JP2017033004A - Photomask for manufacturing display device, method for manufacturing the photomask, method for pattern transfer, and method for manufacturing display device - Google Patents

Photomask for manufacturing display device, method for manufacturing the photomask, method for pattern transfer, and method for manufacturing display device Download PDF

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昇 山口
裕 吉川
Yutaka Yoshikawa
吉川  裕
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Seiji Tsuboi
誠治 坪井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photomask for manufacturing a display device, having improved fine pattern transferability.SOLUTION: Provided is a photomask for manufacturing a display device, obtained by forming a transfer pattern containing a light-shielding part 15, a phase shift part 16, and a transmissive part 17. The light-shielding part is formed by laminating a phase shift film, an etching mask film, and a light-shieling film in this order. The phase shift part is either a phase shift film or is formed by laminating a phase shift film and an etching mask film in this order. The transmissive part is formed by exposing a surface of a transparent substrate 11. The phase shift film is formed of a material containing chromium, and the etching mask film is formed of a material having etching resistance against an etchant for the phase shift film. The phase shift part 16 and the transmissive part 17 have an adjacent portion, and the phase shift part and the transmissive part have a phase difference of about 180 degree in relation to a representative wavelength of exposure light through the photomask.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、表示装置の製造において微細なパターンを形成することが可能な表示装置製造用フォトマスク、当該フォトマスクの製造方法、当該フォトマスクを用いたパターン転写方法及び表示装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a photomask for manufacturing a display device capable of forming a fine pattern in manufacturing the display device, a method for manufacturing the photomask, a pattern transfer method using the photomask, and a method for manufacturing the display device.

特許文献1には、微細かつ高精度な露光パターンを形成することが可能な位相シフトマスクの製造方法に関する発明が記載されている。当該文献には、特に、フラットパネル用のガラス基板は、300mmを越えるサイズであるから、基板のうねりや表面粗さが大きくなり、焦点深度の影響を受けやすいと記載されている。   Patent Document 1 describes an invention relating to a method of manufacturing a phase shift mask capable of forming a fine and highly accurate exposure pattern. In this document, since the glass substrate for a flat panel has a size exceeding 300 mm, it is described that the waviness and surface roughness of the substrate become large and are easily affected by the depth of focus.

そこで、特許文献1は、透明基板上の遮光層をパターニングし、クロム系材料のターゲットをスパッタすることで、300nm以上500nm以下の波長領域のいずれかの光に対して180°の位相差をもたせることが可能な位相シフト層を、前記遮光層を被覆するように前記透明基板上に形成し、前記位相シフト層をパターニングする位相シフトマスクの製造方法を記載している。   Therefore, Patent Document 1 gives a phase difference of 180 ° to any light in a wavelength region of 300 nm or more and 500 nm or less by patterning a light shielding layer on a transparent substrate and sputtering a target of a chromium-based material. A phase shift layer is formed on the transparent substrate so as to cover the light shielding layer, and a method of manufacturing a phase shift mask is described in which the phase shift layer is patterned.

特許文献2には、ブラインド領域に遮光領域及び透光領域が備えられ、メイン領域に位相反転領域及び透光領域が備えられたFPD製造用フォトマスクであり、前記ブラインド領域は、透明基板上に遮光膜パターン及び位相反転膜が積層されて構成され、前記ブラインド領域の透光領域は、前記位相反転膜及び遮光膜パターンが順次にエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、前記メイン領域の透光領域は、透明基板上に積層された位相反転膜がエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、前記遮光膜パターンのエッチング速度は、同じエッチング物質に対して前記位相反転膜のエッチング速度より速いことを特徴とするフォトマスクが記載されている。   Patent Document 2 is an FPD manufacturing photomask in which a blind region includes a light-shielding region and a light-transmitting region, and a main region includes a phase-inversion region and a light-transmitting region. The blind region is formed on a transparent substrate. A light shielding film pattern and a phase inversion film are laminated, and the light-transmitting area of the blind area includes the transparent substrate area exposed by sequentially etching the phase inversion film and the light shielding film pattern, and the main area The transparent region includes the transparent substrate region exposed by etching the phase inversion film stacked on the transparent substrate, and the light shielding film pattern has an etching rate of the phase inversion film with respect to the same etching substance. A photomask is described that is faster than the etch rate.

特開2011−13283号公報JP 2011-13283 A 特開2012−230379号公報JP 2012-230379 A

現在、液晶表示装置には、VA(Vertical alignment)方式やIPS(In Plane Switching)方式などが採用されている。これらの採用により、明るく、かつ省電力であるとともに、高精細、高速表示、広視野角といった表示性能の向上が望まれている。   Currently, a VA (Vertical alignment) system, an IPS (In Plane Switching) system, and the like are employed in liquid crystal display devices. By adopting these, it is desired to improve display performance such as high definition, high speed display, and wide viewing angle as well as being bright and energy saving.

例えば、これらの方式を適用した液晶表示装置において、画素電極に、ラインアンドスペースパターン状に形成した透明導電膜が適用され、表示装置の表示性能を高めるためには、こうしたパターンの益々の微細化が要望されている。例えば、ラインアンドスペースパターンのピッチ幅P(ライン幅Lとスペース幅Sの合計)を、6μmから5μmへ、さらに5μmから4μmへと狭くすることが望まれている。この場合、ライン幅L、スペース幅Sは、少なくともいずれかが3μm未満となる場合が多い。例えば、L<3μm、或いはL≦2μm、又はS<3μm、或いはS≦2μmとなる場合が少なくない。   For example, in a liquid crystal display device to which these methods are applied, a transparent conductive film formed in a line-and-space pattern is applied to the pixel electrode, and in order to improve the display performance of the display device, these patterns are increasingly miniaturized. Is desired. For example, it is desired that the pitch width P (the total of the line width L and the space width S) of the line and space pattern is narrowed from 6 μm to 5 μm, and further from 5 μm to 4 μm. In this case, at least one of the line width L and the space width S is often less than 3 μm. For example, there are many cases where L <3 μm, or L ≦ 2 μm, or S <3 μm, or S ≦ 2 μm.

一方、液晶表示装置やEL表示装置に用いられる薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、「TFT」)で言えば、TFTを構成する複数のパターンのうち、パッシベーション(絶縁層)に形成されたコンタクトホールが、絶縁層を貫き、その下層側にある接続部に導通する構成が採用されている。この際、上層側と下層側のパターンが正確に位置決めされ、かつ、コンタクトホールの形状が確実に形成されていなければ、表示装置の正しい動作が保証されない。そして、ここでも、表示性能の向上とともに、デバイスパターンの高集積化が必要になり、パターンの微細化が求められている。すなわち、ホールパターンの径も、3μmを下回るものが必要になってきている。例えば、径が2.5μm以下、更には、径が2.0μm以下のホールパターンが必要となり、近い将来、これを下回る1.5μm以下の径をもつパターンの形成も望まれると考えられる。   On the other hand, in the case of a thin film transistor (“TFT”) used in a liquid crystal display device or an EL display device, a contact hole formed in a passivation (insulating layer) among a plurality of patterns constituting the TFT is insulated. The structure which penetrates the layer and conducts to the connecting portion on the lower layer side is adopted. At this time, if the patterns on the upper layer side and the lower layer side are accurately positioned and the shape of the contact hole is not reliably formed, correct operation of the display device cannot be guaranteed. Also in this case, it is necessary to increase the integration of device patterns as well as to improve the display performance, and there is a demand for pattern miniaturization. That is, the diameter of the hole pattern is required to be less than 3 μm. For example, a hole pattern with a diameter of 2.5 μm or less and further with a diameter of 2.0 μm or less is required, and in the near future, formation of a pattern with a diameter of 1.5 μm or less, which is less than this, is considered desirable.

このような背景から、ラインアンドスペースパターンやコンタクトホールの微細化に対応できる表示装置製造用のフォトマスクのニーズが高まっている。   Against this background, there is an increasing need for a photomask for manufacturing a display device that can cope with the miniaturization of line and space patterns and contact holes.

ところで、半導体(LSI等)製造用フォトマスクの分野では、解像性を得るために、高NA(例えば0.2以上)の光学系とともに、位相シフト作用を利用した位相シフトマスクを開発してきた経緯がある。位相シフトマスクは、単一波長の、波長の短い光源(KrFやArFのエキシマレーザーなど)とともに用いられている。これによって、各種素子等の高集積化及びそれに伴うフォトマスクのパターンの微細化に対応してきた。   By the way, in the field of photomasks for manufacturing semiconductors (LSIs, etc.), in order to obtain resolution, phase shift masks utilizing phase shift action have been developed together with optical systems with high NA (for example, 0.2 or more). There is a background. Phase shift masks are used with single-wavelength, short-wavelength light sources (such as KrF or ArF excimer lasers). This has coped with the high integration of various elements and the accompanying miniaturization of the photomask pattern.

その一方、表示装置製造用のリソグラフィ分野では、解像性向上や焦点深度拡大の為に、上記のような手法が適用されることは、一般的ではなかった。この理由としては、表示装置において求められる、パターンの集積度や、微細さが半導体製造分野ほどではなかったことが挙げられる。実際、表示装置製造用の露光装置(一般にはLCD露光装置、或いは液晶露光装置などとして知られる)に搭載される光学系や光源も、半導体製造用のものとは異なり、解像性や焦点深度より、生産効率(例えば、光源の波長域を広げて大きな照射光量を得て、生産タクトを短縮するなど)が重視されてきた。   On the other hand, in the lithography field for manufacturing display devices, it has not been common to apply the above-described method for improving resolution and expanding the depth of focus. The reason for this is that the degree of pattern integration and fineness required in display devices were not as good as those in the semiconductor manufacturing field. Actually, the optical system and light source mounted on an exposure apparatus for manufacturing a display device (generally known as an LCD exposure apparatus or a liquid crystal exposure apparatus) are different from those for semiconductor manufacturing, and resolution and depth of focus. Therefore, production efficiency (for example, widening the wavelength range of the light source to obtain a large amount of irradiation light and shortening the production tact) has been emphasized.

フォトマスクの転写用パターンが微細化すると、これを正確に被転写体(エッチング加工しようとする薄膜等、被加工体ともいう)に転写する工程の実施は困難になる。表示装置の製造における転写の工程に現実に使用されている上述の露光装置の解像限界は3μm程度であるが、表示装置に必要な転写用パターンの中には、上述のように、CD(Critical Dimension、線幅)が、既にこれに近づくか、あるいはこれを下回る寸法のものが必要となっているからである。   When the transfer pattern of the photomask is miniaturized, it becomes difficult to perform a process of accurately transferring the pattern to a transfer target (also referred to as a target to be etched, such as a thin film to be etched). The resolution limit of the above-described exposure apparatus that is actually used in the transfer process in the manufacture of the display device is about 3 μm. However, in the transfer pattern necessary for the display device, as described above, the CD ( This is because the critical dimension (line width) is already close to or less than this.

更に、表示装置製造用マスクは、半導体製造用マスクに比べて面積が大きいため、実生産上、3μm未満のCDをもつ転写用パターンを面内均一に転写することには大きな困難があった。   Furthermore, since the mask for manufacturing a display device has a larger area than the mask for manufacturing a semiconductor, it has been difficult to transfer a transfer pattern having a CD of less than 3 μm uniformly in the surface in actual production.

このように表示装置製造用のマスクを用いたのでは、3μm未満のCDといった微細なパターンの転写には困難が伴うので、これまで半導体装置製造の目的で開発されてきた、解像性向上のための各種手法を表示装置製造の分野にも適用することが考えられる。   If a mask for manufacturing a display device is used in this way, it is difficult to transfer a fine pattern such as a CD of less than 3 μm. Therefore, the resolution improvement that has been developed for the purpose of manufacturing a semiconductor device has been developed. It is conceivable to apply various methods for the display device manufacturing field.

しかしながら、表示装置製造に前記の手法をそのまま適用することには、いくつかの問題がある。例えば、高NA(開口数)をもつ高解像度の露光装置への転換には、大きな投資が必要になり、表示装置の価格との整合性に齟齬が生じる。或いは、露光波長の変更(ArFエキシマレーザのような短波長を、単一波長で用いる)については、比較的大面積をもつ表示装置への適用が困難であったり、製造タクトが延長しやすい問題のほか、やはり相当の投資を必要とする点で不都合である。   However, there are some problems in applying the above-described method as it is to manufacturing a display device. For example, conversion to a high-resolution exposure apparatus having a high NA (numerical aperture) requires a large investment, and there is a discrepancy in consistency with the price of the display apparatus. Or, it is difficult to change the exposure wavelength (using a short wavelength such as ArF excimer laser as a single wavelength) for a display device having a relatively large area, or the manufacturing tact is likely to be extended. In addition, it is disadvantageous in that it requires considerable investment.

そこで、表示装置製造用フォトマスクの備える転写用パターンの工夫によって、微細パターンの転写性を向上させることができれば、極めて意義が大きい。   Therefore, if the transferability of the fine pattern can be improved by devising the transfer pattern provided in the photomask for manufacturing the display device, it is very significant.

本発明の要旨は、以下の通りである。
<1>透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜が、それぞれウェットエッチングによりパターニングされることにより、遮光部、位相シフト部、透光部を含む転写用パターンが形成されてなる表示装置製造用フォトマスクであって、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、前記遮光膜がこの順に積層されてなり、
前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜、又は、前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜とが形成されてなり、
前記透光部は、前記透明基板表面が露出してなり、
前記位相シフト膜は、クロムを含有する材料からなり、
前記エッチングマスク膜は、前記位相シフト膜のエッチング液に対して、エッチング耐性をもつ材料からなり、
前記位相シフト部と、前記透光部は、隣接部分を有し、かつ、前記位相シフト部と前記透光部は、前記フォトマスクの露光光の代表波長に対して、略180度の位相差をもつものである、
表示装置製造用フォトマスク。
The gist of the present invention is as follows.
<1> On the transparent substrate, the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film are patterned by wet etching, thereby forming a transfer pattern including the light shielding part, the phase shift part, and the light transmitting part. A photomask for manufacturing a display device,
The light shielding portion is formed by laminating the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film in this order on the transparent substrate.
The phase shift portion is formed by forming the phase shift film or the phase shift film and the etching mask film on the transparent substrate,
The transparent portion is formed by exposing the transparent substrate surface,
The phase shift film is made of a material containing chromium,
The etching mask film is made of a material having etching resistance to the etching solution of the phase shift film,
The phase shift portion and the light transmitting portion have adjacent portions, and the phase shift portion and the light transmitting portion have a phase difference of about 180 degrees with respect to a representative wavelength of exposure light of the photomask. With
Photomask for display device manufacturing.

<2>前記転写用パターンは、ラインアンドスペースパターンを含み、前記ラインアンドスペースパターンのラインパターンは一定幅の遮光部と、前記一定幅の遮光部の両側に隣接した一定幅の位相シフト部とをもつことを特徴とする、<1>に記載の表示装置製造用フォトマスク。   <2> The transfer pattern includes a line and space pattern, and the line pattern of the line and space pattern includes a constant width light shielding portion, and a constant width phase shift portion adjacent to both sides of the constant width light shielding portion. The photomask for manufacturing a display device according to <1>, wherein

<3>前記転写用パターンは、ホールパターンを含み、前記ホールパターンは所定径の透光部と、前記透光部を囲む一定幅の位相シフト部と、前記位相シフト部を囲む遮光部とを有することを特徴とする、<1>に記載の表示装置製造用フォトマスク。   <3> The transfer pattern includes a hole pattern, and the hole pattern includes a light-transmitting portion having a predetermined diameter, a phase shift portion having a constant width surrounding the light-transmitting portion, and a light-shielding portion surrounding the phase shift portion. The photomask for manufacturing a display device according to <1>, characterized by comprising:

<4>前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜が形成されてなり、
前記位相シフト膜は、前記露光光の代表波長に対し、略180度位相シフトするものであることを特徴とする、<1>〜<3>のいずれかに記載の表示装置製造用フォトマスク。
<4> The phase shift portion is formed by forming the phase shift film on the transparent substrate,
The photomask for manufacturing a display device according to any one of <1> to <3>, wherein the phase shift film has a phase shift of about 180 degrees with respect to a representative wavelength of the exposure light.

