).As shown in Fig. 4A, a photomask substrate is prepared (a step of preparing a photomask substrate with a resist).

포토마스크 기판으로서는, 이하의 구성을 갖는 포토마스크 블랭크로 할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 본 발명의 포토마스크 기판은, 반드시 포토마스크 블랭크일 필요는 없지만, 본 형태에서는, 도 4a에 도시하는 포토마스크 블랭크로 하고, 이하에 설명한다.As the photomask substrate, a photomask blank having the following constitution can be used. As described later, the photomask substrate of the present invention does not necessarily have to be a photomask blank, but in the present embodiment, the photomask blank shown in Fig. 4A will be described below.

또한, 도 4a 중, 「Resist」라 함은 포토레지스트를 말하고, 「Qz」라 함은 합성 석영 등의 투명 기판을 말한다. 이들 용어는, 다른 도면에 있어서도 마찬가지이다.In Fig. 4A, " Resist " refers to a photoresist, and " Qz " refers to a transparent substrate such as synthetic quartz. These terms are the same in the other drawings.

포토마스크 기판의 제조에 사용되는 투명 기판으로서는, 합성 석영 등을 포함하는 것을, 평탄, 평활하게 연마한 것을 사용한다. 투명 기판의 제1 주면은, 한 변이 300㎜∼1400㎜인 사각형이고, 두께는 5∼13㎜ 정도이다.As the transparent substrate used for manufacturing the photomask substrate, a substrate including synthetic quartz or the like is used which is polished flatly and smoothly. The first main surface of the transparent substrate is a square having a side of 300 mm to 1400 mm and a thickness of about 5 to 13 mm.

스퍼터법 등의 공지의 성막법에 의해, 투명 기판의 제1 주면 상에 광학막을 형성한다.An optical film is formed on the first main surface of the transparent substrate by a known film forming method such as sputtering.

광학막으로서는, 예를 들어 차광막(포토마스크를 사용할 때의 노광광에 대한 광학 농도(OD)가 3 이상)으로 할 수 있다. 또한, 광학막은, 일부 노광광을 투과하는, 반투광막으로 해도 된다. 반투광막의 노광광 투과율은, 3∼60％인 것이 예시된다.As the optical film, for example, a light shielding film (optical density (OD) for exposure light when using a photomask is 3 or more) can be used. The optical film may be a translucent film that transmits a part of exposure light. The exposure light transmittance of the semitransparent film is 3 to 60%.

광학막은, 예를 들어 노광광에 대한 투과율이 3∼30％임과 함께, 노광광에 포함되는 대표 파장의 광의 위상을 약 180도 시프트하는, 위상 시프트막일 수 있다. 약 180도라 함은, 150∼210도의 범위 내의 각도를 의미한다.The optical film may be, for example, a phase shift film which has a transmittance of 3 to 30% with respect to exposure light, and shifts the phase of light having a typical wavelength included in the exposure light by about 180 degrees. About 180 degrees means an angle in the range of 150 to 210 degrees.

나아가서는, 광학막은, 노광광에 대한 광 투과율이 3∼60％임과 함께, 노광광에 포함되는 대표 파장의 광의 위상을, 5∼90도의 범위에서 시프트시키는, 반투광막일 수 있다. 이러한 반투광막은, 미세한 스페이스 패턴이나 홀 패턴을 형성하는 경우, 차광막 대신에, 또는 차광막과 함께 사용하여, 포토마스크를 투과하는 광량을 보조하고, 피전사체 상의 레지스트의 감광 역치에 도달시킬 목적으로 사용되는 광량 보조 패턴으로 될 수 있다.Further, the optical film may be a semi-light-transmitting film that has a light transmittance of 3 to 60% for the exposure light and a phase shift of the light of the representative wavelength included in the exposure light within a range of 5 to 90 degrees. This semi-light-transmitting film is used for the purpose of assisting in the amount of light transmitted through the photomask and reaching the photosensitive threshold value of the resist on the transfer body in place of or in combination with the light-shielding film when forming a fine space pattern or hole pattern The light amount auxiliary pattern may be a light amount auxiliary pattern.

광학막의 막 두께는, 그 기능에 따라 결정되지만, 10∼300㎚일 수 있고, 100∼150㎚ 정도일 때, 본 발명의 효과가 현저하다. 예를 들어, 광학막이 차광막일 때, 이 막 두께 범위로 하는 것을 적합하게 행할 수 있다.The film thickness of the optical film is determined depending on its function, but it can be 10 to 300 nm, and when the film thickness is about 100 to 150 nm, the effect of the present invention is remarkable. For example, when the optical film is a light-shielding film, it is possible to suitably perform the film thickness range.

광학막은, 습식 에칭이 가능한 것으로 한다. 광학막의 재료로서는, 예를 들어 크롬(Cr)을 포함하는 막을 들 수 있다. 광학막은, 예를 들어 크롬의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 중 어느 하나를 포함하는 막일 수 있다.The optical film is assumed to be capable of wet etching. The material of the optical film is, for example, a film containing chromium (Cr). The optical film may be, for example, a film containing any one of oxide, nitride, carbide, oxynitride and oxynitride carbide of chromium.

또한, 크롬 이외의 금속, 예를 들어 Mo, Ta, W, Zr, Nb, Ti, 또는 그들 화합물을 포함하는 광학막도 적용할 수 있다. 이 경우의 광학막은, 예를 들어 금속 실리사이드나 그 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물을 포함하는 재료로 할 수도 있다. 금속 실리사이드의 예로서는, 몰리브덴 실리사이드 및 탄탈륨 실리사이드 등이 있다.In addition, a metal other than chromium, for example, Mo, Ta, W, Zr, Nb, Ti, or an optical film containing the compound can be applied. In this case, the optical film may be made of a material including, for example, a metal silicide, an oxide thereof, a nitride, a carbide, an oxynitride, and an oxynitride carbide. Examples of the metal silicide include molybdenum silicide and tantalum silicide.

광학막은, 후술하는, 반사광에 의한 치수 측정에 사용하는 검사광에 대해, 그 표면 반사율 Ro가 15(％) 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 검사광으로서, 파장 500㎚의 광을 사용하는 경우, 이 파장에 대한 광학막의 표면 반사율 Ro500이, 15(％) 이하인 것이 바람직하다. 표면 반사율 Ro500은, 보다 바람직하게는, 10(％) 이하, 더욱 바람직하게는 8％ 이하이다.It is preferable that the optical film has a surface reflectance Ro of 15 (%) or less with respect to inspection light used for dimension measurement by reflected light, which will be described later. For example, in the case of using light having a wavelength of 500 nm as the inspection light, it is preferable that the surface reflectance Ro500 of the optical film to this wavelength is 15 (%) or less. The surface reflectance Ro500 is more preferably 10 (%) or less, and still more preferably 8% or less.

상기 광학막은, 그 표면 부분에, 광 반사율을 억제하기 위한 반사 방지층을 구비하는 것인 것이 바람직하다. 그 경우, 예를 들어 크롬을 주성분으로 하는 광학막에 있어서, 반사 방지층은, 그 크롬 화합물(산화물, 질화물, 탄화물 등)의 표면층이, 광학막의 두께 방향에 있어서, 조성 변화되어 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 조성 변화는, 단계적인 변화여도 되고, 연속적인 변화여도 된다. 이 반사 방지층은, 포토마스크를 사용할 때에 사용하는 노광광에 대해 반사를 억제하는 기능을 갖지만, 후술하는 치수 측정에 있어서도, 표면 반사를 억제하는 작용을 갖는다.It is preferable that the optical film has an antireflection layer for suppressing light reflectance on its surface portion. In this case, for example, in an optical film containing chromium as a main component, it is preferable that the surface layer of the chromium compound (oxide, nitride, carbide, etc.) is changed in composition in the thickness direction of the optical film. The composition change may be a stepwise change or a continuous change. This antireflection layer has a function of suppressing reflection against exposure light used when using a photomask, but also has an action of suppressing surface reflection even in dimension measurement described later.

