JP2018116269A - Phase shift mask blank for manufacturing display device, method for manufacturing phase shift mask for manufacturing display device, and method for manufacturing display device - Google Patents

Phase shift mask blank for manufacturing display device, method for manufacturing phase shift mask for manufacturing display device, and method for manufacturing display device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase shift mask blank for manufacturing a display device, which includes a novel phase shift mask having a remarkable property in wavelength dependency of transmittance.SOLUTION: The phase shift mask blank includes a transparent substrate and a phase shift film 30 formed on the transparent substrate. The phase shift film has at least a phase shift layer 31 having a function of adjusting a transmittance and a phase difference with respect to exposure light, and a metal layer 33 having a function of adjusting wavelength dependency of the transmittance in the wavelength range from 365 nm to 436 nm. The phase shift layer is formed of a material comprising metal, silicon and at least one element of nitrogen and oxygen; and the metal layer is formed of a material comprising metal or a material comprising a metal compound constituted by metal and at least one of carbon, fluorine, nitrogen and oxygen and having a content percentage of the metal of 55 atomic% or more and less than 100 atomic%. The wavelength dependency of transmittance of the phase shift film in the wavelength range from 365 nm to 436 nm is within 5.5%.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、表示装置製造用の位相シフトマスクブランク、表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a phase shift mask blank for manufacturing a display device, a method for manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device, and a method for manufacturing a display device.

液晶表示装置や有機EL表示装置の製造の際には、必要なパターニングが施された、複数の導電膜や絶縁膜を積層することによってトランジスタなどの半導体素子を形成する。その際、積層される個々の膜のパターニングには、フォトリソグラフィー工程を利用することが多い。例えば、これらの表示装置に用いられる薄膜トランジスタやLSIには、フォトリソグラフィー工程によって、絶縁層にコンタクトホールを形成し、上層のパターンと下層のパターンとを電気的に接続する構成を有するものがある。最近では、このような表示装置において、明るく、精細な像を、十分な動作速度を持って表示し、かつ、消費電力を低減させるニーズが高まっている。こうした要求を満たすために、表示装置の構成素子を、微細化し、高集積化することが求められている。例えば、コンタクトホールの径を3μmから2.5μm、2μm、1.8μm、1.5μmへと小さくすることが望まれている。また、例えば、ラインアンドスペースパターンのピッチ幅を3μmから2.5μm、2μm、1.8μm、1.5μmへと微細化することが望まれている。   When manufacturing a liquid crystal display device or an organic EL display device, a semiconductor element such as a transistor is formed by stacking a plurality of conductive films and insulating films which have been subjected to necessary patterning. At that time, a photolithography process is often used for patterning of individual films to be stacked. For example, some thin film transistors and LSIs used in these display devices have a configuration in which a contact hole is formed in an insulating layer by a photolithography process and an upper layer pattern and a lower layer pattern are electrically connected. Recently, in such a display device, there is an increasing need to display a bright and fine image with sufficient operation speed and to reduce power consumption. In order to satisfy such a demand, it is required to miniaturize and highly integrate the constituent elements of the display device. For example, it is desired to reduce the diameter of the contact hole from 3 μm to 2.5 μm, 2 μm, 1.8 μm, and 1.5 μm. For example, it is desired to reduce the pitch width of the line and space pattern from 3 μm to 2.5 μm, 2 μm, 1.8 μm, and 1.5 μm.

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が望まれている。   From such a background, a photomask for manufacturing a display device that can cope with the miniaturization of line and space patterns and contact holes is desired.

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を実現するに当たり、従来のフォトマスクでは、表示装置製造用の露光機の解像限界が3μmであるため、十分な工程尤度(Process Margin)なしに、解像限界に近い最小線幅の製品を生産しなければならない。このため、表示装置の不良率が高くなる問題があった。   In realizing the miniaturization of line and space patterns and contact holes, the resolution limit of an exposure device for manufacturing a display device is 3 μm in a conventional photomask, so that there is no sufficient process margin (Process Margin). Products with a minimum line width close to the resolution limit must be produced. For this reason, there has been a problem that the defect rate of the display device becomes high.

例えば、コンタクトホールを形成するためのホールパターンを有するフォトマスクを使用し、これを被転写体に転写することを考えた場合、直径が3μmを超えるホールパターンであれば従来のフォトマスクで転写することができた。しかしながら、直径が3μm以下のホールパターン、特に、直径が2.5μm以下のホールパターンを転写することは非常に困難であった。直径が2.5μm以下のホールパターンを転写するためには、例えば高NAを持つ露光機へ転換することも考えられるが、大きな投資が必要となる。   For example, when a photomask having a hole pattern for forming contact holes is used and transferred to a transfer target, if the hole pattern has a diameter exceeding 3 μm, transfer is performed using a conventional photomask. I was able to. However, it has been very difficult to transfer a hole pattern having a diameter of 3 μm or less, particularly a hole pattern having a diameter of 2.5 μm or less. In order to transfer a hole pattern having a diameter of 2.5 μm or less, for example, it may be possible to switch to an exposure machine having a high NA, but a large investment is required.

そこで、解像度を向上させて、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するため、表示装置製造用のフォトマスクとして、位相シフトマスクが注目されている。   Therefore, in order to improve the resolution and cope with the miniaturization of the line and space pattern and the contact hole, a phase shift mask has attracted attention as a photomask for manufacturing a display device.

例えば、特許文献1では、透明基板上に、2層以上の薄膜が積層された構成の位相シフト膜を備えた表示装置用の位相シフトマスクブランクが提案されている。この位相シフト膜を構成する各薄膜は、互いに異なる組成を持つが、共に同じエッチング溶液によってエッチング可能な物質からなり、組成が相異なることで異なるエッチング速度を持つ。特許文献1では、位相シフト膜のパターニング時に位相シフト膜パターンのエッジ部分の断面傾斜が急角度(急勾配に)で形成されるように、位相シフト膜を構成する各薄膜のエッチング速度が調整されている。
特許文献1に具体的に記載されている位相シフト膜は、互いに異なる組成を持つクロム炭化酸化窒化物(CrCON)の層を3層、5層又は6層積層した構造のクロム系位相シフト膜である。
For example, Patent Document 1 proposes a phase shift mask blank for a display device including a phase shift film having a configuration in which two or more thin films are stacked on a transparent substrate. The thin films constituting the phase shift film have different compositions, but both are made of materials that can be etched by the same etching solution, and have different etching rates due to different compositions. In Patent Document 1, the etching rate of each thin film constituting the phase shift film is adjusted so that the cross-sectional inclination of the edge portion of the phase shift film pattern is formed at a steep angle (steep slope) during patterning of the phase shift film. ing.
The phase shift film specifically described in Patent Document 1 is a chromium phase shift film having a structure in which three, five, or six layers of chromium carbon oxynitride (CrCON) having different compositions are laminated. is there.

特許文献2では、透明基板上に順次、位相反転膜、前記位相反転膜のエッチングマスクとして用いられる金属膜及びレジスト膜を積層したFPD用位相反転ブランクマスクが記載されている。ここで、位相反転膜は、例えば、MoSi、MoSiO、MoSiN、MoSiC、MoSiCO、MoSiON、MoSiCN、MoSiCONのうち1つからなり、金属膜(エッチングマスク膜)は、位相反転膜とエッチング選択比を有する物質、例えば、Cr、CrO、CrN、CrC、CrCO、CrON、CrCN、CrCONのうち1つからなることが記載されている。
特許文献2では、位相反転膜は、複合波長の露光光に対して1%〜40%の透過率を有し、望ましくは5%〜20%の透過率を有し、10%以下の透過率偏差を有することが望ましいことが記載されている。また、位相反転膜は、複合波長の露光光に対して30%以下、望ましくは15%以下の反射率を有し、10%以下の反射率偏差を有することが望ましいことが記載されている。(ここで、偏差はi線、h線、g線の露光光による各透過率、反射率の値のうち、最大値と最小値の差をいう。)
しかし、特許文献2では、これらの光学特性を満たすための具体的な位相反転膜および金属膜(エッチングマスク膜)の材料を特定した例は記載されていない。
Patent Document 2 describes a phase inversion blank mask for FPD in which a phase inversion film, a metal film used as an etching mask for the phase inversion film, and a resist film are sequentially laminated on a transparent substrate. Here, the phase inversion film is made of, for example, one of MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiCO, MoSiON, MoSiCN, and MoSiCON, and the metal film (etching mask film) has an etching selectivity with the phase inversion film. It is described that it consists of one of the materials, for example, Cr, CrO, CrN, CrC, CrCO, CrON, CrCN, CrCON.
In Patent Document 2, the phase inversion film has a transmittance of 1% to 40%, preferably a transmittance of 5% to 20%, and a transmittance of 10% or less with respect to exposure light having a composite wavelength. It is described that it is desirable to have a deviation. In addition, it is described that the phase inversion film preferably has a reflectance of 30% or less, desirably 15% or less, and a reflectance deviation of 10% or less with respect to exposure light having a composite wavelength. (Here, the deviation refers to the difference between the maximum value and the minimum value among the transmittance and reflectance values of i-line, h-line, and g-line exposure light.)
However, Patent Document 2 does not describe an example in which specific phase inversion films and metal films (etching mask films) for satisfying these optical characteristics are specified.

このような位相シフトマスクは、種々の露光機から出力される、様々な波長の露光光を受ける。
例えば、表示装置製造用の位相シフトマスクの場合、マスクパターンを転写する工程に使用される露光機として、例えば、i線(365nm)、h線(405nm)及びg線(436nm)にそれぞれピーク強度をもつ複合光を出力する光源(超高圧UVランプ)を備えたものが知られている。例えば、近年の表示装置の大型化に伴ってサイズが拡大しつつあるマザーガラス基板の主表面上に位相シフトマスクのマスクパターンを転写する場合の露光光として、その複合光を用いると、光量を稼ぐことができ、タクトタイムの短縮化を図ることが可能となる。
Such a phase shift mask receives exposure light of various wavelengths output from various exposure machines.
For example, in the case of a phase shift mask for manufacturing a display device, as an exposure machine used in the process of transferring a mask pattern, for example, peak intensities for i-line (365 nm), h-line (405 nm) and g-line (436 nm), respectively. There is known a light source (ultra-high pressure UV lamp) that outputs composite light having a light source. For example, if the composite light is used as exposure light when a mask pattern of a phase shift mask is transferred onto the main surface of a mother glass substrate whose size is increasing with the recent increase in size of display devices, the amount of light can be reduced. It is possible to earn and to shorten the tact time.

韓国登録特許第1282040号公報Korean Registered Patent No. 1282040 韓国登録特許第1624995号公報Korean Registered Patent No. 1624995

第1に、表示装置用位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブランクにおいては、「波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率の変動幅(変化量)(適宜、所定の透過率波長依存性という)」が小さい(例えば5.5%以内)位相シフト膜は、実現することが基本的に非常に難しいという事情がある(課題1)。この理由は、必須の光学特性(位相差、透過率)を満たすべく位相シフト膜を構成する各層の組成および膜厚が調整され(こちらが優先される)、これに伴い位相シフト膜の透過率波長依存性は決まってしまうので、透過率波長依存性だけを独立して自由に制御(独立して所望の値に調整)することができないからである。このようなことから、具体的に位相シフト膜の層構成および各層の材料を特定した具体例について、実際に透過率、反射率を測定した値は報告されていない。
そこで、上記課題1に対し、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜の提供が望まれる。
First, in the phase shift mask for display device and the phase shift mask blank, “a transmittance fluctuation range (amount of change) in a wavelength range of 365 nm to 436 nm (appropriately referred to as a predetermined transmittance wavelength dependency)”. A small (for example, within 5.5%) phase shift film is basically very difficult to realize (Problem 1). The reason for this is that the composition and thickness of each layer constituting the phase shift film is adjusted to satisfy the essential optical characteristics (phase difference and transmittance) (this is given priority), and accordingly the transmittance of the phase shift film is adjusted. This is because the wavelength dependency is determined, so that only the transmittance wavelength dependency cannot be independently and freely controlled (independently adjusted to a desired value). For this reason, no actual measured values of transmittance and reflectance have been reported for specific examples in which the layer structure of the phase shift film and the material of each layer are specifically specified.
In view of the above problem 1, it is desired to provide a new phase shift film excellent in transmittance wavelength dependency.

さらに、例えば、所定の透過率波長依存性が1.0%より小さく、透過率波長依存性が格別に優れる具体例は報告されていない(課題2)。   Furthermore, for example, a specific example in which the predetermined transmittance wavelength dependency is smaller than 1.0% and the transmittance wavelength dependency is particularly excellent has not been reported (Problem 2).

第2に、上述の特許文献1において従来提案されている表示装置用の位相シフトマスクに用いられる位相シフト膜は、位相シフト膜パターンを形成するために用いるレジスト膜のパターニング時に使用するレーザー描画光の反射によるレジスト膜への影響を考慮して設計されていない。このため、レーザー描画光(通常350nm〜436nmの波長域内のある1つの波長)に対する位相シフト膜の表面反射率が20%を超える。その結果、レジスト膜中に定在波が発生し、レジスト膜パターンのエッジ部分のラフネスが悪化する。これに伴い、位相シフト膜パターンのエッジ部分のラフネスが悪化するという問題がある。
上述の特許文献2においては、位相反転膜が、複合波長の露光光に対して30%以下、望ましくは15%以下の反射率を有することは記載されているが、それを実現するための膜構成や膜材料についての具体例は報告されていない。
なお、レーザー描画光の波長における表面反射率は、理想的には、10%以下、さらには5%以下であるが、各種光学特性等を満たした上で表面反射率10%以下を実現することは実際には非常に難しいという事情がある。
詳しくは、遮光膜の場合は、遮光性(光学濃度)を満たせば良いので反射防止層を設け表面反射率の特性を付加することは比較的容易である。これに対し、位相シフト膜の場合は、反射防止層を設けることで位相差および透過率も変動してしまうので、位相差および透過率を満たした上で表面反射率の特性を兼備させる膜設計を行うことは容易でない。したがって、位相差、透過率に加え、透過率波長依存性を満たした上で表面反射率の特性を兼備させることはさらに容易ではない(課題3)。
なお、特許文献2では、具体的に位相反転膜および金属膜(エッチングマスク膜)の材料を特定した具体例について、実際に透過率、反射率を測定した値は記載されていない。さらには、特許文献2に記載された反射率のレベル(例えば「15%以下」)を超えることが要望される。具体的には、例えば、波長365nm以上436nm以下の範囲における反射率が10%以下や、波長350nm以上436nm以下の範囲における反射率が15%以下である具体例は報告されていない。
Secondly, the phase shift film used in the phase shift mask for a display device conventionally proposed in Patent Document 1 described above is a laser drawing light used when patterning a resist film used for forming a phase shift film pattern. It is not designed in consideration of the influence on the resist film due to the reflection of light. For this reason, the surface reflectance of the phase shift film with respect to laser drawing light (usually one wavelength within a wavelength range of 350 nm to 436 nm) exceeds 20%. As a result, a standing wave is generated in the resist film, and the roughness of the edge portion of the resist film pattern is deteriorated. Accordingly, there is a problem that the roughness of the edge portion of the phase shift film pattern is deteriorated.
In the above-mentioned Patent Document 2, it is described that the phase inversion film has a reflectance of 30% or less, preferably 15% or less, with respect to the exposure light of the composite wavelength, but a film for realizing it. No specific examples of the configuration and film material have been reported.
The surface reflectivity at the wavelength of the laser drawing light is ideally 10% or less, and further 5% or less. However, the surface reflectivity should be 10% or less while satisfying various optical characteristics. Is actually very difficult.
Specifically, in the case of a light-shielding film, it is only necessary to satisfy the light-shielding property (optical density). Therefore, it is relatively easy to provide an antireflection layer and add surface reflectance characteristics. On the other hand, in the case of a phase shift film, the phase difference and the transmittance also fluctuate by providing an antireflection layer. Therefore, the film design combines the characteristics of the surface reflectance with satisfying the phase difference and the transmittance. It is not easy to do. Therefore, in addition to the phase difference and the transmittance, it is not easier to combine the characteristics of the surface reflectance while satisfying the transmittance wavelength dependency (Problem 3).
Note that Patent Document 2 does not describe values obtained by actually measuring the transmittance and the reflectivity of a specific example in which the material of the phase inversion film and the metal film (etching mask film) is specifically specified. Furthermore, it is desired to exceed the reflectance level (for example, “15% or less”) described in Patent Document 2. Specifically, for example, no specific example has been reported in which the reflectance in the wavelength range of 365 nm to 436 nm is 10% or less, or the reflectance in the wavelength range of 350 nm to 436 nm is 15% or less.

さらに、上述の特許文献1、2において従来提案されている表示装置用の位相シフトマスクに用いられる位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における裏面反射率を考慮して設計されていない。
このため、裏面反射率が相対的に低い場合、それに応じて膜による露光光の熱吸収による熱膨張によるパターン位置ずれを生じるおそれがある。
したがって、位相シフト膜に、位相差、透過率に加え、所定の透過率波長依存性を満たした上で裏面反射率の特性を兼備させることは容易ではない(課題4)。
Further, the phase shift film used for the phase shift mask for the display device conventionally proposed in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 is not designed in consideration of the back surface reflectance in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.
For this reason, when the back surface reflectance is relatively low, there is a risk of pattern displacement due to thermal expansion due to heat absorption of exposure light by the film.
Therefore, it is not easy for the phase shift film to have the characteristics of the back surface reflectance while satisfying predetermined transmittance wavelength dependency in addition to the phase difference and the transmittance (Problem 4).

本発明は、上述した課題1に対し、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜の提供を第1の目的とする。
本発明は、上述した課題1に対し、透過率波長依存性に優れると共に他の特性についても優れる新たな位相シフト膜の提供を第2の目的とする。
本発明は、上述した課題2に対し、透過率波長依存性に格別に優れる新たな位相シフト膜の提供を第3の目的とする。
本発明は、上述した課題3に対し、透過率波長依存性に優れると共に表面反射率特性についても優れる新たな位相シフト膜の提供を第4の目的とする。
本発明は、上述した課題4に対し、透過率波長依存性に優れると共に裏面反射率特性についても優れる新たな位相シフト膜の提供を第5の目的とする。
本発明は、上記本発明に係る位相シフト膜を備えた、表示装置製造用の位相シフトマスクブランク、この位相シフトマスクブランクを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びにこの位相シフトマスクを用いた表示装置の製造方法の提供を目的とする。
The first object of the present invention is to provide a new phase shift film excellent in transmittance wavelength dependency with respect to the above-described problem 1.
The second object of the present invention is to provide a new phase shift film which is excellent in transmittance wavelength dependency and excellent in other characteristics with respect to the above-described problem 1.
The third object of the present invention is to provide a new phase shift film that is exceptionally excellent in transmittance wavelength dependency with respect to the above-described problem 2.
The fourth object of the present invention is to provide a new phase shift film that is excellent in transmittance wavelength dependency and excellent in surface reflectivity characteristics with respect to the above-described problem 3.
The fifth object of the present invention is to provide a new phase shift film that is excellent in the transmittance wavelength dependency and also excellent in the back surface reflectance characteristics with respect to the problem 4 described above.
The present invention includes a phase shift mask blank for manufacturing a display device including the phase shift film according to the present invention, a method of manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank, and a display using the phase shift mask. An object is to provide a method for manufacturing a device.

本発明者は、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜を提供すべく鋭意研究開発を行った。
位相シフト膜では、「波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性」(適宜、「所定の透過率波長依存性」という)は、ZrSi系材料(例えばZrSiON、ZrSiN、ZrSiO)に比べ、MoSi系材料(例えばMoSiN、MoSiON、MoSiOCN)の方が、透過率波長依存性が良いと考えられていた。
さらに、本発明者は、検討の過程で、ZrSi系材料(例えばZrSiON、ZrSiN、ZrSiO)は、組成を調整して(例えば高酸化にして)高透過率(例えば波長365nmで16%、20%、30%、40%の透過率)にするに従い、所定の透過率波長依存性がどんどん大きくなる傾向があること(例えば所定の透過率波長依存性は、11.0%、18.1%、20.5%、25.4%程度になる)ことを知見した。この傾向のため、所定の透過率波長依存性を低減することが非常に難しいことを知見した。
The present inventor has conducted intensive research and development to provide a new phase shift film excellent in transmittance wavelength dependency.
In the phase shift film, “transmittance wavelength dependency in a wavelength range of 365 nm to 436 nm” (appropriately referred to as “predetermined transmittance wavelength dependency”) is compared to ZrSi-based materials (for example, ZrSiON, ZrSiN, ZrSiO). MoSi-based materials (for example, MoSiN, MoSiON, MoSiOCN) were considered to have better transmittance wavelength dependency.
Furthermore, the present inventor, in the course of study, the ZrSi-based material (for example, ZrSiON, ZrSiN, ZrSiO) has a high transmittance (for example, 16% at a wavelength of 365 nm, 20% by adjusting the composition (for example, high oxidation)). , 30% and 40% transmittance), the predetermined wavelength dependency of the transmittance tends to increase (for example, the predetermined transmittance wavelength dependency is 11.0%, 18.1%, 20.5% and 25.4%). Because of this tendency, it has been found that it is very difficult to reduce the predetermined transmittance wavelength dependency.

以上のような状況下、本発明者は、2層以上の積層膜からなる位相シフト膜において、位相シフト層(例えば、ZrSiONやZrSiOなど)と、所定のメタル層(例えば、Crや、Crの含有率が55原子%以上のCrC、CrCN、CrCOなど)との組み合わせによって、意外にも、位相差および透過率の要求される光学特性を満たした上で、所定の透過率波長依存性を、非常に小さくできる(例えば5.5%以内にできる)こと(課題1を実現できること)を知見した。   Under the circumstances as described above, the present inventor, in the phase shift film composed of two or more laminated films, the phase shift layer (for example, ZrSiON or ZrSiO) and the predetermined metal layer (for example, Cr or Cr) Surprisingly, by satisfying the required optical characteristics of the phase difference and the transmittance by combining with a CrC, CrCN, CrCO, etc. with a content rate of 55 atomic% or more, a predetermined transmittance wavelength dependency is obtained. It has been found that it can be made very small (for example, within 5.5%) (Problem 1 can be realized).

