JP2019020712A - Photomask blank and method for manufacturing the same, method for manufacturing photomask, and method for manufacturing display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトマスクブランクおよびその製造方法、フォ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 photomask blank and a manufacturing method thereof, a manufacturing method of a photomask, and a manufacturing method of a display device.
LCD(Liquid Crystal Display)を代表とするFPD(Flat Panel Display)等の表示装置では、大画面化、広視野角化とともに、高精細化、高速表示化が急速に進んでいる。この高精細化、高速表示化のために必要な要素の1つが、微細で寸法精度の高い素子や配線等の電子回路パターンの作製である。この表示装置用電子回路のパターニングにはフォトリソグラフィが用いられることが多い。このため、微細で高精度なパターンが形成された表示装置製造用のフォトマスクが必要になっている。 In display devices such as an LCD (Flat Panel Display) such as an LCD (Liquid Crystal Display), the display is rapidly increasing in size, wide viewing angle, high definition, and high speed display. One of the elements necessary for high definition and high speed display is the production of electronic circuit patterns such as fine elements and wiring with high dimensional accuracy. Photolithography is often used for patterning the electronic circuit for the display device. For this reason, a photomask for manufacturing a display device in which a fine and highly accurate pattern is formed is necessary.
表示装置製造用のフォトマスクは、フォトマスクブランクから作製される。フォトマスクブランクは、合成石英ガラスなどからなる透明基板上に露光光に対して不透明な材料からなる遮光膜を設けて構成される。フォトマスクブランクやフォトマスクでは、露光したときの光の反射を抑制するため、遮光膜の表裏両面側に反射抑制層が設けられており、フォトマスクブランクは、例えば、透明基板側から順に第1反射抑制層、遮光層および第2反射抑制層を積層させた膜構成となっている。フォトマスクは、フォトマスクブランクの遮光膜をウェットエッチング等によりパターニングして所定のマスクパターンを形成することで作製される。 A photomask for manufacturing a display device is manufactured from a photomask blank. The photomask blank is configured by providing a light shielding film made of a material opaque to exposure light on a transparent substrate made of synthetic quartz glass or the like. In photomask blanks and photomasks, in order to suppress reflection of light when exposed, a reflection suppressing layer is provided on both the front and back sides of the light shielding film. The photomask blank is, for example, first in order from the transparent substrate side. It has a film configuration in which a reflection suppressing layer, a light shielding layer, and a second reflection suppressing layer are laminated. The photomask is manufactured by patterning the light shielding film of the photomask blank by wet etching or the like to form a predetermined mask pattern.
このような表示装置製造用のフォトマスク、その原版となるフォトマスクブランク、並びに両者の製造方法に関連する技術は、特許文献1に開示されている。 Patent Document 1 discloses such a photomask for manufacturing a display device, a photomask blank serving as an original plate, and a technique related to the manufacturing method of both.
表示装置(例えばTV用の表示パネル)の製造では、例えば、フォトマスクを用いて、表示装置用基板に対して所定パターンを転写した後、表示装置用基板をスライドさせて、所定パターンを転写することで、パターン転写を繰り返し行う。この転写においては、露光装置の光源からフォトマスクに露光光が入射する際のフォトマスクの裏面側の反射光や、露光光がフォトマスクを通過して被転写体からの反射光がフォトマスク表面側に戻ってきた反射光の影響で、表示装置の重ね合わせ近傍において、想定以上の露光光が照射されることがある。この結果、隣り合うパターン同士が一部重なるように露光され、製造される表示装置において表示ムラが生じることがある。 In the manufacture of a display device (for example, a display panel for TV), for example, a predetermined pattern is transferred to the display device substrate using a photomask, and then the display device substrate is slid to transfer the predetermined pattern. Thus, pattern transfer is repeated. In this transfer, reflected light on the back side of the photomask when exposure light is incident on the photomask from the light source of the exposure apparatus, or reflected light from the transfer object through the exposure light passes through the photomask. Due to the influence of the reflected light returning to the side, exposure light more than expected may be irradiated in the vicinity of the overlay of the display device. As a result, display unevenness may occur in a display device that is exposed so that adjacent patterns partially overlap each other.
そこで、フォトマスクブランクでは、表示ムラを抑制するために遮光膜の表裏面の反射率を10%以下(例えば、波長365nm〜436nm)、さらに好ましくは5%以下(例えば、400nm〜436nm)とすることが求められている。さらに、フォトマスクのCD均一性を向上させる観点から、レーザー描画光における遮光膜の表面反射を考慮すると、遮光膜表面の反射率を、5%以下(例えば、波長413nm)、さらに好ましくは3%以下(例えば、波長413nm)とすることが求められている。 Therefore, in the photomask blank, in order to suppress display unevenness, the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film is 10% or less (for example, wavelength 365 nm to 436 nm), more preferably 5% or less (for example 400 nm to 436 nm). It is demanded. Furthermore, from the viewpoint of improving the CD uniformity of the photomask, considering the surface reflection of the light shielding film in laser drawing light, the reflectance of the light shielding film surface is 5% or less (for example, wavelength 413 nm), more preferably 3%. The following is required (for example, wavelength 413 nm).
また、表示装置製造用のフォトマスクは、表示装置の高精細化、高速表示化の要求の他に、基板サイズの大型化が進んでおり、近年では、短辺の長さが850mm以上の矩形状基板を用いた超大型のフォトマスクが表示装置の製造に使用されている。なお、上述の短辺の長さが850mm以上の大型フォトマスクとしては、G7用の850mm×1200mmサイズ、G8用の1220mm×1400mmサイズ、G10用の1620mm×1780mmサイズがあり、特にこのような大型のフォトマスクにおけるマスクパターンのCD均一性(CD Uniformity)として100nm以下の高精度のマスクパターンが要求されている。 In addition to the demand for higher definition and higher speed display of display devices, photomasks for manufacturing display devices have been increasing in substrate size. In recent years, a rectangular with a short side length of 850 mm or more has been developed. An ultra-large photomask using a shape substrate is used for manufacturing a display device. The above-mentioned large photomask having a short side length of 850 mm or more includes 850 mm × 1200 mm size for G7, 1220 mm × 1400 mm size for G8, and 1620 mm × 1780 mm size for G10. A high-precision mask pattern of 100 nm or less is required as the CD uniformity (CD uniformity) of the mask pattern in the photomask.
従来提案されていた特許文献1のフォトマスクブランクでは、基板の短辺の長さを850mm以上とした場合、遮光膜の表裏面の反射率を露光波長に対して10%以下とし、かつ、フォトマスクブランクを使用して作製されたフォトマスクにおけるマスクパターンのCD均一性を100nm以下とする要求を満たすことはできなかった。 In the conventionally proposed photomask blank of Patent Document 1, when the length of the short side of the substrate is 850 mm or more, the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film is 10% or less with respect to the exposure wavelength, and It was not possible to satisfy the requirement that the CD uniformity of the mask pattern in a photomask manufactured using a mask blank be 100 nm or less.
本発明は、エッチングによりフォトマスクを作製したときに高精度なマスクパターンが得られ、かつ、フォトマスクを用いて表示装置を作製するときに表示ムラを抑制できるような光学特性を満たすフォトマスクブランクを提供することを目的とする。 The present invention provides a photomask blank that has a high-accuracy mask pattern when a photomask is manufactured by etching and that has optical characteristics that can suppress display unevenness when a display device is manufactured using the photomask. The purpose is to provide.