또한, 본 발명의 포토마스크 기판은, 포토마스크 블랭크에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 투명 기판 상에, 본 발명의 광학막이나 본 발명의 반사성 박막 이외의 막, 혹은 그 막의 패턴이 형성된 것이며, 또한 본 발명의 광학막, 반사성 박막을 구비한, 포토마스크 중간체여도 된다. 반사성 박막 이외의 막 또는 그 막의 패턴이라 함은, 기능막(도전성이나 절연성 등 전기적 성질을 부여하는 것이나, 에칭 스토퍼 기능을 갖는 것) 등을 들 수 있지만, 본 발명의 반사율 측정(제2 형태에 있어서는 투과율 측정)에 영향을 미치지 않는 것으로 한다.The photomask substrate of the present invention is not limited to the photomask blank but may be formed on the transparent substrate in such a manner that the optical film of the present invention or a film other than the reflective thin film of the present invention, Or a photomask intermediate having the optical film and the reflective thin film of the present invention. The film of the film other than the reflective thin film or the pattern of the film may be a functional film (which imparts electrical properties such as conductivity or insulation, or has an etching stopper function), but the reflectance measurement of the present invention And if so, does not affect the transmittance measurement).

다음으로, 광학막 상에, 반사성 박막을, 역시 스퍼터법 등의 공지의 성막법에 의해 형성한다. 반사성 박막은, 치수 측정 공정에 있어서, 치수 측정을 위해 검사 장치가 발하는 파장의 광을 반사하는 성질을 갖는 박막이다.Next, a reflective thin film is formed on the optical film by a known film formation method such as a sputtering method. The reflective thin film is a thin film having a property of reflecting the light of a wavelength emitted by the inspection apparatus for dimension measurement in the dimensional measurement process.

반사성 박막의 재료는, 광학막과의 사이에서, 서로 에칭 선택성을 갖는 것을 사용한다. 에칭 선택성이라 함은, 서로 다른 쪽의 막을 에칭하는 에칭제에 대해 내성을 갖는 것을 말한다. 바람직하게는, 다른 쪽의 막의 에칭제에 대한 에칭 레이트가, 상기 에칭제에 대한 다른 쪽의 막의 에칭 레이트에 대해 1/10 이하, 바람직하게는 1/50 이하, 더욱 바람직하게는 1/100 이하이다.As the material of the reflective thin film, those having mutual etching selectivity with respect to the optical film are used. The term "etching selectivity" means resistance to an etching agent for etching the other film. Preferably, the etching rate for the etchant of the other film is 1/10 or less, preferably 1/50 or less, more preferably 1/100 or less, to the etching rate of the other film for the etchant to be.

반사성 박막은, 후술하는 치수 측정시에 사용하는 검사광에 대한 표면 반사율 Rt가 20(％) 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 검사광으로서 파장 500㎚의 광을 사용하는 경우, 반사성 박막의 검사광에 대한 반사율 Rt500이, 20(％) 이상인 것이 바람직하고, 50(％)인 것이 보다 바람직하다.The reflective thin film preferably has a surface reflectance Rt of 20% or more with respect to the inspection light used in dimensional measurement described later. For example, when the light having a wavelength of 500 nm is used as the inspection light, the reflectance Rt500 of the reflective thin film with respect to the inspection light is preferably 20 (%) or more, more preferably 50 (%).

또한, 반사성 박막은, 묘화 공정에 있어서, 묘화광에 대한 반사율이 과대하지 않은 것이 요망된다. 이로 인해, 반사성 박막의 묘화광 파장(예를 들어, 413㎚)에 대한 표면 반사율 Rw는, 10(％) 이하인 것이 바람직하다.In addition, it is desired that the reflective thin film does not have an excessive reflectance with respect to the imaging light in the imaging process. Therefore, the surface reflectance Rw of the reflective thin film to the imaging light wavelength (for example, 413 nm) is preferably 10 (%) or less.

또한, 반사성 박막의 검사광에 대한 표면 반사율 Rt는, 반사성 박막의 묘화광에 대한 표면 반사율 Rw보다 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 반사성 박막의, 500㎚의 파장에 대한 표면 반사율 Rt500과, 413㎚의 파장에 대한 표면 반사율 Rw413의 차가, 5(％) 정도 있는 것이 바람직하다.It is also preferable that the surface reflectance Rt of the reflective thin film with respect to the inspection light is higher than the surface reflectance Rw with respect to the imaging light of the reflective thin film. For example, it is preferable that the difference between the surface reflectance Rt500 of the reflective thin film with respect to the wavelength of 500 nm and the surface reflectance Rw413 with respect to the wavelength of 413 nm is about 5 (%).

또한, 반사성 박막의 검사광에 대한 반사성 박막의 표면 반사율 Rt(％)는, 상기 광학막의 표면 반사율 Ro(％)보다 높고, 그 차(Rt-Ro)가 5(％) 이상인 것이 바람직하다. 검사광으로서 500㎚의 파장을 사용하는 경우에는, 반사성 박막과, 상기 광학막의, 500㎚의 파장광에 대한 반사율의 차(Rt500-Ro500)가 5(％) 이상, 바람직하게는 10(％) 이상, 나아가서는 20％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the surface reflectance Rt (%) of the reflective thin film to the inspection light of the reflective thin film is higher than the surface reflectance Ro (%) of the optical film and the difference (Rt-Ro) is 5% or more. When the wavelength of 500 nm is used as the inspection light, the difference between the reflectance of the reflective film and the reflectance (Rt500-Ro500) of the optical film to 500 nm wavelength light is 5% or more, preferably 10% Or more, and more preferably 20% or more.

반사성 박막의 재료의 예로서는, Mo, Ti, W, Ta, 또는 Zr을 포함하는 금속, 또는 그 화합물을 들 수 있다. 화합물이라 함은, 예를 들어 산화물, 질화물, 탄화물 및 산화 질화물이 예시된다. 반사성 박막의 재료는, 이들 금속의 실리사이드나, 그 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 또는 산화 질화 탄화물 등을 사용해도 된다. 또한, 광학막이 Cr 이외의 소재이면, 반사성 박막에 Cr을 포함하는 재료를 사용해도 된다. 단, 상기 중 Si를 포함하지 않는 소재는, 레지스트막과의 밀착성이 높기 때문에, 보다 바람직한 소재라고 할 수 있다.Examples of the material of the reflective thin film include a metal containing Mo, Ti, W, Ta, or Zr, or a compound thereof. Examples of the compound include oxides, nitrides, carbides and oxynitrides. The material of the reflective thin film may be a silicide of these metals, an oxide thereof, a nitride, a carbide, an oxynitride, or a oxynitride carbide. If the optical film is a material other than Cr, a material containing Cr may be used for the reflective thin film. However, a material not containing Si is more preferable because it has high adhesion with a resist film.

반사성 박막의 재료는, 상기한 바와 같이 광학막과의 에칭 선택성이 얻어지는 재료로 한다.The material of the reflective thin film is a material which can obtain the etching selectivity with the optical film as described above.

반사성 박막의 막 두께는, 광학막의 막 두께보다도 작은 것이 바람직하다. 반사성 박막의 막 두께는 5∼100㎚이고, 보다 바람직하게는 5∼20㎚이다.The film thickness of the reflective thin film is preferably smaller than the film thickness of the optical film. The film thickness of the reflective thin film is 5 to 100 nm, and more preferably 5 to 20 nm.

반사성 박막이 지나치게 두꺼우면, 에칭 시간이 과대해지고, 또한 후술하는 치수 측정 정밀도가 불충분해지기 쉽다. 반사성 박막이 지나치게 얇으면, 면 내의 막 두께 변동이 커지기 쉽다. 또한, 반사성 박막의 사이드 에칭이, 후술하는 측정에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서는, 반사성 박막의 막 두께는, 광학막의 막 두께보다도 작은 것이 바람직하다. 반사성 박막의 막 두께는, 예를 들어 광학막의 막 두께에 대해 1/10 이하, 보다 바람직하게는 1/20 이하의 막 두께로 한다. 반사성 박막의 막 두께가 이 정도로 작아지면, 반사성 박막의 사이드 에칭분을 미리 묘화 데이터에 반영시킬 때(사이징할 때)의, 사이징량을 작게 할 수 있어, 유리하다. 또한, 사이징량이 크면, 보이드 패턴(홀 패턴이나 스페이스 패턴 등) 등에 있어서, 최소 해상 치수에 가까워져 버린다(혹은 도달해 버린다)고 하는 문제가 발생한다. 즉, 반사성 박막의 막 두께가 작은 것은, 미세한 보이드 패턴(예를 들어 CD가 0.5∼2㎛ 이하 등)을 형성할 때에는, 특히 중요하다.If the reflective thin film is excessively thick, the etching time becomes excessive, and the dimension measurement accuracy described later tends to become insufficient. If the reflective thin film is too thin, the film thickness variation within the surface tends to increase. Further, in order to prevent the side etching of the reflective thin film from affecting the measurement described later, it is preferable that the reflective thin film has a thickness smaller than that of the optical film. The film thickness of the reflective thin film is, for example, 1/10 or less, more preferably 1/20 or less, with respect to the film thickness of the optical film. If the film thickness of the reflective thin film is reduced to such a small extent, the amount of sizing when the side etching of the reflective thin film is previously reflected on the imaging data (sizing) is advantageous. Further, when the sizing amount is large, there arises a problem that the void size (hole pattern, space pattern, or the like) approaches (or reaches) the minimum marine dimension. That is, the film thickness of the reflective thin film is particularly small when forming a fine void pattern (for example, a CD of 0.5 to 2 占 퐉 or less).