さらに本発明者は、位相シフト層(ZrSiON)とメタル層(Cr、CrC(Crの含有率が55原子%以上100原子%未満))との組み合わせによって、所定の透過率波長依存性が1.0%以下の透過率波長依存性が格別に優れる位相シフト膜(課題2)を実現できることを知見した。   Furthermore, the present inventor has a predetermined transmittance wavelength dependency of 1. by combining the phase shift layer (ZrSiON) and the metal layer (Cr, CrC (Cr content is 55 atomic% or more and less than 100 atomic%)). It has been found that a phase shift film (Problem 2) having an excellent transmittance wavelength dependency of 0% or less can be realized.

本発明者は、さらに検討を進めた結果、2層以上の積層膜からなる位相シフト膜において、所定の位相シフト層(位相調整層)(例えば、ZrSiO、ZrSiON、MoSiO、MoSiONなど)と、所定のメタル層(透過率波長依存性低減層)(例えば、Crや、Crの含有率が55原子%以上100原子%未満のCrC、CrCN、CrCOなど)と、を組み合わせる(順不同)ことによって、所定の透過率波長依存性を非常に小さくできる(例えば5.5%以内にできる)こと(機能1)、および裏面反射率を制御できること(機能4)ことを知見した。   As a result of further study, the present inventor, in a phase shift film composed of two or more laminated films, a predetermined phase shift layer (phase adjustment layer) (for example, ZrSiO, ZrSiON, MoSiO, MoSiON, etc.) And a metal layer (transmittance wavelength dependency reducing layer) (for example, Cr, CrC having a Cr content of 55 atomic% or more and less than 100 atomic%, CrCN, CrCO, etc.) in combination (in no particular order) It has been found that the wavelength dependency of the transmittance can be made very small (for example, within 5.5%) (function 1) and the back surface reflectance can be controlled (function 4).

また、本発明者は、3層の積層膜からなる位相シフト膜において、基板側から順次、所定の位相シフト層(位相調整層)(例えば、ZrSiO、ZrSiON、MoSiO、MoSiONなど)と、所定のメタル層(透過率波長依存性低減層)(例えば、Cr、Zr、Moの金属や、これらの金属の含有率が55原子%以上100原子%未満のCrC、CrCN、CrCO、ZrC、ZrCN、ZrCO、MoC、MoCN、MoCOなど)と、所定の反射率低減層(例えば、CrO、CrOCN、CrON、ZrSiON、MoSiONなど)とを組み合わせることによって、所定の透過率波長依存性を小さくできる(機能1)(例えば5.5%以内にできる)ことと、表面反射率を低減できること(機能2)、しかも表面反射率を小さくできる(例えば10%以下)こと(機能3)、裏面反射率を制御できること(機能4)、のすべてを兼ね備えることができることを知見した。   Further, the inventor of the present invention, in a phase shift film composed of three laminated films, sequentially from a substrate side, a predetermined phase shift layer (phase adjustment layer) (for example, ZrSiO, ZrSiON, MoSiO, MoSiON, etc.) Metal layer (transmittance wavelength dependency reducing layer) (for example, Cr, Zr, Mo metal, and CrC, CrCN, CrCO, ZrC, ZrCN, ZrCO with a content of these metals of 55 atomic% or more and less than 100 atomic% , MoC, MoCN, MoCO, and the like) and a predetermined reflectance reduction layer (for example, CrO, CrOCN, CrON, ZrSiON, MoSiON, etc.) can reduce the predetermined transmittance wavelength dependency (Function 1). (For example, within 5.5%), surface reflectance can be reduced (function 2), and surface reflectance is reduced. Kill (e.g. 10% or less) it (function 3), can be controlled backside reflectance (function 4), and found that it is possible to combine all.

なお、上記2層以上または3層の積層膜からなる位相シフト膜において、最上層をCr系とした位相シフト膜は、その上に形成するレジスト膜の密着性が良好である。   In the phase shift film composed of two or more layers or three layers, the phase shift film with the uppermost layer being Cr-based has good adhesion to the resist film formed thereon.

本発明は以下の構成を有する。
(構成1)
表示装置製造用の位相シフトマスクブランクにおいて、
透明基板と、該透明基板上に形成された位相シフト膜とを備え、
前記位相シフト膜は、2層以上の積層膜からなり、
前記位相シフト膜は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する位相シフト層と、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性を調整する機能を有するメタル層とを有し、
前記位相シフト膜は、露光光に対する前記位相シフト膜の透過率と位相差とが所定の光学特性を有し、
前記位相シフト層は、金属とケイ素と、窒素および酸素のうちの少なくとも一種を含む材料からなり、
前記メタル層は、金属で構成される材料、または、金属と、炭素、フッ素、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成され、前記金属の含有率が55原子%以上100原子%未満の金属化合物からなる材料からなり、
前記位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性が、5.5%以内である
ことを特徴とする位相シフトマスクブランク。
(構成2)
表示装置製造用の位相シフトマスクブランクにおいて、
透明基板と、該透明基板上に形成された位相シフト膜とを備え、
前記位相シフト膜は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する位相シフト層と、該位相シフト層の上側に配置され、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する反射率低減層と、前記位相シフト層と前記反射率低減層との間に配置され、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性を調整する機能を有するメタル層を有し、
前記位相シフト層、前記メタル層および前記反射率低減層の積層構造により、露光光に対する前記位相シフト膜の透過率と位相差とが所定の光学特性を有し、
前記位相シフト層は、金属とケイ素と、窒素および酸素のうちの少なくとも一種を含む材料からなり、
前記メタル層は、金属で構成される材料、または、金属と、炭素、フッ素、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成され、前記金属の含有率が55原子%以上100原子%未満の金属化合物からなる材料からなり、
前記位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性が、5.5%以内であることを特徴とする位相シフトマスクブランク。
(構成3)
前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の表面反射率が、365nm〜436nmの波長域において10%以下であることを特徴とする構成1または2に記載の位相シフトマスクブランク。
(構成4)
前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の表面反射率が、350nm〜436nmの波長域において15%以下であることを特徴とする構成2または3に記載の位相シフトマスクブランク。
(構成5)
前記透明基板の裏面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の裏面反射率が、365nm〜436nmの波長域において20%以上であることを特徴とする構成1から4のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成6)
前記反射率低減層は、金属と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種を含む材料、あるいは、金属とケイ素と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種を含む材料、からなることを特徴とする構成2から5のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成7)
前記メタル層を構成する金属は、Cr、Zr、Mo、Ti、TaおよびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする構成1から6のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成8)
前記位相シフト層を構成する金属は、Zr、Mo、Ti、TaおよびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする構成1から7のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成9)
前記反射率低減層を構成する金属は、Cr、Zr、Mo、Ti、TaおよびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする構成2から8のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成10)
前記位相シフト膜上に形成された遮光膜を備えることを特徴とする構成1から9のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成11)
前記遮光膜は、前記遮光膜の表面側より入射される光に対する前記遮光膜の膜面反射率が、350nm〜436nmの波長域において15%以下であることを特徴とする構成10記載の位相シフトマスクブランク。
The present invention has the following configuration.
(Configuration 1)
In the phase shift mask blank for display device manufacture,
A transparent substrate, and a phase shift film formed on the transparent substrate,
The phase shift film is composed of two or more laminated films,
The phase shift film mainly includes a phase shift layer having a function of adjusting a transmittance and a phase difference with respect to exposure light, and a metal layer having a function of adjusting a transmittance wavelength dependency in a wavelength range of 365 nm to 436 nm. Have
The phase shift film has predetermined optical characteristics in which the transmittance and phase difference of the phase shift film with respect to exposure light have predetermined optical characteristics,
The phase shift layer is made of a material containing at least one of metal, silicon, nitrogen and oxygen,
The metal layer is composed of a metal material or a metal and at least one of carbon, fluorine, nitrogen, and oxygen, and the metal content is 55 atomic% or more and less than 100 atomic%. Made of compound materials,
The phase shift film has a transmittance wavelength dependency within a wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less within 5.5%.
(Configuration 2)
In the phase shift mask blank for display device manufacture,
A transparent substrate, and a phase shift film formed on the transparent substrate,
The phase shift film is arranged mainly on the phase shift layer having a function of adjusting the transmittance and phase difference with respect to the exposure light, and the light incident on the surface side of the phase shift film. A reflectance reduction layer having a function of reducing the reflectance with respect to the liquid crystal, and a function of adjusting the transmittance wavelength dependency in a range of wavelengths from 365 nm to 436 nm, which is disposed between the phase shift layer and the reflectance reduction layer. Having a metal layer,
Due to the laminated structure of the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reduction layer, the transmittance and phase difference of the phase shift film with respect to exposure light have predetermined optical characteristics,
The phase shift layer is made of a material containing at least one of metal, silicon, nitrogen and oxygen,
The metal layer is composed of a metal material or a metal and at least one of carbon, fluorine, nitrogen, and oxygen, and the metal content is 55 atomic% or more and less than 100 atomic%. Made of compound materials,
The phase shift mask blank according to claim 1, wherein the phase shift film has a transmittance wavelength dependency within 5.5% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.
(Configuration 3)
In the phase shift film, the surface reflectance of the phase shift film with respect to light incident from the surface side of the phase shift film is 10% or less in a wavelength region of 365 nm to 436 nm. The phase shift mask blank described in 1.
(Configuration 4)
In the phase shift film, the surface reflectance of the phase shift film with respect to light incident from the surface side of the phase shift film is 15% or less in a wavelength region of 350 nm to 436 nm. The phase shift mask blank described in 1.
(Configuration 5)
5. The phase according to claim 1, wherein a back surface reflectance of the phase shift film with respect to light incident from a back surface side of the transparent substrate is 20% or more in a wavelength region of 365 nm to 436 nm. Shift mask blank.
(Configuration 6)
The reflectance reduction layer is made of a metal and a material containing at least one of nitrogen, oxygen and carbon, or a material containing a metal and silicon and at least one of nitrogen, oxygen and carbon. The phase shift mask blank according to any one of configurations 2 to 5.
(Configuration 7)
The metal constituting the metal layer is any one of Cr, Zr, Mo, Ti, Ta and W. The phase shift mask blank according to any one of configurations 1 to 6,
(Configuration 8)
The phase shift mask blank according to any one of configurations 1 to 7, wherein the metal constituting the phase shift layer is any one of Zr, Mo, Ti, Ta, and W.
(Configuration 9)
The phase shift mask blank according to any one of configurations 2 to 8, wherein the metal constituting the reflectance reduction layer is any one of Cr, Zr, Mo, Ti, Ta, and W. .
(Configuration 10)
The phase shift mask blank according to any one of configurations 1 to 9, further comprising a light shielding film formed on the phase shift film.
(Configuration 11)
The phase shift according to Configuration 10, wherein the light shielding film has a film surface reflectance of 15% or less in a wavelength range of 350 nm to 436 nm with respect to light incident from the surface side of the light shielding film. Mask blank.

(構成12)
表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法において、
構成1から9のいずれかに記載の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、レジスト膜を形成し、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いた描画処理、および現像処理により、レジスト膜パターンを形成する工程と、
前記レジスト膜パターンをマスクにして前記位相シフト膜をエッチングして位相シフト膜パターンを形成する工程と
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
(構成13)
表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法において、
構成10または11に記載の位相シフトマスクブランクの遮光膜上に、レジスト膜を形成し、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いた描画処理、および現像処理により、レジスト膜パターンを形成する工程と、
前記レジスト膜パターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
前記遮光膜パターンをマスクにして位相シフト膜をエッチングして位相シフト膜パターンを形成する工程と
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
(構成14)
表示装置の製造方法において、
基板上にレジスト膜が形成されたレジスト膜付き基板に対して構成12または13記載の位相シフトマスクの製造方法によって得られた位相シフトマスクを、前記レジスト膜に対向して配置する位相シフトマスク配置工程と、
i線、h線及びg線を含む複合露光光を前記位相シフトマスクに照射して、前記位相シフト膜パターンを転写するパターン転写工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
(Configuration 12)
In a method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist film is formed on the phase shift film of the phase shift mask blank according to any one of configurations 1 to 9, and a drawing process using a laser beam having any wavelength selected from a wavelength range of 350 nm to 436 nm And a step of forming a resist film pattern by development processing,
And a step of etching the phase shift film with the resist film pattern as a mask to form a phase shift film pattern.
(Configuration 13)
In a method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist film is formed on the light-shielding film of the phase shift mask blank described in Configuration 10 or 11, and a drawing process using a laser beam having any wavelength selected from a wavelength range of 350 nm to 436 nm, and a development process The step of forming a resist film pattern,
Etching the light shielding film using the resist film pattern as a mask to form a light shielding film pattern;
Forming a phase shift film pattern by etching the phase shift film using the light shielding film pattern as a mask.
(Configuration 14)
In the manufacturing method of the display device,
A phase shift mask arrangement in which a phase shift mask obtained by the method for producing a phase shift mask according to Configuration 12 or 13 is arranged opposite to the resist film on a substrate with a resist film on which a resist film is formed. Process,
and a pattern transfer step of transferring the phase shift film pattern by irradiating the phase shift mask with composite exposure light including i-line, h-line, and g-line.

本発明によれば、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、透過率波長依存性に優れると共に他の特性についても優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、透過率波長依存性に格別に優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、透過率波長依存性に優れると共に表面反射率特性についても優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、透過率波長依存性に優れると共に裏面反射率特性についても優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、上記本発明に係る位相シフト膜を備えた、表示装置製造用の位相シフトマスクブランク、この位相シフトマスクブランクを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びにこの位相シフトマスクを用いた表示装置の製造方法を提供できる。
According to the present invention, a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependency can be provided.
According to the present invention, it is possible to provide a new phase shift film that is excellent in transmittance wavelength dependency and excellent in other characteristics.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the new phase shift film which is exceptionally excellent in the transmittance wavelength dependence can be provided.
According to the present invention, it is possible to provide a new phase shift film that is excellent in transmittance wavelength dependency and excellent in surface reflectance characteristics.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the new phase shift film which is excellent also in the back surface reflectance characteristic while being excellent in the transmittance | permeability wavelength dependency can be provided.
According to the present invention, a phase shift mask blank for manufacturing a display device including the phase shift film according to the present invention, a method of manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank, and the phase shift mask are used. The method for manufacturing the display device can be provided.

本発明に係る位相シフトマスクブランクの膜構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the film | membrane structure of the phase shift mask blank which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクブランクの他の膜構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other film | membrane structure of the phase shift mask blank which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクブランクの他の膜構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other film | membrane structure of the phase shift mask blank which concerns on this invention. 本発明の実施例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の透過率スペクトルである。It is the transmittance | permeability spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の透過率スペクトルである。It is the transmittance | permeability spectrum of the phase shift film | membrane of the phase shift mask blank of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の透過率スペクトルである。It is the transmittance | permeability spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 3 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is one form at the time of actualizing this invention, Comprising: This invention is not limited within the range. In the drawings, the same or equivalent parts may be denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be simplified or omitted.

(実施の形態1)
実施の形態1では、位相シフトマスクブランクについて説明する。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, a phase shift mask blank will be described.

図1は位相シフトマスクブランク10の膜構成を示す模式図である。
位相シフトマスクブランク10は、露光光に対して透明な(透光性を有する)透明基板20と、透明基板20上に配置された位相シフト膜30とを備える。図1においては、位相シフト膜30は、透明基板20側から順に配置された、位相シフト層31とメタル層33と反射率低減層32とを有する積層構造であるが、位相シフト膜30は、透明基板20側から順に配置された、位相シフト層31とメタル層33とを有する積層構造であっても良い。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the film configuration of the phase shift mask blank 10.
The phase shift mask blank 10 includes a transparent substrate 20 transparent to exposure light (having translucency), and a phase shift film 30 disposed on the transparent substrate 20. In FIG. 1, the phase shift film 30 has a laminated structure including a phase shift layer 31, a metal layer 33, and a reflectance reduction layer 32 arranged in order from the transparent substrate 20 side. A laminated structure having the phase shift layer 31 and the metal layer 33 arranged in order from the transparent substrate 20 side may be used.

位相シフト層31は、透明基板20の主表面上に配置される。位相シフト層31は、露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する。
位相シフト層31は、金属(M)とケイ素(Si)と、窒素(N)および酸素(O)のうちの少なくとも一種を含む材料で形成される。また、位相シフト層31は、金属(M)とケイ素(Si)と、窒素(N)および酸素(O)のうちの少なくとも一種とを含み、さらに、炭素(C)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種を含む材料で形成されてもよい。例えば、位相シフト層31を形成する材料として、金属シリサイド酸化窒化物(MSiON)、金属シリサイド窒化物(MSiN)、金属シリサイド酸化物(MSiO)、金属シリサイド酸化炭化窒化物(MSiOCN)、金属シリサイド炭化窒化物(MSiCN)、金属シリサイド酸化炭化物(MSiOC)、金属シリサイド酸化窒化フッ化物(MSiONF)、金属シリサイド窒化フッ化物(MSiNF)、金属シリサイド酸化フッ化物(MSiOF)、金属シリサイド酸化炭化窒化フッ化物(MSiOCNF)、金属シリサイド炭化窒化フッ化物(MSiCNF)、金属シリサイド酸化炭化フッ化物(MSiOCF)などが挙げられる。
位相シフト層31を構成する金属(M)は、代表的にはジルコニウム(Zr)であり、次いでモリブデン(Mo)である。位相シフト層31を構成する他の金属(M)としては、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などの遷移金属が挙げられる。
例えば、位相シフト層31を形成する材料としては、ZrSiON、ZrSiN、ZrSiO、ZrSiOCN、ZrSiCN、ZrSiCO、ZrSiONF、ZrSiNF、ZrSiOF、ZrSiOCNF、ZrSiCNF、ZrSiCOFが挙げられる。
例えば、位相シフト層31を形成する材料としては、MoSiON、MoSiN、MoSiO、MoSiOCN、MoSiCN、MoSiCO、MoSiONF、MoSiNF、MoSiOF、MoSiOCNF、MoSiCNF、MoSiCOFが挙げられる。
例えば、位相シフト層31を形成する材料としては、TiSiON、TiSiN、TiSiO、TiSiOCN、TiSiCN、TiSiCO、TiSiONF、TiSiNF、TiSiOF、TiSiOCNF、TiSiCNF、TiSiCOFが挙げられる。
位相シフト層31には、本発明の効果を逸脱しない範囲で、上記に挙げた以外の元素が含まれてもよい。また、位相シフト層31の金属シリサイド(MSi)の金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、本発明の位相シフト膜30の光学特性を得るために、M:Si=1:1以上1:9以下が好ましい。位相シフト膜30を、ウェットエッチングによりパターニングする場合には、パターン断面を良好にする視点から、位相シフト層31の金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、M:Si=1:1以上1:8以下、さらに好ましくは、M:Si=1:1以上1:4以下が望ましい。
また、位相シフト層31を構成する金属(M)は、上述に挙げた金属を1種以上含む合金であっても構わない。
位相シフト層31は、スパッタリング法により形成することができる。
The phase shift layer 31 is disposed on the main surface of the transparent substrate 20. The phase shift layer 31 has a function of adjusting the transmittance and the phase difference with respect to the exposure light.
The phase shift layer 31 is formed of a material containing metal (M), silicon (Si), and at least one of nitrogen (N) and oxygen (O). The phase shift layer 31 includes metal (M), silicon (Si), and at least one of nitrogen (N) and oxygen (O), and further includes carbon (C) and fluorine (F). It may be formed of a material containing at least one of the above. For example, as a material for forming the phase shift layer 31, metal silicide oxynitride (MSSiON), metal silicide nitride (MSiN), metal silicide oxide (MSiO), metal silicide oxycarbonitride (MSiCN), metal silicide carbonization Nitride (MSiCN), metal silicide oxycarbide (MSioC), metal silicide oxynitride fluoride (MSiONF), metal silicide oxynitride (MSiNF), metal silicide oxyfluoride (MSSiOF), metal silicide oxycarbonitride ( MSiOCNF), metal silicide carbonitride / fluoride (MSiCNF), metal silicide oxycarbonitride (MSiOCF), and the like.
The metal (M) constituting the phase shift layer 31 is typically zirconium (Zr), and then molybdenum (Mo). Examples of other metals (M) constituting the phase shift layer 31 include transition metals such as titanium (Ti), tantalum (Ta), and tungsten (W).
For example, examples of the material for forming the phase shift layer 31 include ZrSiON, ZrSiN, ZrSiO, ZrSiOCN, ZrSiCN, ZrSiCO, ZrSiONF, ZrSiNF, ZrSiOF, ZrSiOCNF, ZrSiCNF, and ZrSiCOF.
For example, the material for forming the phase shift layer 31 includes MoSiON, MoSiN, MoSiO, MoSiOCN, MoSiCN, MoSiCO, MoSiONF, MoSiNF, MoSiOF, MoSiOCNF, MoSiCNF, and MoSiCOF.
For example, examples of the material for forming the phase shift layer 31 include TiSiON, TiSiN, TiSiO, TiSiOCN, TiSiCN, TiSiCO, TiSiONF, TiSiNF, TiSiOF, TiSiOCNF, TiSiCNF, and TiSiCOF.
The phase shift layer 31 may contain elements other than those listed above without departing from the effects of the present invention. The ratio (atomic ratio) of metal (M) to silicon (Si) of the metal silicide (MSi) of the phase shift layer 31 is M: Si = 1 in order to obtain the optical characteristics of the phase shift film 30 of the present invention. : 1 or more and 1: 9 or less are preferable. When patterning the phase shift film 30 by wet etching, the ratio (atomic ratio) between the metal (M) and silicon (Si) of the phase shift layer 31 is M: Si = 1: 1 to 1: 8, more preferably M: Si = 1: 1 to 1: 4.
Further, the metal (M) constituting the phase shift layer 31 may be an alloy containing one or more of the metals listed above.
The phase shift layer 31 can be formed by a sputtering method.