(構成1)
表示装置製造用のフォトマスクを作製する際に用いられるフォトマスクブランクであって、
露光光に対して実質的に透明な材料からなる透明基板と、
前記透明基板上に設けられ、前記露光光に対して実質的に不透明な材料からなる遮光膜と、を有し、
前記遮光膜は、前記透明基板側から第1反射抑制層と遮光層と第2反射抑制層とを備え、
前記第1反射抑制層は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が25〜75原子%、酸素の含有率が15〜45原子%、窒素の含有率が10〜30原子%の組成を有し、
前記遮光層は、クロムと窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が70〜95原子%、窒素の含有率が5〜30原子%の組成を有し、
前記第2反射抑制層は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が30〜75原子%、酸素の含有率が20〜50原子%、窒素の含有率が5〜20原子%の組成を有し、
前記遮光膜の表面及び裏面の前記露光光の露光波長に対する反射率がそれぞれ10%以下であって、かつ光学濃度が3.0以上となるように、前記第1反射抑制層、前記遮光層、及び前記第2反射抑制層の膜厚が設定されていることを特徴とするフォトマスクブランク。
(Configuration 1)
A photomask blank used when producing a photomask for manufacturing a display device,
A transparent substrate made of a material substantially transparent to exposure light;
A light-shielding film provided on the transparent substrate and made of a material substantially opaque to the exposure light,
The light shielding film includes a first reflection suppression layer, a light shielding layer, and a second reflection suppression layer from the transparent substrate side,
The first reflection suppression layer is a chromium-based material containing chromium, oxygen, and nitrogen, the chromium content is 25 to 75 atomic%, the oxygen content is 15 to 45 atomic%, and the nitrogen content is Has a composition of 10 to 30 atomic%,
The light shielding layer is a chromium-based material containing chromium and nitrogen, and has a chromium content of 70 to 95 atomic% and a nitrogen content of 5 to 30 atomic%,
The second antireflection layer is a chromium-based material containing chromium, oxygen, and nitrogen, and the chromium content is 30 to 75 atomic%, the oxygen content is 20 to 50 atomic%, and the nitrogen content is Has a composition of 5 to 20 atomic%,
The first antireflection layer, the light shielding layer, the reflectance of the exposure light on the front and back surfaces of the light shielding film with respect to the exposure wavelength of the exposure light is 10% or less and the optical density is 3.0 or more And the film thickness of the said 2nd reflection suppression layer is set, The photomask blank characterized by the above-mentioned.
(構成2)
前記第1反射抑制層は、クロムの含有率が50〜75原子%、酸素の含有率が15〜35原子%、窒素の含有率が10〜25原子%であって、
前記第2反射抑制層は、クロムの含有率が50〜75原子%、酸素の含有率が20〜40原子%、窒素の含有率が5〜20原子%であることを特徴とする構成1に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 2)
The first antireflection layer has a chromium content of 50 to 75 atomic%, an oxygen content of 15 to 35 atomic%, and a nitrogen content of 10 to 25 atomic%,
In the configuration 1, the second reflection suppressing layer has a chromium content of 50 to 75 atomic%, an oxygen content of 20 to 40 atomic%, and a nitrogen content of 5 to 20 atomic%. The described photomask blank.
(構成3)
前記第1反射抑制層および前記第2反射抑制層は、それぞれ、酸素および窒素のうち少なくともいずれか一方の元素の含有率が膜厚方向に沿って連続的あるいは段階的に組成変化する領域を有することを特徴とする構成1又は2に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 3)
Each of the first antireflection layer and the second antireflection layer has a region in which the content of at least one element of oxygen and nitrogen changes in composition continuously or stepwise along the film thickness direction. The photomask blank according to Configuration 1 or 2, wherein:
(構成4)
前記第2反射抑制層は、膜厚方向の前記遮光層側に向かって酸素の含有率が増加する領域を有することを特徴とする構成1〜3のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 4)
The photomask blank according to any one of configurations 1 to 3, wherein the second reflection suppression layer has a region in which an oxygen content rate increases toward the light shielding layer side in the film thickness direction.
(構成5)
前記第2反射抑制層は、膜厚方向の前記遮光層側に向かって窒素の含有率が低下する領域を有することを特徴とする構成1〜4のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 5)
5. The photomask blank according to claim 1, wherein the second reflection suppression layer has a region where the nitrogen content decreases toward the light shielding layer side in the film thickness direction.
(構成6)
前記第1反射抑制層は、膜厚方向の前記透明基板に向かって酸素の含有率が増加するとともに窒素の含有率が低下する領域を有することを特徴とする構成1〜5のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 6)
The first reflection suppressing layer has a region in which the content rate of oxygen increases toward the transparent substrate in the film thickness direction and the content rate of nitrogen decreases. The photomask blank described in 1.
(構成7)
前記第2反射抑制層は、前記第1反射抑制層よりも酸素の含有率が高くなるように構成されていることを特徴とする構成1〜6のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 7)
The photomask blank according to any one of configurations 1 to 6, wherein the second reflection suppression layer is configured to have a higher oxygen content than the first reflection suppression layer.
(構成8)
前記第1反射抑制層は、前記第2反射抑制層よりも窒素の含有率が高くなるように構成されていることを特徴とする構成1〜7のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 8)
The photomask blank according to any one of configurations 1 to 7, wherein the first reflection suppression layer is configured to have a higher nitrogen content than the second reflection suppression layer.
(構成9)
前記遮光層は、クロム(Cr)と窒化二クロム(Cr2N)を含むことを特徴とする構成1〜8のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 9)
The photomask blank according to any one of Configurations 1 to 8, wherein the light shielding layer includes chromium (Cr) and dichromium nitride (Cr 2 N).
(構成10)
前記第1反射抑制層および前記第2反射抑制層は、一窒化クロム(CrN)と酸化クロム(III)(Cr2O3)と酸化クロム(VI)(CrO3)を含むことを特徴とする構成1〜9のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 10)
The first reflection suppression layer and the second reflection suppression layer include chromium mononitride (CrN), chromium oxide (III) (Cr 2 O 3 ), and chromium oxide (VI) (CrO 3 ). The photomask blank according to any one of configurations 1 to 9.
(構成11)
前記透明基板は、矩形状の基板であって、該基板の短辺の長さが850mm以上1620mm以下であることを特徴とする構成1〜10のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 11)
The photomask blank according to any one of Configurations 1 to 10, wherein the transparent substrate is a rectangular substrate, and a length of a short side of the substrate is 850 mm or more and 1620 mm or less.
(構成12)
前記透明基板と前記遮光膜との間に、前記遮光膜の光学濃度よりも低い光学濃度を有する半透光膜をさらに備えることを特徴とする構成1〜11のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 12)
The photo according to any one of configurations 1 to 11, further comprising a semi-transparent film having an optical density lower than that of the light shielding film between the transparent substrate and the light shielding film. Mask blank.
(構成13)
前記透明基板と前記遮光膜との間に位相シフト膜をさらに備えることを特徴とする構成1〜11のいずれか1つに記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 13)
The photomask blank according to any one of Structures 1 to 11, further comprising a phase shift film between the transparent substrate and the light shielding film.
(構成14)
露光光に対して実質的に透明な材料からなる透明基板上に、露光光に対して実質的に不透明な材料からなる遮光膜をスパッタリング法により形成する、表示装置製造用のフォトマスクを作製する際に用いられるフォトマスクブランクの製造方法であって、
前記透明基板上に、クロムを含むスパッタターゲットと、酸素系ガス、窒素系ガスを含有する反応性ガスと希ガスを含むスパッタリングガスと、を用いた反応性スパッタリングにより、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が25〜75原子%、酸素の含有率が15〜45原子%、窒素の含有率が10〜30原子%の組成を有する第1反射抑制層を形成する工程と、
前記第1反射抑制層上に、クロムを含むスパッタターゲットと、窒素系ガスを含有する反応性ガスと希ガスとを含むスパッタリングガスと、を用いた反応スパッタリングにより、クロムと窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が70〜95原子%、窒素の含有率が5〜30原子%の組成を有する遮光層を形成する工程と、
前記遮光層上に、クロムを含むスパッタターゲットと、酸素系ガス、窒素系ガスを含有する反応性ガスと希ガスを含むスパッタリングガスと、を用いた反応性スパッタリングにより、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、クロム含有率が30〜75原子%、酸素の含有率が20〜50原子%、窒素の含有率が5〜20原子%の組成を有する第2反射抑制層を形成する工程と、を有し、
前記反応性スパッタリングは、スパッタリングガスに含まれる反応性ガスの流量がメタルモードとなる流量を選択し、前記遮光膜の表面及び裏面の前記露光光の露光波長に対する反射率がそれぞれ10%以下であって、かつ光学濃度が3.0以上となるように、前記第1反射抑制層、前記遮光層、及び前記第2反射抑制層の膜厚を形成することを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法。
(Configuration 14)
A photomask for manufacturing a display device is produced by forming a light-shielding film made of a material substantially opaque to exposure light on a transparent substrate made of a material substantially transparent to exposure light by a sputtering method. A method of manufacturing a photomask blank used in the process,
On the transparent substrate, chromium, oxygen, and nitrogen are formed by reactive sputtering using a sputtering target containing chromium, a reactive gas containing an oxygen-based gas and a nitrogen-based gas, and a sputtering gas containing a rare gas. A first antireflection layer comprising a chromium-based material having a composition in which the chromium content is 25 to 75 atomic%, the oxygen content is 15 to 45 atomic%, and the nitrogen content is 10 to 30 atomic%. Forming a step;
Chromium containing chromium and nitrogen is formed on the first antireflection layer by reactive sputtering using a sputtering target containing chromium and a sputtering gas containing a reactive gas containing a nitrogen-based gas and a rare gas. A step of forming a light shielding layer having a composition of a chromium content of 70 to 95 atomic% and a nitrogen content of 5 to 30 atomic%,
On the light shielding layer, chromium, oxygen, and nitrogen are formed by reactive sputtering using a sputtering target containing chromium, a reactive gas containing an oxygen-based gas and a nitrogen-based gas, and a sputtering gas containing a rare gas. A second antireflection layer comprising a chromium-based material having a composition of a chromium content of 30 to 75 atomic%, an oxygen content of 20 to 50 atomic%, and a nitrogen content of 5 to 20 atomic%. Forming, and
In the reactive sputtering, the flow rate of the reactive gas contained in the sputtering gas is selected to be a metal mode, and the reflectance of the exposure light on the front and back surfaces of the light shielding film with respect to the exposure wavelength is 10% or less, respectively. The film thicknesses of the first antireflection layer, the light shielding layer, and the second antireflection layer are formed so that the optical density is 3.0 or more. .