본 발명의 제1 형태에 의한 포토마스크의 제조 방법에 사용할 수 있는 포토마스크 기판으로서는, 투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막과, 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 재료를 포함하는 반사성 박막이, 이 순서로 적층된 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 반사성 박막의 막 두께는, 광학막의 막 두께보다 작고, 500㎚의 파장광에 대한 반사성 박막의 표면 반사율 Rt는 20(％) 이상이고, 또한 광학막의 표면 반사율 Ro(％)보다 높은 것이 바람직하다. 또한, 상술한 바와 같이, 검사광에 대한 반사성 박막의 표면 반사율 Rt(％)는 광학막의 표면 반사율 Ro(％)보다 높고, 그 차(Rt-Ro)가 5(％) 이상인 것이 바람직하다.As a photomask substrate usable in the method for manufacturing a photomask according to the first aspect of the present invention, there is a photomask substrate comprising a transparent substrate, an optical film for forming a transfer pattern, and a material having etching selectivity to the optical film And a reflective thin film laminated in this order can be preferably used. As described above, the film thickness of the reflective thin film is smaller than the film thickness of the optical film, the surface reflectance Rt of the reflective thin film with respect to the wavelength light of 500 nm is not less than 20 (%) and the surface reflectance Ro High. As described above, it is preferable that the surface reflectance Rt (%) of the reflective thin film to the inspection light is higher than the surface reflectance Ro (%) of the optical film and the difference (Rt-Ro) is 5% or more.

본 발명의 포토마스크의 제조 방법에 사용하는 포토마스크 기판으로서는, 반사성 박막 상에, 레지스트막을 더 형성한 레지스트 부착 포토마스크 기판을 사용할 수 있다. 레지스트막의 형성을 위해, 슬릿 코터나 스핀 코터 등의 공지의 도포 장치를 사용할 수 있고, 레지스트막의 원료로 되는 레지스트를, 반사성 박막 상에 도포할 수 있다. 레지스트막의 막 두께는, 300∼1000㎚가 바람직하다.As the photomask substrate used in the method for producing a photomask of the present invention, a photomask substrate with a resist on which a resist film is further formed on a reflective thin film can be used. For forming the resist film, a known coating device such as a slit coater or a spin coater can be used, and a resist serving as a raw material of the resist film can be coated on the reflective thin film. The film thickness of the resist film is preferably 300 to 1000 nm.

또한, 레지스트막은, 여기서는, 레이저 묘화용의 포지티브형 포토레지스트로서 설명한다. 단, 레지스트막으로서, 네가티브형 포토레지스트를 사용해도 되고, 또한 묘화를 전자선으로 행하는 경우에는, 전자선용 레지스트를 사용하는 것도 가능하다.The resist film is described here as a positive type photoresist for laser imaging. However, a negative type photoresist may be used as the resist film, and in the case of drawing by electron beam, it is also possible to use a resist for electron beam.

다음으로, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 상기 레지스트막에 대해, 원하는 패턴의 묘화를 행한다(레지스트 패턴 형성 공정의 묘화). 패턴의 묘화를 위해 사용하는 묘화 장치는 FPD용 레이저 묘화 장치를 사용할 수 있다. 묘화광은, 일반적으로 파장 413㎚의 레이저광이 사용된다. 도 4b중, 묘화를 위한 레이저광의 조사를 복수의 화살표로 모식적으로 나타내고 있다.Next, as shown in FIG. 4B, a desired pattern is drawn on the resist film (drawing of the resist pattern forming step). The drawing apparatus used for drawing the pattern may be a laser drawing apparatus for FPD. As the imaging light, a laser beam having a wavelength of 413 nm is generally used. In Fig. 4B, the irradiation of laser light for imaging is schematically shown by a plurality of arrows.

여기서 사용하는 묘화 데이터로서는, 목표로 하는 광학막 패턴의 스페이스 폭의 치수(도 4g의 CD2)에 대해 약간 작게(언더 방향) 설정하는 사이징을 해 둔다.Sizing data used here is set to be slightly smaller (underdirection) with respect to the dimension of the space width of the target optical film pattern (CD2 in Fig. 4G).

다음으로, 도 4c에 도시하는 바와 같이, 현상제에 의해, 레지스트막을 현상하여, 레지스트 패턴을 형성한다(레지스트 패턴 형성 공정의 현상).Next, as shown in Fig. 4C, the resist film is developed with a developer to form a resist pattern (phenomenon of a resist pattern forming process).

다음으로, 도 4d에 도시하는 바와 같이, 형성한 레지스트막을 마스크로 하여, 반사성 박막을 에칭하여 반사성 박막 패턴을 형성한다(박막 에칭 공정). 또한, 이 에칭은 습식 에칭인 것이 바람직하지만, 건식 에칭이어도 상관없다.Next, as shown in Fig. 4D, using the formed resist film as a mask, the reflective thin film is etched to form a reflective thin film pattern (thin film etching process). This etching is preferably wet etching, but may be dry etching.

일반적으로, 표시 장치용 포토마스크는, 반도체 제조용 포토마스크(5∼6인치)와 비교하여, 사이즈(예를 들어, 한 변이 300㎜∼1400㎜)가 크고, 또한 다양한 사이즈가 있다. 그로 인해, 진공 챔버 등을 필수로 하여, 장치 제어의 부담이 큰 건식 에칭을 행하는 것보다도, 습식 에칭을 행하는 쪽이 유리하다. 여기서는, 반사성 박막 패턴을 형성하기 위한 방법으로서, 습식 에칭을 예로 들어 설명한다.In general, the size of the photomask for a display device (for example, one side is 300 mm to 1400 mm) is larger than that of a photomask for semiconductor manufacturing (5 to 6 inches), and there are various sizes. Therefore, it is advantageous to perform wet etching rather than dry etching, which requires a vacuum chamber or the like and is heavy in apparatus control. Here, as a method for forming a reflective thin film pattern, wet etching will be described as an example.

습식 에칭을 행하기 위한 에칭액(에칭제)으로서는, 반사성 박막의 소재에 따라서 공지의 것으로부터 선택할 수 있다. 예를 들어, Cr을 포함하는 반사성 박막에 대해서는, 질산제2세륨암모늄 등을 사용할 수 있다. 반사성 박막이 금속 실리사이드계 등의 소재인 경우에는, 버퍼드불산 등을 적절하게 사용한다.The etching solution (etching agent) for wet etching can be selected from known ones depending on the material of the reflective thin film. For example, for a reflective thin film containing Cr, ceric ammonium nitrate and the like can be used. When the reflective thin film is a material such as a metal silicide system, buffered hydrofluoric acid or the like is suitably used.

반사성 박막의 에칭에 의해, 에칭된 반사성 박막에 대응하는 부분의 광학막 표면이 노출된다.By etching the reflective thin film, the surface of the optical film on the portion corresponding to the etched reflective thin film is exposed.

다음으로, 도 4e에 도시하는 바와 같이, 반사성 박막 패턴 상에 잔존하는 레지스트 패턴을 제거하고, 세정한다(레지스트 패턴을 제거하는 공정).Next, as shown in Fig. 4E, the resist pattern remaining on the reflective thin film pattern is removed and cleaned (step of removing the resist pattern).

다음으로, 도 4f에 도시하는 바와 같이, 반사성 박막 패턴의 치수 측정을 행한다(치수 측정 공정). 치수 측정은, 반사성 박막 패턴의 어느 부분에서 행해도 된다. 예를 들어, 라인 앤드 스페이스 패턴이라면, 라인부의 폭을 측정해도 되고, 스페이스부를 측정해도 된다. 도 4f에서는, 스페이스부의 CD1을 측정하는 경우를 예시한다. 최종적으로 얻고자 하는 전사용 패턴에 있어서, 특히 높은 정밀도가 요구되는 부분을, 측정부로 하고, 이 부분의 폭을 측정한다. 측정 대상은, 반사성 박막 패턴의 폭(예를 들어, 차광부의 폭), 반사성 박막 패턴의 간극(홀, 슬릿 등 투광부의 폭)의 어느 것이든 좋다.Next, as shown in Fig. 4F, the dimension of the reflective thin film pattern is measured (dimension measurement step). Dimensional measurement may be performed at any portion of the reflective thin film pattern. For example, in the case of the line and space pattern, the width of the line portion may be measured or the space portion may be measured. In Fig. 4F, a case of measuring CD1 of the space portion is exemplified. In a transfer pattern to be finally obtained, a portion where particularly high precision is required is referred to as a measurement portion, and the width of this portion is measured. The measurement object may be any of a width of the reflective thin film pattern (for example, a width of the light shielding portion) and a gap of the reflective thin film pattern (width of the light transmitting portion such as a hole or a slit).