<5>前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜とがこの順に積層されてなり、
前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜との積層は、前記露光光の代表波長に対し、略180度位相シフトするものであることを特徴とする、<1>〜<3>のいずれかに記載の表示装置製造用フォトマスク。
<5> The phase shift portion is formed by laminating the phase shift film and the etching mask film in this order on the transparent substrate.
The lamination of the phase shift film and the etching mask film is a phase shift of approximately 180 degrees with respect to the representative wavelength of the exposure light, wherein any one of <1> to <3> Photomask for manufacturing display devices.

<6>前記転写用パターンに含まれる、前記透光部と前記位相シフト部とが隣接する部分において、前記位相シフト膜の被エッチング面が露出し、
前記隣接する部分の断面において、前記位相シフト膜の上面、下面および被エッチング面にそれぞれ対応する上辺、下辺および側辺が、下記条件(A)及び(B)を満たす、<1>〜<5>のいずれかに記載の表示装置製造用フォトマスク。
(A)前記上辺と前記側辺との接点と、前記上面から前記位相シフト膜の膜厚の3分の2下がった高さの位置での前記側辺の位置とを結んだ直線が、前記上辺となす角度が、85度から120度の範囲内であり、かつ、
(B)前記上辺と前記側辺との接点を通り前記透明基板の主表面に対して垂直な第1仮想線と、前記下面から前記膜厚の10分の1上がった高さの位置での前記側辺の位置を通り、前記透明基板の前記主表面に対して垂直な第2仮想線との幅が、前記膜厚の2分の1以下である
<6> In the portion where the translucent portion and the phase shift portion are included in the transfer pattern, the etched surface of the phase shift film is exposed,
In the cross section of the adjacent portion, the upper side, the lower side, and the side side corresponding to the upper surface, the lower surface, and the etched surface of the phase shift film satisfy the following conditions (A) and (B), <1> to <5 > The photomask for manufacturing a display device according to any one of the above.
(A) A straight line connecting a contact point between the upper side and the side side and a position of the side side at a height that is two-thirds lower than the film thickness of the phase shift film from the upper surface, The angle between the upper side is in the range of 85 to 120 degrees, and
(B) a first imaginary line that passes through the contact point between the upper side and the side side and is perpendicular to the main surface of the transparent substrate, and a height that is one tenth of the film thickness above the lower surface; The width of the second virtual line passing through the position of the side and perpendicular to the main surface of the transparent substrate is less than or equal to half of the film thickness.

<7>透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜が、それぞれウェットエッチングによりパターニングされることにより、遮光部、位相シフト部、透光部を含む転写用パターンが形成されてなる表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、前記遮光膜がこの順に積層されてなり、
前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜、又は、前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜とが形成されてなり、
前記透光部は、前記透明基板表面が露出してなる表示装置製造用フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜がこの順に積層され、更に第1フォトレジスト膜が形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、及び前記遮光膜に対してそれぞれ所定のパターニングを行うことにより、転写用パターンを形成する工程とを有し、
前記位相シフト膜のパターニングにおいては、パターニングされた前記エッチングマスク膜をマスクとして前記位相シフト膜をウェットエッチングする工程を含み、
前記位相シフト膜は、クロムを含有する材料からなり、
前記エッチングマスク膜は、前記位相シフト膜のエッチング液に対して、エッチング耐性をもつ材料からなり、
前記位相シフト部と、前記透光部は、隣接部分を有し、かつ、前記位相シフト部と前記透光部は、前記フォトマスクの露光光の代表波長に対して、略180度の位相差をもつものとすることを特徴とする、
表示装置製造用フォトマスクの製造方法。
<7> On the transparent substrate, the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film are patterned by wet etching, thereby forming a transfer pattern including the light shielding part, the phase shift part, and the light transmitting part. A method of manufacturing a photomask for manufacturing a display device,
The light shielding portion is formed by laminating the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film in this order on the transparent substrate.
The phase shift portion is formed by forming the phase shift film or the phase shift film and the etching mask film on the transparent substrate,
In the method of manufacturing a photomask for manufacturing a display device in which the transparent substrate surface is exposed,
A step of preparing a photomask blank in which a phase shift film, an etching mask film, and a light shielding film are laminated in this order on the transparent substrate, and further a first photoresist film is formed;
Forming a pattern for transfer by performing predetermined patterning on the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film, respectively.
The patterning of the phase shift film includes a step of wet etching the phase shift film using the patterned etching mask film as a mask,
The phase shift film is made of a material containing chromium,
The etching mask film is made of a material having etching resistance to the etching solution of the phase shift film,
The phase shift portion and the light transmitting portion have adjacent portions, and the phase shift portion and the light transmitting portion have a phase difference of about 180 degrees with respect to a representative wavelength of exposure light of the photomask. It is characterized by having
A method for manufacturing a photomask for manufacturing a display device.

<8><1>に記載の、表示装置製造用フォトマスクを用意する工程と、
i線、h線、g線を含む露光光を照射する、表示装置製造用露光装置を用いて、前記フォトマスクの備える転写用パターンを露光し、前記転写用パターンを、被転写体上に転写する工程とを含む、パターン転写方法。
<8> A step of preparing a photomask for manufacturing a display device according to <1>,
Using a display device manufacturing exposure apparatus that irradiates exposure light including i-line, h-line, and g-line, the transfer pattern included in the photomask is exposed, and the transfer pattern is transferred onto the transfer target. A pattern transfer method.

<9><1>に記載の、表示装置製造用フォトマスクを用意する工程と、
i線、h線、g線を含む露光光を照射する、表示装置製造用露光装置を用いて、前記フォトマスクの備える転写用パターンを露光し、前記転写用パターンを、被転写体上に転写する工程を含む、表示装置の製造方法。
<9> A step of preparing a photomask for manufacturing a display device according to <1>,
Using a display device manufacturing exposure apparatus that irradiates exposure light including i-line, h-line, and g-line, the transfer pattern included in the photomask is exposed, and the transfer pattern is transferred onto the transfer target. The manufacturing method of a display apparatus including the process to do.

本発明によれば、表示装置の製造において微細なパターンを、設計どおりに形成することが可能な表示装置製造用フォトマスク、当該フォトマスクの製造方法、当該フォトマスクを用いたパターン転写方法及び表示装置の製造方法が提供される。   According to the present invention, a photomask for manufacturing a display device capable of forming a fine pattern as designed in manufacturing the display device, a method for manufacturing the photomask, a pattern transfer method using the photomask, and a display A method of manufacturing a device is provided.

位相シフト膜パターンの断面形状の違いによる位相シフト効果の差異について行ったシミュレーションにおける、ラインアンドスペースパターンの位相シフトマスクの上面視の模式図(図1(a))、それの一部の断面模式図(図1(b))及びその他の形状の位相シフトマスクの断面模式図(図1(c))及び比較に用いたバイナリマスクの断面模式図(図1(d))である。Schematic diagram (FIG. 1 (a)) of a top view of a phase shift mask of a line-and-space pattern in a simulation performed on a difference in phase shift effect due to a difference in cross-sectional shape of the phase shift film pattern, and a partial cross-sectional schematic diagram thereof FIG. 1B is a cross-sectional schematic diagram (FIG. 1C) of a phase shift mask of another shape (FIG. 1B) and a schematic cross-sectional diagram of a binary mask used for comparison (FIG. 1D). シミュレーションに用いた3種のフォトマスクを用いて露光したときに、被転写体上に形成される光強度分布曲線である。3 is a light intensity distribution curve formed on a transfer target when exposure is performed using the three types of photomasks used in the simulation. 本発明のフォトマスクの製造にあたって用意するフォトマスクブランクの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the photomask blank prepared in the case of manufacture of the photomask of this invention. 第1の態様による本発明のフォトマスク(図4(a))の断面図(下側)及び対応する上面視図(上側)、並びに、第2の態様による本発明のフォトマスク(図4(b))の断面図(下側)及び対応する上面視図(上側)である。Sectional view (lower side) and corresponding top view (upper side) of the photomask of the present invention according to the first aspect (FIG. 4A), and photomask of the present invention according to the second aspect (FIG. b)) is a cross-sectional view (lower side) and a corresponding top view (upper side). 転写用パターンがホールパターンである態様の、第1の態様による本発明のフォトマスク(図5(a)及び(b))、並びに、第2の態様による本発明のフォトマスク(図5(c)及び(d))の、上面視図及び断面図である。The photomask of the present invention according to the first aspect (FIGS. 5A and 5B), and the photomask of the present invention according to the second aspect (FIG. 5C), in which the transfer pattern is a hole pattern. (D)) is a top view and a cross-sectional view. パターニングされた位相シフト膜の被エッチング面(側面)形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the to-be-etched surface (side surface) shape of the patterned phase shift film. 第1及び第2の態様による本発明のフォトマスクの製造方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the manufacturing method of the photomask of this invention by the 1st and 2nd aspect. 第1及び第2の態様による本発明のフォトマスクの製造方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the manufacturing method of the photomask of this invention by the 1st and 2nd aspect. サイドエッチングを利用した第1の態様の本発明のフォトマスクの製造方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the manufacturing method of the photomask of this invention of the 1st aspect using side etching. レジストパターンをマスクとしてウェットエッチングした場合に、得られる位相シフト膜パターンの断面写真である。It is a cross-sectional photograph of a phase shift film pattern obtained when wet etching is performed using a resist pattern as a mask.

フォトリソグラフィ工程において、微細なパターンを確実に転写するためには、フォトマスクを用いた露光工程によって、被転写体上のレジスト膜に与える、光強度分布が重要となる。すなわち、光強度分布曲線のコントラストが高く、被転写体上に形成されるレジストパターンのプロファイルが向上すれば、このレジストパターンを用いて、表示装置基板などの被転写体のエッチング加工がより精緻に行える。表示装置用フォトマスクにおいては、一般に面積が大きく(一辺300mm以上)、面内全体において、均一にパターニングが行えること、そして、面内のCDの均一性が制御できることが重要であるから、露光光の作る光強度分布曲線の形状は、とりわけ重要である。   In order to reliably transfer a fine pattern in the photolithography process, the light intensity distribution given to the resist film on the transfer target by the exposure process using a photomask is important. That is, if the contrast of the light intensity distribution curve is high and the profile of the resist pattern formed on the transferred body is improved, the etching process of the transferred body such as a display device substrate can be made more precise using this resist pattern. Yes. In a photomask for a display device, it is generally important that the area is large (300 mm or more on one side), that patterning can be performed uniformly over the entire surface, and that the uniformity of CD within the surface can be controlled. The shape of the light intensity distribution curve created by is particularly important.

ところで、上記特許文献1及び2においては、微細かつ高精度なパターン形成を行い、或いは、高い解像度を得るために、位相シフト層(又は位相反転層)をもつフォトマスクを使用することが記載されている。   By the way, the above Patent Documents 1 and 2 describe that a photomask having a phase shift layer (or a phase inversion layer) is used in order to form a fine and highly accurate pattern or to obtain a high resolution. ing.

特許文献1によると、透明基板上に、クロム系材料等で遮光膜を形成し、遮光膜を所定の形状にエッチングしたのち、これを覆うように、クロム系材料の位相シフト層を形成し、この位相シフト層上に形成したフォトレジストによるレジストパターンをマスクとして位相シフト層のパターニングを行う。また。特許文献2においても、クロムを含む遮光膜パターンの上に形成したクロムを含む位相反転膜をエッチングすることによって、フォトマスクを形成している。   According to Patent Document 1, a light-shielding film is formed on a transparent substrate with a chromium-based material or the like, and after etching the light-shielding film into a predetermined shape, a phase shift layer of a chromium-based material is formed so as to cover it, The phase shift layer is patterned using a photoresist resist pattern formed on the phase shift layer as a mask. Also. Also in Patent Document 2, a photomask is formed by etching a phase inversion film containing chromium formed on a light shielding film pattern containing chromium.

ここで、レジストパターンをマスクとして、位相シフト層(或いは位相反転膜)をエッチングする際、該レジストパターンに対して、忠実に位相シフト膜がパターニングされることが期待される。しかしながら、ウェットエッチングを適用すると、以下の課題があることが発明者らによって見出された。   Here, when the phase shift layer (or phase inversion film) is etched using the resist pattern as a mask, the phase shift film is expected to be faithfully patterned with respect to the resist pattern. However, the inventors have found that there are the following problems when wet etching is applied.

例えばクロムを含む位相シフト膜(以下、クロム系位相シフト膜ともいう)に対し、所望のパターニングを行うため、レジストパターンをマスクとして、ウェットエッチングした場合に、得られる位相シフト膜パターンの断面を図10に示す。図10は、透明ガラス基板101上に形成されたCrOCNからなる位相シフト膜を、ポジ型フォトレジストのレジストパターン103をマスクとしてエッチングして得られた、位相シフト膜パターン102の断面写真である。   For example, in order to perform desired patterning on a phase shift film containing chromium (hereinafter also referred to as a chromium phase shift film), a cross-section of the phase shift film pattern obtained when wet etching is performed using a resist pattern as a mask is illustrated. 10 shows. FIG. 10 is a cross-sectional photograph of the phase shift film pattern 102 obtained by etching the phase shift film made of CrOCN formed on the transparent glass substrate 101 using the resist pattern 103 of the positive photoresist as a mask.

図10から明らかなとおり、エッチング液に接触した、位相シフト膜(PS膜)パターン102の断面が、透明ガラス基板101表面に対して垂直にならず、大きく傾斜した形状(以下、テーパ形状ともいう)となる現象がみられた。これは、位相シフト膜パターン102とレジストパターン103の界面の密着性が不十分であり、ここに、エッチング液が浸入することにより、膜の上面側において、下面側(基板側)よりも速くエッチング(図10において右方向へのエッチング)が進行する為とみられる。   As is clear from FIG. 10, the cross section of the phase shift film (PS film) pattern 102 that is in contact with the etching solution is not perpendicular to the surface of the transparent glass substrate 101 but is greatly inclined (hereinafter also referred to as a taper shape). ) Was observed. This is because the adhesiveness at the interface between the phase shift film pattern 102 and the resist pattern 103 is insufficient, and etching proceeds faster on the upper surface side of the film than on the lower surface side (substrate side). This is because (the etching in the right direction in FIG. 10) proceeds.

ところで、露光光が透過する透光部と露光部を遮光しようとする遮光部との境界において、透過光の位相反転を利用することにより、転写像のコントラストを高め、焦点深度を向上させる目的で、位相シフト効果をもたせたフォトマスクは、主に半導体製造分野で多く使用される。これらの位相シフトマスクは、露光光(例えば、KrFやArFのエキシマレーザ)に対して、透過率が5〜10%程度であって、該露光光の位相を略180度シフトさせる位相シフト膜を用いることが知られている。   By the way, for the purpose of increasing the contrast of the transferred image and improving the depth of focus by utilizing the phase inversion of the transmitted light at the boundary between the light transmitting portion through which the exposure light is transmitted and the light shielding portion that attempts to shield the exposure portion. Photomasks having a phase shift effect are often used mainly in the field of semiconductor manufacturing. These phase shift masks have a transmittance of about 5 to 10% with respect to exposure light (for example, KrF or ArF excimer laser), and a phase shift film that shifts the phase of the exposure light by about 180 degrees. It is known to use.

但し、該分野で用いられるフォトマスク(位相シフトマスク)は、概して、ドライエッチングを適用して製造されるため、上記のウェットエッチングを採用したことにより生じる問題点が顕在化したことは無かった。しかしながら、表示装置製造用のフォトマスクにおいては、上述の通り、そのサイズが比較的大型(一辺が300mm以上(通常1800mm以下)の方形基板を用いる)であり、また、そのサイズの種類が多種であることから、ドライエッチングを用いるより、ウェットエッチングを適用することが有利である。   However, since photomasks (phase shift masks) used in this field are generally manufactured by applying dry etching, the problems caused by adopting the above-described wet etching have never become obvious. However, as described above, a photomask for manufacturing a display device has a relatively large size (uses a rectangular substrate having a side of 300 mm or more (usually 1800 mm or less)), and has various types of sizes. For this reason, it is advantageous to apply wet etching rather than using dry etching.