(構成15)
前記酸素系ガスが酸素(O2)ガスであることを特徴とする構成14に記載のフォトマスクブランクの製造方法。
(Configuration 15)
The method for producing a photomask blank according to Configuration 14, wherein the oxygen-based gas is oxygen (O 2 ) gas.
(構成16)
前記第1反射抑制層、前記遮光層及び前記第2反射抑制層は、前記スパッタターゲットに対して相対的に前記透明基板が移動しながら前記遮光膜を成膜するインライン型スパッタリング装置を用いて形成することを特徴とする構成14又は15に記載のフォトマスクブランクの製造方法。
(Configuration 16)
The first reflection suppression layer, the light shielding layer, and the second reflection suppression layer are formed using an in-line type sputtering apparatus that forms the light shielding film while the transparent substrate moves relative to the sputtering target. The manufacturing method of the photomask blank of the structure 14 or 15 characterized by performing.
(構成17)
前記透明基板と前記遮光膜との間に、前記遮光膜の光学濃度よりも低い光学濃度を有する半透光膜を形成することを特徴とする構成14〜16のいずれか1つに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
(Configuration 17)
The photo according to any one of Structures 14 to 16, wherein a semi-transparent film having an optical density lower than that of the light shielding film is formed between the transparent substrate and the light shielding film. Mask blank manufacturing method.
(構成18)
前記透明基板と前記遮光膜との間に位相シフト膜を形成することを特徴とする構成14〜16のいずれか1つに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
(Configuration 18)
The method for producing a photomask blank according to any one of Structures 14 to 16, wherein a phase shift film is formed between the transparent substrate and the light shielding film.
(構成19)
構成1〜11のいずれかに記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に遮光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フォトマスクの製造方法。
(Configuration 19)
A step of preparing the photomask blank described in any one of configurations 1 to 11,
Forming a light shielding film pattern on the transparent substrate by forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using a resist pattern formed from the resist film as a mask;
A method for producing a photomask, comprising:
(構成20)
構成12に記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に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前記半透光膜をエッチングして前記透明基板上に半透光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フォトマスクの製造方法。
(Configuration 20)
Preparing the photomask blank described in Configuration 12,
Forming a light shielding film pattern on the transparent substrate by forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using a resist pattern formed from the resist film as a mask;
Etching the semi-transparent film using the light-shielding film pattern as a mask to form a semi-transparent film pattern on the transparent substrate;
A method for producing a photomask, comprising:
(構成21)
構成13に記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に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前記位相シフト膜をエッチングして前記透明基板上に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フォトマスクの製造方法。
(Configuration 21)
Preparing the photomask blank described in Configuration 13,
Forming a light shielding film pattern on the transparent substrate by forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using a resist pattern formed from the resist film as a mask;
Etching the phase shift film using the light shielding film pattern as a mask to form a phase shift film pattern on the transparent substrate;
A method for producing a photomask, comprising:
(構成22)
構成19〜21のいずれか1つに記載されたフォトマスクの製造方法により得られたフォトマスクを露光装置のマスクステージに載置し、前記フォトマスク上に形成された前記遮光膜パターン、前記半透光膜パターン、前記位相シフト膜パターンの少なくとも一つのマスクパターンを表示装置基板上に形成されたレジストに露光転写する露光工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
(Configuration 22)
A photomask obtained by the photomask manufacturing method described in any one of Configurations 19 to 21 is placed on a mask stage of an exposure apparatus, and the light shielding film pattern formed on the photomask, the half A method of manufacturing a display device, comprising: an exposure step of exposing and transferring at least one mask pattern of a light transmissive film pattern and the phase shift film pattern onto a resist formed on a display device substrate.
本発明によれば、パターン精度に優れており、表示装置の製造の際に表示ムラを抑制できるような光学特性を有するフォトマスクを製造することができるフォトマスクブランクが得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photomask blank which is excellent in pattern precision and can manufacture the photomask which has an optical characteristic which can suppress a display nonuniformity in the case of manufacture of a display apparatus is obtained.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、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、同一又は相当する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ことがある。 Embodiments of the present invention will be specifically described below 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 corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be simplified or omitted.
<フォトマスクブランク>
本発明の一実施形態にかかるフォトマスクブランクについて説明する。本実施形態のフォトマスクブランクは、例えば300nm〜550nmの波長域から選択される単波長の光、又は複数の波長の光(例えば、j線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(405nm)、g線(波長436nm))を含む複合光を露光する表示装置製造用フォトマスクを作製する際に用いられるものである。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
<Photomask blank>
A photomask blank according to an embodiment of the present invention will be described. The photomask blank of this embodiment is, for example, single-wavelength light selected from a wavelength range of 300 nm to 550 nm, or light having a plurality of wavelengths (for example, j-line (wavelength 313 nm), i-line (wavelength 365 nm), h-line). (405 nm) and g-line (wavelength 436 nm)) are used when producing a photomask for manufacturing a display device that exposes composite light. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
図1は、本発明の一実施形態にかかるフォトマスクブランクの概略構成を示す断面図である。フォトマスクブランク1は、透明基板11と、遮光膜12を備えて構成される。以下、本発明の一実施形態にかかるフォトマスクブランクとして、フォトマスクのマスクパターン(転写パターン)が遮光膜パターンであるバイナリータイプのフォトマスクブランクについて説明する。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a photomask blank according to an embodiment of the present invention. The photomask blank 1 includes a transparent substrate 11 and a light shielding film 12. Hereinafter, as a photomask blank according to an embodiment of the present invention, a binary type photomask blank in which the mask pattern (transfer pattern) of the photomask is a light shielding film pattern will be described.
(透明基板)
透明基板11は、露光光に対して実質的に透明な材料から形成され、透光性を有する基板であれば特に限定されない。露光波長に対する透過率としては85%以上、好ましくは90%以上の基板材料が使用される。透明基板11を形成する材料としては、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、低熱膨張ガラスが挙げられる。
(Transparent substrate)
The transparent substrate 11 is not particularly limited as long as it is formed of a material that is substantially transparent to exposure light and has a light transmitting property. A substrate material having a transmittance with respect to the exposure wavelength of 85% or more, preferably 90% or more is used. Examples of the material for forming the transparent substrate 11 include synthetic quartz glass, soda lime glass, alkali-free glass, and low thermal expansion glass.
透明基板11の大きさは、表示装置製造用のフォトマスクに求められる大きさに応じて適宜変更するとよい。たとえば、透明基板11としては、矩形状の基板であって、その短辺の長さが330mm以上1620mm以下の大きさの透明基板11を使用することができる。透明基板11としては、例えば、大きさが330mm×450mm、390mm×610mm、500mm×750mm、520mm×610mm、520mm×800mm、800×920mm、850mm×1200mm、850mm×1400mm、1220mm×1400mm、1620mm×1780mmなどの基板を用いることができる。特に、基板の短辺の長さが850mm以上1620mm以下であることが好ましい。このような透明基板11を用いることで、G7〜G10の表示装置製造用のフォトマスクが得られる。 The size of the transparent substrate 11 may be appropriately changed according to the size required for the photomask for manufacturing the display device. For example, as the transparent substrate 11, a transparent substrate 11 which is a rectangular substrate and has a short side length of 330 mm or more and 1620 mm or less can be used. As the transparent substrate 11, for example, the size is 330 mm × 450 mm, 390 mm × 610 mm, 500 mm × 750 mm, 520 mm × 610 mm, 520 mm × 800 mm, 800 × 920 mm, 850 mm × 1200 mm, 850 mm × 1400 mm, 1220 mm × 1400 mm, 1620 mm × 1780 mm. A substrate such as can be used. In particular, the length of the short side of the substrate is preferably 850 mm or more and 1620 mm or less. By using such a transparent substrate 11, a photomask for manufacturing display devices G7 to G10 can be obtained.