反射率低減層32は、位相シフト層31の上側に配置される。反射率低減層32は、位相シフト膜30の表面側(すなわち、反射率低減層32に対して透明基板20側とは反対側)より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する。
反射率低減層32は、金属と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種を含む材料、あるいは、金属とケイ素と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種を含む材料、で形成できる。
例えば、反射率低減層32を形成する材料として、金属酸化物(MO)、金属酸化窒化物(MON)、金属酸化炭化窒化物(MOCN)、金属酸化炭化物(MOC)、金属酸化フッ化物(MOF)、金属酸化窒化フッ化物(MONF)、金属酸化炭化窒化フッ化物(MOCNF)、金属酸化炭化フッ化物(MOCF)、金属窒化物(MN)、金属炭化物(MC)、金属炭化窒化物(MCN)、金属フッ化物(MF)、金属窒化フッ化物(MNF)、金属炭化窒化フッ化物(MCNF)、金属炭化フッ化物(MCF)などが挙げられる。
反射率低減層32を構成する金属(M)は、代表的にはクロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)である。反射率低減層32を構成する他の金属(M)としては、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などの遷移金属が挙げられる。
例えば、反射率低減層32は、クロム酸化物(CrO)、クロム酸化窒化物(CrON)、クロム酸化炭化窒化物(CrOCN)、クロム酸化炭化物(CrCO)、クロム酸化フッ化物(CrOF)、クロム酸化窒化フッ化物(CrONF)、クロム酸化炭化窒化フッ化物(CrOCNF)、クロム酸化炭化フッ化物(CrOCF)、クロム窒化物(CrN)、クロム炭化物(CrC)、クロム炭化窒化物(CrCN)、クロムフッ化物(CrF)、クロム窒化フッ化物(CrNF)、クロム炭化窒化フッ化物(CrCNF)、クロム炭化フッ化物(CrCF)などのクロム系材料で形成できる。
また、例えば、反射率低減層32を形成する材料としては、金属とケイ素と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種を含む金属シリサイド系材料で形成でき、ZrSiON、ZrSiN、ZrSiO、ZrSiOCN、ZrSiCN、ZrSiCO、ZrSiONF、ZrSiNF、ZrSiOF、ZrSiOCNF、ZrSiCNF、ZrSiCOFが使用することができる。
また、例えば、反射率低減層32を形成する材料としては、MoSiON、MoSiN、MoSiO、MoSiOCN、MoSiCN、MoSiCO、MoSiONF、MoSiNF、MoSiOF、MoSiOCNF、MoSiCNF、MoSiCOFが挙げられる。
例えば、反射率低減層32を形成する材料としては、TiSiON、TiSiN、TiSiO、TiSiOCN、TiSiCN、TiSiCO、TiSiONF、TiSiNF、TiSiOF、TiSiOCNF、TiSiCNF、TiSiCOFが挙げられる。
反射率低減層32には、本発明の効果を逸脱しない範囲で、上記に挙げた以外の元素が含まれてもよい。
また、反射率低減層32の材料が、金属シリサイド(MSi)系材料の場合、金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、本発明の位相シフト膜30の光学特性を得るために、M:Si=1:1以上1:9以下が好ましい。位相シフト膜30を、ウェットエッチングによりパターニングする場合には、パターン断面を良好にする視点から、反射率低減層32の金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、M:Si=1:2以上1:8以下、さらに好ましくは、M:Si=1:2以上1:4以下が望ましい。
また、位相シフト層31を構成する金属(M)は、上述に挙げた金属を1種以上含む合金であっても構わない。
反射率低減層32は、スパッタリング法により形成することができる。
The reflectance reduction layer 32 is disposed on the upper side of the phase shift layer 31. The reflectance reduction layer 32 has a function of reducing the reflectance with respect to light incident from the surface side of the phase shift film 30 (that is, the side opposite to the transparent substrate 20 side with respect to the reflectance reduction layer 32).
The reflectance reduction layer 32 can be formed of a metal and a material containing at least one of nitrogen, oxygen and carbon, or a material containing a metal and silicon and at least one of nitrogen, oxygen and carbon.
For example, as a material for forming the reflectance reduction layer 32, metal oxide (MO), metal oxynitride (MON), metal oxycarbonitride (MOCN), metal oxycarbide (MOC), metal oxyfluoride (MOF) ), Metal oxynitride fluoride (MONF), metal oxycarbonitride fluoride (MOCNF), metal oxycarbide fluoride (MOCF), metal nitride (MN), metal carbide (MC), metal carbonitride (MCN) , Metal fluoride (MF), metal nitride fluoride (MNF), metal carbonitride fluoride (MCNF), metal carbide fluoride (MCF), and the like.
The metal (M) constituting the reflectance reduction layer 32 is typically chromium (Cr), zirconium (Zr), or molybdenum (Mo). Examples of the other metal (M) constituting the reflectance reduction layer 32 include transition metals such as titanium (Ti), tantalum (Ta), and tungsten (W).
For example, the reflectance reduction layer 32 is made of chromium oxide (CrO), chromium oxynitride (CrON), chromium oxycarbonitride (CrOCN), chromium oxycarbide (CrCO), chromium oxyfluoride (CrOF), chromium oxide. Nitride fluoride (CrONF), chromium oxide carbonitride fluoride (CrOCNF), chromium oxide carbonitride (CrOCF), chromium nitride (CrN), chromium carbide (CrC), chromium carbonitride (CrCN), chromium fluoride ( CrF), chromium nitride fluoride (CrNF), chromium carbonitride fluoride (CrCNF), chromium carbide fluoride (CrCF) and the like.
Further, for example, the material for forming the reflectance reduction layer 32 can be formed of metal, silicon, and a metal silicide-based material containing at least one of nitrogen, oxygen, and carbon. ZrSiON, ZrSiN, ZrSiO, ZrSiOCN, ZrSiCN ZrSiCO, ZrSiONF, ZrSiNF, ZrSiOF, ZrSiOCNF, ZrSiCNF, ZrSiCOF can be used.
In addition, for example, the material for forming the reflectance reduction layer 32 includes MoSiON, MoSiN, MoSiO, MoSiOCN, MoSiCN, MoSiCO, MoSiONF, MoSiNF, MoSiOF, MoSiOCNF, MoSiCNF, and MoSiCOF.
For example, the material for forming the reflectance reduction layer 32 includes TiSiON, TiSiN, TiSiO, TiSiOCN, TiSiCN, TiSiCO, TiSiONF, TiSiNF, TiSiOF, TiSiOCNF, TiSiCNF, and TiSiCOF.
The reflectance reduction layer 32 may contain elements other than those listed above without departing from the effects of the present invention.
When the material of the reflectance reduction layer 32 is a metal silicide (MSi) -based material, the ratio (atomic ratio) of metal (M) to silicon (Si) obtains the optical characteristics of the phase shift film 30 of the present invention. Therefore, M: Si = 1: 1 or more and 1: 9 or less is preferable. When patterning the phase shift film 30 by wet etching, the ratio (atomic ratio) of the metal (M) and silicon (Si) of the reflectance reduction layer 32 is M: Si from the viewpoint of improving the pattern cross section. = 1: 2 to 1: 8, more preferably M: Si = 1: 2 to 1: 4.
Further, the metal (M) constituting the phase shift layer 31 may be an alloy containing one or more of the metals listed above.
The reflectance reduction layer 32 can be formed by a sputtering method.

メタル層33は、位相シフト層31と反射率低減層32との間に配置される。メタル層33は、主に位相シフト層31が単層で有する透過率波長依存性を調整できる作用・機能を有する。具体的には、メタル層33は、主に位相シフト層31が単層で有する透過率波長依存性を所定値(所定幅)以上低減できる作用・機能を有する。メタル層33は、位相シフト膜30が積層体全体で有する透過率波長依存性が所定値以下となるよう制御する作用・機能を有する。これらの作用・機能に加え、メタル層33は、露光光に対する透過率を調整する機能を有するとともに、反射率低減層32と組み合わさって、位相シフト膜30の表面側(透明基板20側とは反対側)より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する。メタル層33は、位相シフト層31と組み合わさって、位相シフト膜30に透明基板20の裏面側より入射される光に対する裏面反射率を向上させる機能を有する。透明基板20の裏面は、透明基板20の2つの主面のうち位相シフト膜30とは反対側の主面を意味する。
メタル層33は、金属(M)で構成される材料、または、金属(M)と、炭素(C)、フッ素(F)、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成され、前記金属(M)の含有率が55原子%以上の金属化合物の材料からなる。
例えば、メタル層33を形成する材料として、金属(M)、金属炭化物(MC)、金属フッ化物(MF)、金属窒化物(MN)、金属酸化物(MO)、金属炭化フッ化物(MCF)、金属酸化炭化物(MOC)、金属酸化窒化物(MON)、金属酸化フッ化物(MOF)、金属炭化窒化物(MCN)、金属窒化フッ化物(MNF)、金属酸化炭化窒化物(MOCN)、金属酸化窒化フッ化物(MONF)、金属酸化炭化フッ化物(MOCF)、金属炭化窒化フッ化物(MCNF)、金属酸化炭化窒化フッ化物(MOCNF)が挙げられる。
メタル層33における金属元素(M)含有率は、好ましくは、60〜100原子%であり、より好ましくは、65〜95原子%である。
メタル層33を構成する金属(M)は、代表的にはクロム(Cr)である。メタル層33を構成する他の金属(M)としては、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などの遷移金属が挙げられる。
例えば、メタル層33を形成する材料として、クロム(Cr)や、クロム炭化物(CrC)、クロムフッ化物(CrF)、クロム窒化物(CrN)、クロム酸化物(CrO)、クロム炭化フッ化物(CrCF)、クロム酸化炭化物(CrOC)、クロム酸化窒化物(CrON)、クロム酸化フッ化物(CrOF)、クロム炭化窒化物(CrCN)、クロム窒化フッ化物(CrNF)、クロム酸化炭化窒化物(CrOCN)、クロム酸化窒化フッ化物(CrONF)、クロム酸化炭化フッ化物(CrOCF)、クロム炭化窒化フッ化物(CrCNF)、クロム酸化炭化窒化フッ化物(CrOCNF)などが挙げられる。
メタル層33を備えることにより、位相シフト膜のシート抵抗が下がるため、位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクのチャージアップを防止することができる。メタル層33を備えていない場合、チャージアップによって、異物の付着や、静電気破壊が起こりやすい。
メタル層33には、本発明の効果を逸脱しない範囲で、上記に挙げた以外の元素が含まれてもよい。
また、メタル層33を構成する金属(M)は、上述に挙げた金属を1種以上含む合金であっても構わない。
メタル層33は、スパッタリング法により形成することができる。
The metal layer 33 is disposed between the phase shift layer 31 and the reflectance reduction layer 32. The metal layer 33 has a function and function capable of adjusting mainly the transmittance wavelength dependency of the phase shift layer 31 as a single layer. Specifically, the metal layer 33 has an action and function that can reduce the transmittance wavelength dependency of the phase shift layer 31 as a single layer mainly by a predetermined value (predetermined width) or more. The metal layer 33 has a function and function of controlling the transmittance wavelength dependency of the phase shift film 30 in the entire laminated body to be a predetermined value or less. In addition to these functions and functions, the metal layer 33 has a function of adjusting the transmittance with respect to the exposure light, and in combination with the reflectance reduction layer 32, the surface side of the phase shift film 30 (transparent substrate 20 side is It has a function of reducing the reflectance with respect to light incident from the opposite side. In combination with the phase shift layer 31, the metal layer 33 has a function of improving the back surface reflectance with respect to light incident on the phase shift film 30 from the back surface side of the transparent substrate 20. The back surface of the transparent substrate 20 means a main surface opposite to the phase shift film 30 out of the two main surfaces of the transparent substrate 20.
The metal layer 33 is made of a material made of metal (M), or made of metal (M) and at least one of carbon (C), fluorine (F), nitrogen, and oxygen. ) Is a metal compound material having a content of 55 atomic% or more.
For example, as a material for forming the metal layer 33, metal (M), metal carbide (MC), metal fluoride (MF), metal nitride (MN), metal oxide (MO), metal carbide fluoride (MCF) , Metal oxycarbide (MOC), metal oxynitride (MON), metal oxyfluoride (MOF), metal carbonitride (MCN), metal oxynitride (MNF), metal oxycarbonitride (MOCN), metal Examples thereof include oxynitride fluoride (MONF), metal oxycarbide fluoride (MOCF), metal carbonitride fluoride (MCNF), and metal oxycarbonitride fluoride (MOCNF).
The metal element (M) content in the metal layer 33 is preferably 60 to 100 atomic%, and more preferably 65 to 95 atomic%.
The metal (M) constituting the metal layer 33 is typically chromium (Cr). Examples of other metals (M) constituting the metal layer 33 include transition metals such as zirconium (Zr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tantalum (Ta), and tungsten (W).
For example, as a material for forming the metal layer 33, chromium (Cr), chromium carbide (CrC), chromium fluoride (CrF), chromium nitride (CrN), chromium oxide (CrO), chromium carbide fluoride (CrCF) , Chromium oxide carbide (CrOC), chromium oxynitride (CrON), chromium oxyfluoride (CrOF), chromium carbonitride (CrCN), chromium nitride fluoride (CrNF), chromium oxycarbonitride (CrOCN), chromium Examples thereof include oxynitride fluoride (CrONF), chromium oxycarbide fluoride (CrOCF), chromium oxycarbonitride fluoride (CrCNF), and chromium oxynitride fluoride (CrOCNF).
By providing the metal layer 33, the sheet resistance of the phase shift film is lowered, so that charge up of the phase shift mask blank and the phase shift mask can be prevented. In the case where the metal layer 33 is not provided, adhesion of foreign matter or electrostatic breakdown is likely to occur due to charge-up.
The metal layer 33 may contain elements other than those listed above without departing from the effects of the present invention.
Further, the metal (M) constituting the metal layer 33 may be an alloy containing one or more of the metals listed above.
The metal layer 33 can be formed by a sputtering method.

メタル層33は、反射率低減層32の金属元素(M)含有率(原子%)よりも高い金属元素(M)含有率(原子%)を有する。
メタル層33の金属元素(M)含有率と反射率低減層32の金属元素(M)含有率との差は、好ましくは、30〜90原子%であり、より好ましくは、50〜80原子%である。金属元素(M)含有率の差が、60〜80原子%であると、メタル層33と反射率低減層32との界面の上記波長域(365nmの波長、または、365nm〜436nmの波長域)における反射率を高めることができるので、より反射率低減効果が発揮されるので好ましい。
なお、メタル層33のエッチング速度は、金属(M)に、炭素(C)、フッ素(F)、窒素(N)、酸素(O)を含有させることにより調整することができる。例えば、金属(M)がクロム(Cr)の場合、クロム(Cr)に炭素(C)やフッ素(F)を含有させることにより、ウェットエッチング速度を遅くすることができる。クロム(Cr)に窒素(N)や酸素(O)を含有させることにより、ウェットエッチング速度を速くすることができる。また、メタル層33の上下に形成されている位相シフト層31および反射率低減層32のエッチング速度は、金属(M)とケイ素(Si)の金属シリサイド系材料の場合には、炭素(C)やフッ素(F)や窒素(N)を含有させることにより、ウェットエッチング速度を遅くすることができ、金属(M)とケイ素(Si)の金属シリサイド系材料に酸素(O)を含有させることにより、ウェットエッチング速度を速くすることができる。また、反射率低減層32の材料が金属と、窒素、酸素および炭素のうち少なくとも一種を含む材料の場合、金属がクロム(Cr)の場合、クロム(Cr)に炭素(C)やフッ素(F)を含有させることによりウェットエッチング速度を遅くすることができる。クロム(Cr)に窒素(N)や酸素(O)を含有させることにより、ウェットエッチング速度を速くすることができる。これらのことにより、位相シフト膜30を構成している各層のエッチング速度を制御して、エッチング後の位相シフト膜30の断面形状を良好にすることができる。
なお、メタル層33は、位相シフト層31の金属元素(M)含有率よりも高い金属元素(M)含有率を有している。
メタル層33の金属元素(M)含有率と位相シフト層31の金属元素(M)含有率との差は、好ましくは、30〜90原子%であり、より好ましくは、50〜80原子%である。メタル層33と位相シフト層31の金属元素(M)含有率の差が、60〜80原子%であると、メタル層33と位相シフト層31との界面の上記波長域(365nmの波長、または、365nm〜436nmの波長域)における裏面反射率を高めることができるので、より裏面反射率を高めることができるので好ましい。
金属元素(M)含有率は、X線光電子分光装置(XPS、ESCA)などを用いて測定することができる。
The metal layer 33 has a metal element (M) content (atomic%) higher than the metal element (M) content (atomic%) of the reflectance reduction layer 32.
The difference between the metal element (M) content of the metal layer 33 and the metal element (M) content of the reflectance reduction layer 32 is preferably 30 to 90 atomic%, more preferably 50 to 80 atomic%. It is. When the difference in the metal element (M) content is 60 to 80 atomic%, the above wavelength range (365 nm wavelength or 365 nm to 436 nm wavelength range) at the interface between the metal layer 33 and the reflectance reduction layer 32. Since the reflectance in can be increased, the effect of reducing the reflectance is further exhibited, which is preferable.
The etching rate of the metal layer 33 can be adjusted by adding carbon (C), fluorine (F), nitrogen (N), and oxygen (O) to the metal (M). For example, when the metal (M) is chromium (Cr), the wet etching rate can be reduced by adding carbon (C) or fluorine (F) to the chromium (Cr). By adding nitrogen (N) or oxygen (O) to chromium (Cr), the wet etching rate can be increased. The etching rate of the phase shift layer 31 and the reflectance reduction layer 32 formed above and below the metal layer 33 is carbon (C) in the case of a metal silicide material of metal (M) and silicon (Si). By adding oxygen, fluorine (F), and nitrogen (N), the wet etching rate can be slowed, and by including oxygen (O) in the metal silicide material of metal (M) and silicon (Si). The wet etching rate can be increased. Further, when the material of the reflectance reduction layer 32 is a metal and a material containing at least one of nitrogen, oxygen, and carbon, when the metal is chromium (Cr), carbon (C) or fluorine (F ) Can be included to reduce the wet etching rate. By adding nitrogen (N) or oxygen (O) to chromium (Cr), the wet etching rate can be increased. By these, the etching rate of each layer which comprises the phase shift film 30 can be controlled, and the cross-sectional shape of the phase shift film 30 after an etching can be made favorable.
The metal layer 33 has a metal element (M) content higher than the metal element (M) content of the phase shift layer 31.
The difference between the metal element (M) content of the metal layer 33 and the metal element (M) content of the phase shift layer 31 is preferably 30 to 90 atomic%, more preferably 50 to 80 atomic%. is there. When the difference in the metal element (M) content between the metal layer 33 and the phase shift layer 31 is 60 to 80 atomic%, the above-mentioned wavelength range (365 nm wavelength, or the interface between the metal layer 33 and the phase shift layer 31) Since the back surface reflectance in the wavelength range of 365 nm to 436 nm can be increased, the back surface reflectance can be further increased, which is preferable.
The metal element (M) content can be measured using an X-ray photoelectron spectrometer (XPS, ESCA) or the like.

位相シフト膜3における位相シフト層31の厚さは、例えば、50nm以上140nm以下、さらには60nm以上120nm以下の範囲であることが好ましいが、これに限定されるものではない。裏面反射率を高くする観点からは、位相シフト層31の厚さは、70nm以上95nm以下、さらに好ましくは、70nm以上85nm以下が好ましい。
位相シフト膜3におけるメタル層33の厚さは、位相シフト層の厚さよりも、薄いことが好ましい。位相シフト膜3におけるメタル層33の厚さは、反射率低減層の厚さよりも、薄いことが好ましい。位相シフト膜3におけるメタル層33の厚さは、金属(M)の種類により異なるので一概に言えないが、例えば、2.5nm以上50nm以下、さらには2.5nm以上40nm以下の範囲であることが好ましいが、これに限定されるものではない。金属(M)層を2.5nm未満の厚さで基板面内にわたって均一に成膜することが実質的に困難である。また、50nmを超える厚さで金属(M)層を成膜すると、透過率が低下し、例えば、波長365nmにおける位相シフト膜3の透過率が1%を下回る可能性がある。表面反射率を高くする観点からは、メタル層33の厚さは、厚い方が良い。裏面反射率を高くする観点からは、メタル層33の厚さは、25nm以上である。上述の観点から、メタル層33の膜厚は、好ましくは25nm以上50nm以下、さらに好ましくは25nm以上40nm以下が望ましい。
位相シフト膜3における反射率低減層32の厚さは、例えば、15nm以上40nm以下、さらには20nm以上35nm以下の範囲であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
The thickness of the phase shift layer 31 in the phase shift film 3 is preferably, for example, in the range of 50 nm to 140 nm, and more preferably in the range of 60 nm to 120 nm, but is not limited thereto. From the viewpoint of increasing the back surface reflectance, the thickness of the phase shift layer 31 is preferably 70 nm to 95 nm, and more preferably 70 nm to 85 nm.
The thickness of the metal layer 33 in the phase shift film 3 is preferably thinner than the thickness of the phase shift layer. The thickness of the metal layer 33 in the phase shift film 3 is preferably thinner than the thickness of the reflectance reduction layer. The thickness of the metal layer 33 in the phase shift film 3 varies depending on the type of metal (M), and thus cannot be generally stated. For example, the thickness is in a range of 2.5 nm to 50 nm, and further, 2.5 nm to 40 nm. However, it is not limited to this. It is substantially difficult to form a metal (M) layer uniformly with a thickness of less than 2.5 nm over the substrate surface. Further, when the metal (M) layer is formed with a thickness exceeding 50 nm, the transmittance decreases, and for example, the transmittance of the phase shift film 3 at a wavelength of 365 nm may be less than 1%. From the viewpoint of increasing the surface reflectance, the metal layer 33 is preferably thicker. From the viewpoint of increasing the back surface reflectance, the thickness of the metal layer 33 is 25 nm or more. From the above viewpoint, the thickness of the metal layer 33 is preferably 25 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 25 nm or more and 40 nm or less.
The thickness of the reflectance reduction layer 32 in the phase shift film 3 is preferably in the range of, for example, 15 nm to 40 nm, and more preferably 20 nm to 35 nm, but is not limited thereto.