他方、表示装置製造用のフォトマスクにおいては、従来、遮光部、透光部に加え、露光光を一部透過する、半透光部を備えた転写用パターンをもつ多階調フォトマスクが用いられている。このフォトマスクは、透光部、遮光部、半透光部の光透過率を互いに異なるものとする(遮光部においては実質的にゼロである)ことによって、被転写体上に形成されるレジストパターン形状に、立体的な段差を形成するものであり、これを利用することによって、被転写体を加工する際の工程数を削減するものである。   On the other hand, in a photomask for manufacturing a display device, a multi-tone photomask having a transfer pattern having a semi-transparent part that partially transmits exposure light in addition to a light-shielding part and a translucent part is conventionally used. It has been. This photomask is a resist formed on a transfer medium by making the light transmittances of the light transmitting portion, the light shielding portion, and the semi-light transmitting portion different from each other (substantially zero in the light shielding portion). A three-dimensional level difference is formed in the pattern shape, and by using this, the number of steps when processing the transfer object is reduced.

この多階調フォトマスクにおける半透光部は、透明基板上に、半透光膜(露光光を、20〜80%程度透過するような透過率をもつ膜)を形成することで作成されることがある。   The semi-transparent portion in the multi-tone photomask is created by forming a semi-transparent film (a film having a transmittance that transmits about 20 to 80% of exposure light) on a transparent substrate. Sometimes.

但し、こうした多階調フォトマスクの製造にあたっては、半透光部と透光部の境界において、それぞれを透過する露光光の位相差を180度程度にすることは無かった。もし、180度に近い位相差とすればこの境界部分に実質的に遮光性のラインパターンが生じてしまい、得ようとするレジストパターンの立体形状が得られないという問題が生じる。   However, in the manufacture of such a multi-tone photomask, the phase difference of the exposure light transmitted through each of the translucent part and the translucent part is not set to about 180 degrees. If the phase difference is close to 180 degrees, a substantially light-shielding line pattern is generated at this boundary portion, and there is a problem that the three-dimensional shape of the resist pattern to be obtained cannot be obtained.

すなわち、表示装置製造用フォトマスクにおいて、半透光性の膜の断面が、基板表面に対して傾斜することによる課題は、従来顕在化したことがなかった。   That is, in the photomask for manufacturing a display device, the problem due to the fact that the cross section of the semi-transparent film is inclined with respect to the substrate surface has never been realized.

本発明者らは、フォトマスクの、位相シフト膜の被エッチング断面が、基板表面に対して垂直にならず、傾斜した断面形状を形成することにより、該フォトマスクの転写性にどのような影響が出るかについてのシミュレーションを行った。すなわち、フォトマスクの転写用パターンの、透光部と位相シフト部との境界において、それぞれを透過する露光光の位相が反転し、互いに干渉することによって得られる位相シフト効果が、位相シフト膜の被エッチング断面形状によって、どのように変化するかについて検討した。   The inventors of the present invention have no influence on the transferability of the photomask by forming a cross-sectional shape of the photomask that is not etched perpendicular to the surface of the substrate and forming an inclined cross-sectional shape. A simulation was conducted to see if That is, the phase shift effect obtained by reversing the phases of the exposure light passing through each of the photomask transfer patterns at the boundary between the light transmitting portion and the phase shift portion and interfering with each other is the effect of the phase shift film. We examined how it changes depending on the cross-sectional shape to be etched.

<シミュレーション結果>
本発明の実施の形態を説明する前に、位相シフト膜パターンの断面形状の違いによる位相シフト効果の差異について、前記シミュレーションの結果を用いて説明する。
<Simulation results>
Before describing the embodiment of the present invention, the difference in phase shift effect due to the difference in cross-sectional shape of the phase shift film pattern will be described using the results of the simulation.

シミュレーションは、表示装置製造用露光装置のもつ光学条件を適用して行った。光学系の開口数(NA)が0.085、コヒーレンスファクター(σ)が0.9、露光光がg線、h線、i線を含むブロード波長光(強度比は、g線:h線:i線=0.95:0.8:1.0)の露光条件で行った。   The simulation was performed by applying the optical conditions of the exposure apparatus for manufacturing the display device. Broad wavelength light including an optical system having a numerical aperture (NA) of 0.085, a coherence factor (σ) of 0.9, exposure light of g-line, h-line and i-line (intensity ratio is g-line: h-line: i-line = 0.95: 0.8: 1.0).

本ミュレーションは、
エッジ部分の断面形状が垂直である位相シフト膜パターンを備えた位相シフトマスク(PSM(A))、
エッジ部分の断面形状がテーパ形状である、図10の位相シフト膜パターンをモデル化とした位相シフトマスク(PSMTP(A))、
バイナリーマスク(Bin)
について行った。それぞれの断面の模式図を、図1(b)〜(d)に示す。
This simulation
A phase shift mask (PSM (A)) having a phase shift film pattern in which the cross-sectional shape of the edge portion is vertical,
A phase shift mask (PSMTP (A)) modeled on the phase shift film pattern of FIG.
Binary mask (Bin)
Went about. The schematic diagram of each cross section is shown in FIGS.

また、図1(a)は本シミュレーションに用いたラインアンドスペースパターンの上面視の模式図であり、PSM(A)におけるラインアンドスペースパターンの一部を示している。図1(b)がそのラインアンドスペースパターンを有する位相シフトマスクの一部の断面を示す図である。   FIG. 1A is a schematic top view of the line and space pattern used in this simulation, and shows a part of the line and space pattern in PSM (A). FIG. 1B is a view showing a cross section of a part of the phase shift mask having the line and space pattern.

位相シフトマスクPSM(A)は図1(b)に示される通り、透明基板11上に位相シフト膜パターン12aが形成されており、その上にエッチングマスク膜パターン13aが形成されており、そしてその上に遮光膜パターン14aが形成されてなるものである。これの上面視(つまり図1(a))において遮光膜パターン14aの部分が遮光部15であり、位相シフト膜パターン12aの一部の、遮光膜パターン14aにより被覆されていない露出部分が位相シフト部16であり、そして透明基板11の、その上に何も積層されていない露出部分が透光部17を構成している。   As shown in FIG. 1B, the phase shift mask PSM (A) has a phase shift film pattern 12a formed on the transparent substrate 11, an etching mask film pattern 13a formed thereon, and A light shielding film pattern 14a is formed thereon. In this top view (that is, FIG. 1A), the portion of the light shielding film pattern 14a is the light shielding portion 15, and a part of the phase shift film pattern 12a that is not covered with the light shielding film pattern 14a is the phase shift. The exposed portion of the transparent substrate 11 that is not laminated on the transparent substrate 11 constitutes the light transmitting portion 17.

位相シフトマスクPSM(A)は、ライン幅Lが2.0μm、スペース幅Sが2.0μm(ピッチPが4.0μm)のラインアンドスペースパターンからなり、ラインパターン2aは、幅1.0μmの遮光部15の両側のエッジに、それぞれ幅0.5μmの位相シフト部16をもつ。スペースパターン3a、3b、3cは透明基板11が露出してなる透光部17である。   The phase shift mask PSM (A) is a line and space pattern having a line width L of 2.0 μm and a space width S of 2.0 μm (pitch P is 4.0 μm). The line pattern 2a has a width of 1.0 μm. Phase shift portions 16 each having a width of 0.5 μm are provided on both edges of the light shielding portion 15. The space patterns 3a, 3b, and 3c are translucent portions 17 formed by exposing the transparent substrate 11.

ここで遮光部15は、透明基板11上の、少なくとも遮光膜パターン14aが形成されてなる部分であり、その露光光透過率は実質的にゼロである。位相シフト部16は、透明基板11上の、光透過率6%(対i線)の位相シフト膜パターン12aが形成されてなる部分であり、透光部17との位相差は、180度(対i線)である。   Here, the light shielding portion 15 is a portion on the transparent substrate 11 where at least the light shielding film pattern 14a is formed, and the exposure light transmittance thereof is substantially zero. The phase shift portion 16 is a portion on the transparent substrate 11 where the phase shift film pattern 12a having a light transmittance of 6% (vs. i line) is formed, and the phase difference from the light transmission portion 17 is 180 degrees ( (I line).

次に、図1(c)に示される位相シフトマスクPSMTP(A)も、ライン幅Lが2.0μm、スペース幅Sが2.0μmのラインアンドスペースパターンからなり、ラインパターンは、1.0μmの遮光部の両側のエッジに、それぞれ幅0.5μmの位相シフト部をもつ。スペースパターンは、透明基板が露出した透光部からなる。但し、位相シフト部は、透明基板上に形成された位相シフト膜の膜厚が、遮光部側から透光部側に向かって(ラインパターンの幅方向に)、漸次10段階に小さくなるように形成されている。すなわち、もっとも遮光部に近いところは透過率6%(対i線)、透光部との位相差180度(対i線)とされているのに対して、もっとも透光部に近いところは、光透過率57.5%(対i線)、透光部との位相差(対i線)が20.19度とされている。   Next, the phase shift mask PSMTP (A) shown in FIG. 1C is also composed of a line-and-space pattern having a line width L of 2.0 μm and a space width S of 2.0 μm, and the line pattern is 1.0 μm. Each of the light shielding portions has a phase shift portion having a width of 0.5 μm at both edges. The space pattern is composed of a light transmitting portion where the transparent substrate is exposed. However, in the phase shift portion, the thickness of the phase shift film formed on the transparent substrate is gradually reduced to 10 steps from the light shielding portion side to the light transmitting portion side (in the width direction of the line pattern). Is formed. That is, the portion closest to the light-shielding portion has a transmittance of 6% (vs. i line) and a phase difference of 180 degrees from the light transmitting portion (vs. i line), whereas the portion closest to the light transmitting portion is The light transmittance is 57.5% (vs i line), and the phase difference from the light transmitting part (vs i line) is 20.19 degrees.

続いて、図1(c)に示されるバイナリーマスク(Bin)は、ライン幅Lが2.0μm、スペース幅Sが2.0μmのラインアンドスペースパターンからなり、ライン部は透明基板上に遮光膜が形成された遮光部からなり、透光部は、透明基板表面が露出した部分からなる。   Subsequently, the binary mask (Bin) shown in FIG. 1 (c) has a line-and-space pattern with a line width L of 2.0 μm and a space width S of 2.0 μm, and the line portion is formed on the transparent substrate with a light shielding film. The light-transmitting portion is a portion where the surface of the transparent substrate is exposed.

図2は、上記のPSM(A)、PSMTP(A)、Binを用いて、露光したときに、被転写体上に形成される光強度分布曲線である。ラインパターン2aの中心を、ゼロ位置とした。ここでは、透過率100%のときに、光強度1.0としている。光強度分布曲線の最大値(最大光強度)をImax、最小値(最小光強度)をIminとするとき、コントラストは、(Imax−Imin)/(Imax+Imin)として算定できる。   FIG. 2 is a light intensity distribution curve formed on the transferred material when exposed using the above-described PSM (A), PSMTP (A), and Bin. The center of the line pattern 2a was set to the zero position. Here, the light intensity is 1.0 when the transmittance is 100%. When the maximum value (maximum light intensity) of the light intensity distribution curve is Imax and the minimum value (minimum light intensity) is Imin, the contrast can be calculated as (Imax−Imin) / (Imax + Imin).

下記表1に、上記のPSM(A)、PSMTP(A)、Binの各マスクについての、Imax、Imin、及びコントラストの数値を示す。   Table 1 below shows the numerical values of Imax, Imin, and contrast for each of the PSM (A), PSMTP (A), and Bin masks.

これらの結果から、位相シフト膜パターンのエッジ断面にテーパ形成が無い(断面形状が基板に垂直である)位相シフトマスク(PSM(A))においては、位相シフト膜パターンのエッジ断面がテーパ形状である位相シフトマスク(PSMTP(A))や、バイナリーマスク(Bin)の場合に比べて、コントラストが高い。   From these results, in the phase shift mask (PSM (A)) in which the edge cross section of the phase shift film pattern is not tapered (the cross section is perpendicular to the substrate), the edge cross section of the phase shift film pattern is tapered. The contrast is higher than in the case of a certain phase shift mask (PSMTP (A)) or binary mask (Bin).

上記表1に示すとおり、PSM(A)を使用した場合のコントラストは、0.67273であるが、発明者らの検討によると、0.65以上のコントラストが得られることが望ましい。また、最小値Iminとして、0.1以下の値が得られることが望ましい。   As shown in Table 1 above, the contrast when PSM (A) is used is 0.67273, but according to the study by the inventors, it is desirable that a contrast of 0.65 or more is obtained. Further, it is desirable to obtain a value of 0.1 or less as the minimum value Imin.

また、PSMTP(A)においては、Binよりコントラストが低い。PSMTP(A)は、位相シフト膜パターンのエッジ部分がテーパ形状であるため、透光部に近づくに従って透過率が高く、且つ透光部との位相差が小さくなる。このため、位相シフト部と透光部との境界において、反転位相の光の干渉によるコントラスト向上効果が、低減することがわかる。   In PSMTP (A), the contrast is lower than that of Bin. Since the edge portion of the phase shift film pattern of PSMTP (A) is tapered, the transmittance increases as it approaches the light transmitting portion, and the phase difference from the light transmitting portion decreases. For this reason, it can be seen that, at the boundary between the phase shift portion and the light transmitting portion, the contrast improvement effect due to the interference of the light of the inverted phase is reduced.

これは、被転写体上に形成される光強度分布のコントラストが劣化すること、すなわち、そこに形成されるレジストパターンのプロファイル(レジスト断面形状)が、劣化することを意味する。   This means that the contrast of the light intensity distribution formed on the transferred body is deteriorated, that is, the profile (resist cross-sectional shape) of the resist pattern formed thereon is deteriorated.

以上により、位相シフト膜パターンのエッジ部分の断面を基板表面に対して垂直に近づけることにより、透光部と位相シフト部の境界における、反転位相の光の干渉による、コントラスト向上効果が向上することがわかる。   As described above, by making the cross section of the edge portion of the phase shift film pattern perpendicular to the substrate surface, the contrast improvement effect due to the interference of the light of the inverted phase at the boundary between the light transmitting portion and the phase shift portion is improved. I understand.

次に、位相シフト部と透光部の境界における、位相シフト膜パターンのエッジの傾斜を抑止する方法について検討した。   Next, a method for suppressing the inclination of the edge of the phase shift film pattern at the boundary between the phase shift portion and the light transmitting portion was examined.

レジスト膜(感光性樹脂組成物で形成されている)とクロム系位相シフト膜との界面へのウェットエッチングにおけるエッチング液の浸み込みは、クロム系位相シフト膜とレジスト膜との密着性が十分でないことに起因する。このことは、上記した、位相シフト膜パターンの被エッチング断面の形状を劣化させる(傾斜させる)ことで、その部分の光強度のコントラストを劣化させるのみでなく、位相シフト部のCD(線幅)制御が困難になることにもつながる。   Infiltration of the etchant during wet etching into the interface between the resist film (formed with the photosensitive resin composition) and the chromium-based phase shift film has sufficient adhesion between the chromium-based phase shift film and the resist film. Due to not. This not only deteriorates (inclines) the shape of the cross section to be etched of the phase shift film pattern, but also deteriorates the contrast of the light intensity of the portion, as well as the CD (line width) of the phase shift portion. It also leads to difficult control.

換言すれば、位相シフト膜パターンの被エッチング断面形状を改善することによって、パターンのCD精度を向上させることも可能である。これは、微細パターンを転写可能な表示装置用フォトマスクの生産を可能とし、これを用いて製造される表示装置の安定した高歩留まりにも寄与する。   In other words, the CD accuracy of the pattern can be improved by improving the cross-sectional shape of the phase shift film pattern to be etched. This enables production of a photomask for a display device capable of transferring a fine pattern, and contributes to a stable high yield of a display device manufactured using the photomask.