반사성 박막 패턴의 치수 측정 방법을, 반사법의 경우에 대해 도 6에 예시한다. 이 방법은, 반사성 박막 패턴에 검사광을 조사하고, 반사성 박막 패턴의 에지 위치에 있어서의 반사광의 변화를 검지함으로써, 상기 치수를 파악한다. 검사광으로서는, 파장이 300∼1000㎚의 범위 내인 광을 사용할 수 있다. 예를 들어, 치수 측정에 400∼600㎚의 파장의 검사광을 사용하는 경우에는, 측정 감도가 높고 또한 300∼500㎚의 검사광을 사용하는 경우이면, 해상성이 높기 때문에 고정밀도가 얻어진다. 여기서는 검사광으로서 500㎚ 정도의 검사광을 예시한다. 또한, 상기한 바와 같이, 반사성 박막의 검사광에 대한 반사율과, 광학막의 검사광에 대한 반사율 사이에, 검출 가능한 콘트라스트를 가지므로, 치수 측정의 정밀도가 확보된다.A method of measuring the dimension of the reflective thin film pattern is illustrated in Fig. 6 for the case of the reflection method. In this method, the inspection light is irradiated to the reflective thin film pattern, and the change of the reflected light at the edge position of the reflective thin film pattern is detected to grasp the above dimensions. As the inspection light, light having a wavelength within a range of 300 to 1000 nm can be used. For example, when inspection light having a wavelength of 400 to 600 nm is used for measurement of dimension, when the inspection sensitivity is high and inspection light having a wavelength of 300 to 500 nm is used, high resolution is obtained because of high resolution . Here, inspection light of about 500 nm is exemplified as the inspection light. Further, as described above, since the reflectance of the reflective thin film with respect to the inspection light and the reflectance with respect to the inspection light of the optical film have a detectable contrast, the accuracy of the dimensional measurement is ensured.

또한, 검사광의 파장은, 묘화광의 파장과 다른 것이 바람직하고, 양 파장의 사이에 일정한 파장차가 있는 것이 보다 바람직하다. 검사광과 묘화광의 파장차는, 50㎚ 이상, 보다 바람직하게는 80㎚ 이상 있는 것이 바람직하다.The wavelength of the inspection light is preferably different from the wavelength of the imaging light, and it is more preferable that there is a constant wavelength difference between both wavelengths. The wavelength difference between the inspection light and the imaging light is preferably 50 nm or more, more preferably 80 nm or more.

여기서, 측정한 CD1의 값과, 미리 파악되어 있는 광학막의 에칭 레이트를 이용하여, 광학막의 에칭에 적용하는 에칭 시간을 설정한다.Here, the etching time to be applied to the etching of the optical film is set by using the measured value of CD1 and the etching rate of the optical film which is grasped in advance.

또한, 상기한 바와 같이 광학막의 에칭 레이트는, 도 8에 예시하는 에칭 시간과 CD 변화량의 상관을 얻어 둠으로써 구할 수 있다. 즉, 얻고자 하는 광학막 패턴과 동일한, 막 재료, 막 두께의 광학막에 대해, 사용하는 에칭액을 사용하였을 때의, 단위 시간당 에칭량을 데이터로서 얻어 둔다.In addition, the etching rate of the optical film as described above can be obtained by obtaining a correlation between the etching time and the CD variation amount as shown in Fig. That is, the etching amount per unit time is obtained as data when an etching liquid to be used is used for an optical film having the same film material and film thickness as the optical film pattern to be obtained.

다음으로, 도 4g에 도시하는 바와 같이, 이 반사성 박막 패턴을 마스크로 하여, 설정한 에칭 시간의 습식 에칭을 실시한다(광학막 에칭 공정). 이 에칭이 종료되었을 때에는, 광학막의 사이드 에칭이 진행되어, 포토마스크의 제1 주면(패턴 형성면)측으로부터 보았을 때, 상기 광학막 패턴의 에지(피 에칭 단면)가 상기 반사성 박막 패턴의 아래에 가려진 상태로 된다.Next, as shown in Fig. 4G, using this reflective thin film pattern as a mask, wet etching with the set etching time is performed (optical film etching step). When the etching is completed, the side etching of the optical film proceeds, and an edge (etched end face) of the optical film pattern is formed under the reflective thin film pattern as viewed from the first main surface (pattern formation surface) side of the photomask It becomes an obscured state.

그러나, 에칭 후의 광학막 패턴의 에지 위치는 정확하게 제어되어, 목표 치수 CD2가 얻어진다.However, the edge position of the optical film pattern after etching is accurately controlled, and the target dimension CD2 is obtained.

다음으로, 도 4h에 도시하는 바와 같이, 반사성 박막을 제거한다(반사성 박막을 제거하는 공정).Next, as shown in Fig. 4H, the reflective thin film is removed (a step of removing the reflective thin film).

상기 방법에 의하면, 반사성 박막을 사용한 치수 측정을 행하여, 에칭 시간을 결정하고 있으므로, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 광학막을 에칭하는 경우와 비교하여, 광학막의 CD 정밀도를 높게 하는 것이 가능해진다. 치수 측정의 대상으로 하는 반사성 박막의 막 두께는, 레지스트 패턴의 두께에 비해 1/50 이하이고, 반사법에 의한 측정에 적합한 물성을 갖는 것도, CD 정밀도 향상에 기여하고 있다.According to the above method, since the dimension measurement using the reflective thin film is performed to determine the etching time, the CD accuracy of the optical film can be increased as compared with the case where the optical film is etched using the resist pattern as a mask. The film thickness of the reflective thin film to be subjected to dimension measurement is 1/50 or less of the thickness of the resist pattern, and the film having the physical properties suitable for the measurement by the reflection method contributes to improvement of the CD precision.

물론 본 발명의 제조 방법은, 상기한 바와 같은 광학막 패턴이 형성된 후에, 또한 성막과 패터닝을 행하여, 보다 복잡한 구조의 포토마스크로 하는 경우를 포함한다.Needless to say, the manufacturing method of the present invention includes the case of forming the optical film pattern as described above, and further performing film formation and patterning to form a photomask having a more complicated structure.

(제2 형태)(Second Embodiment)

본 발명의 제2 형태에 의한 포토마스크의 제조 방법은, 레지스트 부착 포토마스크 기판의 광학막에 대해 소정의 방법으로 패턴을 형성하는 것에 적용되는 포토마스크의 제조 방법이다. 구체적으로는, 본 발명의 포토마스크의 제조 방법은, 레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정과, 레지스트 패턴 형성 공정과, 박막 에칭 공정과, 광학막 예비 에칭 공정과, 치수 측정 공정과, 광학막 추가 에칭 공정과, 투과성 박막을 제거하는 공정을 갖는다.A photomask fabrication method according to a second aspect of the present invention is a photomask fabrication method applied to forming a pattern on an optical film of a photomask substrate with a resist by a predetermined method. Specifically, the method for manufacturing a photomask of the present invention comprises the steps of preparing a photomask substrate with a resist, a resist pattern forming step, a thin film etching step, an optical film pre-etching step, a dimensional measurement step, A further etching step, and a step of removing the permeable thin film.