(遮光膜)
遮光膜12は、透明基板11側から順に第1反射抑制層13、遮光層14および第2反射抑制層15が積層されて構成されている。なお、以下では、フォトマスクブランク1の透明基板11側を裏面側、遮光膜12側を表面側として説明する。
(Light shielding film)
The light shielding film 12 is configured by laminating a first reflection suppression layer 13, a light shielding layer 14, and a second reflection suppression layer 15 in order from the transparent substrate 11 side. In the following description, the transparent substrate 11 side of the photomask blank 1 is described as the back surface side, and the light shielding film 12 side is described as the front surface side.
第1反射抑制層13は、遮光膜12において、遮光層14の透明基板11に近い側の面に設けられ、フォトマスクブランク1を用いて作製されたフォトマスクを使用してパターン転写を行う場合に、露光光源に近い側に配置される。フォトマスクを用いて露光処理を行う場合、フォトマスクの透明基板11側(裏面側)から露光光を照射し、被転写体である表示装置用基板上に形成されたレジスト膜にパターン転写像を転写することになる。このとき、露光光が、遮光膜パターンの裏面側で反射されると、遮光膜パターンであるマスクパターンの迷光となり、ゴースト像の形成やフレア量の増加といった転写像の劣化が生じたり、表示装置用基板の重ね合わせ近傍において、想定以上の露光光が照射されることにより、表示ムラが発生したりすることがある。第1反射抑制層13は、フォトマスクを使用してパターン転写を行うときに、遮光膜12の裏面側での露光光の反射を抑制できるので、転写像の劣化を抑制して転写特性の向上に寄与するとともに、表示装置用基板の重ね合わせ近傍において、想定以上の露光光が照射されることによる表示ムラの発生を抑制することができる。 The first reflection suppression layer 13 is provided on the light shielding film 12 on the surface of the light shielding layer 14 near the transparent substrate 11, and pattern transfer is performed using a photomask manufactured using the photomask blank 1. In addition, it is arranged on the side close to the exposure light source. When performing exposure processing using a photomask, exposure light is irradiated from the transparent substrate 11 side (back side) of the photomask, and a pattern transfer image is formed on a resist film formed on a display device substrate that is a transfer target. It will be transcribed. At this time, if the exposure light is reflected on the back side of the light-shielding film pattern, it becomes stray light of the mask pattern that is the light-shielding film pattern, resulting in deterioration of the transferred image such as formation of a ghost image or increase in flare amount, or display device Display unevenness may occur when exposure light more than expected is irradiated in the vicinity of the overlapping of the substrates for use. The first reflection suppression layer 13 can suppress the reflection of exposure light on the back surface side of the light shielding film 12 when pattern transfer is performed using a photomask, thereby suppressing transfer image deterioration and improving transfer characteristics. In addition to the above, it is possible to suppress the occurrence of display unevenness due to irradiation of exposure light more than expected in the vicinity of the overlap of the display device substrate.
遮光層14は、遮光膜12において第1反射抑制層13と第2反射抑制層15との間に設けられる。遮光層14は、遮光膜12が露光光に対して実質的に不透明となるための光学濃度を有するように調整する機能を有している。ここで露光光に対して実質的に不透明とは、光学濃度で3.0以上の遮光性をいい、転写特性の観点から、好ましくは光学濃度は4.0以上、さらに好ましくは4.5以上が好ましい。 The light shielding layer 14 is provided between the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 in the light shielding film 12. The light shielding layer 14 has a function of adjusting the optical density so that the light shielding film 12 is substantially opaque to the exposure light. Here, “substantially opaque to exposure light” means a light shielding property of 3.0 or more in optical density, and from the viewpoint of transfer characteristics, the optical density is preferably 4.0 or more, more preferably 4.5 or more. Is preferred.
第2反射抑制層15は、遮光膜12において、遮光層14の透明基板11から遠い側の面に設けられる。第2反射抑制層15は、その上にレジスト膜を形成してこのレジスト膜に描画装置(例えばレーザー描画装置)の描画光(レーザー光)により所定のパターンを描画するときに、遮光膜12の表面側での反射を抑制できるので、レジストパターン、そして、それに基づいて形成されるマスクパターンのCD均一性(CD Uniformity)を高めることができる。また、第2反射抑制層15は、フォトマスクとして用いた場合に、被転写体である表示装置用基板側に配置され、被転写体で反射された光がフォトマスクの遮光膜12の表面側で再び反射されて被転写体に戻ることを抑制し、転写像の劣化を抑制して転写特性の向上に寄与するとともに、表示装置用基板の重ね合わせ近傍において、想定以上の露光光が照射されることによる表示ムラの発生を抑制することができる。 The second reflection suppression layer 15 is provided on the surface of the light shielding film 12 on the side far from the transparent substrate 11 of the light shielding layer 14. The second antireflection layer 15 forms a resist film on the resist film 15 and draws a predetermined pattern on the resist film with drawing light (laser light) from a drawing device (for example, a laser drawing device). Since reflection on the surface side can be suppressed, CD uniformity (CD uniformity) of the resist pattern and a mask pattern formed based on the resist pattern can be improved. In addition, when used as a photomask, the second reflection suppressing layer 15 is disposed on the display device substrate side which is a transfer target, and the light reflected by the transfer target is on the surface side of the light shielding film 12 of the photomask. In this way, it is possible to prevent the reflected light from returning to the transfer target and to prevent the transfer image from deteriorating, thereby contributing to the improvement of transfer characteristics. It is possible to suppress the occurrence of display unevenness due to this.
(遮光膜の材料)
続いて、遮光膜12における各層の材料について説明する。
第1反射抑制層13は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料で構成されている。第1反射抑制層13における酸素は、裏面側からの露光光の反射率を低減させる効果を奏する。また、第1反射抑制層13における窒素は、裏面側からの露光光の反射率を低減させる効果の他に、フォトマスクブランクを用いてエッチング(特にウェットエッチング)により形成される遮光膜パターンの断面を垂直に近づけるとともに、CD均一性を高める効果を奏する。尚、エッチング特性を制御する視点から、炭素やフッ素をさらに含有させても構わない。
遮光層14は、クロムと窒素とを含有するクロム系材料で構成されている。遮光層14における窒素は、第1反射抑制層13、第2反射抑制層15とのエッチングレート差を小さくしてフォトマスクブランクを用いてエッチング(特にウェットエッチング)により形成される遮光膜パターンの断面を垂直に近づけるとともに、遮光膜12(全体)におけるエッチング時間を短縮させて、CD均一性を高める効果を奏する。尚、エッチング特性を制御する視点から、酸素、炭素、フッ素をさらに含有させても構わない。
第2反射抑制層15は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料で構成されている。第2反射抑制層15における酸素は、表面側からの描画装置の描画光の反射率や、表側からの露光光の反射率を低減させる効果を奏する。また、レジスト膜との密着性を向上させ、レジスト膜と遮光膜12との界面からのエッチャントの浸透によるサイドエッチング抑制の効果を奏する。また、第2反射抑制層15における窒素は、表面側からの描画光の反射率、表面側からの露光光の反射率を低減させる効果の他に、フォトマスクブランクを用いてエッチング(特にウェットエッチング)により形成される遮光膜パターンの断面を垂直に近づけるとともに、CD均一性を高める効果を奏する。尚、エッチング特性を制御する視点から、炭素やフッ素をさらに含有させても構わない。
(Material for light shielding film)
Next, the material of each layer in the light shielding film 12 will be described.
The first reflection suppression layer 13 is made of a chromium-based material containing chromium, oxygen, and nitrogen. The oxygen in the first reflection suppressing layer 13 has an effect of reducing the reflectance of the exposure light from the back surface side. In addition to the effect of reducing the reflectance of the exposure light from the back surface side, the nitrogen in the first reflection suppression layer 13 is a cross-section of the light shielding film pattern formed by etching (particularly wet etching) using a photomask blank. As a result, the CD uniformity is improved. Note that carbon or fluorine may be further contained from the viewpoint of controlling the etching characteristics.