[本発明の表示装置製造用フォトマスク]
本発明に係る、表示装置製造用フォトマスク(以下、本発明のフォトマスクともいう)は、
透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜が、それぞれウェットエッチングによりパターニングされることにより、遮光部、位相シフト部、透光部を含む転写用パターンが形成されてなる表示装置製造用フォトマスクであって、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、前記遮光膜がこの順に積層されてなり、
前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜、又は、前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜とが形成されてなり、
前記透光部は、前記透明基板表面が露出してなり、
前記位相シフト膜は、クロムを含有する材料からなり、
前記エッチングマスク膜は、前記位相シフト膜のエッチング液に対して、エッチング耐性をもつ材料からなり、
前記位相シフト部と、前記透光部は、隣接部分を有し、かつ、前記位相シフト部と前記透光部は、前記フォトマスクの露光光の代表波長に対して、略180度の位相差をもつものである。
[Photomask for Display Device Production of the Present Invention]
The photomask for manufacturing a display device according to the present invention (hereinafter also referred to as the photomask of the present invention)
Manufacturing a display device in which a phase shift film, an etching mask film, and a light shielding film are patterned on a transparent substrate by wet etching, thereby forming a transfer pattern including a light shielding part, a phase shift part, and a light transmitting part. Photomask for
The light shielding portion is formed by laminating the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film in this order on the transparent substrate.
The phase shift portion is formed by forming the phase shift film or the phase shift film and the etching mask film on the transparent substrate,
The transparent portion is formed by exposing the transparent substrate surface,
The phase shift film is made of a material containing chromium,
The etching mask film is made of a material having etching resistance to the etching solution of the phase shift film,
The phase shift portion and the light transmitting portion have adjacent portions, and the phase shift portion and the light transmitting portion have a phase difference of about 180 degrees with respect to a representative wavelength of exposure light of the photomask. It has something.

本発明のフォトマスクは、透明基板11上に、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、遮光膜14が、この順に形成されたフォトマスクブランクを用意し、これを用いて作製することができる(後述の図3参照)。但し、本発明の効果を妨げない範囲で、これらの膜の間に、或いは、いずれかの膜と透明基板11の間に、他の膜が介在してもかまわない。   The photomask of the present invention can be manufactured by preparing a photomask blank in which a phase shift film 12, an etching mask film 13, and a light shielding film 14 are formed in this order on a transparent substrate 11 ( (See FIG. 3 below). However, other films may be interposed between these films or between any film and the transparent substrate 11 as long as the effects of the present invention are not hindered.

そして、本発明のフォトマスクは、該透明基板11上において、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、遮光膜14がそれぞれ、所定のパターンデザインに基づいてウェットエッチングによりパターニングされて形成された転写用パターンをもつものである。   In the photomask of the present invention, the phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14 are formed on the transparent substrate 11 by patterning by wet etching based on a predetermined pattern design. It has a pattern.

本発明のフォトマスクの代表的構成は、上記のシミュレーションに用いた、図1(b)に示されるPSM(A)である(なお、図1(b)はフォトマスクの一部を示したものである)。   A typical configuration of the photomask of the present invention is the PSM (A) shown in FIG. 1B used for the above simulation (note that FIG. 1B shows a part of the photomask). Is).

このフォトマスクの上面視(図1(a))において、遮光膜パターン14aと、これに対応するエッチングマスク膜パターン13a及び位相シフト膜パターン12aとの積層部分が遮光部15を構成する。   In the top view of the photomask (FIG. 1A), the light shielding portion 15 is formed by a laminated portion of the light shielding film pattern 14a and the etching mask film pattern 13a and the phase shift film pattern 12a corresponding to the light shielding film pattern 14a.

また上面視において、遮光膜パターン14aで被覆されておらず露出している位相シフト膜パターン12aの部分(上面視において位相シフト膜パターン12aが見える部分)が、位相シフト部16を構成する。   Further, the portion of the phase shift film pattern 12a that is not covered with the light shielding film pattern 14a in the top view and is exposed (the portion in which the phase shift film pattern 12a can be seen in the top view) constitutes the phase shift portion 16.

さらに透明基板11の露出部分(上面視において透明基板11が見える部分)が透光部17を構成する。この透光部17と前記位相シフト部16とは隣接部分を有している。   Further, the exposed portion of the transparent substrate 11 (the portion where the transparent substrate 11 can be seen in the top view) constitutes the light transmitting portion 17. The translucent portion 17 and the phase shift portion 16 have adjacent portions.

位相シフト部16を透過する露光光は、透光部を透過する露光光に対して、その位相を略180度シフトされ、透光部17を透過した露光光と前記隣接部分にて互いに干渉する。これによりその部分の光のコントラストが高まり、露光光の強度曲線のエッジの形状が、よりシャープなものとなる。それゆえ本発明のフォトマスクは、近年要求されている表示装置製造における微細なパターンにも対応することができる。   The exposure light transmitted through the phase shift portion 16 is shifted in phase by about 180 degrees with respect to the exposure light transmitted through the light transmitting portion, and interferes with the exposure light transmitted through the light transmitting portion 17 and the adjacent portion. . As a result, the contrast of the light in the portion is increased, and the shape of the edge of the exposure light intensity curve becomes sharper. Therefore, the photomask of the present invention can cope with a fine pattern in display device manufacturing that has been required in recent years.

このような本発明のフォトマスクは、上記構成を備えている限り特に限定されるものではないが、以下に本発明のフォトマスクの代表的な実施態様について説明する。   Such a photomask of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described configuration, but typical embodiments of the photomask of the present invention will be described below.

<第1のフォトマスク>
第1の態様による本発明のフォトマスクの断面図を図4(a)下側に示す。当該フォトマスク10aは、例えば図3に示す、透明基板11上に、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、遮光膜14、第1フォトレジスト膜18がこの順に形成されてなるフォトマスクブランクを用意し、これの前記位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、遮光膜14をパターニングすることで製造できる。
<First photomask>
A cross-sectional view of the photomask of the present invention according to the first aspect is shown in the lower side of FIG. As the photomask 10a, for example, a photomask blank in which a phase shift film 12, an etching mask film 13, a light shielding film 14, and a first photoresist film 18 are formed in this order on a transparent substrate 11 shown in FIG. 3 is prepared. The phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14 can be patterned.

このフォトマスク10aは、
透明基板11上に、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、遮光膜14が、それぞれウェットエッチングによりパターニングされることにより、遮光部15、位相シフト部16、透光部17を含む転写用パターンが形成されてなる表示装置製造用フォトマスク10aであって、
前記遮光部15は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜12、前記エッチングマスク膜13、前記遮光膜14がこの順に積層されてなり、
前記位相シフト部16は、前記透明基板上に前記位相シフト膜12が形成されてなり、
前記透光部17は、前記透明基板11表面が露出してなり、
前記位相シフト膜12は、クロムを含有する材料からなり、
前記エッチングマスク膜13は、前記位相シフト膜12のエッチング液に対して、エッチング耐性をもつ材料からなり、
前記位相シフト部16と、前記透光部17は、隣接部分を有し、かつ、前記位相シフト部16と前記透光部17は、前記フォトマスク10aの露光光の代表波長に対して、略180度の位相差をもつものである。
This photomask 10a is
On the transparent substrate 11, the phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14 are patterned by wet etching, so that a transfer pattern including the light shielding part 15, the phase shift part 16, and the light transmitting part 17 is formed. A display device manufacturing photomask 10a formed,
The light shielding portion 15 is formed by laminating the phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14 in this order on the transparent substrate.
The phase shift unit 16 is formed by forming the phase shift film 12 on the transparent substrate,
The translucent part 17 is formed by exposing the surface of the transparent substrate 11.
The phase shift film 12 is made of a material containing chromium,
The etching mask film 13 is made of a material having etching resistance to the etching solution of the phase shift film 12;
The phase shift unit 16 and the translucent unit 17 have adjacent portions, and the phase shift unit 16 and the translucent unit 17 are substantially the same as the representative wavelength of the exposure light of the photomask 10a. It has a phase difference of 180 degrees.

すなわち、図4(a)の上側の図は第1のフォトマスク10aの上面視図であり、フォトマスク10aを上から見た場合にパターニングされた遮光膜14(つまり遮光膜パターン14a)が見える部分が遮光部15を構成し、パターニングされた位相シフト膜12(つまり位相シフト膜パターン12a)が見える部分が位相シフト部16を構成し、透明基板11が露出して、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13及び遮光膜14のいずれにも被覆されていない部分が、透光部17を構成する。   4A is a top view of the first photomask 10a, and when the photomask 10a is viewed from above, the patterned light shielding film 14 (that is, the light shielding film pattern 14a) can be seen. The portion constitutes the light shielding portion 15, the portion where the patterned phase shift film 12 (that is, the phase shift film pattern 12 a) can be seen constitutes the phase shift portion 16, the transparent substrate 11 is exposed, and the phase shift film 12 is etched. The portion that is not covered with either the mask film 13 or the light shielding film 14 constitutes the light transmitting portion 17.

第1のフォトマスク10aの構成は以下のようにすることができる。   The configuration of the first photomask 10a can be as follows.

(透明基板11)
透明基板11の材料は、使用する露光光に対して透光性を有する材料であれば、特に制限されない。例えば、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラスが挙げられる。
(Transparent substrate 11)
The material of the transparent substrate 11 is not particularly limited as long as it is a material having translucency with respect to the exposure light to be used. Examples thereof include synthetic quartz glass, soda lime glass, and alkali-free glass.

(位相シフト膜12)
本発明における位相シフト膜12は、露光光の一部を透過することから、半透光性の膜であるといえる。また、露光光の位相を所定量シフトさせる作用をもつ。
(Phase shift film 12)
Since the phase shift film 12 in the present invention transmits part of the exposure light, it can be said to be a semi-transparent film. It also has the effect of shifting the phase of the exposure light by a predetermined amount.

本発明における位相シフト膜12は、クロムを含有する材料からなる。例えば、クロムの酸化物(CrOx)、窒化物(CrNx)、炭化物(CrCx)、酸化窒化物(CrOxNy)、窒化炭化物(CrCxNy)、酸化炭化物(CrOxCy)、酸化窒化炭化物(CrOxNyCz)、クロムのフッ化物(CrFx)のうちのいずれかを含有することが好ましい。   The phase shift film 12 in the present invention is made of a material containing chromium. For example, chromium oxide (CrOx), nitride (CrNx), carbide (CrCx), oxynitride (CrOxNy), nitrided carbide (CrCxNy), oxidized carbide (CrOxCy), oxynitride carbide (CrOxNyCz), chromium fluoride It is preferable to contain any of the compounds (CrFx).

後述する光学物性を得るためには、クロムが50原子%未満のクロム含有膜とすることが好ましい。
また、位相シフト膜の膜厚は、800〜1800Åとすることが好ましい。
In order to obtain optical properties described later, a chromium-containing film having a chromium content of less than 50 atomic% is preferable.
The thickness of the phase shift film is preferably 800 to 1800 mm.

上記位相シフト膜12のウェットエッチングには、公知のエッチング液を用いることができる。例えば、硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合水溶液を使用することができる。   A known etching solution can be used for wet etching of the phase shift film 12. For example, a mixed aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchloric acid can be used.

第1のフォトマスク10aにおいて、位相シフト膜12の露光光透過率は、2〜15%、より好ましくは、3〜8%とすることができる。ここで露光光は、一般にLCD露光装置に採用される光源であり、i線、h線、g線のいずれかを含む光を用いることができ、より好ましくは、これらすべてを含むものを使用する。本願では露光光透過率として、上記のうちいずれかを代表波長とし、透過率や位相差(又は位相シフト量)を定義する。   In the first photomask 10a, the exposure light transmittance of the phase shift film 12 can be 2 to 15%, more preferably 3 to 8%. Here, the exposure light is a light source generally employed in an LCD exposure apparatus, and light including any of i-line, h-line, and g-line can be used. More preferably, light including all of these is used. . In the present application, as the exposure light transmittance, one of the above is used as a representative wavelength, and the transmittance and the phase difference (or phase shift amount) are defined.

また、第1のフォトマスク10aにおいて、位相シフト膜12のもつ、露光光(代表波長として例えばi線)の位相シフト量を、略180度とする。ここで、略180度とは、160度〜200度とすることができ、好ましくは、170〜190度とすることができる。   In the first photomask 10a, the phase shift amount of the exposure light (eg, i-line as a representative wavelength) of the phase shift film 12 is set to about 180 degrees. Here, substantially 180 degrees can be 160 degrees to 200 degrees, and preferably 170 degrees to 190 degrees.

また、波長365nm(i線)から436nm(g線)までの光における位相シフト量の変動幅は40度以内であることが好ましく、より好ましくは30度以内である。前記変動幅がこのような範囲にあることで、代表波長の位相シフト量を略180度とすることの効果が十分に得られる。   Further, the fluctuation range of the phase shift amount in the light from the wavelength 365 nm (i line) to 436 nm (g line) is preferably within 40 degrees, and more preferably within 30 degrees. When the fluctuation range is in such a range, the effect of setting the phase shift amount of the representative wavelength to approximately 180 degrees can be sufficiently obtained.

(エッチングマスク膜13)
本発明におけるエッチングマスク膜13は、位相シフト膜12との密着性が高いこと、及び、位相シフト膜12とのエッチング選択性がある材料により形成することが肝要である。すなわち、エッチングマスク膜13は、前記位相シフト膜12のエッチング液に対してエッチング耐性がある。
(Etching mask film 13)
It is important that the etching mask film 13 in the present invention is made of a material having high adhesion to the phase shift film 12 and etching selectivity with the phase shift film 12. That is, the etching mask film 13 is resistant to etching with respect to the etching solution for the phase shift film 12.

本発明におけるエッチングマスク膜13の材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、銅(Cu)、イットリウム(Y)、硫黄(S)、インジウム(In)、スズ(Sn)、タンタル(Ta)、ハフニウム(Hf)、ニオブ(Nb)、シリコン(Si)のうちいずれか一つ以上の物質を含む材料を挙げることができる。   Examples of the material of the etching mask film 13 in the present invention include aluminum (Al), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), titanium (Ti), manganese (Mn), and iron. (Fe), nickel (Ni), zirconium (Zr), magnesium (Mg), copper (Cu), yttrium (Y), sulfur (S), indium (In), tin (Sn), tantalum (Ta), hafnium A material containing one or more substances of (Hf), niobium (Nb), and silicon (Si) can be given.

前記材料として具体的には、前記物質の窒化物、酸化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化炭化物、酸化炭化窒化物が挙げられる。   Specific examples of the material include nitride, oxide, carbide, oxynitride, carbonitride, oxycarbide, and oxycarbonitride of the substance.

これらの中でも、好ましくは、モリブデン(Mo)、シリコン(Si)、タンタル(Ta)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)を含む材料を用いる。   Among these, a material containing molybdenum (Mo), silicon (Si), tantalum (Ta), hafnium (Hf), aluminum (Al), or titanium (Ti) is preferably used.

例えばチタン含有の材料を使用する場合には、チタン酸化物、チタン窒化物、チタン酸窒化物とすることができる。その場合、エッチングマスク膜13をエッチング除去するために用いるエッチング液としては、酸化カリウム、過酸化水素の混合水溶液を使用することができる。   For example, when a titanium-containing material is used, titanium oxide, titanium nitride, or titanium oxynitride can be used. In that case, a mixed aqueous solution of potassium oxide and hydrogen peroxide can be used as an etchant used to remove the etching mask film 13 by etching.

また、エッチングマスク膜13の材料として、金属シリサイドを含有するもの、すなわち、金属とケイ素とを含む材料とすることもできる。前記金属として、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)などの遷移金属が挙げられる。また金属シリサイドは、例えば、金属シリサイドの窒化物、金属シリサイドの酸化物、金属シリサイドの炭化物、金属シリサイドの酸化窒化物、金属シリサイドの炭化窒化物、金属シリサイドの酸化炭化物、または金属シリサイドの酸化炭化窒化物としてもよい。   The material of the etching mask film 13 can also be a material containing metal silicide, that is, a material containing metal and silicon. Examples of the metal include transition metals such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), and titanium (Ti). The metal silicide is, for example, a metal silicide nitride, a metal silicide oxide, a metal silicide carbide, a metal silicide oxynitride, a metal silicide carbonitride, a metal silicide oxycarbide, or a metal silicide oxycarbide. Nitride may be used.