레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정에서는, 투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막과, 상기 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 투과성 박막이 적층되고, 또한 최표면에 레지스트막이 형성된다. 레지스트 패턴 형성 공정에서는, 묘화 장치를 사용하여, 상기 레지스트막에 소정 패턴을 묘화하고, 현상함으로써, 레지스트 패턴을 형성한다. 박막 에칭 공정에서는, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 투과성 박막을 에칭하여 투과성 박막 패턴을 형성한다. 광학막 예비 에칭 공정에서는, 적어도 상기 투과성 박막 패턴을 마스크로 하여, 상기 광학막을 습식 에칭하여 광학막 예비 패턴을 형성한다. 치수 측정 공정에서는, 상기 광학막 예비 패턴의 치수를 측정한다. 또한, 이 치수 측정 공정에 있어서는, 상기 광학막 예비 패턴의 측정부에, 상기 투과성 박막을 투과한 검사광을 조사함으로써, 상기 치수 측정을 행한다. 광학막 추가 에칭 공정에서는, 측정된 상기 치수에 기초하여 결정된, 상기 광학막의 추가 에칭 시간에 기초하여, 상기 광학막을 추가 에칭한다. 투과성 박막을 제거하는 공정에서는, 상기 투과성 박막을 제거한다.In the step of preparing a photomask substrate with a resist, an optical film for forming a transfer pattern and a transparent thin film having etching selectivity for the optical film are laminated on a transparent substrate, and a resist film is formed on the outermost surface . In the step of forming a resist pattern, a resist pattern is formed by drawing a predetermined pattern on the resist film using a drawing apparatus and developing the pattern. In the thin film etching step, the transparent thin film is etched using the resist pattern as a mask to form a transparent thin film pattern. In the optical film preliminary etching step, the optical film is wet-etched using at least the transparent thin film pattern as a mask to form an optical film preliminary pattern. In the dimensional measurement step, the dimensions of the optical film preliminary pattern are measured. In this dimension measurement step, the dimension measurement is performed by irradiating inspection light transmitted through the transmissive thin film to the measurement section of the optical film preliminary pattern. In the optical film addition etching step, the optical film is further etched based on the additional etching time of the optical film, which is determined based on the measured dimension. In the step of removing the transmissive thin film, the transmissive thin film is removed.

도 5를 사용하여, 본 발명의 포토마스크의 제조 방법의 제2 형태를, 구체적으로 설명한다.A second mode of the method for producing a photomask of the present invention will be described in detail with reference to Fig.

도 5a에 도시하는 바와 같이, 여기서는, 상기 제1 형태에서 사용한 반사성 박막 대신 투과성 박막을 사용한, 포토마스크 기판을 준비한다.As shown in Fig. 5A, here, a photomask substrate using a transmissive thin film instead of the reflective thin film used in the first embodiment is prepared.

제2 형태에 의한 포토마스크의 제조 방법에서는, 예를 들어 우선 도 5a에 도시하는 포토마스크 블랭크를 준비한다(레지스트 부착 포토마스크 기판을 준비하는 공정). 또한, 본 형태의 포토마스크 기판은, 반사성 박막 대신 투과성 박막을 형성한 것 이외에는, 제1 형태의 포토마스크 블랭크와 마찬가지이다.In the method of manufacturing a photomask according to the second embodiment, for example, a photomask blank shown in Fig. 5A is first prepared (a step of preparing a photomask substrate with a resist). The photomask substrate of this embodiment is the same as the photomask blank of the first embodiment except that a transmissive thin film is formed instead of the reflective thin film.

제2 형태의 투명 기판으로서는, 제1 형태와 마찬가지의 투명 기판을 사용할 수 있다.As the transparent substrate of the second embodiment, a transparent substrate similar to that of the first embodiment can be used.

제2 형태의 광학막으로서는, 제1 형태와 마찬가지의 광학막을 사용할 수 있다. 단, 제2 형태의 광학막은, 후술하는 바와 같이, 투과광에 의한 치수 측정에 사용하는 검사광에 대해 그 투과율 To가 50(％) 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 검사광으로서, 파장 500㎚의 광을 사용하는 경우, 이 파장에 대한 광학막의 투과율 To500이, 상기 범위인 것이 바람직하다. 또한, 검사광에 대한 광학막의 반사율 Ro는 15％ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 광학막의 반사율 Ro는 8％ 이하이다.As the optical film of the second embodiment, an optical film similar to that of the first embodiment can be used. However, as described later, it is preferable that the optical film of the second embodiment has transmittance To of 50% or less with respect to the inspection light used for dimension measurement by transmitted light. For example, in the case of using light having a wavelength of 500 nm as the inspection light, it is preferable that the transmittance To500 of the optical film to this wavelength is within the above range. It is also preferable that the reflectance Ro of the optical film with respect to the inspection light is 15% or less. More preferably, the reflectance Ro of the optical film is 8% or less.

제2 형태에 의한 포토마스크의 제조 방법에서는, 상기 광학막 상에, 투과성 박막이 스퍼터법 등 공지의 성막법으로 형성된다. 투과성이라 함은, 광 투과성을 의미하고, 이 투과성 박막은, 치수 측정 공정에 있어서, 치수 측정을 위해 검사 장치가 발하는 파장의 광을 투과하는 성질을 갖는 박막이다.In the method of manufacturing a photomask according to the second aspect, a transparent thin film is formed on the optical film by a known film formation method such as a sputtering method. The term "permeability" means light permeability, and the transparent thin film is a thin film having a property of transmitting light having a wavelength emitted by an inspection apparatus for dimension measurement in a dimensional measurement process.

투과성 박막의 재료는, 광학막의 재료와의 사이에서, 서로 에칭 선택성을 갖는 것으로 하는 점에 대해서는, 제1 형태와 마찬가지이다. 또한, 제1 형태의 반사성 박막의 경우와 마찬가지로, 투과성 박막의 막 두께는, 광학막의 막 두께보다 작은 것이 바람직하다.The material of the transparent thin film is the same as that of the first embodiment in that it has etch selectivity with respect to the material of the optical film. Further, as in the case of the first type of reflective thin film, it is preferable that the thickness of the transparent thin film is smaller than the film thickness of the optical film.

투과성 박막은, 후술하는 치수 측정시에 사용하는 검사광에 대한 투과율 Tt가 50(％) 이상인 것이 바람직하다. 투과성 박막의 검사광에 대한 투과율 Tt는, 보다 바람직하게는 70(％) 이상, 더욱 바람직하게는 80(％) 이상이다. 예를 들어, 검사광으로서 파장 500㎚의 광을 사용하는 경우, 투과성 박막의 검사광에 대한 투과율 Tt500이, 상기 범위인 것이 바람직하다. 여기서 투과율 Tt500은, 공기 중의 검사광의 투과율을 100(％)로 하였을 때의 값으로 나타낸다.It is preferable that the transmittance Tt of the transmissive thin film with respect to the inspection light to be used in dimension measurement described later is 50 (%) or more. The transmittance Tt of the transmissive thin film with respect to the inspection light is more preferably 70 (%) or more, and even more preferably 80 (%) or more. For example, when light having a wavelength of 500 nm is used as the inspection light, it is preferable that the transmittance Tt500 of the transparent thin film with respect to the inspection light is in the above range. Here, the transmittance Tt500 is expressed by a value when the transmittance of the inspection light in the air is 100 (%).

상기 검사광에 대한 상기 광학막의 투과율 To(％)는, 상기 검사광에 대한 투과성 박막의 투과율 Tt(％)보다 낮은 것이 바람직하다. 상기 검사광에 대한 투과성 박막의 투과율 Tt(％)와, 상기 광학막의 투과율 To(％)의 차(Tt-To)가 20(％) 이상, 보다 바람직하게는 30％ 이상 있는 것이 보다 바람직하다.The transmittance To (%) of the optical film with respect to the inspection light is preferably lower than the transmittance Tt (%) of the transparent thin film with respect to the inspection light. It is more preferable that the difference (Tt-To) between the transmittance Tt (%) of the transmissive thin film to the inspection light and the transmittance To (%) of the optical film is 20% or more, and more preferably 30% or more.

또한, 묘화 공정에 있어서, 투과성 박막의 묘화광에 대한 반사율이 과대하지 않은 것이 요망된다. 이로 인해, 투과성 박막의 묘화광 파장(예를 들어, 413㎚)에 대한 표면 반사율 Rw는, 10(％) 이하인 것이 바람직하다.It is also desired that the reflectance of the transmissive thin film with respect to the imaging light is not excessive in the imaging process. Therefore, the surface reflectance Rw of the transmissive thin film with respect to the imaging light wavelength (for example, 413 nm) is preferably 10 (%) or less.