The light shielding layer 14 is made of a chromium-based material containing chromium and nitrogen. Nitrogen in the light shielding layer 14 is a cross section of a light shielding film pattern formed by etching (particularly wet etching) using a photomask blank with a difference in etching rate between the first reflection suppressing layer 13 and the second reflection suppressing layer 15 being reduced. As well as shortening the etching time in the light shielding film 12 (whole) and improving the CD uniformity. Note that oxygen, carbon, and fluorine may be further contained from the viewpoint of controlling the etching characteristics.
The second reflection suppression layer 15 is made of a chromium-based material containing chromium, oxygen, and nitrogen. The oxygen in the second reflection suppressing layer 15 has an effect of reducing the reflectance of the drawing light of the drawing apparatus from the surface side and the reflectance of the exposure light from the front side. In addition, the adhesion with the resist film is improved, and the effect of suppressing side etching due to the penetration of the etchant from the interface between the resist film and the light shielding film 12 is achieved. Nitrogen in the second antireflection layer 15 is etched using a photomask blank (particularly wet etching) in addition to the effect of reducing the reflectance of the drawing light from the surface side and the reflectance of the exposure light from the surface side. ), The cross section of the light-shielding film pattern formed is brought close to vertical, and the CD uniformity is improved. Note that carbon or fluorine may be further contained from the viewpoint of controlling the etching characteristics.
(遮光膜の組成)
続いて、遮光膜12における各層の組成について説明する。なお、後述する各元素の含有率は、X線光電分光法(XPS)により測定された値とする。
(Composition of light shielding film)
Next, the composition of each layer in the light shielding film 12 will be described. In addition, let the content rate of each element mentioned later be the value measured by X-ray photoelectric spectroscopy (XPS).
遮光膜12は、第1反射抑制層13がクロム(Cr)を25〜75原子%、酸素(O)を15〜45原子%、窒素(N)を10〜30原子%の含有率でそれぞれ含み、遮光層14がクロム(Cr)を70〜95原子%、窒素(N)を5〜30原子%の含有率でそれぞれ含み、第2反射抑制層15がクロム(Cr)を30〜75原子%、酸素(O)を20〜50原子%、窒素(N)を5〜20原子%の含有率でそれぞれ含むように構成される。好ましくは、第1反射抑制層13がCrを50〜75原子%、Oを15〜35原子%、Nを10〜25原子%の含有率でそれぞれ含み、第2反射抑制層15がCrを50〜75原子%、Oを20〜40原子%、Nを5〜20原子%の含有率でそれぞれ含む。 In the light shielding film 12, the first antireflection layer 13 includes chromium (Cr) in a content of 25 to 75 atomic%, oxygen (O) in a content of 15 to 45 atomic%, and nitrogen (N) in a content of 10 to 30 atomic%. The light shielding layer 14 includes 70 to 95 atomic% of chromium (Cr) and 5 to 30 atomic% of nitrogen (N), and the second antireflection layer 15 includes 30 to 75 atomic% of chromium (Cr). And oxygen (O) at a content of 20 to 50 atomic% and nitrogen (N) at a content of 5 to 20 atomic%, respectively. Preferably, the first antireflection layer 13 includes 50 to 75 atomic% of Cr, 15 to 35 atomic% of O, and 10 to 25 atomic% of N, and the second antireflection layer 15 includes 50 of Cr. -75 atomic%, O is contained in a content of 20-40 atomic%, and N is contained in a content of 5-20 atomic%, respectively.
第1反射抑制層13および第2反射抑制層15は、それぞれ、OおよびNのうち少なくともいずれか一方の元素の含有率が膜厚方向に沿って連続的あるいは段階的に組成変化する領域を有することが好ましい。 The first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 each have a region in which the content of at least one element of O and N changes in composition continuously or stepwise along the film thickness direction. It is preferable.
第2反射抑制層15は、膜厚方向の遮光層14側に向かってO含有率(酸素の含有率)が増加する領域を有することが好ましい。 The second reflection suppression layer 15 preferably has a region where the O content (oxygen content) increases toward the light shielding layer 14 side in the film thickness direction.
また、第2反射抑制層15は、膜厚方向の遮光層14側に向かってN含有率(窒素の含有率)が低下する領域を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the 2nd reflection suppression layer 15 has an area | region where N content rate (nitrogen content rate) falls toward the light shielding layer 14 side of a film thickness direction.
また、第1反射抑制層13は、膜厚方向の透明基板11に向かってO含有率が増加するとともにN含有率が低下する領域を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the 1st reflection suppression layer 13 has an area | region where N content rate falls while O content rate increases toward the transparent substrate 11 of a film thickness direction.
また、フォトマスクブランク1およびそれから作製されるフォトマスクにおいて、遮光膜12や遮光膜パターンの表裏面の反射率をより低減し、これらの反射率の差を小さくする観点からは、第2反射抑制層15は、第1反射抑制層13よりもO含有率が高くなるように構成されることが好ましく、第1反射抑制層13は、第2反射抑制層15よりもN含有率が高くなるように構成されることが好ましい。具体的には、第2反射抑制層15のO含有率を第1反射抑制層13よりも5原子%以上大きくすることが好ましく、さらに好ましくは10原子%以上大きくすることが好ましい。さらに、第1反射抑制層13のN含有率を第2反射抑制層15よりも5原子%以上大きくすることが好ましく、さらに好ましくは10原子%以上大きくすることが好ましい。なお、第1反射抑制層13や第2反射抑制層15が組成傾斜領域を有する場合であれば、そのO含有率やN含有率は、膜厚方向での平均的な濃度を示す。 Further, in the photomask blank 1 and a photomask manufactured therefrom, the second reflection suppression is performed from the viewpoint of further reducing the reflectance of the light shielding film 12 and the light shielding film pattern on the front and back surfaces and reducing the difference in reflectance. The layer 15 is preferably configured to have a higher O content than the first reflection suppression layer 13, and the first reflection suppression layer 13 has a higher N content than the second reflection suppression layer 15. Preferably it is comprised. Specifically, the O content of the second reflection suppression layer 15 is preferably 5 atomic percent or more, more preferably 10 atomic percent or more, higher than that of the first reflection suppression layer 13. Furthermore, the N content of the first reflection suppression layer 13 is preferably greater than that of the second reflection suppression layer 15 by 5 atomic% or more, more preferably 10 atomic% or more. In addition, if the 1st reflection suppression layer 13 and the 2nd reflection suppression layer 15 have a composition inclination area | region, the O content rate and N content rate show the average density | concentration in a film thickness direction.
また、第1反射抑制層13、遮光層14および第2反射抑制層15において、各元素の含有率の変化は、連続的あるいは段階的のいずれでもよいが、連続的であることが好ましい。 Moreover, in the 1st reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the 2nd reflection suppression layer 15, although the change of the content rate of each element may be either continuous or stepwise, it is preferable that it is continuous.
(結合状態(化学状態)について)
遮光層14は、クロム(Cr)と窒化二クロム(Cr2N)を含んでいることが好ましい。
第1反射抑制層13、第2反射抑制層15は、一窒化クロム(CrN)と酸化クロム(III)(Cr2O3)と酸化クロム(VI)(CrO3)を含んでいることが好ましい。
(About bonding state (chemical state))
The light shielding layer 14 preferably contains chromium (Cr) and dichromium nitride (Cr 2 N).
The first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 preferably include chromium mononitride (CrN), chromium oxide (III) (Cr 2 O 3 ), and chromium oxide (VI) (CrO 3 ). .