具体的には、モリブデンシリサイド(MoSi)の窒化物、酸化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化炭化物、および酸化炭化窒化物、タンタルシリサイド(TaSi)の窒化物、酸化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化炭化物、および酸化炭化窒化物、タングステンシリサイド(WSi)の窒化物、酸化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化炭化物、および酸化炭化窒化物、ならびにチタンシリサイド(TiSi)の窒化物、酸化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化炭化物、および酸化炭化窒化物が挙げられる。   Specifically, molybdenum silicide (MoSi) nitride, oxide, carbide, oxynitride, carbonitride, oxycarbide, and oxycarbonitride, tantalum silicide (TaSi) nitride, oxide, carbide, Oxynitrides, carbonitrides, oxycarbides, and oxycarbonitrides, tungsten silicide (WSi) nitrides, oxides, carbides, oxynitrides, carbonitrides, oxycarbides, and oxycarbonitrides, and titanium Examples include silicide (TiSi) nitrides, oxides, carbides, oxynitrides, carbonitrides, oxycarbides, and oxycarbonitrides.

以上の通り、エッチングマスク膜13の形成材料として、金属シリサイドを含有する材料を使用することができ、また、上記に挙げた通り、金属シリサイドを含まない材料を使用することもできる。   As described above, as a material for forming the etching mask film 13, a material containing metal silicide can be used, and as mentioned above, a material not containing metal silicide can also be used.

エッチングマスク膜13の膜厚は、1〜500Å、より好ましくは25〜200Åとすることができる。   The film thickness of the etching mask film 13 can be 1 to 500 mm, more preferably 25 to 200 mm.

エッチングマスク膜13は、上述の位相シフト膜12上に接触して積層することが好ましい。位相シフト膜12とエッチングマスク膜13との密着性は、従来構成における位相シフト膜とフォトレジスト膜との密着性より高く、エッチング液の浸入が生じにくい。   The etching mask film 13 is preferably laminated in contact with the phase shift film 12 described above. The adhesiveness between the phase shift film 12 and the etching mask film 13 is higher than the adhesiveness between the phase shift film and the photoresist film in the conventional configuration, and the intrusion of the etching solution hardly occurs.

従って、位相シフト膜12をウェットエッチングによりパターニングする際、その側面になる被エッチング面を、透明基板11表面に対して垂直に近づけることができる。このようにすることで、位相シフト部16と透光部17の境界(隣接部分)に生じる、反転位相の光の干渉を十分に生じさせ、光透過強度のコントラストを高くすることができる。これは、解像度と焦点深度を有利にし、最終製品(表示装置)のCD(線幅)制御を面内均一に生じさせる効果をもつ。   Therefore, when the phase shift film 12 is patterned by wet etching, the surface to be etched can be brought close to the surface of the transparent substrate 11 perpendicularly. By doing in this way, the interference of the light of the inversion phase which arises in the boundary (adjacent part) of the phase shift part 16 and the translucent part 17 can fully be produced, and the contrast of light transmission intensity can be made high. This is advantageous in that the resolution and the depth of focus are advantageous, and the CD (line width) control of the final product (display device) is uniformly generated in the plane.

エッチングマスク膜13の露光光透過率は、第1のフォトマスク10aにおいては特に制約が無い。例えば、位相シフト膜12とエッチングマスク膜13と遮光膜14との積層状態において、遮光部15が十分な遮光性をもてばよい。   The exposure light transmittance of the etching mask film 13 is not particularly limited in the first photomask 10a. For example, in the laminated state of the phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14, the light shielding part 15 may have sufficient light shielding properties.

また、エッチングマスク膜13のもつ露光光の位相シフト量も、制約は無い。従って、第1のマスクにおいては、エッチングマスク膜13の材料や膜厚の選択自由度が大きく、有利である。   The phase shift amount of the exposure light that the etching mask film 13 has is not limited. Therefore, the first mask is advantageous because the degree of freedom in selecting the material and film thickness of the etching mask film 13 is large.

(遮光膜14)
遮光膜14は、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13との積層状態で、十分な遮光性(光学濃度OD3以上)をもつことが好ましい。遮光膜14単膜で、同様の遮光性をもつことがより好ましい。また、遮光膜14は、エッチングマスク膜13とのエッチング選択性があることが好ましい。すなわち、遮光膜14のエッチング液に対して、エッチングマスク膜13は耐性をもつことが望まれる。
(Light shielding film 14)
The light-shielding film 14 preferably has a sufficient light-shielding property (optical density OD3 or more) in the laminated state of the phase shift film 12 and the etching mask film 13. It is more preferable that the single light shielding film 14 has the same light shielding property. Further, the light shielding film 14 preferably has etching selectivity with the etching mask film 13. That is, it is desirable that the etching mask film 13 be resistant to the etching solution for the light shielding film 14.

遮光膜14の材料としては、Crを含むものが好ましく用いられる。例えば、クロムのほか、クロムの酸化物(CrOx)、窒化物(CrNx)、炭化物(CrCx)、酸化窒化物(CrOxNy)、窒化炭化物(CrCxNy)、酸化炭化物(CrOxCy)、酸化窒化炭化物(CrOxNyCz)のうちのいずれかを含有することが好ましい。更には、クロムの炭化物、クロムの窒化炭化物、クロムの酸化炭化物、またはクロムの酸化窒化炭化物のいずれかとすることができる。   As the material of the light shielding film 14, a material containing Cr is preferably used. For example, in addition to chromium, chromium oxide (CrOx), nitride (CrNx), carbide (CrCx), oxynitride (CrOxNy), nitrided carbide (CrCxNy), oxycarbide (CrOxCy), oxynitride carbide (CrOxNyCz) It is preferable to contain any of these. Furthermore, it can be any one of chromium carbide, chromium nitride carbide, chromium oxycarbide, or chromium oxynitride carbide.

尚、エッチングマスク膜13に、タンタル(Ta)を含む材料を用いた場合には、遮光膜14の材料としてモリブデンシリサイドを使用することができる。   When a material containing tantalum (Ta) is used for the etching mask film 13, molybdenum silicide can be used as the material of the light shielding film 14.

遮光膜14は、その表面に反射防止層を設けてもよい。その場合は、反射防止層は、クロム酸化物、クロム窒化物及びクロム酸窒化物のいずれかとすることができる。   The light shielding film 14 may be provided with an antireflection layer on the surface thereof. In that case, the antireflection layer can be any one of chromium oxide, chromium nitride, and chromium oxynitride.

遮光膜14の膜厚は、500〜2000Åとすることができ、より好ましくは800〜1500Å、更に好ましくは900〜1300Åである。   The thickness of the light shielding film 14 can be 500 to 2000 mm, more preferably 800 to 1500 mm, and still more preferably 900 to 1300 mm.

遮光膜14のエッチング液としては従来公知のものを特に制限なく使用することができるが、遮光膜14がクロムを含む材料で形成されている場合には、遮光膜14に用いるエッチング液は、上記位相シフト膜12において述べたものと同様である。   A conventionally known etching solution for the light shielding film 14 can be used without any particular limitation. However, when the light shielding film 14 is formed of a material containing chromium, the etching solution used for the light shielding film 14 is the above-described one. This is the same as described in the phase shift film 12.

第1のフォトマスク10aは、表面に露出する面を全てクロム系の膜とすることができるので、耐薬性が高く、有利である。   The first photomask 10a is advantageous because it has a high chemical resistance because the entire surface exposed to the surface can be a chromium-based film.

<第2のフォトマスク>
次に、第2の態様によるフォトマスクの断面図を図4(b)の下側に示す。当該フォトマスク10bもフォトマスク10aと同様に、例えば図3に示すフォトマスクブランクを用意し、これの前記位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、遮光膜14をパターニングすることで製造できる。
<Second photomask>
Next, a cross-sectional view of the photomask according to the second aspect is shown on the lower side of FIG. Similarly to the photomask 10a, the photomask 10b can be manufactured, for example, by preparing a photomask blank shown in FIG. 3 and patterning the phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14.

このフォトマスク10bは、
透明基板11上に、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、遮光膜14が、それぞれウェットエッチングによりパターニングされることにより、遮光部15、位相シフト部16、透光部17を含む転写用パターンが形成されてなる表示装置製造用フォトマスクであって、
前記遮光部15は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜12、前記エッチングマスク膜13、前記遮光膜14がこの順に積層されてなり、
前記位相シフト部16は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜12と前記エッチングマスク膜13とが形成されてなり、
前記透光部17は、前記透明基板11表面が露出してなり、
前記位相シフト膜12は、クロムを含有する材料からなり、
前記エッチングマスク膜13は、前記位相シフト膜12のエッチング液に対して、エッチング耐性をもつ材料からなり、
前記位相シフト部16と、前記透光部17は、隣接部分を有し、かつ、前記位相シフト部16と前記透光部17は、前記フォトマスク10bの露光光の代表波長に対して、略180度の位相差をもつものである。
This photomask 10b
On the transparent substrate 11, the phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14 are patterned by wet etching, so that a transfer pattern including the light shielding part 15, the phase shift part 16, and the light transmitting part 17 is formed. A display device manufacturing photomask formed,
The light shielding portion 15 is formed by laminating the phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14 in this order on the transparent substrate.
The phase shift unit 16 is formed by forming the phase shift film 12 and the etching mask film 13 on the transparent substrate.
The translucent part 17 is formed by exposing the surface of the transparent substrate 11.
The phase shift film 12 is made of a material containing chromium,
The etching mask film 13 is made of a material having etching resistance to the etching solution of the phase shift film 12;
The phase shift unit 16 and the translucent unit 17 have adjacent portions, and the phase shift unit 16 and the translucent unit 17 are substantially the same as the representative wavelength of the exposure light of the photomask 10b. It has a phase difference of 180 degrees.

すなわち、図4(b)の上側の図は第2のフォトマスク10bの上面視図であり、フォトマスク10bを上から見た場合にパターニングされた遮光膜14(つまり遮光膜パターン14a)が見える部分が遮光部15を構成し、パターニングされたエッチングマスク膜13(つまりエッチングマスク膜パターン13a)が見える部分(その下に、パターニングされた位相シフト膜12(つまり位相シフト膜パターン12a)が存在する)が位相シフト部16を構成し、透明基板11が露出して、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13及び遮光膜14のいずれにも被覆されていない部分が、透光部17を構成する。   4B is a top view of the second photomask 10b, and when the photomask 10b is viewed from above, the patterned light shielding film 14 (that is, the light shielding film pattern 14a) can be seen. The portion constitutes the light shielding portion 15, and the portion where the patterned etching mask film 13 (that is, the etching mask film pattern 13 a) can be seen (under the patterned phase shift film 12 (that is, the phase shift film pattern 12 a) exists. ) Constitutes the phase shift portion 16, and the portion where the transparent substrate 11 is exposed and is not covered with any of the phase shift film 12, the etching mask film 13 and the light shielding film 14 constitutes the light transmitting portion 17.

ここで、第2のフォトマスク10bの第1のフォトマスク10aとの相違は、位相シフト部16の構成である。すなわち、透明基板11上にパターニングされた位相シフト膜12とエッチングマスク膜13とが積層した状態で位相シフト部16の機能を奏する。従って、この積層状態で、透光部17との位相差(対代表波長)が略180度となる。   Here, the difference between the second photomask 10 b and the first photomask 10 a is the configuration of the phase shift unit 16. That is, the phase shift unit 16 functions in a state where the patterned phase shift film 12 and the etching mask film 13 are laminated on the transparent substrate 11. Accordingly, in this laminated state, the phase difference (with respect to the representative wavelength) from the light transmitting portion 17 is approximately 180 degrees.

前記位相シフト膜12単体での位相シフト量は、好ましくは160〜200°とする。このとき、エッチングマスク膜13の位相シフト量は1〜50°であることが好ましい。   The phase shift amount of the phase shift film 12 alone is preferably 160 to 200 °. At this time, the phase shift amount of the etching mask film 13 is preferably 1 to 50 °.

また、前記積層における、波長365nm(i線)〜436nm(g線)における位相シフト量の変動幅は40度以内であることが好ましく、より好ましくは30度以内である。前記変動幅がこのような範囲にあることで、代表波長に対する位相反転効果が十分に得られる。   Further, the fluctuation range of the phase shift amount at wavelengths of 365 nm (i-line) to 436 nm (g-line) in the stack is preferably within 40 degrees, more preferably within 30 degrees. When the fluctuation range is in such a range, the phase inversion effect with respect to the representative wavelength can be sufficiently obtained.

露光光透過率についても、前記位相シフト部16の積層状態で、2〜15%、好ましくは3〜8%とする(対代表波長)。   The exposure light transmittance is also set to 2 to 15%, preferably 3 to 8% (vs. representative wavelength) in the laminated state of the phase shift unit 16.

位相シフト膜12単体での露光光透過率は3〜20%が好ましい。また、エッチングマスク膜13単体での露光光透過率は70〜99%であることが好ましい。   The exposure light transmittance of the phase shift film 12 alone is preferably 3 to 20%. The exposure light transmittance of the etching mask film 13 alone is preferably 70 to 99%.

位相シフト部16の構成に係る上記の点以外は、第1のフォトマスク10aと同様にすることができる。   Except for the above-described points relating to the configuration of the phase shift unit 16, it can be the same as the first photomask 10 a.

第1、第2のいずれのフォトマスクにおける各構成膜も、成膜方法としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、又は蒸着法などが採用できるが、2つの膜の界面密着性を高める点で、スパッタ法が好ましい。   For each constituent film in the first and second photomasks, a sputtering method, an ion plating method, a vapor deposition method, or the like can be adopted as a film forming method. However, in terms of enhancing the interfacial adhesion between the two films. The sputtering method is preferable.

以上説明した本発明のフォトマスクの用途に、特段の制約は無い。例えば転写用パターンとして、表示装置の画素電極などを形成するラインアンドスペースパターンを含むフォトマスクに好適に適用できる。   There are no particular restrictions on the use of the photomask of the present invention described above. For example, the present invention can be suitably applied to a photomask including a line and space pattern for forming a pixel electrode of a display device as a transfer pattern.

このラインアンドスペースパターンのラインパターンは一定幅の遮光部と、前記一定幅の遮光部の両側に隣接した一定幅の位相シフト部をもつものが好ましい。   The line pattern of the line and space pattern preferably has a constant width light shielding portion and a constant width phase shift portion adjacent to both sides of the constant width light shielding portion.

図1で用いたシミュレーションのモデルでは、ライン幅L=スペース幅Sであり、PSM(A)及びPSMTP(A)の遮光部の両エッジに隣接した各位相シフト部の幅(リム幅Rとする)は、R=1/4Lであるものとした。しかしながら、本発明はこれに限定されない。   In the simulation model used in FIG. 1, line width L = space width S, and the width of each phase shift portion adjacent to both edges of the light shielding portions of PSM (A) and PSMTP (A) (referred to as rim width R). ) Was assumed to be R = 1 / 4L. However, the present invention is not limited to this.

例えば、4≦ピッチ幅P<6(μm)であって、L≧1.5(μm)、S≦3.5(μm)である場合に、本発明の効果が高い。   For example, the effect of the present invention is high when 4 ≦ pitch width P <6 (μm), L ≧ 1.5 (μm), and S ≦ 3.5 (μm).

例えば、PSM(A)のような、位相シフト部16のリムをもつラインアンドスペースパターンであって、幅P<6(μm)の微細なラインアンドスペースパターンにおいては、フォトマスク製造過程でのレジストパターンの脱離を防止する観点では、(L−R)で表わされる遮光部15の幅が0.6μm以上であることが好ましい。   For example, in a line and space pattern having a rim of the phase shift portion 16 such as PSM (A), and a fine line and space pattern having a width P <6 (μm), a resist in the photomask manufacturing process is used. From the viewpoint of preventing pattern detachment, the width of the light-shielding portion 15 represented by (LR) is preferably 0.6 μm or more.