투과성 박막의 재료로서는, Mo, Ti, W, Ta, 또는 Zr을 포함하는 금속이나, 그들의 화합물을 들 수 있다. 화합물이라 함은, 예를 들어 산화물, 질화물, 탄화물 및 산화 질화물이 예시된다. 투과성 박막의 재료는, 이들 금속의 실리사이드 또는 상기 실리사이드의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 또는 산화 질화 탄화물 등을 사용해도 된다. 또한, 투과성 박막의 재료는, Si의 산화물, 질화물, 산화 질화물일 수도 있다. 단, 상기 중 Si를 포함하지 않는 소재는, 레지스트막과의 밀착성이 높으므로, 보다 바람직한 소재라고 할 수 있다. 이들을 고려하여, 투과성 박막의 재료는, Ta, Ti, 또는 Zr의 산화물, 질화물, 산화 질화물, 탄화 질화 산화물 등이 특히 바람직하다. 이러한 소재로, 상기한 광 투과성을 갖는 것을 선택하여 사용할 수 있다.As the material of the transparent thin film, a metal containing Mo, Ti, W, Ta, or Zr, or a compound thereof may be used. Examples of the compound include oxides, nitrides, carbides and oxynitrides. The material of the transparent thin film may be a silicide of these metals or an oxide, nitride, carbide, oxynitride, or oxynitride carbide of the silicide. Further, the material of the transparent thin film may be an oxide, a nitride, or an oxynitride of Si. However, the material not containing Si is more preferable because it has high adhesion with the resist film. Taking these into consideration, the material of the transparent thin film is particularly preferably an oxide, a nitride, an oxynitride, a carbonitrided oxide or the like of Ta, Ti, or Zr. With such a material, those having light transmittance described above can be selected and used.

단, 투과성 박막은, 상기한 바와 같이 광학막과의 에칭 선택성이 얻어지는 재료로 한다.However, the transparent thin film is made of a material which can obtain etching selectivity with the optical film as described above.

투과성 박막의 막 두께는, 광학막의 막 두께보다도 작고, 그 막 두께는 5∼100㎚, 보다 바람직하게는 5∼50㎚, 더욱 바람직하게는 5∼20㎚로 하는 것이 요망된다.The film thickness of the transparent thin film is smaller than the film thickness of the optical film, and the film thickness thereof is desired to be 5 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm, and further preferably 5 to 20 nm.

투과성 박막의 막 두께는, 사이드 에칭의 영향을 작게 하기 위해, 상기 제1 형태와 마찬가지로, 광학막의 막 두께 1/10 이하, 보다 바람직하게는 1/20 이하가 바람직하다.The film thickness of the transparent thin film is preferably 1/10 or less, more preferably 1/20 or less, of the thickness of the optical film, similarly to the first embodiment, in order to reduce the influence of the side etching.

본 발명의 제2 형태에 의한 포토마스크의 제조 방법에 사용할 수 있는 포토마스크 기판으로서는, 투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막과, 상기 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 재료를 포함하는 투과성 박막이 적층된 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 투과성 박막의 막 두께는, 상기 광학막의 막 두께보다 작고, 500㎚의 파장광에 대한 상기 투과성 박막의 광 투과율 Tt가, 50(％) 이상인 것이 바람직하다. 또한, 500㎚의 파장광에 대한, 광학막의 광 투과율 To는, 50(％) 이하인 것이 바람직하다.As a photomask substrate usable in the method of manufacturing a photomask according to the second aspect of the present invention, an optical film for forming a transfer pattern and a material having etching selectivity for the optical film are formed on a transparent substrate And a transparent thin film laminated thereon can be preferably used. As described above, it is preferable that the film thickness of the transparent thin film is smaller than the film thickness of the optical film, and the light transmittance Tt of the transparent thin film to the wavelength light of 500 nm is 50 (%) or more. In addition, the light transmittance To of the optical film to the wavelength light of 500 nm is preferably 50 (%) or less.

제2 형태에서 사용하는 레지스트막으로서는, 제1 형태의 레지스트막과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.As the resist film used in the second embodiment, the same resist film as the first type resist film can be used.

다음으로, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 상기 레지스트막에 대해 원하는 패턴의 묘화를 행한다(레지스트 패턴 형성 공정의 묘화). 제2 형태의 패턴 묘화는, 제1 형태와 마찬가지이다. 단, 사용하는 묘화 데이터로서는, 목표로 하는 광학막 패턴의 스페이스 부분의 치수(도 5h의 CD5)에 대해 약간 작게(언더 방향) 설정하는 사이징을 해 두는 것이 바람직하다. 도 5b 중, 묘화를 위한 레이저광 조사를 복수의 화살표로 모식적으로 나타내고 있다.Next, as shown in Fig. 5B, a desired pattern is drawn on the resist film (drawing of the resist pattern forming step). The pattern drawing of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. However, it is preferable that the drawing data used is set to be slightly smaller (underdirection) with respect to the dimension of the space portion of the target optical film pattern (CD5 in Fig. 5H). In Fig. 5B, laser light irradiation for drawing is schematically shown by a plurality of arrows.

다음으로, 도 5c에 도시하는 바와 같이, 현상제에 의해, 레지스트막을 현상하고, 레지스트 패턴을 형성한다(레지스트 패턴 형성 공정의 현상).Next, as shown in Fig. 5C, the resist film is developed with a developer to form a resist pattern (phenomenon of a resist pattern forming process).

다음으로, 도 5d에 도시하는 바와 같이, 형성한 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 투과성 박막을 에칭하여 투과성 박막 패턴을 형성한다(박막 에칭 공정). 또한, 이 에칭은 습식 에칭인 것이 바람직하지만, 건식 에칭이어도 상관없다. 여기서는 습식 에칭을 채용한다. 제2 형태에 있어서 투과성 박막 패턴을 형성하기 위해 적용 가능한 에칭액은, 제1 형태의 반사성 박막 패턴을 형성하기 위한 에칭의 경우와 마찬가지이다.Next, as shown in Fig. 5D, using the formed resist pattern as a mask, the transmissive thin film is etched to form a transmissive thin film pattern (thin film etching process). This etching is preferably wet etching, but may be dry etching. Here, wet etching is employed. The etching solution applicable for forming the transmissive thin film pattern in the second embodiment is the same as the case of the etching for forming the reflective thin film pattern of the first form.

투과성 박막의 에칭에 의해, 에칭된 투과성 박막에 대응하는 부분의 광학막 표면이 노출된다. 그 부분의 치수(CD)를 CD3으로 한다.By etching the transparent thin film, the surface of the optical film on the portion corresponding to the etched transparent thin film is exposed. The dimension (CD) of the portion is defined as CD3.

다음으로, 도 5e에 도시하는 바와 같이, 투과성 박막 패턴을 마스크로 하여, 노출된 광학막을 습식 에칭한다(광학막 예비 에칭 공정). 여기서, 에칭 시간은, 광학막 패턴의 최종 치수(CD5)를 얻기 위해 필요하다고 예측되는 에칭 시간보다 짧은 시간, 즉, 에칭이 언더에서 멈추는 에칭 시간으로 한다. 본 명세서에 있어서, 이 에칭을 「예비 에칭」이라 한다. 예비 에칭에 의해, 광학막이 에칭 제거됨과 함께, 사이드 에칭이 진행되므로, 사이드 에칭되는 부분의 치수는, CD3보다 큰 CD4로 된다. 그리고, 이때의 광학막 패턴의 에지(피 에칭 단면)는 투과성 박막 패턴의 아래에 위치한다. 즉, 광학막 예비 에칭 공정 종료시에는, 상기 포토마스크의 표면측으로부터 보았을 때, 광학막 패턴의 에지는, 투과성 박막 패턴(투과성 박막의 영역)의 내측에 위치하는 상태로 된다.Next, as shown in Fig. 5E, the exposed optical film is wet-etched (optical film pre-etching step) using the transparent thin film pattern as a mask. Here, the etching time is a time shorter than the etching time expected to be required to obtain the final dimension (CD5) of the optical film pattern, that is, the etching time at which the etching stops at the under. In this specification, this etching is referred to as " preliminary etching ". Since the optical film is etched away by the preliminary etching and side etching proceeds, the dimension of the portion to be etched side becomes CD4 larger than CD3. At this time, the edge (etched section) of the optical film pattern is located under the transmissive thin film pattern. That is, at the end of the optical film preliminary etching process, the edge of the optical film pattern is positioned inside the transmissive thin film pattern (region of the transmissive thin film) when viewed from the surface side of the photomask.

다음으로, 도 5f에 도시하는 바와 같이, 레지스트를 제거하고, 세정한다.Next, as shown in FIG. 5F, the resist is removed and cleaned.

다음으로, 도 5g에 도시하는 바와 같이, 광학막의 에지 위치를 검출하고, CD4를 측정한다(치수 측정 공정). 투과법에 의한 치수 측정 방법을, 도 7에 도시한다.Next, as shown in Fig. 5G, the edge position of the optical film is detected, and CD4 is measured (dimension measurement step). Fig. 7 shows a dimensional measurement method by the transmission method.