(膜厚について)
遮光膜12において、第1反射抑制層13、遮光層14および第2反射抑制層15のそれぞれの厚さは特に限定されず、遮光膜12に要求される光学濃度や反射率に応じて適宜調整するとよい。第1反射抑制層13の厚さは、遮光膜12の裏面側からの光に対し、第1反射抑制層13の表面での反射と、第1反射抑制層13および遮光層14の界面での反射とによる光干渉効果が発揮されるような厚さであればよい。一方、第2反射抑制層15の厚さは、遮光膜12の表面側からの光に対し、第2反射抑制層15の表面での反射と、第2反射抑制層15および遮光層14の界面での反射とによる光干渉効果が発揮されるような厚さであればよい。遮光層14の厚さは、遮光膜12の光学濃度が3以上となるような厚さであればよい。具体的には、遮光膜12において表裏面の露光波長に対する反射率を10%以下としつつ、光学濃度を3.0以上とする観点からは、例えば、第1反射抑制層13の膜厚を15nm〜60nm、遮光層14の膜厚を50nm〜120nm、第2反射抑制層15の膜厚を10nm〜60nmとするとよい。
(About film thickness)
In the light shielding film 12, the thicknesses of the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15 are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the optical density and reflectance required for the light shielding film 12. Good. The thickness of the first reflection suppression layer 13 is such that light from the back side of the light shielding film 12 is reflected on the surface of the first reflection suppression layer 13 and at the interface between the first reflection suppression layer 13 and the light shielding layer 14. The thickness may be any thickness that can exhibit the light interference effect due to reflection. On the other hand, the thickness of the second reflection suppression layer 15 is such that reflection from the surface of the second reflection suppression layer 15 and the interface between the second reflection suppression layer 15 and the light shielding layer 14 with respect to light from the surface side of the light shielding film 12. It is sufficient that the thickness be such that an optical interference effect due to reflection at the surface is exhibited. The thickness of the light shielding layer 14 may be such that the optical density of the light shielding film 12 is 3 or more. Specifically, from the viewpoint of setting the optical density to 3.0 or more while setting the reflectance with respect to the exposure wavelength of the front and back surfaces of the light shielding film 12 to be 10% or less, for example, the film thickness of the first reflection suppression layer 13 is 15 nm. It is preferable that the film thickness of the light shielding layer 14 is 50 nm to 120 nm, and the film thickness of the second reflection suppressing layer 15 is 10 nm to 60 nm.
<フォトマスクブランクの製造方法>
続いて、上述したフォトマスクブランク1の製造方法について説明する。
<Method for producing photomask blank>
Then, the manufacturing method of the photomask blank 1 mentioned above is demonstrated.
(準備工程)
露光光に対して実質的に透明な透明基板11を準備する。なお、透明基板11は、平坦でかつ平滑な主表面となるように、研削工程、研磨工程などの任意の加工工程を必要に応じて行うとよい。研磨後には、洗浄を行って透明基板11の表面の異物や汚染を除去するとよい。洗浄としては、例えば、硫酸、硫酸過水(SPM)、アンモニア、アンモニア過水(APM)、OHラジカル洗浄水、オゾン水、温水等を用いることができる。
(Preparation process)
A transparent substrate 11 that is substantially transparent to exposure light is prepared. In addition, it is good to perform arbitrary processing processes, such as a grinding process and a grinding | polishing process, as needed so that the transparent substrate 11 may become a flat and smooth main surface. After polishing, cleaning may be performed to remove foreign matters and contamination on the surface of the transparent substrate 11. As the cleaning, for example, sulfuric acid, sulfuric acid / hydrogen peroxide (SPM), ammonia, ammonia hydrogen peroxide (APM), OH radical cleaning water, ozone water, warm water and the like can be used.
(第1反射抑制層の形成工程)
続いて、透明基板11上に第1反射抑制層13を形成する。この形成は、Crを含むスパッタターゲットと、酸素系ガス、窒素系ガスを含有する反応性ガスと希ガスを含むスパッタリングガスと、を用いた反応性スパッタリングによる成膜を行う。この際、成膜条件として、スパッタリングガスに含まれる反応性ガスの流量がメタルモードとなる流量を選択する。
(Formation process of a 1st reflection suppression layer)
Subsequently, the first antireflection layer 13 is formed on the transparent substrate 11. This formation is performed by reactive sputtering using a sputtering target containing Cr and a sputtering gas containing a reactive gas containing an oxygen-based gas and a nitrogen-based gas and a rare gas. At this time, a flow rate at which the flow rate of the reactive gas contained in the sputtering gas is in the metal mode is selected as the film forming condition.
ここで、メタルモードについて図5を用いて説明する。図5は、反応性スパッタリングで薄膜を形成する場合の成膜モードを説明するための模式図であり、横軸は、希ガスと反応性ガスの混合ガス中の反応性ガスの分圧(流量)比率を、縦軸は、ターゲットに印加する電圧を示す。反応性スパッタリングにおいては、酸素系ガスや窒素系ガスなどの反応性ガスを導入しながらターゲットを放電させたときに、反応性ガスの流量に応じて放電プラズマの状態が変化し、それに伴って成膜速度が変化する。この成膜速度の違いにより3つのモードがある。具体的には、図5に示すように、反応性ガスの供給量(比率)をある閾値よりも大きくする反応モード、反応性ガスの供給量(比率)を反応モードよりも少なくするメタルモード、そして、反応性ガスの供給量(比率)を反応モードとメタルモードの間に設定する遷移モードがある。メタルモードでは、反応性ガスの比率を少なくすることで、ターゲット表面への反応性ガスの付着を少なくし、成膜速度を速くすることができる。しかも、メタルモードでは、反応性ガスの供給量が少ないため、例えば、化学量論的な組成を有する膜よりもO濃度(酸素濃度)あるいはN濃度(窒素濃度)の少なくともいずれかの濃度が低くなる膜を形成することができる。つまり、Crの含有率が相対的に多く、O含有率やN含有率の低い膜を形成することができる。 Here, the metal mode will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a film formation mode when a thin film is formed by reactive sputtering, and the horizontal axis represents the partial pressure (flow rate) of the reactive gas in the mixed gas of the rare gas and the reactive gas. ) Ratio, the vertical axis indicates the voltage applied to the target. In reactive sputtering, when a target is discharged while introducing a reactive gas such as an oxygen-based gas or a nitrogen-based gas, the state of the discharge plasma changes according to the flow rate of the reactive gas, and accordingly, The film speed changes. There are three modes depending on the difference in film forming speed. Specifically, as shown in FIG. 5, a reaction mode in which the supply amount (ratio) of the reactive gas is larger than a certain threshold, a metal mode in which the supply amount (ratio) of the reactive gas is smaller than that in the reaction mode, There is a transition mode in which the supply amount (ratio) of the reactive gas is set between the reaction mode and the metal mode. In the metal mode, by reducing the ratio of the reactive gas, adhesion of the reactive gas to the target surface can be reduced, and the film formation rate can be increased. In addition, in the metal mode, since the supply amount of the reactive gas is small, for example, at least one of the O concentration (oxygen concentration) and the N concentration (nitrogen concentration) is lower than the film having the stoichiometric composition. Can be formed. That is, a film having a relatively high Cr content and a low O content or N content can be formed.
第1反射抑制層13を成膜するためのメタルモードの条件としては、例えば、酸素系ガスの流量を5〜45sccm、窒素系ガスの流量を30〜60sccm、希ガスの流量を60〜150sccmとするとよい。また、ターゲット印加電力は2.0〜6.0kW、ターゲットの印加電圧は420〜430Vとするとよい。 The metal mode conditions for forming the first reflection suppression layer 13 include, for example, an oxygen-based gas flow rate of 5 to 45 sccm, a nitrogen-based gas flow rate of 30 to 60 sccm, and a rare gas flow rate of 60 to 150 sccm. Good. The target applied power is preferably 2.0 to 6.0 kW, and the target applied voltage is 420 to 430V.
スパッタターゲットとしては、Crを含むものであればよく、例えば、クロム金属の他に、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系材料を用いることができる。酸素系ガスとしては、例えば、酸素(O2)、二酸化炭素(CO2)、窒素酸化物ガス(N2O、NO、NO2)などを用いることができる。この中でも、酸化力が高いことから、酸素(O2)ガス使用することが好ましい。また、窒素系ガスとしては、窒素(N2)などを用いることができる。希ガスとしては、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などを用いることもできる。なお、上記反応性ガス以外に、炭化水素系ガスを供給してもよく、例えばメタンガスやブタンガス等を用いることができる。 Any sputtering target may be used as long as it contains Cr. For example, in addition to chromium metal, a chromium-based material such as chromium oxide, chromium nitride, or chromium oxynitride can be used. As the oxygen-based gas, for example, oxygen (O 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen oxide gas (N 2 O, NO, NO 2 ) or the like can be used. Among these, it is preferable to use oxygen (O 2 ) gas because of its high oxidizing power. Further, nitrogen (N 2 ) or the like can be used as the nitrogen-based gas. As the rare gas, for example, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, and xenon gas can be used. In addition to the reactive gas, a hydrocarbon-based gas may be supplied. For example, methane gas or butane gas can be used.