また、本発明者らの検討によると、転写時のコントラストの高さを重視する場合、P<6(μm)の微細なラインアンドスペースパターンにおいては、L≧Sであることが好ましく、これはP<5(μm)である場合には、更に顕著となった。このとき、より好ましくは、R≧0.8(μm)であった。   Further, according to the study by the present inventors, in the case of emphasizing the high contrast at the time of transfer, it is preferable that L ≧ S in a fine line and space pattern of P <6 (μm). In the case of P <5 (μm), it became more remarkable. At this time, R ≧ 0.8 (μm) was more preferable.

また、図5に示されるように、転写用パターンは、コンタクトホールを形成するホールパターンを含むものにも適用できる。ホールパターンとしては、一定の規則性(ピッチ)をもって複数のコンタクトホールが配列するものを含む。   As shown in FIG. 5, the transfer pattern can be applied to a pattern including a hole pattern for forming a contact hole. The hole pattern includes a pattern in which a plurality of contact holes are arranged with a certain regularity (pitch).

例えば、ホールパターンは所定径の透光部17、及び前記透光部17を囲む一定幅の位相シフト部16と、前記位相シフト部16を囲む遮光部15とを有する(図5(a)〜(d)参照)。   For example, the hole pattern includes a translucent portion 17 having a predetermined diameter, a phase shift portion 16 having a certain width surrounding the translucent portion 17, and a light shielding portion 15 surrounding the phase shift portion 16 (FIG. 5A to FIG. 5A). (See (d)).

ここで、透光部17からなるホール径(正方形の場合は1辺の長さ、長方形の場合は、短辺の長さ、円の場合は直径)が、1.5〜5(μm)、位相シフト部16の幅(リム幅R)が0.3≦R≦1.5(μm)とすることができる。   Here, the hole diameter (the length of one side in the case of a square, the length of a short side in the case of a rectangle, the diameter in the case of a circle) made of the translucent portion 17 is 1.5 to 5 (μm), The width (rim width R) of the phase shift unit 16 can be set to 0.3 ≦ R ≦ 1.5 (μm).

本発明のフォトマスクは、透光部17、位相シフト部16に加えて遮光部15をもつ。これは、位相シフト部16による光の反転、干渉作用とともに透過光の光強度分布のコントラストをより高める作用に寄与する。   The photomask of the present invention has a light shielding portion 15 in addition to the light transmitting portion 17 and the phase shift portion 16. This contributes to the effect of increasing the contrast of the light intensity distribution of the transmitted light as well as the inversion and interference effects of the light by the phase shift unit 16.

他方、フォトマスク上において、転写用パターンの領域外に、遮光膜を形成して遮光部とすることができる。これにより、アライメントマーク等のマークパターンの読み取り精度が高く維持できる。すなわち、マーク部分を透光部と遮光部の組み合わせによって形成できるため、コントラストが高い。   On the other hand, on the photomask, a light shielding film can be formed outside the transfer pattern region to form a light shielding portion. Thereby, the reading accuracy of mark patterns such as alignment marks can be maintained high. That is, since the mark portion can be formed by a combination of the light transmitting portion and the light shielding portion, the contrast is high.

<被エッチング面形状>
本発明のフォトマスク又は、後述する本発明の製造方法により製造されたフォトマスクは、以下の構成のものとすることができる。
<Surface shape>
The photomask of the present invention or the photomask manufactured by the manufacturing method of the present invention described later can have the following configuration.

前記転写用パターンに含まれる、前記透光部17と前記位相シフト部16が隣接する部分において、前記位相シフト膜12の被エッチング面が露出し、
前記隣接する部分の断面において、前記位相シフト膜12の上面、下面および被エッチング面(側面)にそれぞれ対応する上辺、下辺および側辺が、以下の条件を満たす、表示装置製造用フォトマスク。
The etched surface of the phase shift film 12 is exposed at a portion of the transfer pattern where the light transmitting portion 17 and the phase shift portion 16 are adjacent to each other.
The photomask for manufacturing a display device, wherein, in a cross section of the adjacent portion, an upper side, a lower side, and a side side corresponding to the upper surface, the lower surface, and the etched surface (side surface) of the phase shift film 12 satisfy the following conditions.

(A)前記上辺と前記側辺との接点と、前記上面から前記位相シフト膜12の膜厚の3分の2下がった高さの位置での前記側辺の位置とを結んだ直線が、前記上辺となす角度が、85度から120度の範囲内であり、かつ、
(B)前記上辺と前記側辺との接点を通り前記透明基板11の主表面に対して垂直な第1仮想線と、前記下面から前記膜厚の10分の1上がった高さの位置での前記側辺の位置を通り、前記透明基板11の前記主表面に対して垂直な第2仮想線との幅が、前記膜厚の2分の1以下である
(A) A straight line connecting the contact point between the upper side and the side side and the position of the side side at a height that is two-thirds lower than the film thickness of the phase shift film 12 from the upper surface, An angle formed with the upper side is within a range of 85 degrees to 120 degrees, and
(B) A first imaginary line that passes through the contact point between the upper side and the side side and is perpendicular to the main surface of the transparent substrate 11 and a height that is one tenth of the film thickness above the lower surface. The width of the second virtual line that passes through the position of the side of the transparent substrate 11 and is perpendicular to the main surface of the transparent substrate 11 is less than or equal to half the film thickness.

図6(a)及び(b)は、本発明のフォトマスクにおいて、透光部17と位相シフト部16が隣接する部分における、パターニングされた位相シフト膜12の被エッチング面(側面)形状を説明するための図面である。ここでは、位相シフト膜12の被エッチング面が露出した状態の、断面をみている。すなわち図6(a)及び(b)において、PSと表記された層がパターニングされた位相シフト膜12であり、QZと表記された層が透明基板11である。   6A and 6B illustrate the shape of the etched surface (side surface) of the patterned phase shift film 12 in the portion where the light transmitting portion 17 and the phase shift portion 16 are adjacent to each other in the photomask of the present invention. It is drawing for doing. Here, a cross section is shown in a state where the etching target surface of the phase shift film 12 is exposed. That is, in FIGS. 6A and 6B, the layer denoted PS is a patterned phase shift film 12, and the layer denoted QZ is the transparent substrate 11.

ここで、前記隣接する部分の断面において、前記位相シフト膜12の上面、下面および被エッチング面にそれぞれ対応する上辺、下辺および側辺が、上記2つの条件(A)及び(B)をみたす。   Here, in the cross section of the adjacent portion, the upper side, the lower side and the side side corresponding to the upper surface, the lower surface and the etched surface of the phase shift film 12 satisfy the above two conditions (A) and (B).

すなわち、隣接部分の断面は、位相シフト膜12の上面、下面および被エッチング面にそれぞれ対応する上辺、下辺および側辺23から構成される。図6において、補助線21は位相シフト膜12の上面に対応する上辺の位置を示し、補助線22は位相シフト膜12の下面に対応する下辺の位置を示す。この場合、上辺と側辺23との接点26と上面から膜厚(T)の3分の2下がった高さの位置での側辺の位置27とを結んだ直線と、上辺とのなす角度θ(側面角ともいう)が、85度から120度の範囲内である。図6において、補助線24は位相シフト膜12の上面から膜厚の3分の2下がった高さの位置を示す。   That is, the cross section of the adjacent portion is composed of an upper side, a lower side, and a side side 23 corresponding to the upper surface, the lower surface, and the etched surface of the phase shift film 12, respectively. In FIG. 6, the auxiliary line 21 indicates the position of the upper side corresponding to the upper surface of the phase shift film 12, and the auxiliary line 22 indicates the position of the lower side corresponding to the lower surface of the phase shift film 12. In this case, the angle formed between the upper side and the straight line connecting the contact point 26 between the upper side and the side side 23 and the position 27 of the side side at a height that is two-thirds lower than the film thickness (T) from the upper surface. θ (also referred to as a side surface angle) is in the range of 85 to 120 degrees. In FIG. 6, the auxiliary line 24 indicates a position where the height is lowered by two thirds of the film thickness from the upper surface of the phase shift film 12.

また、上辺と側辺23との接点26を通り透明基板11の主表面に対して垂直な第1仮想線29と、位相シフト膜12の下面から膜厚の10分の1上がった高さの位置での側辺の位置28を通り透明基板11の主表面に対して垂直な第2仮想線30との幅(裾幅ともいう)Dと、膜厚(T)との比(D/T)が1/2以下である。図6において、補助線25は下面から膜厚の10分の1上がった高さの位置を示す。   Also, a first imaginary line 29 that passes through the contact point 26 between the upper side and the side side 23 and is perpendicular to the main surface of the transparent substrate 11 and a height that is one tenth of the film thickness higher than the lower surface of the phase shift film 12. The ratio (D / T) of the width (also referred to as the skirt width) D and the film thickness (T) of the second imaginary line 30 that passes through the position 28 of the side edge and is perpendicular to the main surface of the transparent substrate 11 ) Is 1/2 or less. In FIG. 6, the auxiliary line 25 indicates a position at a height that is one tenth of the film thickness from the lower surface.

本発明のフォトマスクにおいては、被エッチング面の形状が上記の条件を満たすものである。すなわちパターニングされた位相シフト膜12のエッジ部分の断面が、透明基板11表面に対して垂直又は垂直に近い形状をしている。このことから、透光部17と位相シフト部16との境界において、反転位相の露光光が干渉し、被転写体であるフォトレジスト膜に届く光強度分布において、高いコントラストを得ることができる。また、位相シフト部16のエッジの側面角が小さい(透明基板11の表面に対して90°に近い)ことから、線幅(CD)が設計値に対してずれる現象が抑止でき、より微細なパターンの形成が可能になる。   In the photomask of the present invention, the shape of the surface to be etched satisfies the above conditions. That is, the cross section of the edge portion of the patterned phase shift film 12 has a shape that is perpendicular or nearly perpendicular to the surface of the transparent substrate 11. From this, high contrast can be obtained in the light intensity distribution reaching the photoresist film as the transfer object due to the interference of the exposure light of the inverted phase at the boundary between the light transmitting portion 17 and the phase shift portion 16. Further, since the side surface angle of the edge of the phase shift portion 16 is small (close to 90 ° with respect to the surface of the transparent substrate 11), the phenomenon that the line width (CD) deviates from the design value can be suppressed, and the finer A pattern can be formed.

対照的に、クロムを含む位相シフト膜に対し、レジストパターンをマスクとしてウェットエッチングして得られた位相シフト膜パターンの断面を示した図10においては、側面角θが173度、裾幅の膜厚比(D/T)が、5.6となった。   In contrast, in FIG. 10 showing a cross section of a phase shift film pattern obtained by wet etching using a resist pattern as a mask with respect to a phase shift film containing chromium, a film having a side angle θ of 173 degrees and a skirt width is shown. The thickness ratio (D / T) was 5.6.

また、本発明者らの検討によると、クロム系の位相シフト膜を、フォトレジストパターンをマスクとしてウェットエッチングしたときの被エッチング面は、θを120度以下とし、或いはD/Tを1/2以下とすることは困難であった。   Further, according to the study by the present inventors, the surface to be etched when a chromium phase shift film is wet-etched using a photoresist pattern as a mask has a θ of 120 degrees or less or a D / T of 1/2. It was difficult to:

[フォトマスクの製造方法]
本発明は、以下の表示装置製造用フォトマスクの製造方法を含む。
[Photomask manufacturing method]
The present invention includes the following method for manufacturing a photomask for manufacturing a display device.

透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜が、それぞれウェットエッチングによりパターニングされることにより、遮光部、位相シフト部、透光部を含む転写用パターンが形成されてなる表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、前記遮光膜がこの順に積層されてなり、
前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜、又は、前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜とが形成されてなり、
前記透光部は、前記透明基板表面が露出してなる表示装置製造用フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜がこの順に積層され、更に第1フォトレジスト膜が形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、及び前記遮光膜に対してそれぞれ所定のパターニングを行うことにより、転写用パターンを形成する工程とを有し、
前記位相シフト膜のパターニングにおいては、パターニングされた前記エッチングマスク膜をマスクとして前記位相シフト膜をウェットエッチングする工程を含み、
前記位相シフト膜は、クロムを含有する材料からなり、
前記エッチングマスク膜は、前記位相シフト膜のエッチング液に対して、エッチング耐性をもつ材料からなり、
前記位相シフト部と、前記透光部は、隣接部分を有し、かつ、前記位相シフト部と前記透光部は、前記フォトマスクの露光光の代表波長に対して、略180度の位相差をもつものとすることを特徴とする、表示装置製造用フォトマスクの製造方法。
Manufacturing a display device in which a phase shift film, an etching mask film, and a light shielding film are patterned on a transparent substrate by wet etching, thereby forming a transfer pattern including a light shielding part, a phase shift part, and a light transmitting part. A method of manufacturing a photomask,
The light shielding portion is formed by laminating the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film in this order on the transparent substrate.
The phase shift portion is formed by forming the phase shift film or the phase shift film and the etching mask film on the transparent substrate,
In the method of manufacturing a photomask for manufacturing a display device in which the transparent substrate surface is exposed,
A step of preparing a photomask blank in which a phase shift film, an etching mask film, and a light shielding film are laminated in this order on the transparent substrate, and further a first photoresist film is formed;
Forming a pattern for transfer by performing predetermined patterning on the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film, respectively.
The patterning of the phase shift film includes a step of wet etching the phase shift film using the patterned etching mask film as a mask,
The phase shift film is made of a material containing chromium,
The etching mask film is made of a material having etching resistance to the etching solution of the phase shift film,
The phase shift portion and the light transmitting portion have adjacent portions, and the phase shift portion and the light transmitting portion have a phase difference of about 180 degrees with respect to a representative wavelength of exposure light of the photomask. A method for producing a photomask for manufacturing a display device, comprising:

ここで、フォトマスクブランクを用意する工程では、前記透明基板11上に、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、遮光膜14が積層され、更に第1フォトレジスト膜18が成膜されたフォトマスクブランクを用意する(図3)。各々の膜の成膜は、たとえば、以下のようになされたものであることができる。   Here, in the step of preparing a photomask blank, a photomask in which a phase shift film 12, an etching mask film 13, and a light shielding film 14 are laminated on the transparent substrate 11, and a first photoresist film 18 is further formed. A blank is prepared (FIG. 3). Each film can be formed as follows, for example.

具体的には、合成石英ガラスの透明基板11(サイズ330mm×450mm)の主表面上に、スパッタ法により、クロムを含む位相シフト膜12を形成(成膜工程)する。その後、大気に曝さずに連続して、後述の雰囲気ガスに位相シフト膜12を曝す(曝露工程)ことが好ましい。   Specifically, a phase shift film 12 containing chromium is formed on the main surface of a synthetic quartz glass transparent substrate 11 (size 330 mm × 450 mm) by sputtering (film formation step). After that, it is preferable to continuously expose the phase shift film 12 to an atmospheric gas described later (exposure step) without being exposed to the atmosphere.

位相シフト膜12は、クロムのほか、炭素(C)又はフッ素(F)を含むことが好ましい。これらの元素を含む位相シフト膜12は、ウェットエッチングに際し、被エッチング面の形状が好ましく制御されるために有効と考えられる。   The phase shift film 12 preferably contains carbon (C) or fluorine (F) in addition to chromium. The phase shift film 12 containing these elements is considered effective because the shape of the surface to be etched is preferably controlled during wet etching.