位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々は、365nm〜436nmの波長域において、2.0以上の屈折率を有することが好ましい。2.0以上の屈折率を有すると、所望の光学特性(透過率および位相差)を得るために必要な位相シフト膜30の膜厚を薄膜化することができる。したがって、該位相シフト膜30を備えた位相シフトマスクブランク10を用いて作製される位相シフトマスクは、優れたパターン断面形状および優れたCD均一性を有する位相シフト膜パターンを備えることができる。
屈折率は、n&kアナライザーやエリプソメータなどを用いて測定することができる。
Each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 preferably has a refractive index of 2.0 or more in a wavelength range of 365 nm to 436 nm. When the refractive index is 2.0 or more, the thickness of the phase shift film 30 necessary for obtaining desired optical characteristics (transmittance and phase difference) can be reduced. Therefore, the phase shift mask manufactured using the phase shift mask blank 10 provided with the phase shift film 30 can include a phase shift film pattern having excellent pattern cross-sectional shape and excellent CD uniformity.
The refractive index can be measured using an n & k analyzer or an ellipsometer.

位相シフト層31、メタル層33の積層構造、もしくは、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の積層構造により、露光光に対する位相シフト膜30の透過率および位相差は所定の光学特性を有すると共に、透過率波長依存性(透過率の変動幅)が所定の値を有する。
露光光に対する位相シフト膜30の透過率は、位相シフト膜30として必要な値を満たす。位相シフト膜30の透過率は、露光光に含まれる所定の波長の光(以下、代表波長という)に対して、好ましくは、1%以上50%以下である。すなわち、露光光がj線(波長:313nm)、i線(波長:365nm)、h線(波長:405nm)、g線(波長:436nm)を含む複合光である場合、位相シフト膜30は、その波長範囲に含まれる代表波長の光に対して、上述した透過率を有する。また、例えば、露光光がi線、h線およびg線を含む複合光である場合、位相シフト膜30は、i線、h線およびg線のいずれかに対して、上述した透過率を有する。
露光光に対する位相シフト膜30の位相差は、位相シフト膜30として必要な値を満たす。位相シフト膜30の位相差は、露光光に含まれる代表波長の光に対して、好ましくは、160°〜200°であり、より好ましくは、170°〜190°である。これにより、露光光に含まれる代表波長の光の位相を160°〜200°に変えることができる。このため、位相シフト膜30を透過した代表波長の光と透明基板20のみを透過した代表波長の光との間に160〜200°の位相差が生じる。すなわち、露光光が313nm以上436nm以下の波長範囲の光を含む複合光である場合、位相シフト膜30は、その波長範囲に含まれる代表波長の光に対して、上述した位相差を有する。例えば、露光光がi線、h線およびg線を含む複合光である場合、位相シフト膜30は、i線、h線およびg線のいずれかに対して、上述した位相差を有する。
位相シフト膜30は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性が、5.5%以内である。
位相シフト膜30の透過率、透過率波長依存性および位相差は、位相シフト膜30を構成する位相シフト層31およびメタル層33、もしくは、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さを調整することにより制御することができる。このため、この実施の形態では、位相シフト膜30の透過率、透過率波長依存性および位相差が上述した所定の光学特性を有するように、位相シフト層31およびメタル層33、もしくは、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さが調整されている。なお、位相シフト膜30の透過率および透過率波長依存性は、主に、位相シフト層31およびメタル層33の材料、組成および厚さに影響される。位相シフト膜30の屈折率および位相差(位相シフト量)は、主に、位相シフト層31の材料、組成および厚さに影響される。
透過率および位相差は、位相シフト量測定装置などを用いて測定することができる。
Due to the laminated structure of the phase shift layer 31 and the metal layer 33, or the laminated structure of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32, the transmittance and phase difference of the phase shift film 30 with respect to the exposure light are set to a predetermined optical value. In addition to having characteristics, the transmittance wavelength dependency (transmission variation range) has a predetermined value.
The transmittance of the phase shift film 30 with respect to the exposure light satisfies a value necessary for the phase shift film 30. The transmittance of the phase shift film 30 is preferably 1% or more and 50% or less with respect to light having a predetermined wavelength included in exposure light (hereinafter referred to as a representative wavelength). That is, when the exposure light is a composite light including j-line (wavelength: 313 nm), i-line (wavelength: 365 nm), h-line (wavelength: 405 nm), and g-line (wavelength: 436 nm), the phase shift film 30 is It has the above-described transmittance with respect to light of a representative wavelength included in the wavelength range. For example, when the exposure light is composite light including i-line, h-line, and g-line, the phase shift film 30 has the above-described transmittance with respect to any of i-line, h-line, and g-line. .
The phase difference of the phase shift film 30 with respect to the exposure light satisfies a value necessary for the phase shift film 30. The phase difference of the phase shift film 30 is preferably 160 ° to 200 °, and more preferably 170 ° to 190 ° with respect to the light having the representative wavelength included in the exposure light. Thereby, the phase of the light of the representative wavelength contained in the exposure light can be changed from 160 ° to 200 °. For this reason, a phase difference of 160 to 200 ° is generated between the light with the representative wavelength transmitted through the phase shift film 30 and the light with the representative wavelength transmitted through only the transparent substrate 20. That is, when the exposure light is a composite light including light having a wavelength range of 313 nm or more and 436 nm or less, the phase shift film 30 has the above-described phase difference with respect to light having a representative wavelength included in the wavelength range. For example, when the exposure light is composite light including i-line, h-line, and g-line, the phase shift film 30 has the above-described phase difference with respect to any of i-line, h-line, and g-line.
The phase shift film 30 has a transmittance wavelength dependency within 5.5% within a wavelength range of 365 nm to 436 nm.
The transmittance, wavelength dependency, and phase difference of the phase shift film 30 are determined by the phase shift layer 31 and the metal layer 33 constituting the phase shift film 30, or the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32. It is possible to control by adjusting the material, composition and thickness of each. Therefore, in this embodiment, the phase shift layer 31 and the metal layer 33, or the phase shift so that the transmittance, transmittance wavelength dependency, and phase difference of the phase shift film 30 have the predetermined optical characteristics described above. The material, composition, and thickness of each of the layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 are adjusted. Note that the transmittance and transmittance wavelength dependency of the phase shift film 30 are mainly affected by the material, composition, and thickness of the phase shift layer 31 and the metal layer 33. The refractive index and the phase difference (phase shift amount) of the phase shift film 30 are mainly affected by the material, composition, and thickness of the phase shift layer 31.
The transmittance and the phase difference can be measured using a phase shift amount measuring device or the like.

位相シフト膜30の表面側より入射される光に対する位相シフト膜30の表面反射率は、365nm〜436nmの波長域において10%以下、及び/又は、位相シフト膜30の表面側より入射される光に対する位相シフト膜30の表面反射率は、350nm〜436nmの波長域において15%以下である。位相シフト膜30の表面反射率が365nm〜436nmの波長域において10%以下、及び/又は、位相シフト膜30の表面反射率が350nm〜436nmの波長域において15%以下であると、位相シフト膜上にレジスト膜を形成して、レーザー描画機などによりパターン描画を行う際、描画に使用する光とその反射光が重なり合うことによって生じる定在波の影響を受けることが少ない。このため、パターン描画時において、位相シフト膜30上のレジスト膜パターン断面のエッジ部分のラフネスを抑制でき、パターン精度を向上させることが可能となる。このため、優れたパターン精度を有する位相シフトマスクを形成することができる。また、露光光に対する表面反射率が低減するため、位相シフトマスクを使用してパターン転写を行って表示装置を製造する場合に、表示装置基板からの反射光に起因する転写パターンのぼやけ(フレア)やCDエラーを防止することができる。
位相シフト膜30の表面反射率の変動幅は、好ましくは、365nm〜436nmの波長域において10%以下、さらに好ましくは、8%以下、さらに好ましくは、5%以下、さらに好ましくは3%以下である。また、位相シフト膜30の表面反射率の変動幅は、好ましくは、350nm〜436nmの波長域において、12%以下、さらに好ましくは、10%以下、さらに好ましくは、8%以下、さらに好ましくは5%以下である。
位相シフト膜30の、透明基板20の裏面側より入射される光に対する裏面反射率は、i線(365nm)、h線(405nm)及びg線(436nm)のうちの1つ、好ましくは2つ以上の波長において、さらに好ましくは365nm〜436nmの波長域において、15%以上、より好ましくは18%以上、より好ましくは20%以上、さらに好ましくは30%以上である。これにより、位相シフト膜30が露光光を熱吸収し熱膨張によって生じるパターン位置ずれを低減できる。また、位相シフト膜30の裏面反射率の変動幅は、365nm〜436nmの波長域において20%以下、さらに好ましくは、15%以下、さらに好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下とするのが好ましい。
位相シフト膜30の表面反射率およびその変動幅は、位相シフト膜30を構成する位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の屈折率、消衰係数および厚さを調整することにより制御することができる。消衰係数および屈折率は、組成を調整することにより制御することができるため、この実施の形態では、位相シフト膜30の表面反射率およびその変動幅が上述した所定の物性を有するように、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さが調整されている。位相シフト膜30の裏面反射率についても同様である。なお、位相シフト膜30の表面反射率およびその変動幅は、主に、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さに影響される。また、位相シフト膜30の裏面反射率およびその変動幅は、主に、メタル層33および位相シフト層31の各々の材料、組成および厚さに影響される。
表面反射率および裏面反射率は、分光光度計などを用いて測定することができる。表面反射率の変動幅は、350nm〜436nmの波長域、もしくは、365nm〜436nmの波長域における最大の反射率と最小の反射率との差から求められる。また、裏面反射率の変動幅は、365nm〜436nmの波長域における最大の反射率と最小の反射率との差から求められる。
The surface reflectance of the phase shift film 30 with respect to the light incident from the surface side of the phase shift film 30 is 10% or less in the wavelength region of 365 nm to 436 nm, and / or the light incident from the surface side of the phase shift film 30. The surface reflectance of the phase shift film 30 is 15% or less in the wavelength region of 350 nm to 436 nm. When the surface reflectance of the phase shift film 30 is 10% or less in the wavelength region of 365 nm to 436 nm and / or the surface reflectance of the phase shift film 30 is 15% or less in the wavelength region of 350 nm to 436 nm. When a resist film is formed thereon and pattern drawing is performed by a laser drawing machine or the like, it is less likely to be affected by standing waves caused by overlapping of light used for drawing and its reflected light. For this reason, the roughness of the edge portion of the cross section of the resist film pattern on the phase shift film 30 can be suppressed during pattern drawing, and the pattern accuracy can be improved. For this reason, a phase shift mask having excellent pattern accuracy can be formed. Further, since the surface reflectance with respect to the exposure light is reduced, when the display device is manufactured by performing pattern transfer using a phase shift mask, the transfer pattern is blurred (flared) due to the reflected light from the display device substrate. And CD errors can be prevented.
The fluctuation range of the surface reflectance of the phase shift film 30 is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, further preferably 5% or less, and more preferably 3% or less in the wavelength region of 365 nm to 436 nm. is there. Further, the fluctuation range of the surface reflectance of the phase shift film 30 is preferably 12% or less, more preferably 10% or less, further preferably 8% or less, more preferably 5 in the wavelength region of 350 nm to 436 nm. % Or less.
The back surface reflectance of the phase shift film 30 with respect to light incident from the back surface side of the transparent substrate 20 is one of i line (365 nm), h line (405 nm), and g line (436 nm), preferably two. In the above wavelengths, it is more preferably 15% or more, more preferably 18% or more, more preferably 20% or more, and further preferably 30% or more in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Thereby, the phase shift film 30 can absorb the exposure light and reduce the pattern position shift caused by thermal expansion. Further, the fluctuation range of the back surface reflectance of the phase shift film 30 is 20% or less, more preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and further preferably 5% or less in the wavelength region of 365 nm to 436 nm. Is preferred.
The surface reflectance of the phase shift film 30 and the fluctuation range thereof adjust the refractive index, extinction coefficient, and thickness of each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 constituting the phase shift film 30. Can be controlled. Since the extinction coefficient and the refractive index can be controlled by adjusting the composition, in this embodiment, the surface reflectance of the phase shift film 30 and the fluctuation range thereof have the predetermined physical properties described above. The materials, compositions, and thicknesses of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 are adjusted. The same applies to the back surface reflectance of the phase shift film 30. The surface reflectance of the phase shift film 30 and its fluctuation range are mainly affected by the material, composition, and thickness of the metal layer 33 and the reflectance reduction layer 32. Further, the back surface reflectance of the phase shift film 30 and its fluctuation range are mainly affected by the material, composition, and thickness of the metal layer 33 and the phase shift layer 31.
The surface reflectance and the back surface reflectance can be measured using a spectrophotometer or the like. The fluctuation range of the surface reflectance is obtained from the difference between the maximum reflectance and the minimum reflectance in the wavelength range of 350 nm to 436 nm or in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Further, the fluctuation range of the back surface reflectance is obtained from the difference between the maximum reflectance and the minimum reflectance in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

位相シフト層31は、組成の均一な単一の膜からなる場合であってもよいし、組成の異なる複数の膜からなる場合であってもよいし、厚さ方向に組成が連続的に変化する単一の膜からなる場合であってもよいし、組成の異なる複数の膜からなると共にその複数の膜はそれぞれ厚さ方向に組成が連続的に変化する膜からなる場合であってもよい。メタル層33および反射率低減層32についても同様である。   The phase shift layer 31 may be composed of a single film having a uniform composition, or may be composed of a plurality of films having different compositions, or the composition continuously changes in the thickness direction. It may be composed of a single film, or may be composed of a plurality of films having different compositions, and each of the plurality of films may be composed of films whose compositions continuously change in the thickness direction. . The same applies to the metal layer 33 and the reflectance reduction layer 32.

図2は位相シフトマスクブランク10の他の膜構成を示す模式図である。図2に示すように、位相シフトマスクブランク10は、透明基板20と位相シフト膜30との間に遮光性膜パターン40を備えるものであってもよい。   FIG. 2 is a schematic diagram showing another film configuration of the phase shift mask blank 10. As shown in FIG. 2, the phase shift mask blank 10 may include a light shielding film pattern 40 between the transparent substrate 20 and the phase shift film 30.

位相シフトマスクブランク10が遮光性膜パターン40を備える場合、遮光性膜パターン40は、透明基板20の主表面上に配置される。遮光性膜パターン40は、露光光の透過を遮る機能を有する。
遮光性膜パターン40を形成する材料は、露光光の透過を遮る機能を有する材料であれば、特に制限されない。例えば、クロム系材料、前述した金属(M)(M:Zr、Mo、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つ)を含む材料、前述した金属(M)とケイ素(Si)を含む材料などが挙げられる。クロム系材料として、クロム(Cr)、または、クロム(Cr)と、炭素(C)および窒素(N)のうちの少なくとも一種とを含むクロム化合物が挙げられる。その他、クロム(Cr)と、酸素(O)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種とを含むクロム化合物、または、クロム(Cr)と、炭素(C)および窒素(N)のうちの少なくとも一種とを含み、さらに、酸素(O)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種を含むクロム化合物が挙げられる。例えば、遮光性膜パターン40を形成する材料として、Cr、CrC、CrN、CrO、CrCN、CrON、CrCO、CrCONが挙げられる。
遮光性膜パターン40は、スパッタリング法により成膜した遮光性膜を、エッチングによりパターニングすることにより形成することができる。
When the phase shift mask blank 10 includes the light shielding film pattern 40, the light shielding film pattern 40 is disposed on the main surface of the transparent substrate 20. The light blocking film pattern 40 has a function of blocking the transmission of exposure light.
The material for forming the light-shielding film pattern 40 is not particularly limited as long as the material has a function of blocking the transmission of exposure light. For example, a chromium-based material, a material including the above-described metal (M) (M: any one of Zr, Mo, Ti, Ta, and W), and the above-described metal (M) and silicon (Si) are included. Materials and the like. Examples of the chromium-based material include chromium (Cr) or a chromium compound containing chromium (Cr) and at least one of carbon (C) and nitrogen (N). In addition, a chromium compound containing chromium (Cr) and at least one of oxygen (O) and fluorine (F), or at least one of chromium (Cr), carbon (C), and nitrogen (N) And a chromium compound containing at least one of oxygen (O) and fluorine (F). For example, as a material for forming the light-shielding film pattern 40, Cr, CrC, CrN, CrO, CrCN, CrON, CrCO, and CrCON are listed.
The light shielding film pattern 40 can be formed by patterning a light shielding film formed by a sputtering method by etching.

位相シフト膜30と遮光性膜パターン40とが積層する部分において、露光光に対する光学濃度は、好ましくは3以上であり、より好ましくは、4以上、さらに好ましくは5以上である。
光学濃度は、分光光度計もしくはODメーターなどを用いて測定することができる。
In the portion where the phase shift film 30 and the light shielding film pattern 40 are laminated, the optical density with respect to the exposure light is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and further preferably 5 or more.
The optical density can be measured using a spectrophotometer or an OD meter.

遮光性膜パターン40は、組成が均一な単一の膜からなる場合であってもよいし、組成が異なる複数の膜からなる場合であってもよいし、厚さ方向に組成が連続的に変化する単一の膜からなる場合であってもよいし、組成の異なる複数の膜からなると共にその複数の膜はそれぞれ厚さ方向に組成が連続的に変化する膜からなる場合であってもよい。   The light-shielding film pattern 40 may be composed of a single film having a uniform composition, or may be composed of a plurality of films having different compositions, and the composition is continuously in the thickness direction. It may be composed of a single film that changes, or it may be composed of a plurality of films having different compositions, and each of the plurality of films may be composed of films whose compositions continuously change in the thickness direction. Good.

なお、図1、2において、位相シフトマスクブランク10は、位相シフト膜30上にレジスト膜を備えるものであってもよい。   1 and 2, the phase shift mask blank 10 may include a resist film on the phase shift film 30.

図3は位相シフトマスクブランク10の他の膜構成を示す模式図である。
本発明の位相シフトマスクブランク10は、透明基板20と、この透明基板20上に形成された位相シフト膜30とを備え、さらに位相シフト膜30上に遮光膜45を形成した構成であってもよい。また、遮光膜45上にレジスト膜(図示省略)を形成した構成であってもよい。
この場合、遮光膜45としては、遮光性膜パターン40で説明した内容と同様の内容を適用できる。例えば、遮光膜45の材料としては、遮光性膜パターン40を形成する材料と同様の材料を使用できる。必要に応じて、遮光膜45の表面側に入射される光に対する遮光膜45の膜面反射率を低減するための表面反射率低減層47を形成した反射防止機能を有する遮光膜45としても構わない。この場合、遮光膜45は、位相シフト膜30側から露光光の透過を遮る機能を有する遮光層46と、表面反射率低減層47とを備えた構成となる。なお、遮光膜45が、表面反射率低減層47を備える場合、表面反射率低減層47の表面側より入射される光に対する遮光膜45の膜面反射率が365nm〜436nmの波長域において10%以下、及び/又は、表面反射率低減層47の表面側より入射される光に対する遮光膜45の膜面反射率が350nm〜436nmの波長域において15%以下となる特性を有することが好ましい。また、必要に応じて、図2に示した位相シフト膜30と遮光性膜パターン40との間、図3に示した位相シフト膜30と遮光膜45との間や、遮光膜45上に、他の機能膜を形成することもできる。前記機能膜としては、エッチング阻止膜やエッチングマスク膜などが挙げられる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another film configuration of the phase shift mask blank 10.
The phase shift mask blank 10 of the present invention includes a transparent substrate 20 and a phase shift film 30 formed on the transparent substrate 20, and a light shielding film 45 formed on the phase shift film 30. Good. Further, a configuration in which a resist film (not shown) is formed on the light shielding film 45 may be employed.
In this case, as the light shielding film 45, the same contents as those described in the light shielding film pattern 40 can be applied. For example, as the material of the light shielding film 45, the same material as the material for forming the light shielding film pattern 40 can be used. If necessary, the light shielding film 45 having an antireflection function may be formed by forming the surface reflectance reduction layer 47 for reducing the film surface reflectance of the light shielding film 45 with respect to light incident on the surface side of the light shielding film 45. Absent. In this case, the light shielding film 45 includes a light shielding layer 46 having a function of shielding the transmission of exposure light from the phase shift film 30 side, and a surface reflectance reduction layer 47. When the light shielding film 45 includes the surface reflectance reduction layer 47, the film surface reflectance of the light shielding film 45 with respect to light incident from the surface side of the surface reflectance reduction layer 47 is 10% in a wavelength region of 365 nm to 436 nm. It is preferable that the film surface reflectance of the light shielding film 45 with respect to light incident from the surface side of the surface reflectance reduction layer 47 is 15% or less in the wavelength range of 350 nm to 436 nm. Further, if necessary, between the phase shift film 30 and the light shielding film pattern 40 shown in FIG. 2, between the phase shift film 30 and the light shielding film 45 shown in FIG. Other functional films can also be formed. Examples of the functional film include an etching stopper film and an etching mask film.