本実施形態では、反応性ガスの流量およびスパッタターゲット印加電力をメタルモードとなるような条件に設定し、Crを含むスパッタターゲットを用いて、反応性スパッタリングによる成膜処理を行うことで、透明基板11上に、Crを25〜75原子%、Oを15〜45原子%、Nを10〜30原子%の含有率でそれぞれ含む第1反射抑制層13を形成する。 In this embodiment, the flow rate of the reactive gas and the power applied to the sputtering target are set to be in a metal mode, and a film is formed by reactive sputtering using a sputtering target containing Cr, whereby a transparent substrate is obtained. 11 is formed with a first antireflection layer 13 containing 25 to 75 atomic percent of Cr, 15 to 45 atomic percent of O, and 10 to 30 atomic percent of N.
なお、第1反射抑制層13を組成が膜厚方向で均一な単一膜として形成する場合は、反応性ガスの種類や流量を変えずに成膜すればよいが、膜厚方向でO含有率やN含有率が変化するように組成傾斜させる場合は、反応性ガスの種類や流量、反応性ガスにおける酸素系ガスや窒素系ガスの比率などを適宜変更するとよい。また、ガス供給口の配置やガス供給方法などを変更させてもよい。 In addition, when forming the 1st reflection suppression layer 13 as a single film | membrane with a uniform composition in a film thickness direction, what is necessary is just to form into a film, without changing the kind and flow volume of reactive gas, but it contains O in a film thickness direction. When the composition is tilted so that the rate and N content change, the type and flow rate of the reactive gas, the ratio of the oxygen-based gas and the nitrogen-based gas in the reactive gas, and the like may be appropriately changed. Further, the arrangement of the gas supply ports, the gas supply method, and the like may be changed.
(遮光層の形成工程)
続いて、第1反射抑制層13上に遮光層14を形成する。この形成は、Crを含むスパッタターゲットと、窒素系ガスと希ガスを含むスパッタリングガスを用いた反応性スパッタリングによる成膜を行う。この際、成膜条件として、スパッタリングガスに含まれる反応性ガスの流量がメタルモードとなる流量を選択する。
ターゲットとしては、Crを含むものであればよく、例えば、クロム金属の他に、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系材料を用いることができる。窒素系ガスとしては、窒素(N2)などを用いることができる。希ガスとしては、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などを用いることもできる。なお、上記反応性ガス以外に、上述で説明した酸素系ガス、炭化水素系ガスを供給してもよい。
本実施形態では、反応性ガスの流量およびスパッタターゲット印加電力をメタルモードとなるような条件に設定し、Crを含むスパッタターゲットを用いて反応性スパッタリングを行うことにより、第1反射抑制層13上に、Crを70〜95原子%、Nを5〜30原子%の含有率でそれぞれ含む遮光層14を形成する。
(Shading layer forming process)
Subsequently, the light shielding layer 14 is formed on the first antireflection layer 13. This formation is performed by reactive sputtering using a sputtering target containing Cr and a sputtering gas containing a nitrogen-based gas and a rare gas. At this time, a flow rate at which the flow rate of the reactive gas contained in the sputtering gas is in the metal mode is selected as the film forming condition.
Any target may be used as long as it contains Cr. For example, in addition to chromium metal, a chromium-based material such as chromium oxide, chromium nitride, or chromium oxynitride can be used. Nitrogen (N 2 ) or the like can be used as the nitrogen-based gas. As the rare gas, for example, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, and xenon gas can be used. In addition to the reactive gas, the oxygen-based gas and the hydrocarbon-based gas described above may be supplied.
In the present embodiment, the flow rate of the reactive gas and the sputtering target applied power are set to be in a metal mode, and reactive sputtering is performed using a sputtering target containing Cr, whereby the first reflection suppression layer 13 is formed. In addition, the light shielding layer 14 containing Cr in a content of 70 to 95 atomic% and N in a content of 5 to 30 atomic% is formed.
なお、遮光層14の成膜条件としては、例えば、窒素系ガスの流量を1〜60sccm、希ガスの流量を60〜200sccmとするとよい。また、ターゲット印加電力は3.0〜7.0kW、ターゲットの印加電圧は370〜380Vとするとよい。 As the film forming conditions for the light shielding layer 14, for example, the flow rate of the nitrogen-based gas may be 1 to 60 sccm, and the flow rate of the rare gas may be 60 to 200 sccm. The target applied power is preferably 3.0 to 7.0 kW and the target applied voltage is 370 to 380V.
(第2反射抑制層の形成工程)
続いて、遮光層14上に第2反射抑制層15を形成する。この形成は、第1反射抑制層13と同様に、反応性ガスの流量およびターゲット印加電力をメタルモードとなるような条件に設定し、Crを含むスパッタターゲットを用いて、反応性スパッタリングによる成膜を行う。これにより、遮光層14上に、Crを30〜75原子%、Oを20〜50原子%、Nを5〜20原子%の含有率でそれぞれ含む第2反射抑制層15を形成する。
(Formation process of 2nd reflection suppression layer)
Subsequently, the second antireflection layer 15 is formed on the light shielding layer 14. This formation is performed by reactive sputtering using a sputtering target containing Cr, with the reactive gas flow rate and target applied power being set to a metal mode, as in the case of the first antireflection layer 13. I do. Thereby, on the light shielding layer 14, the 2nd reflection suppression layer 15 which respectively contains Cr by 30-75 atomic%, O by 20-50 atomic%, and N by 5-20 atomic% is formed.
第2反射抑制層15を成膜するためのメタルモードの条件としては、例えば、酸素系ガスの流量を8〜45sccm、窒素系ガスの流量を30〜60sccm、希ガスの流量を60〜150sccmとするとよい。また、ターゲット印加電力は2.0〜6.0kW、ターゲットの印加電圧は420〜430Vとするとよい。 The metal mode conditions for forming the second antireflection layer 15 include, for example, an oxygen gas flow rate of 8-45 sccm, a nitrogen gas flow rate of 30-60 sccm, and a rare gas flow rate of 60-150 sccm. Good. The target applied power is preferably 2.0 to 6.0 kW, and the target applied voltage is 420 to 430V.
なお、第2反射抑制層を組成傾斜させる場合、上述したように、反応性ガスの種類や流量、反応性ガスにおける酸素系ガスや窒素系ガスの比率などを適宜変更するとよい。 When the composition of the second antireflection layer is tilted, as described above, the type and flow rate of the reactive gas, the ratio of the oxygen-based gas and the nitrogen-based gas in the reactive gas, and the like may be appropriately changed.
以上により、本実施形態のフォトマスクブランク1を得る。 As described above, the photomask blank 1 of the present embodiment is obtained.
なお、遮光膜12における各層の成膜は、インライン型スパッタリング装置を用いてin−situで行うとよい。インライン型スパッタリング装置でない場合、各層の成膜後、透明基板11を装置外に取り出す必要があり、透明基板11が大気に曝されて、各層が表面酸化や表面炭化されることがある。その結果、遮光膜12の露光光に対する反射率やエッチングレートを変化させてしまうことがある。この点、インライン型スパッタリング装置であれば、透明基板11を装置外に取り出して大気に曝すことなく、各層を連続して成膜できるので、遮光膜12への意図しない元素の取り込みを抑制することができる。 Note that each layer in the light-shielding film 12 is preferably formed in-situ using an in-line sputtering apparatus. In the case of not being an in-line type sputtering apparatus, it is necessary to take the transparent substrate 11 out of the apparatus after forming each layer, and the transparent substrate 11 may be exposed to the atmosphere, and each layer may be oxidized or carbonized. As a result, the reflectance and etching rate of the light shielding film 12 with respect to the exposure light may be changed. In this regard, with an inline-type sputtering apparatus, each layer can be continuously formed without taking the transparent substrate 11 out of the apparatus and exposing it to the atmosphere, thereby suppressing unintentional incorporation of elements into the light shielding film 12. Can do.
また、インライン型スパッタリング装置を用いて遮光膜12を成膜する場合、第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15の各層の間が連続的に組成傾斜する組成傾斜領域(遷移層)を有するので、フォトマスクブランクを用いてエッチング(特にウェットエッチング)により形成される遮光膜パターンの断面がなめらか、かつ垂直に近づけることができるので好ましい。 Moreover, when forming the light shielding film 12 using an in-line type sputtering apparatus, the composition inclination area | region (the composition inclination area | region (A) between each layer of the 1st reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the 2nd reflection suppression layer 15 is continuously inclined. Therefore, the light-shielding film pattern formed by etching (especially wet etching) using a photomask blank can have a smooth cross section and can be brought close to vertical.