成膜工程においては、公知の装置により、クロムまたはクロム化合物を含むスパッタターゲットを使用して、不活性ガスとともに、酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、二酸化炭素ガス、炭化水素系ガス、フッ素系ガスのいずれかを含む活性ガスとの混合ガスを用いることができる。例えば、二酸化炭素ガス、炭化水素系ガス、フッ素系ガスを含むスパッタガス雰囲気とすることが好ましい。これらは、位相シフト膜12のウェットエッチングの速度を制御する(遅くする)ことに有効である。   In the film forming process, using a sputtering target containing chromium or a chromium compound with a known apparatus, together with an inert gas, oxygen gas, nitrogen gas, nitrogen monoxide gas, nitrogen dioxide gas, carbon dioxide gas, hydrocarbon A mixed gas with an active gas containing either a system gas or a fluorine-based gas can be used. For example, a sputtering gas atmosphere containing carbon dioxide gas, hydrocarbon gas, or fluorine gas is preferable. These are effective in controlling (slowing down) the wet etching rate of the phase shift film 12.

例えば、クロムからなるターゲットを用い、アルゴン(Ar)ガスと窒素(N)ガスと二酸化炭素(CO)ガスとの混合ガスをスパッタチャンバー(不図示)に導入してスパッタパワーを印加し、透明基板11上にCrCONからなる位相シフト膜12を形成することができる。形成された膜は、大気に触れずに連続して、二酸化炭素ガス、炭化水素系ガス、フッ素系ガスなどの活性ガスを含むガス雰囲気中で、次工程に送られることが好ましい。この曝露用ガス雰囲気中には、不活性ガス(ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガスなど)が含まれてもよく、また、活性ガスとして、酸素ガス、窒素ガスなどが含まれてもよい。 For example, using a target made of chromium, a mixed gas of argon (Ar) gas, nitrogen (N 2 ) gas, and carbon dioxide (CO 2 ) gas is introduced into a sputtering chamber (not shown), and sputtering power is applied. A phase shift film 12 made of CrCON can be formed on the transparent substrate 11. It is preferable that the formed film is continuously sent to the next step in a gas atmosphere containing an active gas such as carbon dioxide gas, hydrocarbon gas, or fluorine gas without touching the atmosphere. This exposure gas atmosphere may contain inert gas (helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, etc.), and active gas includes oxygen gas, nitrogen gas, etc. May be.

位相シフト膜12は単層でも、複数の層から構成されてもよい。複数層から構成される場合、上記の成膜工程および曝露工程は複数回行う。   The phase shift film 12 may be composed of a single layer or a plurality of layers. In the case of being composed of a plurality of layers, the film formation step and the exposure step are performed a plurality of times.

次に、位相シフト膜12上に、スパッタ法によりエッチングマスク膜13を形成する。一例として、MoSiを含むエッチングマスク膜13の形成について以下に説明する。   Next, an etching mask film 13 is formed on the phase shift film 12 by sputtering. As an example, formation of the etching mask film 13 containing MoSi will be described below.

スパッタターゲットとして、モリブデンシリサイド(例えばMo:Si=1:4)が配置されたスパッタチャンバーに、スパッタガス(例えば、アルゴン(Ar)ガスと一酸化窒素(NO)ガスとの混合ガス)を導入し、スパッタパワーを印加することによって、位相シフト膜12上に、MoSiONからなるエッチングマスク膜13を成膜することができる。   As a sputtering target, a sputtering gas (for example, a mixed gas of argon (Ar) gas and nitrogen monoxide (NO) gas) is introduced into a sputtering chamber in which molybdenum silicide (for example, Mo: Si = 1: 4) is disposed. By applying sputtering power, the etching mask film 13 made of MoSiON can be formed on the phase shift film 12.

こうして形成された、エッチングマスク膜13の表面反射率は15%以下(対代表波長)とすることができる。   The surface reflectance of the etching mask film 13 formed in this way can be 15% or less (vs. representative wavelength).

尚、本発明者らの検討によると、上記のように形成された、位相シフト膜12とエッチングマスク膜13の積層は、X線光電子分光法(XPS)による深さ方向の組成分析の結果以下のような好ましい傾向をもつものとすることができることがわかった。すなわち、位相シフト膜12に起因するクロム(Cr)ピークと、エッチングマスク膜13に起因するシリコン(Si)ピーク(又はモリブデン(Mo)ピーク)とが重畳する領域(組成傾斜領域という)において、炭素(C)の含有率が、エッチングマスク膜13の表面方向に向かって(透明基板11表面から遠ざかる方向に向かって)段階的又は連続的に増加する。ここで、炭素は、位相シフト膜12のウェットエッチング速度を下げる作用をもつことから、位相シフト膜12の被エッチング面の形状を良化する(位相シフト膜12のエッジ部分の断面が、透明基板11表面に対して垂直又は垂直に近い形状になるようにする)ために寄与すると考えられる。   According to the study by the present inventors, the stack of the phase shift film 12 and the etching mask film 13 formed as described above is less than the result of the composition analysis in the depth direction by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It has been found that a favorable tendency can be obtained. That is, in a region where the chromium (Cr) peak attributed to the phase shift film 12 and the silicon (Si) peak attributed to the etching mask film 13 (or molybdenum (Mo) peak) overlap (referred to as a composition gradient region), carbon The content of (C) increases stepwise or continuously toward the surface of the etching mask film 13 (in the direction away from the surface of the transparent substrate 11). Here, since carbon has a function of lowering the wet etching rate of the phase shift film 12, the shape of the surface to be etched of the phase shift film 12 is improved (the cross section of the edge portion of the phase shift film 12 is a transparent substrate). It is thought that this contributes to a shape that is perpendicular or nearly perpendicular to the surface.

一方、エッチングマスク膜13としては、例えば、チタンのターゲットを用いたスパッタ法を適用し、酸素ガスと窒素ガスを導入した、スパッタ雰囲気を用いることにより、チタンの酸窒化膜を形成することも可能である。尚、エッチングマスク膜13も単層でもよく、複数の層から構成されてもよい。   On the other hand, as the etching mask film 13, for example, a sputtering method using a titanium target is applied, and a sputtering atmosphere in which oxygen gas and nitrogen gas are introduced can be used to form a titanium oxynitride film. It is. The etching mask film 13 may be a single layer or may be composed of a plurality of layers.

次に、エッチングマスク膜13上に、スパッタ法により、遮光膜14を形成する。この遮光膜14は、エッチングマスク膜13と、遮光膜14上に形成される第1フォトレジスト膜18との密着性を間接的に向上させる機能も奏する。このとき、例えば遮光膜14をクロムを含む材料で形成する場合には、クロムまたはクロム化合物を含むスパッタターゲットを使用して、不活性ガスとともに、酸素ガス、窒素ガス、二酸化炭素ガス、酸化窒素系ガス、炭化水素系ガスおよびフッ素系ガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む活性ガスとの混合ガスからなるスパッタガス雰囲気で、スパッタ法が行われる。   Next, a light shielding film 14 is formed on the etching mask film 13 by sputtering. The light shielding film 14 also has a function of indirectly improving the adhesion between the etching mask film 13 and the first photoresist film 18 formed on the light shielding film 14. At this time, when the light shielding film 14 is formed of a material containing chromium, for example, a sputtering target containing chromium or a chromium compound is used, together with an inert gas, oxygen gas, nitrogen gas, carbon dioxide gas, nitrogen oxide system The sputtering method is performed in a sputtering gas atmosphere composed of a mixed gas with an active gas containing at least one selected from the group consisting of a gas, a hydrocarbon-based gas, and a fluorine-based gas.

遮光膜14形成後に、更に、第1フォトレジスト膜18を塗布する。
以上により、フォトマスクブランクが製作される。本発明のフォトマスクの製造では、このフォトマスクブランクを用意する。
After the light shielding film 14 is formed, a first photoresist film 18 is further applied.
Thus, a photomask blank is manufactured. In the production of the photomask of the present invention, this photomask blank is prepared.

そして、位相シフト膜12、エッチングマスク膜13、及び遮光膜14のパターニングにおいては、以下の工程を含むことができる。   The patterning of the phase shift film 12, the etching mask film 13, and the light shielding film 14 can include the following steps.

<製法1 図7の方法>
図7は、本発明の第1及び第2の態様のフォトマスクの製造方法の例を示す図である。
<Method 1 Method of FIG. 7>
FIG. 7 is a diagram showing an example of a photomask manufacturing method according to the first and second aspects of the present invention.

まず、前記フォトマスクブランクを用意した後(図7(a))、
第1フォトレジスト膜18に描画及び現像を行うことにより、第1レジストパターン18aを形成し(図7(b))、
前記第1レジストパターン18aをマスクとして遮光膜14をウェットエッチングすることにより、遮光膜パターン14aを形成し(図7(c))、
第1レジストパターン18aを剥離(図7(d))したのち、
前記遮光膜パターン14aが形成された前記透明基板11全面に第2フォトレジスト膜19を形成し(図7(e))、
前記第2フォトレジスト膜19に対して描画及び現像を行うことにより、第2レジストパターン19aを形成し(図7(f))、
前記第2レジストパターン19aをマスクとして前記エッチングマスク膜13をウェットエッチングし(図7(g))、
得られたエッチングマスク膜パターン13aをマスクとして、前記位相シフト膜12をウェットエッチングする(図7(h))。
そして第2レジストパターン19aを剥離すると、上記で説明した第2の態様のフォトマスク10bが完成する((図7(i))。
First, after preparing the photomask blank (FIG. 7A),
By drawing and developing on the first photoresist film 18, a first resist pattern 18a is formed (FIG. 7B),
The light-shielding film pattern 14a is formed by wet etching the light-shielding film 14 using the first resist pattern 18a as a mask (FIG. 7C),
After peeling off the first resist pattern 18a (FIG. 7D),
A second photoresist film 19 is formed on the entire surface of the transparent substrate 11 on which the light shielding film pattern 14a is formed (FIG. 7E),
By drawing and developing the second photoresist film 19, a second resist pattern 19a is formed (FIG. 7F),
The etching mask film 13 is wet-etched using the second resist pattern 19a as a mask (FIG. 7G),
The phase shift film 12 is wet-etched using the obtained etching mask film pattern 13a as a mask (FIG. 7H).
Then, when the second resist pattern 19a is peeled off, the photomask 10b of the second aspect described above is completed ((FIG. 7 (i)).

尚、この後、形成された遮光膜パターン14aをマスクとして、前記エッチングマスク膜13をウェットエッチングすることが好ましい。これにより、上記で説明した第1の態様のフォトマスク10aが完成する(図7(j))。   After that, it is preferable that the etching mask film 13 is wet-etched using the formed light shielding film pattern 14a as a mask. Thereby, the photomask 10a of the first aspect described above is completed (FIG. 7 (j)).

<製法2 図8の方法>
図8は、本発明の第1及び第2の態様のフォトマスクの製造方法の例を示す図である。ここでは、遮光膜14と位相シフト膜12がいずれもクロムを含む膜である場合を示す。
<Production Method 2 Method of FIG. 8>
FIG. 8 is a diagram showing an example of a photomask manufacturing method according to the first and second aspects of the present invention. Here, a case where both the light shielding film 14 and the phase shift film 12 are films containing chromium is shown.

前記フォトマスクブランクを用意した後(図8(a))、
前記第1フォトレジスト膜18に描画及び現像を行うことにより、第1レジストパターン18aを形成し(図8(b))、
前記第1レジストパターン18aをマスクとして遮光膜14をウェットエッチングし、そして、エッチングマスク膜13及び位相シフト膜12を順次ウェットエッチングすることによって透明基板11の露出部分である透光部17を形成し(図8(c))、
第1レジストパターン18aを除去した後(図8(d))、前記透光部17が形成された前記透明基板11全面に第2フォトレジスト膜19を形成し(図8(e))、
前記第2フォトレジスト膜19に対して描画及び現像を行うことにより、第2レジストパターン19aを形成し(図8(f))、
前記第2レジストパターン19aをマスクとして遮光膜パターン14aをウェットエッチングする(図8(g))。
そして第2レジストパターン19aを除去することによって、本発明の第2の態様のフォトマスク10bが得られる(図8(h))。
尚、前記遮光膜パターン14aをウェットエッチングした後、第2レジストパターン19a及びエッチングされた遮光膜パターン14aをマスクとして、エッチングマスク膜パターン13aをウェットエッチングすることがより好ましい(図8(i))。この後第2レジストパターン19aを除去することによって、本発明の第1の態様のフォトマスク10aが得られる(図8(j))。
After preparing the photomask blank (FIG. 8A),
By drawing and developing on the first photoresist film 18, a first resist pattern 18a is formed (FIG. 8B),
The light-shielding film 14 is wet-etched using the first resist pattern 18a as a mask, and the etching mask film 13 and the phase shift film 12 are sequentially wet-etched to form a light-transmitting portion 17 that is an exposed portion of the transparent substrate 11. (FIG. 8 (c)),
After removing the first resist pattern 18a (FIG. 8D), a second photoresist film 19 is formed on the entire surface of the transparent substrate 11 on which the light transmitting portion 17 is formed (FIG. 8E),
By drawing and developing the second photoresist film 19, a second resist pattern 19a is formed (FIG. 8F),
The light shielding film pattern 14a is wet-etched using the second resist pattern 19a as a mask (FIG. 8G).
Then, by removing the second resist pattern 19a, the photomask 10b of the second aspect of the present invention is obtained (FIG. 8 (h)).
More preferably, after the light shielding film pattern 14a is wet etched, the etching mask film pattern 13a is wet etched using the second resist pattern 19a and the etched light shielding film pattern 14a as a mask (FIG. 8 (i)). . Thereafter, the second resist pattern 19a is removed to obtain the photomask 10a of the first aspect of the present invention (FIG. 8 (j)).

<製法3 図9の方法>
図9は、本発明の第1の態様のフォトマスクの他の製造方法の例を示す図である。
<Method 3 of FIG. 9>
FIG. 9 is a diagram showing an example of another method for manufacturing the photomask according to the first aspect of the present invention.

前記フォトマスクブランクを用意した後(図9(a))、
前記第1フォトレジスト膜18に描画及び現像を行うことにより、第1レジストパターン18aを形成し(図9(b))、
前記第1レジストパターン18aをマスクとして遮光膜14を第1エッチング液によりウェットエッチングして遮光膜パターン14aを形成し(図9(c))、
次いで、エッチングマスク膜13を第2エッチング液によってウェットエッチングしてエッチングマスク膜パターン13aを形成し(図9(d))、
更に、前記エッチングマスク膜パターン13aをマスクとして、第1エッチング液によって位相シフト膜12をウェットエッチングするとともに、前記遮光膜パターン14aをサイドエッチングし(図9(e))、
サイドエッチングを受けた遮光膜パターン14aをマスクとしてエッチングマスク膜パターン13aを第2エッチング液によって再度エッチングし(図9(f))、
その後に、前記第1レジストパターン18aを剥離する(図9(g))。
After preparing the photomask blank (FIG. 9A),
By drawing and developing on the first photoresist film 18, a first resist pattern 18a is formed (FIG. 9B),
Using the first resist pattern 18a as a mask, the light shielding film 14 is wet etched with a first etching solution to form a light shielding film pattern 14a (FIG. 9C).
Next, the etching mask film 13 is wet etched with a second etching solution to form an etching mask film pattern 13a (FIG. 9D),
Further, using the etching mask film pattern 13a as a mask, the phase shift film 12 is wet-etched with a first etchant, and the light-shielding film pattern 14a is side-etched (FIG. 9E),
The etching mask film pattern 13a is etched again with the second etchant using the light-shielding film pattern 14a subjected to the side etching as a mask (FIG. 9F),
Thereafter, the first resist pattern 18a is removed (FIG. 9G).

この製法によれば、描画と現像を1回とすることが可能なうえ、複数回の描画工程による互いのアライメントずれの影響をゼロとすることができる点で有利であり、特に、微細幅の位相シフト部16を正確に形成できる(図9(f)参照)ことが優れている。   This manufacturing method is advantageous in that drawing and development can be performed once and the influence of mutual misalignment due to a plurality of drawing processes can be reduced to zero. It is excellent that the phase shift portion 16 can be accurately formed (see FIG. 9F).