次に、この実施の形態の位相シフトマスクブランク10の製造方法について説明する。位相シフトマスクブランク10は、以下の準備工程と位相シフト膜形成工程とを行うことによって製造される。
以下、各工程を詳細に説明する。
Next, a method for manufacturing the phase shift mask blank 10 of this embodiment will be described. The phase shift mask blank 10 is manufactured by performing the following preparation process and phase shift film formation process.
Hereinafter, each process will be described in detail.

(準備工程)
準備工程では、先ず、透明基板20を準備する。透明基板20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。透明基板20は、例えば、表面反射ロスが無いとしたときに、露光光に対して85%以上の透過率、好ましくは90%以上の透過率を有する。
遮光性膜パターン40を備える位相シフトマスクブランク10を製造する場合にあっては、透明基板20上に、スパッタリングにより、例えば、クロム系材料からなる遮光性膜を形成する。その後、遮光性膜上にレジスト膜パターンを形成し、レジスト膜パターンをマスクにして遮光性膜をエッチングして、遮光性膜パターン40を形成する。その後、レジスト膜パターンを剥離する。これらの工程は、遮光性膜パターン40の無い位相シフトマスクブランク10を製造する場合にあっては、省略する。
(Preparation process)
In the preparation step, first, the transparent substrate 20 is prepared. The material of the transparent substrate 20 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. For example, when there is no surface reflection loss, the transparent substrate 20 has a transmittance of 85% or more, preferably 90% or more, with respect to exposure light.
In the case of manufacturing the phase shift mask blank 10 including the light-shielding film pattern 40, a light-shielding film made of, for example, a chromium-based material is formed on the transparent substrate 20 by sputtering. Thereafter, a resist film pattern is formed on the light shielding film, and the light shielding film is etched using the resist film pattern as a mask to form the light shielding film pattern 40. Thereafter, the resist film pattern is peeled off. These steps are omitted when the phase shift mask blank 10 without the light-shielding film pattern 40 is manufactured.

(位相シフト膜形成工程)
位相シフト膜形成工程では、透明基板20上に、スパッタリングにより、位相シフト膜30を形成する。ここで、透明基板20上に遮光性膜パターン40が形成されている場合、遮光性膜パターン40を覆うように、位相シフト膜30を形成する。
(Phase shift film forming process)
In the phase shift film forming step, the phase shift film 30 is formed on the transparent substrate 20 by sputtering. Here, when the light-shielding film pattern 40 is formed on the transparent substrate 20, the phase shift film 30 is formed so as to cover the light-shielding film pattern 40.

位相シフト膜30は、透明基板20の主表面上に位相シフト層31を成膜し、位相シフト層31上にメタル層33を成膜することにより形成される。もしくは、位相シフト膜30は、透明基板20の主表面上に位相シフト層31を成膜し、位相シフト層31上にメタル層33を成膜し、メタル層33上に反射率低減層32を成膜することにより形成される。   The phase shift film 30 is formed by forming a phase shift layer 31 on the main surface of the transparent substrate 20 and forming a metal layer 33 on the phase shift layer 31. Alternatively, the phase shift film 30 is formed by forming the phase shift layer 31 on the main surface of the transparent substrate 20, forming the metal layer 33 on the phase shift layer 31, and forming the reflectance reduction layer 32 on the metal layer 33. It is formed by forming a film.

位相シフト層31および反射率低減層32の成膜は、金属(M)または金属(M)化合物を含むスパッタターゲットを使用して、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む不活性ガスと、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行われる。炭化水素系ガスとしては、例えば、メタンガス、ブタンガス、プロパンガス、スチレンガス等が挙げられる。
メタル層33の成膜は、金属(M)または金属(M)化合物を含むスパッタターゲットを使用して、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む不活性ガス雰囲気で行われる。メタル層33が炭素を含む場合は、メタル層33の成膜は、上記不活性ガスと上記炭化水素系ガスとの混合ガスからなるスパッタガス雰囲気で行われる。メタル層33が窒素、酸素、フッ素を含む場合は、メタル層33の成膜は、上記位相シフト層31および反射率低減層32の成膜と同様に行われる。
The film formation of the phase shift layer 31 and the reflectance reduction layer 32 is performed from, for example, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, and xenon gas using a sputter target containing metal (M) or a metal (M) compound. An inert gas including at least one selected from the group consisting of: at least one selected from the group consisting of oxygen gas, nitrogen gas, nitrogen monoxide gas, nitrogen dioxide gas, carbon dioxide gas, hydrocarbon gas, and fluorine gas. It is performed in a sputtering gas atmosphere made of a mixed gas with an active gas. Examples of the hydrocarbon gas include methane gas, butane gas, propane gas, and styrene gas.
The metal layer 33 is formed using at least one selected from the group consisting of helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, and xenon gas using a sputtering target containing metal (M) or a metal (M) compound. Is carried out in an inert gas atmosphere. When the metal layer 33 contains carbon, the metal layer 33 is formed in a sputtering gas atmosphere made of a mixed gas of the inert gas and the hydrocarbon-based gas. When the metal layer 33 contains nitrogen, oxygen, and fluorine, the metal layer 33 is formed in the same manner as the phase shift layer 31 and the reflectance reduction layer 32.

位相シフト層31およびメタル層33を成膜する際、もしくは、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32を成膜する際、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さは、位相シフト膜30の透過率および位相差が上述した所定の光学特性を有し、かつ、位相シフト膜30の透過率波長依存性(透過率の変動幅)が上述した所定の特性を有し、さらに、位相シフト膜30の表面反射率およびその変動幅、裏面反射率およびその変動幅が上述した所定の特性を有するように調整される。位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の組成は、スパッタガスの組成および流量などにより制御することができる。位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の厚さは、スパッタパワー、スパッタリング時間などにより制御することができる。また、スパッタリング装置がインライン型スパッタリング装置の場合、基板の搬送速度によっても、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の厚さを制御することができる。   When the phase shift layer 31 and the metal layer 33 are formed, or when the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 are formed, the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 are formed. The material, composition, and thickness of each of the phase shift film 30 have the above-described predetermined optical characteristics of the transmittance and phase difference, and the wavelength dependency of the transmittance of the phase shift film 30 (the variation range of the transmittance). ) Has the above-mentioned predetermined characteristics, and further, the front surface reflectance and its fluctuation range, and the back surface reflectance and its fluctuation range of the phase shift film 30 are adjusted to have the above-mentioned predetermined characteristics. The composition of each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 can be controlled by the composition and flow rate of the sputtering gas. The thickness of each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 can be controlled by sputtering power, sputtering time, and the like. Further, when the sputtering apparatus is an in-line type sputtering apparatus, the thickness of each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 can be controlled also by the transport speed of the substrate.

位相シフト層31が、組成の均一な単一の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変えずに1回だけ行う。位相シフト層31が、組成の異なる複数の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、成膜プロセス毎にスパッタガスの組成および流量を変えて複数回行う。位相シフト層31が、厚さ方向に組成が連続的に変化する単一の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変化させながら1回だけ行う。位相シフト層31が、組成の異なる複数の膜からなると共にその複数の膜はそれぞれ厚さ方向に組成が連続的に変化する膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変化させながら複数回行う。
メタル層33の成膜および反射率低減層32の成膜についても同様である。成膜プロセスを複数回行う場合、スパッタターゲットに印加するスパッタパワーを小さくすることができる。
When the phase shift layer 31 is composed of a single film having a uniform composition, the above-described film forming process is performed only once without changing the composition and flow rate of the sputtering gas. When the phase shift layer 31 includes a plurality of films having different compositions, the above-described film formation process is performed a plurality of times while changing the composition and flow rate of the sputtering gas for each film formation process. When the phase shift layer 31 is made of a single film whose composition changes continuously in the thickness direction, the film forming process described above is performed only once while changing the composition and flow rate of the sputtering gas. When the phase shift layer 31 is composed of a plurality of films having different compositions and each of the plurality of films is composed of a film whose composition changes continuously in the thickness direction, the above-described deposition process is performed using the composition and flow rate of the sputtering gas. Perform multiple times while changing.
The same applies to the formation of the metal layer 33 and the formation of the reflectance reduction layer 32. When the film forming process is performed a plurality of times, the sputtering power applied to the sputtering target can be reduced.

位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32は、スパッタリング装置を用いて、透明基板20を装置外に取り出すことによって大気に曝すことなく、連続して成膜することが好ましい。装置外に取り出さずに、連続して成膜することにより、意図しない各層の表面酸化や表面炭化を防止することができる。各層の意図しない表面酸化や表面炭化は、位相シフト膜30上に形成されたレジスト膜を描画する際に使用するレーザー光や表示装置基板上に形成されたレジスト膜に位相シフト膜パターンを転写する際に使用する露光光に対する反射率を変化させたり、また、酸化部分や炭化部分のエッチングレートを変化させるおそれがある。
位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32は、インライン型スパッタリング装置やクラスター型スパッタリング装置を用いて、基板を大気に曝すことなく、連続して成膜することができる。
It is preferable that the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 are continuously formed by using a sputtering apparatus without taking the transparent substrate 20 out of the apparatus and exposing it to the atmosphere. By continuously forming the film without taking it out of the apparatus, unintended surface oxidation and surface carbonization of each layer can be prevented. Unintentional surface oxidation or surface carbonization of each layer transfers the phase shift film pattern to the laser beam used when drawing the resist film formed on the phase shift film 30 or the resist film formed on the display device substrate. There is a possibility that the reflectance with respect to the exposure light used at the time may be changed, or the etching rate of the oxidized portion or the carbonized portion may be changed.
The phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 can be continuously formed using an in-line type sputtering apparatus or a cluster type sputtering apparatus without exposing the substrate to the atmosphere.

なお、図3に示すように透明基板20上に位相シフト膜30と遮光膜45を備える位相シフトマスクブランク10を製造する場合、上述で説明した位相シフト膜形成工程により位相シフト膜30を形成した後、位相シフト膜30上に遮光膜45を形成する。
(遮光膜形成工程)
遮光膜形成工程では、位相シフト膜30上に、スパッタリングにより、遮光膜45を形成する。
遮光膜45は、位相シフト膜30上に遮光層46、必要に応じて遮光層46上に表面反射率低減層47を成膜することにより形成される。遮光層46および表面反射率低減層47の成膜は、金属(M)、金属(M)化合物、金属シリサイド(MSi)または金属シリサイド(MSi)化合物を含む1つまたは2つ以上のスパッタターゲットを使用して、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む不活性ガスと、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、あるいは前記不活性ガスの少なくとも一種を含むスパッタガス雰囲気で行われる。炭化水素系ガスとしては、例えば、メタンガス、ブタンガス、プロパンガス、スチレンガス等が挙げられる。
遮光層46および表面反射率低減層47を成膜する際、遮光層46、表面反射率低減層47の各々の材料、組成および厚さは、位相シフト膜30と遮光膜45とが積層する部分において、露光光に対する光学濃度や、膜面反射率が上述した所定の光学特性を有するように調整される。遮光層46、表面反射率低減層47各々の組成は、スパッタガスの組成および流量などにより制御することができる。遮光層46、表面反射率低減層47の各々の厚さは、スパッタパワー、スパッタリング時間などにより成語することができる。また、スパッタリング装置がインライン型スパッタリング装置の場合、基板の搬送速度によっても、遮光層46および表面反射率低減層47の各々の厚さを制御することができる。
遮光層46および表面反射率低減層47の各層が、組成の均一な単一の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変えずに1回だけ行う。遮光層46および表面反射率低減層47の各層が、組成の異なる複数の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、成膜プロセス毎にスパッタガスの組成および流量を変えて複数回行う。遮光層46および表面反射率低減層47の各層が、厚さ方向に組成が連続的に変化する単一の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変化させながら1回だけ行う。遮光層46および表面反射率低減層47の各層が、組成の異なる複数の膜からなると共にその複数の膜はそれぞれ厚さ方向に組成が連続的に変化する膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変化させながら複数回行う。
遮光層46および表面反射率低減層47は、インライン型スパッタリング装置やクラスター型スパッタリング装置を用いて、基板を大気に曝すことなく、連続して成膜することができる。
なお、レジスト膜を備える位相シフトマスクブランク10を製造する場合、次に、遮光膜上にレジスト膜を形成する。
In addition, as shown in FIG. 3, when manufacturing the phase shift mask blank 10 provided with the phase shift film 30 and the light shielding film 45 on the transparent substrate 20, the phase shift film 30 was formed by the phase shift film formation process demonstrated above. Thereafter, a light shielding film 45 is formed on the phase shift film 30.
(Shading film forming process)
In the light shielding film forming step, the light shielding film 45 is formed on the phase shift film 30 by sputtering.
The light shielding film 45 is formed by forming a light shielding layer 46 on the phase shift film 30 and, if necessary, a surface reflectance reduction layer 47 on the light shielding layer 46. The light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 are formed by using one or more sputter targets including a metal (M), a metal (M) compound, a metal silicide (MSi), or a metal silicide (MSi) compound. For example, an inert gas containing at least one selected from the group consisting of helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, and xenon gas, and oxygen gas, nitrogen gas, nitrogen monoxide gas, nitrogen dioxide gas, It is performed in a sputtering gas atmosphere made of a mixed gas with an active gas containing at least one selected from the group consisting of carbon gas, hydrocarbon gas, and fluorine gas, or in a sputtering gas atmosphere containing at least one of the inert gases. Examples of the hydrocarbon gas include methane gas, butane gas, propane gas, and styrene gas.
When the light shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 are formed, the material, composition, and thickness of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 are the portions where the phase shift film 30 and the light shielding film 45 are laminated. , The optical density with respect to the exposure light and the film surface reflectance are adjusted so as to have the predetermined optical characteristics described above. The composition of each of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 can be controlled by the composition and flow rate of the sputtering gas. The thicknesses of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 can be described by the sputtering power, the sputtering time, and the like. Further, when the sputtering apparatus is an in-line type sputtering apparatus, the thickness of each of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 can be controlled also by the transport speed of the substrate.
When each of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 is made of a single film having a uniform composition, the above-described film forming process is performed only once without changing the composition and flow rate of the sputtering gas. When each of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 is composed of a plurality of films having different compositions, the above-described film forming process is performed a plurality of times while changing the composition and flow rate of the sputtering gas for each film forming process. When each layer of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 is formed of a single film whose composition continuously changes in the thickness direction, the film formation process described above is performed while changing the composition and flow rate of the sputtering gas. Perform only once. When each of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 is composed of a plurality of films having different compositions and the plurality of films are each composed of a film whose composition continuously changes in the thickness direction, the above-described film formation process Is performed a plurality of times while changing the composition and flow rate of the sputtering gas.
The light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 can be continuously formed using an in-line type sputtering apparatus or a cluster type sputtering apparatus without exposing the substrate to the atmosphere.
In addition, when manufacturing the phase shift mask blank 10 provided with a resist film, next, a resist film is formed on a light shielding film.

この実施の形態1の位相シフトマスクブランク10は、位相シフト膜30として、位相シフト層31とメタル層33を有しているので、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)。さらに、位相シフト層31、メタル層33、反射率低減層32を備えた位相シフト膜30を有する位相シフトマスクブランク10は、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)と共に表面反射率特性についても優れ(10%以下)、裏面反射率特性についても優れる。   Since the phase shift mask blank 10 of the first embodiment includes the phase shift layer 31 and the metal layer 33 as the phase shift film 30, after satisfying the predetermined optical characteristics of the phase difference and the transmittance, In the wavelength range of 365 nm to 436 nm, the transmittance wavelength dependency is excellent (within 5.5%). Furthermore, the phase shift mask blank 10 having the phase shift film 30 including the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 satisfies the predetermined optical characteristics of the phase difference and the transmittance, and is 365 nm or more. In the wavelength range of 436 nm or less, the transmittance wavelength dependency is excellent (within 5.5%), the surface reflectance property is also excellent (10% or less), and the back surface reflectance property is also excellent.

(実施の形態2)
実施の形態2では、実施の形態1の位相シフトマスクブランク10を使用した位相シフトマスクの製造方法について説明する。実施の形態2は実施の形態2−1と実施の形態2−2を含む。実施の形態2−1は、透明基板20上に位相シフト膜30とレジスト膜が形成された位相シフトマスクブランク10を使用した位相シフトマスクの製造方法である。実施の形態2−2は、透明基板20上に位相シフト膜30と遮光膜45とレジスト膜が形成された位相シフトマスクブランク10を使用した位相シフトマスクの製造方法である。実施の形態2−1の位相シフトマスクの製造方法は、以下のレジスト膜パターン形成工程と位相シフト膜パターン形成工程とを行うことによって位相シフトマスクが製造される。また、実施の形態2−2の位相シフトマスクの製造方法は、以下のレジスト膜パターン形成工程と遮光膜パターン形成工程と位相シフト膜パターン形成工程とを行うことによって位相シフトマスクが製造される。
以下、各工程を詳細に説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a method of manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank 10 of the first embodiment will be described. Embodiment 2 includes Embodiment 2-1 and Embodiment 2-2. Embodiment 2-1 is a method of manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank 10 in which the phase shift film 30 and the resist film are formed on the transparent substrate 20. The embodiment 2-2 is a method of manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank 10 in which the phase shift film 30, the light shielding film 45, and the resist film are formed on the transparent substrate 20. In the manufacturing method of the phase shift mask of the embodiment 2-1, the phase shift mask is manufactured by performing the following resist film pattern forming step and phase shift film pattern forming step. In the method of manufacturing the phase shift mask according to the embodiment 2-2, the phase shift mask is manufactured by performing the following resist film pattern forming step, light shielding film pattern forming step, and phase shift film pattern forming step.
Hereinafter, each process will be described in detail.

(レジスト膜パターン形成工程)
レジスト膜パターン形成工程では、先ず、図1又は図2で説明した実施の形態1の位相シフトマスクブランク10の位相シフト膜30上に、レジスト膜を形成する。使用するレジスト膜材料は、特に制限されない。レジスト膜材料は、例えば、後述する350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光に対して感光するものが使用されるか、又は365nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光に対して感光するものが使用される。また、レジスト膜は、ポジ型、ネガ型のいずれであっても構わない。
その後、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光、もしくは、365nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いて、レジスト膜に所定のパターンを描画する。レジスト膜に描画するパターンとして、ラインアンドスペースパターンやホールパターンが挙げられる。
その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、位相シフト膜30上にレジスト膜パターンを形成する。
なお、位相シフトマスクブランク10が、既に、位相シフト膜30上にレジスト膜を備えるものである場合は、上記した位相シフト膜30上にレジスト膜を形成する工程は省略する。
(Resist film pattern formation process)
In the resist film pattern forming step, first, a resist film is formed on the phase shift film 30 of the phase shift mask blank 10 of the first embodiment described in FIG. 1 or FIG. The resist film material to be used is not particularly limited. The resist film material is, for example, one that is sensitive to laser light having any wavelength selected from a wavelength range of 350 nm to 436 nm, which will be described later, or is selected from a wavelength range of 365 nm to 436 nm. Those which are sensitive to laser light having any wavelength are used. Further, the resist film may be either a positive type or a negative type.
Then, using a laser beam having any wavelength selected from the wavelength range of 350 nm to 436 nm or a laser beam having any wavelength selected from the wavelength range of 365 nm to 436 nm, a predetermined film is applied to the resist film. Draw a pattern. Examples of the pattern drawn on the resist film include a line and space pattern and a hole pattern.
Thereafter, the resist film is developed with a predetermined developer to form a resist film pattern on the phase shift film 30.
If the phase shift mask blank 10 is already provided with a resist film on the phase shift film 30, the step of forming the resist film on the phase shift film 30 is omitted.