도 7에 있어서, 투과성 박막은, 검사광(예를 들어, 500㎚ 정도의 파장을 갖는 광)에 대해 충분한 투과성을 갖는다. 그로 인해, 투명 기판의 이면(제2 주면)측으로부터 검사광을 입사시켜, 표면(제1 주면)측에서 투과광을 검지하면, 투과성 박막과 투명 기판의 사이에 있는, 광학막의 에지가 검출 가능하다. 이 결과, 광학막의 에지의 부분의 치수(CD4)를 충분한 정밀도로 측정할 수 있다.In Fig. 7, the transmissive thin film has sufficient transmittance to the inspection light (for example, light having a wavelength of about 500 nm). Therefore, when the inspection light is incident on the back surface (second main surface) side of the transparent substrate and the transmitted light is detected on the surface (first main surface) side, the edge of the optical film between the transparent thin film and the transparent substrate is detectable . As a result, the dimension (CD4) of the edge portion of the optical film can be measured with sufficient accuracy.

상기한 바와 같이, 광학막의 에지의 부분의 치수(CD4)는, 목표 치수(CD5)에 대해, 약간 에칭 부족(언더 방향)인 것으로 되어 있으므로, 이후의 추가 에칭에 의해 목표 치수 CD5에 도달할 수 있다. 추가 에칭을 위해, 측정된 CD4의 치수와, 미리 파악된, 투과성 박막의 에칭 레이트에 의해 목표 치수 CD5에 도달할 때까지의 추가 에칭 시간을 산정한다.As described above, since the dimension (CD4) of the edge portion of the optical film is slightly insufficient etching (underdirection) with respect to the target dimension CD5, it is possible to reach the target dimension CD5 have. For the additional etching, the additional etching time until the target dimension CD5 is reached by the dimension of the measured CD4 and the etching rate of the permeable thin film which is grasped in advance is calculated.

다음으로, 도 5h에 도시하는 바와 같이, 산정된 시간만큼의 추가 에칭을 행한다(광학막 추가 에칭 공정).Next, as shown in Fig. 5H, additional etching is performed for the estimated time (optical film addition etching step).

다음으로, 도 5i에 도시하는 바와 같이, 투과성 박막을 제거한다(투과성 박막을 제거하는 공정).Next, as shown in Fig. 5I, the transmissive thin film is removed (step of removing the transmissive thin film).

이상에 의해, 포토마스크가 완성된다. 물론, 제1 형태와 마찬가지로, 이후, 성막이나 패터닝을 더 행하여, 보다 복잡한 구조의 포토마스크를 제조해도 된다.Thus, the photomask is completed. Of course, similarly to the first embodiment, a film mask or patterning may be further performed to manufacture a photomask having a more complicated structure.

이 포토마스크는, 상기 목표 치수(CD5)에 대해 CD 정밀도가 우수하고, 목표값에 대해 에칭 종점의 결정이 정확하게 행해져 있으므로, CD의 면내 중심값의 일치성이 높다.This photomask has high CD accuracy with respect to the target dimension (CD5), and the matching of the in-plane center value of the CD is high since the etching end point is accurately determined with respect to the target value.

또한, 상기한 제2 형태의 제조 방법에 있어서, 도 5f에 도시하는 레지스트 패턴의 제거는, 도 5e에 있어서, 광학막의 에칭을 행하기 전에 행해도 된다.In the manufacturing method of the second embodiment described above, the removal of the resist pattern shown in Fig. 5F may be performed before the etching of the optical film is performed in Fig. 5E.

본 발명의 제조 방법에 의한 포토마스크의 용도에는 특별히 제약이 없다. 본 발명의 제조 방법에 의한 포토마스크는, 표시 장치 제조용의 포토마스크로서, 특히 유리하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제조 방법에 의한 포토마스크는, 표시 장치에 사용하는 각 레이어(예를 들어, TFT 어레이의, 소스·드레인·레이어, 화소 레이어나, 컬러 필터의 포토 스페이서 레이어 등, CD 정밀도가 특히 긴요한 레이어)의 형성에 유리하게 사용될 수 있다.The use of the photomask according to the production method of the present invention is not particularly limited. The photomask according to the production method of the present invention can be used particularly advantageously as a photomask for producing a display device. For example, the photomask according to the manufacturing method of the present invention can be applied to various layers (for example, a source layer, a drain layer, a pixel layer, and a color filter photo spacer layer of a TFT array) Precision can be advantageously used for forming a particularly critical layer).

따라서, 본 발명은 상술한 본 발명의 제조 방법에 의해 제조한 포토마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법이다. 구체적으로는, 본 발명에 의한 표시 장치의 제조 방법은, 상술한 본 발명의 제1 형태 또는 제2 형태의 제조 방법에 의해 제조한 포토마스크를 준비하는 공정과, 노광 장치를 사용하여, 상기 포토마스크에 노광하고, 상기 전사용 패턴을, 피전사체에 전사하는 공정을 갖는다. 본 발명의 표시 장치의 제조 방법에 의해, 정교하고 치밀한 패턴 치수 정밀도의 제어가 가능해진 포토마스크를 사용하여 표시 장치를 제조할 수 있으므로, 제조되는 표시 장치에 있어서도 정교하고 치밀한 패턴 치수 정밀도의 제어가 가능해진다.Therefore, the present invention is a method for manufacturing a display device using the photomask manufactured by the manufacturing method of the present invention described above. Specifically, a manufacturing method of a display device according to the present invention is a manufacturing method of a display device, comprising: preparing a photomask manufactured by the manufacturing method of the first or second aspect of the present invention; And transferring the transfer pattern onto a transfer target body. The manufacturing method of the display device of the present invention makes it possible to manufacture a display device using a photomask capable of precisely and precisely controlling the dimensional accuracy of the pattern. Therefore, even in the display device to be manufactured, It becomes possible.

예를 들어 표시 장치를 제조하는 경우, 전사용 패턴이 갖는 선 폭은 1∼100㎛ 정도이고, 2∼30㎛의 부분(측정부)을 치수 측정의 대상으로 하는 포토마스크의 경우에, 특히 본 발명의 포토마스크의 제조 방법의 효과가 현저하다.For example, in the case of manufacturing a display device, the line width of the transfer pattern is about 1 to 100 mu m, and in the case of a photomask in which a portion (measurement portion) of 2 to 30 mu m is subjected to dimensional measurement, The effect of the manufacturing method of the photomask of the present invention is remarkable.

따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴을, 피전사체에 전사할 때에 사용하는 노광 장치로서는, 이른바 FPD용 노광 장치(혹은 액정용 노광 장치)로 되는, 등배의 프로젝션 노광 장치, 또는 프록시미티 노광 장치로 할 수 있다.Therefore, as the exposure apparatus used when transferring the transfer pattern provided by the manufacturing method of the present invention to the transfer target body, there is a so-called FPD exposure apparatus (or a liquid crystal exposure apparatus) A projection exposure apparatus, or a proximity exposure apparatus.

이때, 노광광이라 함은, 포토마스크 사용시에 노광 장치에 의해 노광될 때 사용하는 광이며, 표시 장치의 제조에 있어서는, i선, h선, g선을 포함하는, 파장 영역의 광원이 사용된다. 또한, 본 명세서에 있어서 상기 대표 파장이라 함은, 여기에 포함되는 어느 하나의 파장광, 예를 들어 h선으로 할 수 있다.At this time, the exposure light is light used when the photomask is used for exposure by the exposure apparatus, and in the manufacture of a display device, a light source of a wavelength range including i-line, h-line and g-line is used . In this specification, the representative wavelength may be any wavelength light included therein, for example, h-line.

상기 노광 장치의 광학계로서는, 프로젝션 노광 장치의 경우, NA(개구수)가 0.08∼0.10, 코히어런스 팩터(σ)의 값이, 0.5∼1.0의 범위 것을 적합하게 사용할 수 있다. 단, 보다 고해상도의 노광 장치의 요구도 발생하고 있어, 예를 들어 NA가 0.08∼0.14인 것을 사용하는 것도 물론 가능하다.As the optical system of the exposure apparatus, in the case of a projection exposure apparatus, it is preferable to use a numerical aperture (NA) of 0.08 to 0.10 and a coherence factor (sigma) of 0.5 to 1.0. However, there is also a demand for a higher resolution exposure apparatus, and it is of course possible to use, for example, a lens having an NA of 0.08 to 0.14.

본 발명의 포토마스크 제조 방법은, 적어도 1층의 광학막을 투명 기판 상에 갖는, 다양한 종류의 포토마스크의 제조에 적용할 수 있다.The photomask manufacturing method of the present invention can be applied to the manufacture of various kinds of photomasks having at least one optical film on a transparent substrate.