[パターン転写方法及び表示装置の製造方法]
本発明は、パターン転写方法を含む。すなわち、上述のフォトマスクと露光装置を用いて、フォトマスクがもつ転写用パターンを転写する方法を含む。
[Pattern Transfer Method and Display Device Manufacturing Method]
The present invention includes a pattern transfer method. That is, it includes a method of transferring a transfer pattern of the photomask using the above-described photomask and exposure apparatus.

更に、上述のフォトマスクと露光装置を用いた、パターン転写することを含む、表示装置の製造方法も含む。   Further, a display device manufacturing method including pattern transfer using the above-described photomask and exposure apparatus is also included.

すなわち本発明は、
本発明の表示装置製造用フォトマスクを用意する工程と、i線、h線、g線を含む露光光を照射する、表示装置製造用露光装置を用いて、前記フォトマスクの備える転写用パターンを露光し、前記転写用パターンを、被転写体上に転写する工程とを含む、パターン転写方法と、
本発明の表示装置製造用フォトマスクを用意する工程と、i線、h線、g線を含む露光光を照射する、表示装置製造用露光装置を用いて、前記フォトマスクの備える転写用パターンを露光し、前記転写用パターンを、被転写体上に転写する工程を含む、表示装置の製造方法とを含む。
That is, the present invention
Using the step of preparing a photomask for manufacturing a display device of the present invention and an exposure device for manufacturing a display device that irradiates exposure light including i-line, h-line, and g-line, a transfer pattern included in the photomask is prepared. Exposing, and transferring the transfer pattern onto a transfer object, a pattern transfer method,
Using the step of preparing a photomask for manufacturing a display device of the present invention and an exposure device for manufacturing a display device that irradiates exposure light including i-line, h-line, and g-line, a transfer pattern included in the photomask is prepared. And a method for manufacturing a display device, the method including exposing and transferring the transfer pattern onto a transfer target.

使用する露光装置は、LCD用の標準的な等倍露光の露光装置とすることができる。すなわち、光源として、i線、h線、g線を含む波長域のもの(ブロード波長光源ともいう)を使用することで、十分な照射光量を得ることができる。但し、光学フィルタを用いて、特定波長の光(例えばi線)のみを用いてもよい。   The exposure apparatus to be used can be a standard 1X exposure apparatus for LCD. That is, by using a light source having a wavelength range including i-line, h-line, and g-line (also referred to as a broad wavelength light source), a sufficient amount of irradiation light can be obtained. However, only light having a specific wavelength (for example, i-line) may be used by using an optical filter.

露光装置の光学系は、開口数NAを0.06〜0.10、コヒーレンスファクタσを0.5〜1.0の範囲とすることができる。こうした露光装置は、一般に、3μm程度を解像限界としている。   The optical system of the exposure apparatus can have a numerical aperture NA of 0.06 to 0.10 and a coherence factor σ of 0.5 to 1.0. Such an exposure apparatus generally has a resolution limit of about 3 μm.

もちろん、本発明は、より広い範囲の露光装置を用いた転写に際して適用することも可能である。例えば、NAが0.06〜0.14、又は0.06〜0.15の範囲とすることができる。NAが0.08を超える、高解像度の露光装置にもニーズが生じており、これらにも適用できる。   Of course, the present invention can also be applied during transfer using a wider range of exposure apparatus. For example, the NA can be in the range of 0.06 to 0.14 or 0.06 to 0.15. There is also a need for a high-resolution exposure apparatus with an NA exceeding 0.08, which can be applied to these.

以上から明らかなとおり、本発明のフォトマスクは、位相シフト膜の被エッチング面を、より透明基板に対して垂直なものとしたため、露光によって得られる、被転写面上のフォトレジストパターン形状のプロファイルを向上することが可能となった。   As is clear from the above, the photomask of the present invention has the surface of the phase shift film to be etched more perpendicular to the transparent substrate, so that the profile of the photoresist pattern shape on the surface to be transferred obtained by exposure is obtained. It became possible to improve.

本発明者らの検討によると、上記製法1を用いて製造した、下記の表示装置製造用フォトマスクにおいて、転写パターンの透光部と位相シフト部の境界(位相シフト膜の被エッチング面が露出しているところ)を、面内に亘って任意の9箇所を検査した。すなわち、側面角θと、裾幅膜厚比D/Tを測定したところ、θは、100〜105度の範囲内であり、D/Tはすべて0.45以下(0.40〜0.45の範囲内)であった。   According to the study by the present inventors, in the following photomask for manufacturing a display device manufactured using the manufacturing method 1, the boundary between the translucent portion and the phase shift portion of the transfer pattern (the etched surface of the phase shift film is exposed). Nine arbitrary locations were inspected across the surface. That is, when the side surface angle θ and the skirt width film thickness ratio D / T are measured, θ is in the range of 100 to 105 degrees, and all D / T is 0.45 or less (0.40 to 0.45). Within the range.

(第1の態様によるフォトマスク)
透明基板: 合成石英ガラス サイズ(330mm×450mm)
形成したパターン : ライン幅3μm、スペース幅3μm、位相シフト部(リム幅)片側あたり0.5μmのラインアンドスペースパターン
位相シフト膜 : CrOCN 膜厚1200Å
露光光透過率(対i線) :6%
位相差(対i線) :180度
エッチングマスク膜 : MoSiON 膜厚 100Å
遮光膜(反射防止機能層をもつ) :CrOCN/CrC/CrON 膜厚 1000Å 光学濃度(OD)≧3
(Photomask according to the first aspect)
Transparent substrate: Synthetic quartz glass Size (330mm x 450mm)
Formed pattern: Line width 3 μm, space width 3 μm, phase shift part (rim width) 0.5 μm per side of the phase and space pattern phase shift film: CrOCN film thickness 1200 mm
Exposure light transmittance (vs. i-line): 6%
Phase difference (vs. i-line): 180 degree etching mask film: MoSiON film thickness 100 mm
Light-shielding film (with antireflection function layer): CrOCN / CrC / CrON film thickness 1000mm Optical density (OD) ≥ 3

2a,2b,2c ラインパターン
3a,3b,3c スペースパターン
10a フォトマスク
10b フォトマスク
11 透明基板
12 位相シフト膜
12a 位相シフト膜パターン
13 エッチングマスク膜
13a エッチングマスク膜パターン
14 遮光膜
14a 遮光膜パターン
15 遮光部
16 位相シフト部
17 透光部
18 第1フォトレジスト膜
18a 第1レジストパターン
19 第2フォトレジスト膜
19a 第2レジストパターン
101 透明ガラス基板
102 位相シフト膜パターン
103 レジストパターン
2a, 2b, 2c Line pattern 3a, 3b, 3c Space pattern 10a Photomask 10b Photomask 11 Transparent substrate 12 Phase shift film 12a Phase shift film pattern 13 Etching mask film 13a Etching mask film pattern 14 Light shielding film 14a Light shielding film pattern 15 Light shielding Part 16 Phase shift part 17 Translucent part 18 First photoresist film 18a First resist pattern 19 Second photoresist film 19a Second resist pattern 101 Transparent glass substrate 102 Phase shift film pattern 103 Resist pattern

Claims (9)

透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜が、それぞれウェットエッチングによりパターニングされることにより、遮光部、位相シフト部、透光部を含む転写用パターンが形成されてなる表示装置製造用フォトマスクであって、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、前記遮光膜がこの順に積層されてなり、
前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜、又は、前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜とが形成されてなり、
前記透光部は、前記透明基板表面が露出してなり、
前記位相シフト膜は、クロムを含有する材料からなり、
前記エッチングマスク膜は、前記位相シフト膜のエッチング液に対して、エッチング耐性をもつ材料からなり、
前記位相シフト部と、前記透光部は、隣接部分を有し、かつ、前記位相シフト部と前記透光部は、前記フォトマスクの露光光の代表波長に対して、略180度の位相差をもつものである、
表示装置製造用フォトマスク。
Manufacturing a display device in which a phase shift film, an etching mask film, and a light shielding film are patterned on a transparent substrate by wet etching, thereby forming a transfer pattern including a light shielding part, a phase shift part, and a light transmitting part. Photomask for
The light shielding portion is formed by laminating the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film in this order on the transparent substrate.
The phase shift portion is formed by forming the phase shift film or the phase shift film and the etching mask film on the transparent substrate,
The transparent portion is formed by exposing the transparent substrate surface,
The phase shift film is made of a material containing chromium,
The etching mask film is made of a material having etching resistance to the etching solution of the phase shift film,
The phase shift portion and the light transmitting portion have adjacent portions, and the phase shift portion and the light transmitting portion have a phase difference of about 180 degrees with respect to a representative wavelength of exposure light of the photomask. With
Photomask for display device manufacturing.
前記転写用パターンは、ラインアンドスペースパターンを含み、前記ラインアンドスペースパターンのラインパターンは一定幅の遮光部と、前記一定幅の遮光部の両側に隣接した一定幅の位相シフト部とをもつことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置製造用フォトマスク。   The transfer pattern includes a line-and-space pattern, and the line pattern of the line-and-space pattern has a constant-width light shielding portion and a constant-width phase shift portion adjacent to both sides of the constant-width light shielding portion. The photomask for manufacturing a display device according to claim 1, wherein: 前記転写用パターンは、ホールパターンを含み、前記ホールパターンは所定径の透光部と、前記透光部を囲む一定幅の位相シフト部と、前記位相シフト部を囲む遮光部とを有することを特徴とする、請求項1に記載の表示装置製造用フォトマスク。   The transfer pattern includes a hole pattern, and the hole pattern includes a light-transmitting portion having a predetermined diameter, a phase shift portion having a constant width surrounding the light-transmitting portion, and a light-shielding portion surrounding the phase shift portion. The photomask for manufacturing a display device according to claim 1, wherein the photomask is characterized in that: 前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜が形成されてなり、
前記位相シフト膜は、前記露光光の代表波長に対し、略180度位相シフトするものであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。
The phase shift portion is formed by forming the phase shift film on the transparent substrate,
4. The display device manufacturing photomask according to claim 1, wherein the phase shift film has a phase shift of approximately 180 degrees with respect to a representative wavelength of the exposure light. 5.
前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜とがこの順に積層されてなり、
前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜との積層は、前記露光光の代表波長に対し、略180度位相シフトするものであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。
The phase shift portion is formed by laminating the phase shift film and the etching mask film in this order on the transparent substrate,
The lamination of the phase shift film and the etching mask film is a phase shift of approximately 180 degrees with respect to the representative wavelength of the exposure light. Photomask for manufacturing display devices.
前記転写用パターンに含まれる、前記透光部と前記位相シフト部とが隣接する部分において、前記位相シフト膜の被エッチング面が露出し、
前記隣接する部分の断面において、前記位相シフト膜の上面、下面および被エッチング面にそれぞれ対応する上辺、下辺および側辺が、下記条件(A)及び(B)を満たす、請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置製造用フォトマスク。
(A)前記上辺と前記側辺との接点と、前記上面から前記位相シフト膜の膜厚の3分の2下がった高さの位置での前記側辺の位置とを結んだ直線が、前記上辺となす角度が、85度から120度の範囲内であり、かつ、
(B)前記上辺と前記側辺との接点を通り前記透明基板の主表面に対して垂直な第1仮想線と、前記下面から前記膜厚の10分の1上がった高さの位置での前記側辺の位置を通り、前記透明基板の前記主表面に対して垂直な第2仮想線との幅が、前記膜厚の2分の1以下である
In the portion where the translucent portion and the phase shift portion are included in the transfer pattern, the etched surface of the phase shift film is exposed,
The upper side, the lower side, and the side corresponding to the upper surface, the lower surface, and the surface to be etched of the phase shift film satisfy the following conditions (A) and (B) in a cross section of the adjacent portion, respectively. The photomask for display apparatus manufacture of any one of Claims 1.
(A) A straight line connecting a contact point between the upper side and the side side and a position of the side side at a height that is two-thirds lower than the film thickness of the phase shift film from the upper surface, The angle between the upper side is in the range of 85 to 120 degrees, and
(B) a first imaginary line that passes through the contact point between the upper side and the side side and is perpendicular to the main surface of the transparent substrate, and a height that is one tenth of the film thickness above the lower surface; The width of the second virtual line passing through the position of the side and perpendicular to the main surface of the transparent substrate is less than or equal to half of the film thickness.
透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜が、それぞれウェットエッチングによりパターニングされることにより、遮光部、位相シフト部、透光部を含む転写用パターンが形成されてなる表示装置製造用フォトマスクの製造方法であって、
前記遮光部は、前記透明基板上に、前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、前記遮光膜がこの順に積層されてなり、
前記位相シフト部は、前記透明基板上に前記位相シフト膜、又は、前記位相シフト膜と前記エッチングマスク膜とが形成されてなり、
前記透光部は、前記透明基板表面が露出してなる表示装置製造用フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、位相シフト膜、エッチングマスク膜、遮光膜がこの順に積層され、更に第1フォトレジスト膜が形成されたフォトマスクブランクを用意する工程と、
前記位相シフト膜、前記エッチングマスク膜、及び前記遮光膜に対してそれぞれ所定のパターニングを行うことにより、転写用パターンを形成する工程とを有し、
前記位相シフト膜のパターニングにおいては、パターニングされた前記エッチングマスク膜をマスクとして前記位相シフト膜をウェットエッチングする工程を含み、
前記位相シフト膜は、クロムを含有する材料からなり、
前記エッチングマスク膜は、前記位相シフト膜のエッチング液に対して、エッチング耐性をもつ材料からなり、
前記位相シフト部と、前記透光部は、隣接部分を有し、かつ、前記位相シフト部と前記透光部は、前記フォトマスクの露光光の代表波長に対して、略180度の位相差をもつものとすることを特徴とする、
表示装置製造用フォトマスクの製造方法。
Manufacturing a display device in which a phase shift film, an etching mask film, and a light shielding film are patterned on a transparent substrate by wet etching, thereby forming a transfer pattern including a light shielding part, a phase shift part, and a light transmitting part. A method of manufacturing a photomask,
The light shielding portion is formed by laminating the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film in this order on the transparent substrate.
The phase shift portion is formed by forming the phase shift film or the phase shift film and the etching mask film on the transparent substrate,
In the method of manufacturing a photomask for manufacturing a display device in which the transparent substrate surface is exposed,
A step of preparing a photomask blank in which a phase shift film, an etching mask film, and a light shielding film are laminated in this order on the transparent substrate, and further a first photoresist film is formed;
Forming a pattern for transfer by performing predetermined patterning on the phase shift film, the etching mask film, and the light shielding film, respectively.
The patterning of the phase shift film includes a step of wet etching the phase shift film using the patterned etching mask film as a mask,
The phase shift film is made of a material containing chromium,
The etching mask film is made of a material having etching resistance to the etching solution of the phase shift film,
The phase shift portion and the light transmitting portion have adjacent portions, and the phase shift portion and the light transmitting portion have a phase difference of about 180 degrees with respect to a representative wavelength of exposure light of the photomask. It is characterized by having
A method for manufacturing a photomask for manufacturing a display device.
請求項1に記載の、表示装置製造用フォトマスクを用意する工程と、
i線、h線、g線を含む露光光を照射する、表示装置製造用露光装置を用いて、前記フォトマスクの備える転写用パターンを露光し、前記転写用パターンを、被転写体上に転写する工程とを含む、パターン転写方法。
Preparing a photomask for manufacturing a display device according to claim 1;
Using a display device manufacturing exposure apparatus that irradiates exposure light including i-line, h-line, and g-line, the transfer pattern included in the photomask is exposed, and the transfer pattern is transferred onto the transfer target. A pattern transfer method.
請求項1に記載の、表示装置製造用フォトマスクを用意する工程と、
i線、h線、g線を含む露光光を照射する、表示装置製造用露光装置を用いて、前記フォトマスクの備える転写用パターンを露光し、前記転写用パターンを、被転写体上に転写する工程を含む、表示装置の製造方法。
Preparing a photomask for manufacturing a display device according to claim 1;
Using a display device manufacturing exposure apparatus that irradiates exposure light including i-line, h-line, and g-line, the transfer pattern included in the photomask is exposed, and the transfer pattern is transferred onto the transfer target. The manufacturing method of a display apparatus including the process to do.
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