(遮光膜パターン形成工程)
実施の形態2−2の位相シフトマスクの製造方法における遮光膜パターン形成工程では、レジスト膜パターンをマスクにして遮光膜45(図3)をエッチングして遮光膜パターンを形成する。
遮光膜45をエッチングするエッチング媒質(エッチング溶液、エッチングガス)は、遮光膜45を構成する遮光層46、表面反射率低減層47の各々を選択的にエッチングできるものであれば、特に制限されない。
具体的には、例えば、金属シリサイド系材料をウェットエッチングするエッチング液として、フッ化水素酸、珪フッ化水素酸、及びフッ化水素アンモニウムから選ばれた少なくとも一つのフッ素化合物と、過酸化水素、硝酸、及び硫酸から選ばれた少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液や、過酸化水素とフッ化アンモニウムと、リン酸、硫酸、硝酸から選ばれた少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液が挙げられる。金属シリサイド系材料層をドライエッチングするエッチングガスとして、フッ素系ガス、塩素系ガスが挙げられる。フッ素系ガスとしては、例えば、CF4ガス、CHF3ガス、SF6ガスや、これらのガスにO2ガスを混合したものが挙げられる。
また、例えば、クロム系材料をウェットエッチングするエッチング液として、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むエッチング溶液や、塩素ガスと酸素ガスの混合ガスからなるエッチングガスが挙げられる。
(位相シフト膜パターン形成工程)
位相シフト膜パターン形成工程では、実施の形態2−1の位相シフトマスクの製造方法においては、先ず、レジスト膜パターンをマスクにして位相シフト膜30をエッチングして、位相シフト膜パターンを形成する。一方、実施の形態2−2の位相シフトマスクの製造方法においては、レジスト膜パターンをマスクにして遮光膜45をエッチングして、遮光膜パターンを形成した後、遮光膜パターンをマスクにして位相シフト膜30をエッチングして、位相シフト膜パターンを形成する。
位相シフト膜30をエッチングするエッチング媒質(エッチング溶液、エッチングガス)は、位相シフト膜30を構成する位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々を選択的にエッチングできるものであれば、特に制限されない。
具体的には、例えば、金属シリサイド系材料をウェットエッチングするエッチング液として、フッ化水素酸、珪フッ化水素酸、及びフッ化水素アンモニウムから選ばれた少なくとも一つのフッ素化合物と、過酸化水素、硝酸、及び硫酸から選ばれた少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液や、過酸化水素とフッ化アンモニウムと、リン酸、硫酸、硝酸から選ばれた少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液が挙げられる。さらに具体的には、フッ化水素アンモニウムと過酸化水素の混合溶液を純水で希釈したエッチング液が挙げられる。金属シリサイド系材料層をドライエッチングするエッチングガスとして、フッ素系ガス、塩素系ガスが挙げられる。フッ素系ガスとしては、例えば、CF4ガス、CHF3ガス、SF6ガスや、これらのガスにO2ガスを混合したものが挙げられる。
また、例えば、クロム系材料をウェットエッチングするエッチング液として、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むエッチング溶液や、塩素ガスと酸素ガスの混合ガスからなるエッチングガスが挙げられる。
その後、レジスト剥離液を用いて、または、アッシングによって、レジスト膜パターンを剥離する。
実施形態2−2の位相シフトマスクの製造方法においては、遮光膜45をエッチングするエッチング媒質によって、遮光膜パターンを除去してもよいし、位相シフト膜パターン上に該位相シフト膜パターンサイズと異なるパターンサイズを有する遮光膜パターンを形成する場合においては、再度、遮光膜パターン上にレジスト膜パターンを形成した後、レジスト膜パターンをマスクにして遮光膜パターン形成工程を行う。
(Light shielding film pattern forming process)
In the light shielding film pattern forming step in the manufacturing method of the phase shift mask of the embodiment 2-2, the light shielding film 45 (FIG. 3) is etched using the resist film pattern as a mask to form the light shielding film pattern.
The etching medium (etching solution, etching gas) for etching the light shielding film 45 is not particularly limited as long as each of the light shielding layer 46 and the surface reflectance reduction layer 47 constituting the light shielding film 45 can be selectively etched.
Specifically, for example, as an etchant for wet etching a metal silicide-based material, at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrosilicofluoric acid, and ammonium hydrogen fluoride, hydrogen peroxide, An etching solution containing at least one oxidizing agent selected from nitric acid and sulfuric acid, and an etching solution containing at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, ammonium fluoride, phosphoric acid, sulfuric acid, and nitric acid. Can be mentioned. Examples of the etching gas for dry etching the metal silicide material layer include a fluorine-based gas and a chlorine-based gas. Examples of the fluorine-based gas include CF4 gas, CHF3 gas, SF6 gas, and those obtained by mixing O2 gas with these gases.
For example, as an etchant for wet-etching a chromium-based material, an etching solution containing ceric ammonium nitrate and perchloric acid, or an etching gas composed of a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas can be given.
(Phase shift film pattern formation process)
In the phase shift film pattern forming step, in the method of manufacturing the phase shift mask of the embodiment 2-1, first, the phase shift film 30 is etched using the resist film pattern as a mask to form the phase shift film pattern. On the other hand, in the manufacturing method of the phase shift mask of the embodiment 2-2, the light shielding film 45 is etched using the resist film pattern as a mask to form the light shielding film pattern, and then the phase shift is performed using the light shielding film pattern as a mask. The film 30 is etched to form a phase shift film pattern.
The etching medium (etching solution, etching gas) for etching the phase shift film 30 can selectively etch each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 constituting the phase shift film 30. There is no particular limitation.
Specifically, for example, as an etchant for wet etching a metal silicide-based material, at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrosilicofluoric acid, and ammonium hydrogen fluoride, hydrogen peroxide, An etching solution containing at least one oxidizing agent selected from nitric acid and sulfuric acid, and an etching solution containing at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, ammonium fluoride, phosphoric acid, sulfuric acid, and nitric acid. Can be mentioned. More specifically, an etching solution obtained by diluting a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide with pure water can be used. Examples of the etching gas for dry etching the metal silicide material layer include a fluorine-based gas and a chlorine-based gas. Examples of the fluorine-based gas include CF4 gas, CHF3 gas, SF6 gas, and those obtained by mixing O2 gas with these gases.
For example, as an etchant for wet-etching a chromium-based material, an etching solution containing ceric ammonium nitrate and perchloric acid, or an etching gas composed of a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas can be given.
Thereafter, the resist film pattern is stripped using a resist stripping solution or by ashing.
In the manufacturing method of the phase shift mask of the embodiment 2-2, the light shielding film pattern may be removed by an etching medium for etching the light shielding film 45, or the phase shift film pattern has a size different from the phase shift film pattern size. In the case of forming a light shielding film pattern having a pattern size, after forming a resist film pattern on the light shielding film pattern again, a light shielding film pattern forming step is performed using the resist film pattern as a mask.

この実施の形態2の位相シフトマスクは、位相シフト膜30として、位相シフト層31とメタル層33を有しているので、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)。さらに、位相シフト層31、メタル層33、反射率低減層32を備えた位相シフト膜30を有する位相シフトマスクブランク10は、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)と共に表面反射率特性についても優れ(10%以下)、裏面反射率特性についても優れる。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度を向上できる特性を有する。   Since the phase shift mask of the second embodiment includes the phase shift layer 31 and the metal layer 33 as the phase shift film 30, it satisfies the predetermined optical characteristics of the phase difference and the transmittance and is 365 nm or more. In the wavelength range of 436 nm or less, the transmittance wavelength dependency is excellent (within 5.5%). Furthermore, the phase shift mask blank 10 having the phase shift film 30 including the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 satisfies the predetermined optical characteristics of the phase difference and the transmittance, and is 365 nm or more. In the wavelength range of 436 nm or less, the transmittance wavelength dependency is excellent (within 5.5%), the surface reflectance property is also excellent (10% or less), and the back surface reflectance property is also excellent. Moreover, it has the characteristic which can improve the resolution of the transfer pattern transcribe | transferred on a display apparatus board | substrate corresponding to the characteristic of a phase shift mask being excellent.

(実施の形態3)
実施の形態3では、表示装置の製造方法について説明する。表示装置は、以下のマスク載置工程とパターン転写工程とを行うことによって製造される。
以下、各工程を詳細に説明する。
(Embodiment 3)
In Embodiment 3, a method for manufacturing a display device will be described. The display device is manufactured by performing the following mask placement process and pattern transfer process.
Hereinafter, each process will be described in detail.

(載置工程)
載置工程(配置工程)では、実施の形態2で製造された位相シフトマスクを露光装置のマスクステージに載置(配置)する。ここで、位相シフトマスクは、そのパターン形成面側が、露光装置の投影光学系を介して表示装置基板上に形成されたレジスト膜に対向するように配置される。
(Installation process)
In the placing step (placement step), the phase shift mask manufactured in the second embodiment is placed (placed) on the mask stage of the exposure apparatus. Here, the phase shift mask is arranged so that the pattern formation surface side faces the resist film formed on the display device substrate via the projection optical system of the exposure apparatus.

(パターン転写工程)
パターン転写工程では、位相シフトマスクに露光光を照射して、表示装置基板上に形成されたレジスト膜に位相シフト膜パターンを転写する。露光光は、365nm〜436nmの波長域から選択される複数の波長の光を含む複合光、313nm〜436nmの波長域から選択される複数の波長の光を含む複合光や、313nm〜436nmの波長域からある波長域をフィルターなどでカットし選択された単色光である。例えば、露光光は、i線、h線およびg線を含む複合光や、j線、i線、h線およびg線を含む混合光や、i線の単色光である。露光光として複合光を用いると、露光光強度を高くしてスループットを上げることができるため、表示装置の製造コストを下げることができる。
なお、図3に示すように、実施例1で得られた透過率スペクトルは、i−g線よりも短波長の領域で折れ曲がる(傾斜が極めて急峻になる)特徴がある。この特徴から、i−g線よりも短波長の領域の波長の光をカットするバンドカットフィルターの作用が得られる利点がある。
(Pattern transfer process)
In the pattern transfer process, the phase shift mask is irradiated with exposure light to transfer the phase shift film pattern to a resist film formed on the display device substrate. The exposure light is a composite light including a plurality of wavelengths selected from a wavelength range of 365 nm to 436 nm, a composite light including a plurality of wavelengths selected from a wavelength range of 313 nm to 436 nm, and a wavelength of 313 nm to 436 nm. This is monochromatic light that is selected by cutting a certain wavelength region from the region with a filter or the like. For example, the exposure light is composite light including i-line, h-line and g-line, mixed light including j-line, i-line, h-line and g-line, or i-line monochromatic light. When composite light is used as exposure light, the exposure light intensity can be increased to increase the throughput, so that the manufacturing cost of the display device can be reduced.
As shown in FIG. 3, the transmittance spectrum obtained in Example 1 has a characteristic that it bends in a region having a shorter wavelength than the ig line (the inclination becomes extremely steep). From this feature, there is an advantage that an action of a band cut filter that cuts light in a wavelength region shorter than the ig line can be obtained.

この実施の形態3の表示装置の製造方法によれば、高解像度、高精細の表示装置を製造することができる。例えば、微細パターン(例えば1.8μmのコンタクトホールやパターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターン)を形成できる。   According to the display device manufacturing method of the third embodiment, a high-resolution and high-definition display device can be manufactured. For example, a fine pattern (for example, a contact hole of 1.8 μm or a line and space pattern having a pattern line width of 1.8 μm) can be formed.

(実施の形態4)
実施の形態4では、位相シフトマスクブランクの具体的な態様例について説明する。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, a specific example of the phase shift mask blank will be described.

前述したように、本発明者は、3層の積層膜からなる位相シフト膜において、基板側から順次、所定の位相シフト層(例えば、ZrSiO、ZrSiON、MoSiO、MoSiONなど)と、所定のメタル層(例えば、Cr、Zr、Moの金属や、これらの金属の含有率が55原子%以上100原子%未満のCrC、CrCN、CrCO、ZrC、ZrCN、ZrCO、MoC、MoCN、MoCOなど)と、所定の反射率低減層(例えば、CrO、CrOCN、CrON、ZrSiON、MoSiONなど)とを組み合わせることによって、所定の透過率波長依存性を小さくできる(機能1)(例えば5.5%以内にできる)ことと、表面反射率を低減できること(機能2)、しかも表面反射率を小さくできる(例えば10%以下)こと(機能3)、裏面反射率を制御できる(大きくできる)こと(機能4)、のすべてを兼ね備えることができることを知見した。また、当該位相シフトマスクブランクを使用して位相シフトマスクを作製する際に、位相シフト層とメタル層がエッチング選択性が異なる材料との組み合わせや、位相シフト層と、メタル層及び反射率低減層の材料がエッチング選択性が異なる材料との組み合わせの場合、位相シフト層上に形成されメタル層や、メタル層及び反射率低減層がエッチングマスク(ハードマスク)の機能を有するので、CDばらつきを小さくできること(機能5)も兼ね備えることができることを知見した。   As described above, the present inventor, in the phase shift film composed of three laminated films, sequentially from the substrate side, a predetermined phase shift layer (for example, ZrSiO, ZrSiON, MoSiO, MoSiON, etc.) and a predetermined metal layer (For example, Cr, Zr, and Mo metals, and CrC, CrCN, CrCO, ZrC, ZrCN, ZrCO, MoC, MoCN, MoCO, etc. whose content of these metals is 55 atomic percent or more and less than 100 atomic percent) and predetermined By combining with a reflectance reduction layer (for example, CrO, CrOCN, CrON, ZrSiON, MoSiON, etc.), the predetermined transmittance wavelength dependency can be reduced (Function 1) (for example, within 5.5%). The surface reflectance can be reduced (function 2), and the surface reflectance can be reduced (for example, 10% or less). Function 3), can be controlled back surface reflectance can (be larger) (function 4), and found that it is possible to combine all. Further, when a phase shift mask is produced using the phase shift mask blank, a combination of materials having different etching selectivity between the phase shift layer and the metal layer, the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reduction layer When the material is a combination of materials with different etching selectivity, the metal layer, the metal layer, and the reflectance reduction layer formed on the phase shift layer have the function of an etching mask (hard mask), so CD variation is reduced. It has been found that it can also have (function 5).

上記の代表的な例としては、透明基板側から順次、ZrSiONからなる位相シフト層/Crからなるメタル層/CrOまたはCrONまたはCrCONからなる反射率低減層とした3層構成の位相シフト膜が挙げられる。また、透明基板側から順次、ZrSiONからなる位相シフト層/CrCからなるメタル層/CrOまたはCrOCNまたはCrON反射率低減層とした3層構成の位相シフト膜が挙げられる。
これらを基本として、各層の材料を、各層において選択できる材料として上記で列記した材料で置換した態様が本発明に含まれる。
As a typical example of the above, a phase shift film having a three-layer structure in which a phase shift layer made of ZrSiON / a metal layer made of Cr / a reflectance reduction layer made of CrON or CrCON is sequentially formed from the transparent substrate side. It is done. In addition, a phase shift film having a three-layer structure including a phase shift layer made of ZrSiON / a metal layer made of CrC / CrO, CrOCN, or a CrON reflectivity reduction layer in order from the transparent substrate side can be mentioned.
Based on these, embodiments in which the material of each layer is replaced with the materials listed above as materials that can be selected in each layer are included in the present invention.

上記3層構成の位相シフト膜において、位相シフト層をZrSiONからMoSiONまたはMoSiNに置換した場合は、所定の透過率波長依存性(例えば5.5%以内)は同程度であるが、波長365nmで透過率が3%程度と相対的に低下する。この場合は、低透過率(例えば1%〜3%)の位相シフト膜として有用である。これについては後述する。   In the above-described three-layer phase shift film, when the phase shift layer is replaced from ZrSiON to MoSiON or MoSiN, the predetermined transmittance wavelength dependency (for example, within 5.5%) is about the same, but the wavelength is 365 nm. The transmittance is relatively reduced to about 3%. In this case, it is useful as a phase shift film having a low transmittance (for example, 1% to 3%). This will be described later.

また、上記3層構成の位相シフト膜において、反射率低減層をCrOまたはCrOCNまたはCrONからMoSiNに置換した場合おいても、所定の透過率波長依存性(例えば5.5%以内)は同程度であるが、波長365nmで透過率が3%以下に低下する。一方、反射率低減層をCrOまたはCrOCNまたはCrONからZrSiO、ZrSiON、MoSiO、MoSiONに置換した場合においても、反射率低減層に含まれる酸素含有率および/またはメタル層の膜厚を調整することによって、所定の透過率波長依存性(例えば5.5%以内)は同程度で、波長365nmで透過率が5%以上に調整することができる。   Further, in the above-described three-layer phase shift film, even when the reflectance reduction layer is replaced with CrO, CrOCN, or CrON from MoSiN, the predetermined transmittance wavelength dependency (for example, within 5.5%) is approximately the same. However, the transmittance decreases to 3% or less at a wavelength of 365 nm. On the other hand, even when the reflectivity-reducing layer is replaced with CrO, CrOCN, or CrON with ZrSiO, ZrSiON, MoSiO, MoSiON, by adjusting the oxygen content contained in the reflectivity-reducing layer and / or the thickness of the metal layer The predetermined transmittance wavelength dependency (for example, within 5.5%) is about the same, and the transmittance can be adjusted to 5% or more at a wavelength of 365 nm.

以下、実施例および比較例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下の実施例は、本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。   Hereinafter, based on an Example and a comparative example, this invention is demonstrated more concretely. The following examples are merely examples of the present invention and do not limit the present invention.

(実施例1)
(位相シフトマスクブランク)
実施例1では、QZ(透明基板)/ZrSiON/CrC/CrOの構成の位相シフトマスクブランクについて説明する。
実施例1の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、透明基板側から順に配置された、位相シフト層(ZrSiON、膜厚90nm)とメタル層(CrC、膜厚20nm)と反射率低減層(CrO、膜厚35nm)とから構成される。
透明基板として、大きさが800mm×920mmであり、厚さが10mmである合成石英ガラス基板(QZ)を用いた。透明基板の両主表面は鏡面研磨されている。以下の実施例、比較例において使用した透明基板の両主表面も同様に鏡面研磨されている。
Example 1
(Phase shift mask blank)
In Example 1, a phase shift mask blank having a configuration of QZ (transparent substrate) / ZrSiON / CrC / CrO will be described.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Example 1 includes a phase shift layer (ZrSiON, film thickness 90 nm), a metal layer (CrC, film thickness 20 nm), and a reflectance reduction layer (CrO) arranged in order from the transparent substrate side. And a film thickness of 35 nm).
A synthetic quartz glass substrate (QZ) having a size of 800 mm × 920 mm and a thickness of 10 mm was used as the transparent substrate. Both main surfaces of the transparent substrate are mirror-polished. Both main surfaces of the transparent substrate used in the following examples and comparative examples are similarly mirror-polished.

透明基板上に位相シフト層、メタル層、反射率低減層が積層された位相シフト膜の波長365nmにおける屈折率は2.40、波長365nmにおける消衰係数は0.436であった。
なお、位相シフト層の屈折率および消衰係数は、n&k Technology社製のn&k Analyzer 1280(商品名)を用いて測定した。
The phase shift film in which the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reduction layer were laminated on the transparent substrate had a refractive index of 2.40 at a wavelength of 365 nm and an extinction coefficient of 0.436 at a wavelength of 365 nm.
In addition, the refractive index and extinction coefficient of the phase shift layer were measured using n & k Analyzer 1280 (trade name) manufactured by n & k Technology.

位相シフト層(ZrSiON)の各元素の含有率は、Zrは22原子%、Siは22原子%、Oは14原子%、Nは42原子%であった。
メタル層(CrC)のCr含有率は95原子%、C含有率は5原子%であった。
反射率低減層(CrO)各元素の含有率は、Cr含有率は70原子%、O含有率は30原子%であった。
なお、上記各元素の含有率は、X線光電子分光法(XPS)により測定した。以下の実施例、比較例において、元素の含有率の測定には、それぞれ同じ装置を用いた。
The content of each element in the phase shift layer (ZrSiON) was 22 atomic% for Zr, 22 atomic% for Si, 14 atomic% for O, and 42 atomic% for N.
The metal layer (CrC) had a Cr content of 95 atomic% and a C content of 5 atomic%.
As for the content of each element of the reflectance reduction layer (CrO), the Cr content was 70 atomic%, and the O content was 30 atomic%.
In addition, the content rate of each said element was measured by the X ray photoelectron spectroscopy (XPS). In the following Examples and Comparative Examples, the same apparatus was used for measuring the element content.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、透過率は、313nmの波長において1.5%であり、365nmの波長において5.1%であり、405nmの波長において6.0%であり、413nm波長において6.0%であり、436nmの波長において5.9%であり、であった。また、この位相シフト膜は、透過率の変動幅(透過率波長依存性)が、365nm〜436nmの波長域において、0.8%であった。   Due to the three-layer structure described above, the phase shift film has a transmittance of 1.5% at a wavelength of 313 nm, 5.1% at a wavelength of 365 nm, 6.0% at a wavelength of 405 nm, and 413 nm. The wavelength was 6.0%, and the wavelength of 436 nm was 5.9%. Further, this phase shift film had a transmittance variation width (transmittance wavelength dependency) of 0.8% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、位相差は、365nmの波長において181.1°であり、405nmの波長において151.5°であり、413nm波長において147.2°であり、436nmの波長において137.1°であった。また、この位相シフト膜は、位相差の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、44.0°であった。   Due to the three-layer structure described above, the phase shift film has a phase difference of 181.1 ° at a wavelength of 365 nm, 151.5 ° at a wavelength of 405 nm, 147.2 ° at a wavelength of 413 nm, and 436 nm. The wavelength was 137.1 °. Further, this phase shift film had a phase difference fluctuation range of 44.0 ° in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.

図4は、実施例1の位相シフトマスククランクの位相シフト膜の透過率スペクトルを示す。
なお、透過率および位相差は、レーザーテック社製のMPM−100(商品名)を用いて測定した。以下の実施例、比較例において、透過率や位相差の測定には、それぞれ同じ装置を用いた。尚、実施例、比較例における透過率の値は、いずれもAir基準の値である。
FIG. 4 shows the transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask crank according to the first embodiment.
The transmittance and the phase difference were measured using MPM-100 (trade name) manufactured by Lasertec. In the following examples and comparative examples, the same apparatus was used for measuring transmittance and phase difference. The transmittance values in the examples and comparative examples are all based on Air.

位相シフト膜は、表面反射率が、350nmの波長において7.5%であり、365nmの波長において4.9%であり、405nmの波長において0.7%であり、413nm波長において0.3%であり、436nmの波長において0.3%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、4.6%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、350nm〜436nmの波長域において、7.2%であった。
なお、表面反射率は、島津製作所社製のSo1idSpec−3700(商品名)を用いて測定した。以下の実施例、比較例において、表面反射率の測定には、それぞれ同じ装置を用いた。
The phase shift film has a surface reflectance of 7.5% at a wavelength of 350 nm, 4.9% at a wavelength of 365 nm, 0.7% at a wavelength of 405 nm, and 0.3% at a wavelength of 413 nm. And 0.3% at a wavelength of 436 nm. Further, this phase shift film had a fluctuation range of surface reflectance of 4.6% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm. Further, this phase shift film had a fluctuation range of the surface reflectance of 7.2% in a wavelength range of 350 nm to 436 nm.
The surface reflectance was measured by using So1idSpec-3700 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. In the following examples and comparative examples, the same apparatus was used for measuring the surface reflectance.