본 발명의 포토마스크 제조 방법은, 예를 들어 광학막을 차광막으로 하여, 바이너리 마스크를 제조할 때에 바람직하게 적용할 수 있다. 본 발명은 또한, 광학막을 위상 시프트막으로 한, 위상 시프트 마스크(이른바 레벤슨 마스크, 또는 하프톤형 위상 시프트 마스크)의 제조 방법에도 물론 적용할 수 있다.The method for producing a photomask of the present invention can be suitably applied when a binary mask is produced using, for example, an optical film as a light-shielding film. The present invention can also be applied to a manufacturing method of a phase shift mask (so-called Levenson mask or halftone phase shift mask) in which an optical film is used as a phase shift film.

본 발명은 또한, 전사용 패턴에, 투광부, 차광부와 함께, 본 발명의 광학막을 사용한 반투광부를 포함하는, 다계조 포토마스크를 형성하는 것에 적용할 수도 있다. 이 경우, 광학막으로서, 노광광을 위상 반전하지 않고(위상 시프트량이 90도 이하) 일부 투과하는(투과율이 예를 들어, 20∼60％) 막을 사용함으로써, 반투광부로 한다. 형성된 전사용 패턴은, 피전사체 상에, 단차를 갖는 입체 형상의 레지스트 패턴을 형성할 수 있어, 표시 장치 등의 제조의 효율화를 도모할 수 있다.The present invention can also be applied to formation of a multi-gradation photomask including a semitransparent portion using an optical film of the present invention together with a light projecting portion and a light shielding portion in a transfer pattern. In this case, a semi-light-transmitting portion is used as the optical film by using a film (transmittance of, for example, 20 to 60%) that partially transmits the exposure light without phase inversion (phase shift amount is 90 degrees or less). The transfer pattern thus formed can form a three-dimensional resist pattern having a step on the transferred body, thereby making it possible to improve the manufacturing efficiency of a display device or the like.

본 발명은 또한, 광학막으로서, 노광광을 위상 반전하지 않고 일부 투과하는(투과율이 예를 들어, 2∼50％) 막을 사용하고, 이것에 의한 반투광부를 투광부에 인접시킴으로써, 미세 슬릿의 투과 광량 부족을 보충하는, 광량 보조 마스크에 적용하는 것도 가능하다.The present invention is also characterized in that, as the optical film, a film (transmittance of, for example, 2 to 50%) which partially transmits the exposure light without phase inversion is used and the semitransparent portion by this is adjacent to the transparent portion, It is also possible to apply it to a light quantity auxiliary mask which replenishes the insufficient amount of transmitted light.

또한, 본 발명은 상기 제조 방법에 사용하기 위한, 광학막과 반사성 박막, 또는 투과성 박막이 형성된 포토마스크 기판, 예를 들어 포토마스크 블랭크를 포함한다.The present invention also includes a photomask substrate, for example, a photomask blank, on which an optical film and a reflective thin film or a transmissive thin film are formed, for use in the above manufacturing method.

제1 형태, 제2 형태의 어느 경우도, 치수 측정 공정에 있어서 치수 측정의 대상으로 하는 부분(측정부)은, 포토마스크 기판의 주 표면 전체의 경향을 파악할 수 있도록, 복수 위치로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 측정부는, 적어도 사각형의 주 표면을 갖는 기판의, 4변 각각의 근방, 및/또는 4개의 코너의 각각의 근방에 설치하는 것이 바람직하다. 나아가서는, 주 표면을 일정 면적으로 등분하는 격자를 그렸을 때, 상기 격자로 등분된 구획의 각각에 측정부가 배치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 현상이나 에칭시에 발생하는, 면 내의 선 폭 변동 경향을 정확하게 파악할 수 있다. 혹은, 이들 복수 점에서 얻어진 치수는, 평균값을 취하는 등, 적절한 연산을 행하여 정량적 분석을 할 수 있다.In any of the first and second modes, it is preferable that the portion (measurement portion) to be subjected to dimensional measurement in the dimensional measurement step is provided in a plurality of positions so that the tendency of the entire main surface of the photomask substrate can be grasped Do. It is preferable that the measuring section is provided at least in the vicinity of each of the four sides and / or in the vicinity of each of the four corners of the substrate having at least the main surface of the quadrangle. Furthermore, it is preferable that when measuring a grating that equally divides the main surface into a certain area, the measuring portion is disposed in each of the sections divided into the gratings. In this case, it is possible to accurately grasp the line width fluctuation tendency in the plane, which occurs during development or etching. Alternatively, the dimensions obtained at these plural points can be subjected to quantitative analysis by appropriately calculating such as taking an average value.

Claims

표시 장치 제조용의 전사용 패턴을 구비한 포토마스크로 하기 위한 포토마스크 기판에 있어서,
투명 기판 상에, 전사용 패턴을 형성하기 위한 광학막으로서 패턴이 미형성된 광학막과, 상기 광학막에 대해 에칭 선택성을 갖는 재료를 포함하는 투과성 박막이 이 순서대로 적층되고,
상기 투과성 박막의 막 두께는, 상기 광학막의 막 두께보다 작고,
500㎚의 파장광에 대한 상기 투과성 박막의 광 투과율 Tt가, 50(％) 이상인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.A photomask substrate for forming a photomask having a transfer pattern for manufacturing a display device,
An optical film in which a pattern is not formed as an optical film for forming a transfer pattern and a transparent thin film including a material having etching selectivity to the optical film are stacked in this order on a transparent substrate,
Wherein the film thickness of the transparent thin film is smaller than the film thickness of the optical film,
Wherein a light transmittance Tt of the transmissive thin film with respect to a wavelength light of 500 nm is 50 (%) or more.

제1항에 있어서,
500㎚의 파장광에 대한, 상기 광학막의 광 투과율 To은, 50(％) 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.The method according to claim 1,
Wherein a light transmittance To of the optical film for a wavelength light of 500 nm is 50 (%) or less.

제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 투과성 박막의 막 두께는, 상기 광학막의 막 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the film thickness of the transparent thin film is smaller than the film thickness of the optical film.

제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 투과성 박막의 재료와, 상기 광학막의 재료는, 서로 에칭 선택성을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the material of the transparent thin film and the material of the optical film have mutual etching selectivity with respect to each other.

제1항 또는 제2항에 있어서,
500㎚의 파장광에 대한 상기 광학막의 반사율 Ro는 15% 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
And the reflectance Ro of the optical film with respect to the wavelength light of 500 nm is 15% or less.

제1항 또는 제2항에 있어서,
500㎚의 파장광에 대한 상기 광학막의 반사율 Ro는 8% 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
And the reflectance Ro of the optical film to the wavelength light of 500 nm is 8% or less.

제1항 또는 제2항에 있어서,
500㎚의 파장광에 대한 상기 투과성 박막의 광 투과율 Tt는, 70(%) 이상인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a light transmittance Tt of the transmissive thin film with respect to a wavelength light of 500 nm is 70 (%) or more.

제1항 또는 제2항에 있어서,
500㎚의 파장광에 대한 상기 광학막의 광 투과율 To(%)는, 상기 파장광에 대한 상기 투과성 박막의 광 투과율 Tt(%)보다 낮은 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
The light transmittance To (%) of the optical film with respect to the wavelength light of 500 nm is lower than the light transmittance Tt (%) of the transparent thin film with respect to the wavelength light.

제1항 또는 제2항에 있어서,
500㎚의 파장광에 대한 상기 투과성 박막의 광 투과율 Tt(%)와, 상기 광학막의 광 투과율 To(%)와의 차이(Tt-To)가 20(%) 이상인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the difference (Tt-To) between the light transmittance Tt (%) of the transmissive thin film and the light transmittance To (%) of the optical film with respect to the wavelength light of 500 nm is 20 (%) or more.

제1항 또는 제2항에 있어서,
500㎚의 파장광에 대한 상기 투과성 박막의 광 투과율 Tt(%)와, 상기 광학막의 광 투과율 To(%)와의 차이(Tt-To)가 30(%) 이상인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the difference (Tt-To) between the light transmittance Tt (%) of the transmissive thin film and the light transmittance To (%) of the optical film with respect to the wavelength light of 500 nm is 30 (%) or more.

제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 투과성 박막의 두께는 5∼100㎚인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the thickness of the transparent thin film is 5 to 100 nm.

제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 포토마스크 기판은, 표시 장치 제조용의 포토마스크 기판인 것을 특징으로 하는 포토마스크 기판.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the photomask substrate is a photomask substrate for manufacturing a display device.