位相シフト膜は、裏面反射率が、365nmの波長において8.1%であり、405nmの波長において45.0%であり、436nmの波長において59.56%であった。また、この位相シフト膜は、裏面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、51.3%であった。
なお、裏面反射率は、島津製作所社製のSo1idSpec−3700(商品名)を用いて測定した。以下の実施例、比較例において、裏面反射率の測定には、それぞれ同じ装置を用いた。
The phase shift film had a back-surface reflectance of 8.1% at a wavelength of 365 nm, 45.0% at a wavelength of 405 nm, and 59.56% at a wavelength of 436 nm. Moreover, this phase shift film had a fluctuation range of the back surface reflectance of 51.3% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.
The back surface reflectance was measured using So1idSpec-3700 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. In the following Examples and Comparative Examples, the same apparatus was used for measuring the back surface reflectance.

(位相シフトマスクブランクの製造)
実施例1の位相シフトマスクブランクは、以下の方法により製造した。
先ず、透明基板である合成石英ガラス基板を準備した。
その後、透明基板をスパッタリング装置のスパッタ室に搬入した。
その後、スパッタ室に配置されたZrSiターゲット(Zr:Si=1:2)(原子(%)比)に5.0kWのスパンタパワーを印加し、ArガスとO2ガスとN2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入しながら、透明基板の主表面上にZrSiONからなる膜厚90nmの位相シフト層を成膜した。ここで、混合ガスは、Arが50sccm、O2が5sccm、N2が50sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、Crターゲットに2.0kWのスパッタパワーを印加し、ArガスとCH4ガスとの混合ガス(Arガス中に2.5%の濃度でCH4ガスが含まれている混合ガス)をスパッタ室内に導入しながら、位相シフト層上にCrCからなる膜厚20nmのメタル層を成膜した。ここで、ArガスとCH4ガスとの混合ガスが150sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、Crターゲットに6.0kWのスパッタパワーを印加し、ArガスとO2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入しながら、メタル層上にCrOからなる膜厚35nmの反射率低減層を成膜した。ここで、混合ガスは、Arが60sccm、O2が50sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、位相シフト層(ZrSiON、膜厚90nm)とメタル層(Cr、膜厚20nm)と反射率低減層(CrO、膜厚35nm)とから構成される位相シフト膜が形成された透明基板をスパッタリング装置から取り出し、洗浄を行った。
(Manufacture of phase shift mask blanks)
The phase shift mask blank of Example 1 was manufactured by the following method.
First, a synthetic quartz glass substrate, which is a transparent substrate, was prepared.
Thereafter, the transparent substrate was carried into the sputtering chamber of the sputtering apparatus.
Thereafter, a spanter power of 5.0 kW is applied to a ZrSi target (Zr: Si = 1: 2) (atomic (%) ratio) disposed in the sputtering chamber, and a mixed gas of Ar gas, O 2 gas, and N 2 gas Was introduced into the sputtering chamber, and a 90 nm-thick phase shift layer made of ZrSiON was formed on the main surface of the transparent substrate. Here, the mixed gas was introduced into the sputtering chamber such that Ar had a flow rate of 50 sccm, O 2 had a flow rate of 5 sccm, and N 2 had a flow rate of 50 sccm.
Thereafter, a sputtering power of 2.0 kW is applied to the Cr target, and a mixed gas of Ar gas and CH4 gas (a mixed gas containing CH4 gas at a concentration of 2.5% in Ar gas) is placed in the sputtering chamber. While introducing, a 20 nm thick metal layer made of CrC was formed on the phase shift layer. Here, the mixed gas of Ar gas and CH4 gas was introduced into the sputtering chamber so as to have a flow rate of 150 sccm.
After that, while applying a sputtering power of 6.0 kW to the Cr target and introducing a mixed gas of Ar gas and O 2 gas into the sputtering chamber, a 35 nm-thickness reflectance reduction layer made of CrO is formed on the metal layer. did. Here, the mixed gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rate of Ar was 60 sccm and O 2 was 50 sccm.
Thereafter, a transparent substrate on which a phase shift film composed of a phase shift layer (ZrSiON, film thickness 90 nm), a metal layer (Cr, film thickness 20 nm), and a reflectance reduction layer (CrO, film thickness 35 nm) is formed is sputtered. Removed from the apparatus and cleaned.

(位相シフトマスクの製造)
上述した位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法により位相シフトマスクを製造した。
先ず、上述した位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、ノボラック系のポジ型のフォトレジストからなるレジスト膜を形成した。
その後、レーザー描画機により、波長413nmのレーザー光を用いて、レジスト膜に所定のパターン(1.8μmのラインアンドスペースパターン)を描画した。
その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、位相シフト膜上にレジスト膜パターンを形成した。このとき、定在波の影響が原因と思われる、レジスト膜パターン断面のエッジ部分のラフネスの悪化は確認されなかった。
その後、レジスト膜パターンをマスクにして位相シフト膜をエッチングして、位相シフト膜パターンを形成した。
位相シフト膜を構成するメタル層および反射率低減層のエッチング溶液として、クロムのエッチング溶液(硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むエッチング溶液)を用いた。
位相シフト膜を構成する位相シフト層のエッチング溶液として、過酸化水素とフッ化アンモニウムとリン酸との混合溶液を純水で希釈したジルコニウムシリサイドのエッチング溶液を用いた。
なお、上記エッチングが終わった段階で、位相シフト層(ZrSiON)の方が上層のメタル層(CrC)と反射率低減層(CrO)よりも多くサイドエッチされ、段差できてしまう。そこで、レジスト膜パターンを残した状態で、メタル層(Cr)と反射率低減層(CrO)もう1回、クロムのエッチング溶液にて、メタル層(CrC)と反射率低減層(CrO)をサイドエッチングする2段エッチングを実施し両者の段差を解消した。
その後、レジスト剥離液を用いて、レジスト膜パターンを剥離した。
(Manufacture of phase shift mask)
A phase shift mask was manufactured by the following method using the phase shift mask blank described above.
First, a resist film made of a novolac positive photoresist was formed on the phase shift film of the above-described phase shift mask blank.
Thereafter, a predetermined pattern (1.8 μm line and space pattern) was drawn on the resist film by using a laser beam having a wavelength of 413 nm by a laser drawing machine.
Thereafter, the resist film was developed with a predetermined developer to form a resist film pattern on the phase shift film. At this time, the deterioration of the roughness of the edge portion of the resist film pattern cross section, which seems to be caused by the standing wave, was not confirmed.
Thereafter, the phase shift film was etched using the resist film pattern as a mask to form a phase shift film pattern.
A chromium etching solution (an etching solution containing ceric ammonium nitrate and perchloric acid) was used as an etching solution for the metal layer and the reflectance reduction layer constituting the phase shift film.
An etching solution of zirconium silicide obtained by diluting a mixed solution of hydrogen peroxide, ammonium fluoride and phosphoric acid with pure water was used as an etching solution for the phase shift layer constituting the phase shift film.
At the stage where the etching is completed, the phase shift layer (ZrSiON) is side-etched more than the upper metal layer (CrC) and the reflectance reduction layer (CrO), resulting in a step. Therefore, with the resist film pattern remaining, the metal layer (Cr) and the reflectance reduction layer (CrO) are once again side-mounted with the chromium etching solution with the metal layer (CrC) and the reflectance reduction layer (CrO). Two-step etching was performed to eliminate the step between the two.
Thereafter, the resist film pattern was stripped using a resist stripping solution.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターン断面は、マスク特性に影響ない程度のものであった。
なお、位相シフトマスクの位相シフト膜パターン断面は、電子顕微鏡(日本電子株式会社製のJSM7401F(商品名))を用いて観察した。以下の実施例、比較例において、位相シフト膜パターン断面の観測には、それぞれ同じ装置を用いた。
The phase shift film pattern cross section of the phase shift mask manufactured using the above-described phase shift mask blank was of a level that does not affect the mask characteristics.
In addition, the phase shift film pattern cross section of the phase shift mask was observed using an electron microscope (JSM7401F (trade name) manufactured by JEOL Ltd.). In the following examples and comparative examples, the same apparatus was used to observe the phase shift film pattern cross section.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、50nmであり、良好であった。CDばらつきは、目標とするラインアンドスペースパターン(ラインパターンの幅:1.8μm、スペースパターンの幅:1.8μm)からのずれ幅である。
なお、位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、セイコーインスツルメンツナノテクノロジー社製SIR8000を用いて測定した。以下の実施例、比較例において、位相シフト膜パターンのCDばらつきの測定には、それぞれ同じ装置を用いた。
The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured using the above-described phase shift mask blank was 50 nm, which was good. The CD variation is a deviation width from a target line-and-space pattern (line pattern width: 1.8 μm, space pattern width: 1.8 μm).
The CD variation in the phase shift film pattern of the phase shift mask was measured using SIR8000 manufactured by Seiko Instruments Nano Technology. In the following examples and comparative examples, the same apparatus was used for measuring CD variation of the phase shift film pattern.

上述した位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクは、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に格別に優れる(1%を切る)と共に表面反射率特性についても優れ(4.9%以下)、裏面反射率特性についても優れる(365nmを除き40%以上)特性を有していた。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度が向上し、パターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターンがCDエラー生じることなく転写されていることを確認した。なお、表示装置の製造工程における位相シフトマスクを使用したパターン転写工程は、開口数(NA)が0.1の等倍露光のプロジェクション露光であって、露光光はi線、h線およびg線を含む複合光とした。以降、実施例2〜4、比較例1における表示装置の製造工程は、この露光条件で行った。   The above-described phase shift mask blank and phase shift mask satisfy exceptional optical characteristics of phase difference and transmittance, and in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less, are particularly excellent in transmittance wavelength dependency (1% In addition, the surface reflectance characteristics were excellent (4.9% or less) and the back surface reflectance characteristics were excellent (40% or more except 365 nm). In addition, the resolution of the transfer pattern transferred onto the display device substrate is improved in response to the excellent characteristics of the phase shift mask, and the line and space pattern having a pattern line width of 1.8 μm is transferred without causing a CD error. Confirmed that it has been. Note that the pattern transfer process using the phase shift mask in the manufacturing process of the display device is a projection exposure of the same magnification exposure with a numerical aperture (NA) of 0.1, and the exposure light is i-line, h-line and g-line. It was set as the composite light containing. Thereafter, the manufacturing process of the display device in Examples 2 to 4 and Comparative Example 1 was performed under these exposure conditions.

(実施例2)
(位相シフトマスクブランク)
実施例2では、QZ/MoSiON/CrC/CrOの構成の位相シフトマスクブランクについて説明する。
実施例2では、実施例1の位相シフトマスクブランクとは位相シフト層の材料、膜厚と、メタル層の膜厚が異なる。
実施例2の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、透明基板側から順に配置された、位相シフト層(MoSiON、膜厚135nm)とメタル層(CrC、膜厚10nm)と反射率低減層(CrO、膜厚35nm)とから構成される。
(Example 2)
(Phase shift mask blank)
In Example 2, a phase shift mask blank having a configuration of QZ / MoSiON / CrC / CrO will be described.
In Example 2, the material and film thickness of the phase shift layer and the film thickness of the metal layer are different from the phase shift mask blank of Example 1.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Example 2 includes a phase shift layer (MoSiON, film thickness of 135 nm), a metal layer (CrC, film thickness of 10 nm), and a reflectance reduction layer (CrO) arranged in order from the transparent substrate side. And a film thickness of 35 nm).

透明基板上に位相シフト層、メタル層、反射率低減層が積層された位相シフト膜の波長365nmにおける屈折率は2.40、波長365nmにおける消衰係数は0.515であった。   The phase shift film in which the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reduction layer were laminated on the transparent substrate had a refractive index of 2.40 at a wavelength of 365 nm and an extinction coefficient of 0.515 at a wavelength of 365 nm.

位相シフト層(MoSiON)の各元素の含有率は、Moは30原子%、Siは20原子%、Oは20原子%、Nは30原子%であった。
メタル層(CrC)のCr含有率およびC含有率の値は実施例1と同じである。
反射率低減層(CrO)のCr含有率およびO含有率の値は実施例1と同じである。
The content of each element in the phase shift layer (MoSiON) was 30 atomic% for Mo, 20 atomic% for Si, 20 atomic% for O, and 30 atomic% for N.
Values of Cr content and C content of the metal layer (CrC) are the same as those in Example 1.
Values of Cr content and O content of the reflectance reduction layer (CrO) are the same as those in Example 1.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、透過率は、313nmの波長において1.3%、365nmの波長において3.1%であり、405nmの波長において5.1%であり、413nm波長において5.5%であり、436nmの波長において6.4%であった。また、この位相シフト膜は、透過率の変動幅(透過率波長依存性)が、365nm〜436nmの波長域において、3.4%であった。
実施例1に比べ透過率が低くなる(365nmの波長において3.1%)が、透過率波長依存性も小さいので、解像性が良い。
図5は、実施例2の位相シフトマスククランクの位相シフト膜の透過率スペクトルを示す。
Due to the above-described three-layer structure, the phase shift film has a transmittance of 1.3% at a wavelength of 313 nm, 3.1% at a wavelength of 365 nm, 5.1% at a wavelength of 405 nm, and at a wavelength of 413 nm. 5.5% and 6.4% at a wavelength of 436 nm. Further, this phase shift film had a transmittance fluctuation range (transmittance wavelength dependency) of 3.4% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.
Although the transmittance is lower than that of Example 1 (3.1% at a wavelength of 365 nm), the transmittance wavelength dependency is small, so that the resolution is good.
FIG. 5 shows the transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask crank according to the second embodiment.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、位相差は、365nmの波長において180.9°であり、405nmの波長において160.6°であり、413nm波長において156.5°であり、436nmの波長において145.5°であった。また、この位相シフト膜は、位相差の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、35.3°であった。   Due to the above-described three-layer structure, the phase shift film has a phase difference of 180.9 ° at a wavelength of 365 nm, 160.6 ° at a wavelength of 405 nm, 156.5 ° at a wavelength of 413 nm, and 436 nm. The wavelength was 145.5 °. Further, this phase shift film had a phase difference fluctuation range of 35.3 ° in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.

位相シフト膜は、表面反射率が、350nmの波長において7.3%であり、365nmの波長において5.7%であり、405nmの波長において3.4%であり、413nm波長において3.2%であり、436nmの波長において3.7%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、2.1%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、350nm〜436nmの波長域において、4.1%であった。   The phase shift film has a surface reflectance of 7.3% at a wavelength of 350 nm, 5.7% at a wavelength of 365 nm, 3.4% at a wavelength of 405 nm, and 3.2% at a wavelength of 413 nm. It was 3.7% at a wavelength of 436 nm. Further, this phase shift film had a fluctuation range of the surface reflectance of 2.1% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm. Further, this phase shift film had a fluctuation range of the surface reflectance of 4.1% in a wavelength region of 350 nm to 436 nm.

位相シフト膜は、裏面反射率が、365nm〜436nmの波長域において20%以上であった。   The phase shift film had a back surface reflectance of 20% or more in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.

(位相シフトマスクブランクの製造)
実施例2では、位相シフト層の成膜時に、MoSiターゲット(Mo:Si=1:4)(原子(%)比)に5.0kWのスパッタパワーを印加し、ArガスとO2ガスとN2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入しながら、透明基板の主表面上にMoSiONからなる膜厚135nmの位相シフト層を成膜した。ここで、Arガスが60sccm、O2が40sccm、N2が50sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その他の点は実施例1と同様の方法により、実施例2の位相シフトマスクブランクを製造した。
(Manufacture of phase shift mask blanks)
In Example 2, a sputtering power of 5.0 kW was applied to the MoSi target (Mo: Si = 1: 4) (atomic (%) ratio) during the formation of the phase shift layer, and Ar gas, O 2 gas, and N 2 gas were applied. A phase shift layer made of MoSiON and having a film thickness of 135 nm was formed on the main surface of the transparent substrate. Here, Ar gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rate was 60 sccm, O 2 was 40 sccm, and N 2 was 50 sccm.
The phase shift mask blank of Example 2 was manufactured by the same method as Example 1 except for the other points.

(位相シフトマスクの製造)
実施例2では、位相シフト層のエッチング時、フッ化水素アンモニウムと過酸化水素との混合溶液を純水で希釈したモリブデンシリサイドエッチング溶液を用いた。
その他の点は実施例1と同様の方法により、実施例2の位相シフトマスクを製造した。
(Manufacture of phase shift mask)
In Example 2, a molybdenum silicide etching solution obtained by diluting a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide with pure water at the time of etching the phase shift layer was used.
In other respects, the phase shift mask of Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 1.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、56nmであり、良好であった。   The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured using the above-described phase shift mask blank was 56 nm, which was favorable.

上述した位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクは、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(3.3%)と共に表面反射率特性についても優れ(5.7%以下)、裏面反射率特性についても優れる(20%以上)特性を有していた。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、パターン転写時の位置ずれも抑制されるとともに、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度が向上し、パターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターンがCDエラー生じることなく転写されることを確認した。   The phase shift mask blank and the phase shift mask described above satisfy the predetermined optical characteristics of the phase difference and the transmittance, and are excellent in transmittance wavelength dependency in the wavelength range of 365 nm to 436 nm (3.3%). In addition, the surface reflectance characteristics were excellent (5.7% or less), and the back surface reflectance characteristics were also excellent (20% or more). Corresponding to the excellent characteristics of the phase shift mask, positional displacement during pattern transfer is suppressed, the resolution of the transfer pattern transferred onto the display device substrate is improved, and the pattern line width is 1.8 μm. It was confirmed that the line and space pattern was transferred without causing a CD error.

(実施例3)
(位相シフトマスクブランク)
実施例3では、QZ/MoSiN/CrC/CrOの構成の位相シフトマスクブランクについて説明する。
実施例3では、実施例2の位相シフトマスクブランクとは位相シフト層の材料、膜厚と、メタル層の膜厚が異なる。
実施例3の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、透明基板側から順に配置された、位相シフト層(MoSiN、膜厚85nm)とメタル層(CrC、膜厚5nm)と反射率低減層(CrO、膜厚35nm)とから構成される。
(Example 3)
(Phase shift mask blank)
In Example 3, a phase shift mask blank having a configuration of QZ / MoSiN / CrC / CrO will be described.
In Example 3, the material and film thickness of the phase shift layer and the film thickness of the metal layer are different from the phase shift mask blank of Example 2.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Example 3 includes a phase shift layer (MoSiN, film thickness 85 nm), a metal layer (CrC, film thickness 5 nm), and a reflectance reduction layer (CrO) arranged in this order from the transparent substrate side. And a film thickness of 35 nm).

透明基板上に位相シフト層、メタル層、反射率低減層が積層された位相シフト膜の波長365nmにおける屈折率は2.40、波長365nmにおける消衰係数は0.436であった。   The phase shift film in which the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reduction layer were laminated on the transparent substrate had a refractive index of 2.40 at a wavelength of 365 nm and an extinction coefficient of 0.436 at a wavelength of 365 nm.

位相シフト層(MoSiN)の各元素の含有率は、Moは10原子%、Siは30原子%、Nは60原子%であった。
メタル層(Cr)のCr含有率の値は実施例2と同じである。
反射率低減層(CrO)のCr含有率およびO含有率の値は実施例2と同じである。
The content of each element in the phase shift layer (MoSiN) was 10 atomic% for Mo, 30 atomic% for Si, and 60 atomic% for N.
The value of the Cr content of the metal layer (Cr) is the same as in Example 2.
Values of Cr content and O content of the reflectance reduction layer (CrO) are the same as those in Example 2.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、透過率は、313nmの波長において1.0%、365nmの波長において2.7%であり、405nmの波長において4.4%であり、413nm波長において4.8%であり、436nmの波長において5.7%であった。また、この位相シフト膜は、透過率の変動幅(透過率波長依存性)が、365nm〜436nmの波長域において、3.0%であった。
実施例2に比べ透過率が低くなる(365nmの波長において2.7%)が、透過率波長依存性も小さいので、解像性が良い。
図6は、実施例3の位相シフトマスククランクの位相シフト膜の透過率スペクトルを示す。
Due to the above-described three-layer structure, the phase shift film has a transmittance of 1.0% at a wavelength of 313 nm, 2.7% at a wavelength of 365 nm, 4.4% at a wavelength of 405 nm, and at a wavelength of 413 nm. 4.8% and 5.7% at a wavelength of 436 nm. Further, this phase shift film had a transmittance variation width (transmittance wavelength dependency) of 3.0% in a wavelength region of 365 nm to 436 nm.
Although the transmittance is lower than that of Example 2 (2.7% at a wavelength of 365 nm), the transmittance wavelength dependency is small, so that the resolution is good.
FIG. 6 shows the transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask crank of Example 3.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、位相差は、365nmの波長において181.7°であり、405nmの波長において162.1°であり、413nm波長において158.4°であり、436nmの波長において148.7°であった。また、この位相シフト膜は、位相差の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、32.9°であった。   Due to the three-layer structure described above, the phase shift film has a phase difference of 181.7 ° at a wavelength of 365 nm, 162.1 ° at a wavelength of 405 nm, 158.4 ° at a wavelength of 413 nm, and 436 nm. The wavelength was 148.7 °. Further, this phase shift film had a phase difference variation width of 32.9 ° in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.

位相シフト膜は、表面反射率が、350nmの波長において9.3%であり、365nmの波長において7.9%であり、405nmの波長において5.5%であり、413nm波長において5.2%であり、436nmの波長において4.8%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、3.1%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、350nm〜436nmの波長域において、4.6%であった。   The phase shift film has a surface reflectance of 9.3% at a wavelength of 350 nm, 7.9% at a wavelength of 365 nm, 5.5% at a wavelength of 405 nm, and 5.2% at a wavelength of 413 nm. It was 4.8% at a wavelength of 436 nm. Further, this phase shift film had a fluctuation range of surface reflectance of 3.1% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm. Further, this phase shift film had a fluctuation range of the surface reflectance of 4.6% in a wavelength region of 350 nm to 436 nm.

位相シフト膜は、裏面反射率が、365nm〜436nmの波長域において20%以上であった。   The phase shift film had a back surface reflectance of 20% or more in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.

(位相シフトマスクブランクの製造)
実施例3では、位相シフト層の成膜時に、MoSiターゲット(Mo:Si=1:4)(原子(%)比)に5.6kWのスパッタパワーを印加し、ArガスとN2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入しながら、透明基板の主表面上にMoSiNからなる膜厚85nmの位相シフト層を成膜した。ここで、Arガスが40sccm、N2が60sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その他の点は実施例2と同様の方法により、実施例3の位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクを製造した。
(Manufacture of phase shift mask blanks)
In Example 3, 5.6 kW of sputtering power was applied to the MoSi target (Mo: Si = 1: 4) (atomic (%) ratio) during the formation of the phase shift layer, and mixing of Ar gas and N 2 gas was performed. While introducing the gas into the sputtering chamber, a 85 nm thick phase shift layer made of MoSiN was formed on the main surface of the transparent substrate. Here, Ar gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rate was 40 sccm and N 2 was 60 sccm.
In other respects, the phase shift mask blank and the phase shift mask of Example 3 were manufactured in the same manner as in Example 2.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、60nmであり、良好であった。   The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured using the above-described phase shift mask blank was 60 nm, which was favorable.

上述した位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクは、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(3.0%)と共に表面反射率特性についても優れ(7.9%以下)、裏面反射率特性についても優れる(20%以上)特性を有していた。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、パターン転写時の位置ずれも抑制されるとともに、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度が向上し、パターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターンがCDエラー生じることなく転写されることを確認した。   The phase shift mask blank and the phase shift mask described above satisfy the predetermined optical characteristics of the phase difference and the transmittance, and are excellent in transmittance wavelength dependency in the wavelength range of 365 nm to 436 nm (3.0%). In addition, the surface reflectance characteristics were excellent (7.9% or less), and the back surface reflectance characteristics were also excellent (20% or more). Corresponding to the excellent characteristics of the phase shift mask, positional displacement during pattern transfer is suppressed, the resolution of the transfer pattern transferred onto the display device substrate is improved, and the pattern line width is 1.8 μm. It was confirmed that the line and space pattern was transferred without causing a CD error.

(実施例4)
実施例4では、QZ上にZrSiON/Crの位相シフト膜、MoSi系遮光膜の膜構成の位相シフトマスクブランクについて説明する。
実施例4では、実施例1の位相シフトマスクブランクとは反射率低減層を形成しない位相シフト膜とし、位相シフト膜上に反射防止機能を有するMoSi系材料からなる遮光膜を形成した点が異なる。
実施例4の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、透明基板側から順に配置された、位相シフト層(ZrSiON、膜厚130nm)とメタル層(Cr、膜厚10nm)とから構成される。また、位相シフト膜上に形成されたMoSi系遮光膜は、MoSiN(膜厚25nm)/MoSi(膜厚65nm)/MoSiON(膜厚25nm)からなる反射防止機能を有する遮光膜とした。
Example 4
In the fourth embodiment, a phase shift mask blank having a ZrSiON / Cr phase shift film and a MoSi light shielding film on QZ will be described.
Example 4 is different from the phase shift mask blank of Example 1 in that a phase shift film without a reflectance reduction layer is formed and a light shielding film made of a MoSi-based material having an antireflection function is formed on the phase shift film. .
The phase shift film in the phase shift mask blank of Example 4 is composed of a phase shift layer (ZrSiON, film thickness 130 nm) and a metal layer (Cr, film thickness 10 nm), which are sequentially arranged from the transparent substrate side. The MoSi-based light-shielding film formed on the phase shift film was a light-shielding film having an antireflection function made of MoSiN (film thickness 25 nm) / MoSi (film thickness 65 nm) / MoSiON (film thickness 25 nm).

位相シフト膜は、上述した2層構造により、透過率は、波長365nmにおいて約5.1%であり、位相シフト膜は、透過率の変動幅(透過率波長依存性)は、365nm〜436nmの波長域において、5.5%以内であった。
また、実施例4の位相シフトマスクブランクは、遮光膜の膜面反射率は、レーザー描画光の波長413nmにおいて10%以下を有しており、位相シフト膜の裏面反射率は、365nm〜436nmの波長域において、20%以上であった。
The phase shift film has a transmittance of about 5.1% at a wavelength of 365 nm due to the two-layer structure described above, and the phase shift film has a transmittance fluctuation range (transmittance wavelength dependency) of 365 nm to 436 nm. It was within 5.5% in the wavelength range.
Further, in the phase shift mask blank of Example 4, the film surface reflectance of the light shielding film has 10% or less at the wavelength of 413 nm of the laser drawing light, and the back surface reflectance of the phase shift film is 365 nm to 436 nm. It was 20% or more in the wavelength region.

位相シフト膜は、上述した2層構造により、位相差は、365nmの波長において、160°〜200°の範囲内であった。   The phase shift film had a phase difference in the range of 160 ° to 200 ° at a wavelength of 365 nm due to the above-described two-layer structure.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、62nmであり、良好であった。   The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured using the above-described phase shift mask blank was 62 nm, which was favorable.

上述した位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクは、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)と共に裏面反射率特性についても優れる(20%以上)特性を有していた。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、パターン転写時の位置ずれも抑制されるとともに、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度が向上し、パターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターンがCDエラー生じることなく転写されることを確認した。   The above-described phase shift mask blank and phase shift mask satisfy the predetermined optical characteristics of phase difference and transmittance, and are excellent in transmittance wavelength dependency within a wavelength range of 365 nm to 436 nm (within 5.5%). ) As well as excellent back surface reflectance characteristics (20% or more). Corresponding to the excellent characteristics of the phase shift mask, positional displacement during pattern transfer is suppressed, the resolution of the transfer pattern transferred onto the display device substrate is improved, and the pattern line width is 1.8 μm. It was confirmed that the line and space pattern was transferred without causing a CD error.

(比較例1)
比較例1の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、位相シフト層(CrOCN、膜厚122nm)のみから構成される。比較例1の位相シフトマスクブランクは、位相シフト膜がメタル層と反射率低減層とを備えていない点で上述の実施例の位相シフトマスクブランクと異なる。
比較例1の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、以下の成膜条件により成膜した。
位相シフト膜(CrOCN)の各元素の含有率は、Crは44原子%、Cは8原子%、Oは30原子%、Nは18原子%であった。
位相シフト膜は、透過率は、365nmの波長において4.6%であり、405nmの波長において8.0%であり、436nmの波長において11.0%であった。また、この位相シフト膜は、透過率の変動幅(透過率波長依存性)が、365nm〜436nmの波長域において、6.4%であった。
位相シフト膜は、上述した1層構造により、位相差は、365nmの波長において179.6°であり、405nmの波長において164.7°であり、413nm波長において161.7°であり、436nmの波長において153.1°であった。また、この位相シフト膜は、位相差の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、26.5°であった。
また、位相シフト膜は、表面反射率が、365nmの波長において24.0%であり、405nmの波長において25.1%であり、413nm波長において25.3%であり、436nmの波長において26.0%であった。また、位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、2.0%であった。
また、位相シフト膜は、裏面反射率が、365nmの波長において17.9%であり、405nmの波長において19.9%であり、436nmの波長において20.3%であった。また、位相シフト膜は、裏面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、2.4%であった。
(Comparative Example 1)
The phase shift film in the phase shift mask blank of Comparative Example 1 is composed of only a phase shift layer (CrOCN, film thickness 122 nm). The phase shift mask blank of Comparative Example 1 is different from the phase shift mask blank of the above-described example in that the phase shift film does not include a metal layer and a reflectance reduction layer.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Comparative Example 1 was formed under the following film formation conditions.
The content of each element in the phase shift film (CrOCN) was 44 atomic% for Cr, 8 atomic% for C, 30 atomic% for O, and 18 atomic% for N.
The transmittance of the phase shift film was 4.6% at a wavelength of 365 nm, 8.0% at a wavelength of 405 nm, and 11.0% at a wavelength of 436 nm. Further, this phase shift film had a transmittance fluctuation range (transmittance wavelength dependency) of 6.4% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.
The phase shift film has a phase difference of 179.6 ° at a wavelength of 365 nm, 164.7 ° at a wavelength of 405 nm, 161.7 ° at a wavelength of 413 nm, and 436 nm due to the single-layer structure described above. It was 153.1 ° in wavelength. Further, this phase shift film had a phase difference fluctuation range of 26.5 ° in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.
The phase shift film has a surface reflectance of 24.0% at a wavelength of 365 nm, 25.1% at a wavelength of 405 nm, 25.3% at a wavelength of 413 nm, and 26.26 at a wavelength of 436 nm. 0%. Further, the phase shift film has a variation range of the surface reflectance of 2.0% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.
The phase shift film had a back surface reflectance of 17.9% at a wavelength of 365 nm, 19.9% at a wavelength of 405 nm, and 20.3% at a wavelength of 436 nm. Further, the fluctuation range of the back surface reflectance of the phase shift film was 2.4% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

(位相シフトマスクブランクの製造)
比較例1の位相シフトマスクブランクは、以下の方法により製造した。
先ず、透明基板である合成石英ガラス基板を準備した。
その後、透明基板をスパッタリング装置のスパッタ室に搬入した。
その後、スパッタ室に配置されたクロムターゲットに3.5kWのスパッタパワーを印加し、ArガスとN2ガスとCO2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入してCrOCNからなる膜厚122nmの位相シフト膜を成膜した。ここで、混合ガスは、Arが46sccm、N2が32sccm、CO2が18.5sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、位相シフト膜が形成された透明基板をスパッタリング装置から取り出し、洗浄を行った。
(Manufacture of phase shift mask blanks)
The phase shift mask blank of Comparative Example 1 was manufactured by the following method.
First, a synthetic quartz glass substrate, which is a transparent substrate, was prepared.
Thereafter, the transparent substrate was carried into the sputtering chamber of the sputtering apparatus.
Thereafter, a sputtering power of 3.5 kW is applied to the chromium target disposed in the sputtering chamber, and a mixed gas of Ar gas, N 2 gas, and CO 2 gas is introduced into the sputtering chamber, and a phase shift film having a film thickness of 122 nm made of CrOCN Was deposited. Here, the mixed gas was introduced into the sputtering chamber such that Ar had a flow rate of 46 sccm, N 2 had a flow rate of 32 sccm, and CO 2 had a flow rate of 18.5 sccm.
Thereafter, the transparent substrate on which the phase shift film was formed was taken out of the sputtering apparatus and washed.

(位相シフトマスクの製造)
上述した位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法により位相シフトマスクを製造した。
先ず、上述した位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、ノボラック系のポジ型のフォトレジストからなるレジスト膜を形成した。
その後、レーザー描画機により、波長413nmのレーザー光を用いて、レジスト膜に所定のパターン(1.8μmのラインアンドスペースパターン)を描画した。その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、位相シフト膜上にレジスト膜パターンを形成した。
その後、レジスト膜パターンをマスクにして位相シフト膜を硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸を含むクロムエッチング溶液にてエッチングして、位相シフト膜パターンを形成し、その後、レジスト剥離液を用いて、レジスト膜パターンを剥離した。
上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、90nmであり、高解像度、高精細の表示装置の製造に用いられる位相シフトマスクに求められるレベルを達していなかった。
上述した比較例1による位相シフトマスクは、CDばらつきが大きく、また、露光光に対する位相シフト膜パターンの膜面反射率が高いため、上述した位相シフトマスクを用いて、高解像度、高精細の表示装置を製造することができなかった。
(Manufacture of phase shift mask)
A phase shift mask was manufactured by the following method using the phase shift mask blank described above.
First, a resist film made of a novolac positive photoresist was formed on the phase shift film of the above-described phase shift mask blank.
Thereafter, a predetermined pattern (1.8 μm line and space pattern) was drawn on the resist film by using a laser beam having a wavelength of 413 nm by a laser drawing machine. Thereafter, the resist film was developed with a predetermined developer to form a resist film pattern on the phase shift film.
Then, using the resist film pattern as a mask, the phase shift film is etched with a chromium etching solution containing ceric ammonium nitrate and perchloric acid to form a phase shift film pattern, and then using a resist stripping solution, The resist film pattern was peeled off.
The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured using the above-described phase shift mask blank is 90 nm, which is a level required for the phase shift mask used for manufacturing a high-resolution, high-definition display device. It was not reached.
Since the phase shift mask according to Comparative Example 1 described above has a large CD variation and the film surface reflectance of the phase shift film pattern with respect to the exposure light is high, a high-resolution and high-definition display using the above-described phase shift mask. The device could not be manufactured.

以上のように、本発明を実施の形態および実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されない。該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail based on embodiment and an Example, this invention is not limited to this. It is obvious that those having ordinary knowledge in the relevant field can make modifications and improvements within the technical idea of the present invention.

10 位相シフトマスクブランク、20 透明基板、30 位相シフト膜、31 位相シフト層、32 反射率低減層、33 メタル層、40 遮光性膜パターン、45 遮光膜、46 遮光層、47 表面反射率低減層   10 phase shift mask blank, 20 transparent substrate, 30 phase shift film, 31 phase shift layer, 32 reflectance reduction layer, 33 metal layer, 40 light shielding film pattern, 45 light shielding film, 46 light shielding layer, 47 surface reflectance reduction layer

Claims (14)

表示装置製造用の位相シフトマスクブランクにおいて、
透明基板と、該透明基板上に形成された位相シフト膜とを備え、
前記位相シフト膜は、2層以上の積層膜からなり、
前記位相シフト膜は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する位相シフト層と、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性を調整する機能を有するメタル層とを有し、
前記位相シフト膜は、露光光に対する前記位相シフト膜の透過率と位相差とが所定の光学特性を有し、
前記位相シフト層は、金属とケイ素と、窒素および酸素のうちの少なくとも一種を含む材料からなり、
前記メタル層は、金属で構成される材料、または、金属と、炭素、フッ素、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成され、前記金属の含有率が55原子%以上100原子%未満の金属化合物からなる材料からなり、
前記位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性が、5.5%以内である
ことを特徴とする位相シフトマスクブランク。
In the phase shift mask blank for display device manufacture,
A transparent substrate, and a phase shift film formed on the transparent substrate,
The phase shift film is composed of two or more laminated films,
The phase shift film mainly includes a phase shift layer having a function of adjusting a transmittance and a phase difference with respect to exposure light, and a metal layer having a function of adjusting a transmittance wavelength dependency in a wavelength range of 365 nm to 436 nm. Have
The phase shift film has predetermined optical characteristics in which the transmittance and phase difference of the phase shift film with respect to exposure light have predetermined optical characteristics,
The phase shift layer is made of a material containing at least one of metal, silicon, nitrogen and oxygen,
The metal layer is composed of a metal material or a metal and at least one of carbon, fluorine, nitrogen, and oxygen, and the metal content is 55 atomic% or more and less than 100 atomic%. Made of compound materials,
The phase shift film has a transmittance wavelength dependency within a wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less within 5.5%.
表示装置製造用の位相シフトマスクブランクにおいて、
透明基板と、該透明基板上に形成された位相シフト膜とを備え、
前記位相シフト膜は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する位相シフト層と、該位相シフト層の上側に配置され、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する反射率低減層と、前記位相シフト層と前記反射率低減層との間に配置され、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性を調整する機能を有するメタル層を有し、
前記位相シフト層、前記メタル層および前記反射率低減層の積層構造により、露光光に対する前記位相シフト膜の透過率と位相差とが所定の光学特性を有し、
前記位相シフト層は、金属とケイ素と、窒素および酸素のうちの少なくとも一種を含む材料からなり、
前記メタル層は、金属で構成される材料、または、金属と、炭素、フッ素、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成され、前記金属の含有率が55原子%以上100原子%未満の金属化合物からなる材料からなり、
前記位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性が、5.5%以内であることを特徴とする位相シフトマスクブランク。
In the phase shift mask blank for display device manufacture,
A transparent substrate, and a phase shift film formed on the transparent substrate,
The phase shift film is arranged mainly on the phase shift layer having a function of adjusting the transmittance and phase difference with respect to the exposure light, and the light incident on the surface side of the phase shift film. A reflectance reduction layer having a function of reducing the reflectance with respect to the liquid crystal, and a function of adjusting the transmittance wavelength dependency in a range of wavelengths from 365 nm to 436 nm, which is disposed between the phase shift layer and the reflectance reduction layer. Having a metal layer,
Due to the laminated structure of the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reduction layer, the transmittance and phase difference of the phase shift film with respect to exposure light have predetermined optical characteristics,
The phase shift layer is made of a material containing at least one of metal, silicon, nitrogen and oxygen,
The metal layer is composed of a metal material or a metal and at least one of carbon, fluorine, nitrogen, and oxygen, and the metal content is 55 atomic% or more and less than 100 atomic%. Made of compound materials,
The phase shift mask blank according to claim 1, wherein the phase shift film has a transmittance wavelength dependency within 5.5% in a wavelength range of 365 nm to 436 nm.
前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の表面反射率が、365nm〜436nmの波長域において10%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の位相シフトマスクブランク。   2. The phase shift film according to claim 1, wherein a surface reflectance of the phase shift film with respect to light incident from a surface side of the phase shift film is 10% or less in a wavelength region of 365 nm to 436 nm. 2. The phase shift mask blank according to 2. 前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜側より入射される光に対する前記位相シフト膜の表面反射率が、350nm〜436nmの波長域において15%以下であることを特徴とする請求項2または3に記載の位相シフトマスクブランク。   4. The phase shift film according to claim 2, wherein the phase shift film has a surface reflectance of 15% or less in a wavelength region of 350 nm to 436 nm with respect to light incident from the phase shift film side. 5. The described phase shift mask blank. 前記透明基板の裏面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の裏面反射率が、365nm〜436nmの波長域において20%以上であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。   The back surface reflectance of the said phase shift film with respect to the light which injects from the back surface side of the said transparent substrate is 20% or more in a wavelength range of 365 nm-436 nm, It is any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. Phase shift mask blank. 前記反射率低減層は、金属と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種を含む材料、あるいは、金属とケイ素と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種を含む材料、からなることを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。   The reflectance reduction layer is made of a metal and a material containing at least one of nitrogen, oxygen and carbon, or a material containing a metal and silicon and at least one of nitrogen, oxygen and carbon. A phase shift mask blank according to any one of claims 2 to 5. 前記メタル層を構成する金属は、Cr、Zr、Mo、Ti、TaおよびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。   The phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal constituting the metal layer is any one of Cr, Zr, Mo, Ti, Ta, and W. 前記位相シフト層を構成する金属は、Zr、Mo、Ti、TaおよびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。   The phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 7, wherein the metal constituting the phase shift layer is any one of Zr, Mo, Ti, Ta, and W. 前記反射率低減層を構成する金属は、Cr、Zr、Mo、Ti、TaおよびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項2から8のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。   9. The phase shift mask according to claim 2, wherein the metal constituting the reflectance reduction layer is any one of Cr, Zr, Mo, Ti, Ta and W. blank. 前記位相シフト膜上に形成された遮光膜を備えることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。   The phase shift mask blank according to claim 1, further comprising a light shielding film formed on the phase shift film. 前記遮光膜は、前記遮光膜の表面側より入射される光に対する前記遮光膜の膜面反射率が、350nm〜436nmの波長域において15%以下であることを特徴とする請求項10記載の位相シフトマスクブランク。   11. The phase according to claim 10, wherein the light shielding film has a film surface reflectance of 15% or less in a wavelength region of 350 nm to 436 nm with respect to light incident from a surface side of the light shielding film. Shift mask blank. 表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法において、
請求項1から9のいずれかに記載の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、レジスト膜を形成し、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いた描画処理、および現像処理により、レジスト膜パターンを形成する工程と、
前記レジスト膜パターンをマスクにして前記位相シフト膜をエッチングして位相シフト膜パターンを形成する工程と
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
In a method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist film is formed on the phase shift film of the phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 9, and drawing using a laser beam having any wavelength selected from a wavelength range of 350 nm to 436 nm A step of forming a resist film pattern by processing and development processing;
And a step of etching the phase shift film with the resist film pattern as a mask to form a phase shift film pattern.
表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法において、
請求項10または11に記載の位相シフトマスクブランクの遮光膜上に、レジスト膜を形成し、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いた描画処理、および現像処理により、レジスト膜パターンを形成する工程と、
前記レジスト膜パターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
前記遮光膜パターンをマスクにして位相シフト膜をエッチングして位相シフト膜パターンを形成する工程と
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
In a method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist film is formed on the light-shielding film of the phase shift mask blank according to claim 10 or 11, and a drawing process using a laser beam having any wavelength selected from a wavelength range of 350 nm to 436 nm, and development A step of forming a resist film pattern by processing;
Etching the light shielding film using the resist film pattern as a mask to form a light shielding film pattern;
Forming a phase shift film pattern by etching the phase shift film using the light shielding film pattern as a mask.
表示装置の製造方法において、
基板上にレジスト膜が形成されたレジスト膜付き基板に対して、請求項12または13記載の位相シフトマスクの製造方法によって得られた位相シフトマスクを、前記レジスト膜に対向して配置する位相シフトマスク配置工程と、
i線、h線及びg線を含む複合露光光を前記位相シフトマスクに照射して、前記位相シフト膜パターンを転写するパターン転写工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of the display device,
The phase shift mask which arrange | positions the phase shift mask obtained by the manufacturing method of the phase shift mask of Claim 12 or 13 facing the said resist film with respect to the board | substrate with a resist film in which the resist film was formed on the board | substrate. Mask placement process;
and a pattern transfer step of transferring the phase shift film pattern by irradiating the phase shift mask with composite exposure light including i-line, h-line, and g-line.
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