<フォトマスクの製造方法>
続いて、上述したフォトマスクブランク1を用いて、フォトマスクを製造する方法について説明する。
<Photomask manufacturing method>
Next, a method for manufacturing a photomask using the above-described photomask blank 1 will be described.
(レジスト膜の形成工程)
まず、フォトマスクブランク1の遮光膜12における第2反射抑制層15上にレジストを塗布し、乾燥してレジスト膜を形成する。レジストとしては、使用する描画装置に応じて適切なものを選択する必要があるが、ポジ型またはネガ型のレジストを用いることができる。
(Resist film formation process)
First, a resist is applied on the second antireflection layer 15 in the light shielding film 12 of the photomask blank 1 and dried to form a resist film. As the resist, it is necessary to select an appropriate resist according to the drawing apparatus to be used, but a positive or negative resist can be used.
(レジストパターンの形成工程)
続いて、描画装置を用いてレジスト膜に所定のパターンを描画する。通常、表示装置製造用のフォトマスクを作製する際、レーザー描画装置が使用される。描画後、レジスト膜に現像およびリンスを施すことにより、所定のレジストパターンを形成する。
(Resist pattern formation process)
Subsequently, a predetermined pattern is drawn on the resist film using a drawing apparatus. Usually, when producing a photomask for manufacturing a display device, a laser drawing device is used. After drawing, the resist film is developed and rinsed to form a predetermined resist pattern.
本実施形態では、第2反射抑制層15の反射率を低くなるように構成しているので、レジスト膜にパターンを描画するときに、描画光(レーザー光)の反射を少なくすることができる。これにより、パターン精度の高いレジストパターンを形成することができ、それに伴って寸法精度の高いマスクパターンを形成することができる。 In the present embodiment, since the reflectance of the second reflection suppression layer 15 is configured to be low, reflection of drawing light (laser light) can be reduced when a pattern is drawn on the resist film. Thereby, a resist pattern with high pattern accuracy can be formed, and accordingly, a mask pattern with high dimensional accuracy can be formed.
(マスクパターンの形成工程)
続いて、レジストパターンをマスクとして遮光膜12をエッチングすることにより、遮光膜パターンからなるマスクパターンを形成する。エッチングはウェットエッチングでもドライエッチングでも構わない。通常、表示装置製造用のフォトマスクでは、ウェットエッチングが行われ、ウェットエッチングで使用されるエッチング液(エッチャント)としては、例えば、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むクロムエッチング液を用いることができる。
(Mask pattern formation process)
Subsequently, the light shielding film 12 is etched using the resist pattern as a mask to form a mask pattern made of the light shielding film pattern. Etching may be wet etching or dry etching. Usually, in a photomask for manufacturing a display device, wet etching is performed. As an etchant used in the wet etching, for example, a chromium etchant containing ceric ammonium nitrate and perchloric acid is used. be able to.
本実施形態では、遮光膜12の厚さ方向において、第1反射抑制層13、遮光層14および第2反射抑制層15のエッチングレートが揃うように各層の組成を調整しているので、ウェットエッチングしたときの断面形状を、つまり、遮光膜パターン(マスクパターン)の断面形状を透明基板11に対して垂直に近づけることができ、高いCD均一性(CD Uniformity)を得ることができる。 In the present embodiment, since the composition of each layer is adjusted so that the etching rates of the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15 are aligned in the thickness direction of the light shielding film 12, wet etching is performed. Thus, the cross-sectional shape of the light-shielding film pattern (mask pattern) can be made perpendicular to the transparent substrate 11, and high CD uniformity (CD uniformity) can be obtained.
(剥離工程)
続いて、レジストパターンを剥離し、透明基板11上に遮光膜パターン(マスクパターン)が形成されたフォトマスクを得る。
(Peeling process)
Subsequently, the resist pattern is peeled off to obtain a photomask in which a light shielding film pattern (mask pattern) is formed on the transparent substrate 11.
以上により、本実施形態にかかるフォトマスクが得られる。 As described above, the photomask according to the present embodiment is obtained.
<表示装置の製造方法>
続いて、上述したフォトマスクを用いて、表示装置を製造する方法について説明する。
<Manufacturing method of display device>
Next, a method for manufacturing a display device using the above-described photomask will be described.
(準備工程)
まず、表示装置の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、上述したフォトマスクの製造方法によって得られたフォトマスクを、露光装置の投影光学系を介して基板上に形成されたレジスト膜に対向するような配置で、露光装置のマスクステージ上に載置する。
(Preparation process)
First, a photomask obtained by the above-described photomask manufacturing method is formed on a substrate with a resist film formed on the substrate of the display device via the projection optical system of the exposure device. It is placed on the mask stage of the exposure apparatus so as to face the resist film.
(露光工程(パターン転写工程))
次に、露光光をフォトマスクに照射して、表示装置の基板上に形成されたレジスト膜にパターンを転写するレジスト露光工程を行う。
露光光は、例えば、300nm〜550nmの波長域から選択される単波長の光(j線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(波長405nm)、g線(波長436nm)等)、又は複数の波長の光(例えば、j線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(405nm)、g線(波長436nm))を含む複合光を用いる。 本実施形態では、遮光膜パターン(マスクパターン)の表裏面の反射率が低減されたフォトマスクを使用して表示装置(表示パネル)を製造するので、表示ムラのない表示装置(表示パネル)を得ることができる。
(Exposure process (pattern transfer process))
Next, a resist exposure process is performed in which the photomask is irradiated with exposure light to transfer the pattern to a resist film formed on the substrate of the display device.
The exposure light is, for example, single wavelength light selected from a wavelength range of 300 nm to 550 nm (j-line (wavelength 313 nm), i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 405 nm), g-line (wavelength 436 nm), etc.) Or composite light including light of a plurality of wavelengths (for example, j-line (wavelength 313 nm), i-line (wavelength 365 nm), h-line (405 nm), g-line (wavelength 436 nm)). In this embodiment, a display device (display panel) is manufactured using a photomask with reduced reflectance on the front and back surfaces of the light-shielding film pattern (mask pattern). Can be obtained.
<本実施形態にかかる効果>
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
<Effect according to this embodiment>
According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.
(a)本実施形態のフォトマスクブランク1は、第1反射抑制層13、遮光層14および第2反射抑制層15を積層させて遮光膜12を形成しており、第1反射抑制層13は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、Cr含有率が25〜75原子%、O含有率が15〜45原子%、N含有率が10〜30原子%の組成を有し、遮光層14は、クロムと窒素とを含有するクロム系材料であって、Cr含有率が70〜95原子%、N含有率が5〜30原子%の組成を有し、第2反射抑制層15は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、Cr含有率が30〜75原子%、O含有率が20〜50原子%、N含有率が5〜20原子%の組成を有するように構成している。そして、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15の厚さを、光干渉効果が最大限もしくは最大限近く得られるような厚さとしている。これにより、フォトマスクブランク1の表裏面の露光波長に対する反射率を低減し、それぞれ10%以下とすることができる。具体的には、表裏面の反射率スペクトルにおいて、反射率が極小となるボトムピークの波長を比較的高波長側の380nm〜480nmとし、波長380nm〜480nmの光の反射率を10%以下、好ましくは7.5%以下にすることができる。一方、遮光層14を所定の厚さとすることで、遮光膜12における光学濃度を3.0以上とすることができる。 (A) In the photomask blank 1 of this embodiment, the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15 are laminated to form the light shielding film 12. A chromium-based material containing chromium, oxygen, and nitrogen, with a Cr content of 25-75 atomic%, an O content of 15-45 atomic%, and an N content of 10-30 atomic%. The light shielding layer 14 is a chromium-based material containing chromium and nitrogen, and has a composition with a Cr content of 70 to 95 atomic% and an N content of 5 to 30 atomic%, and second reflection suppression. The layer 15 is a chromium-based material containing chromium, oxygen, and nitrogen, and has a Cr content of 30 to 75 atomic%, an O content of 20 to 50 atomic%, and an N content of 5 to 20 atomic%. It is comprised so that it may have a composition. The thicknesses of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 are set such that the optical interference effect is maximized or nearly maximized. Thereby, the reflectance with respect to the exposure wavelength of the front and back of the photomask blank 1 can be reduced, and each can be 10% or less. Specifically, in the reflectance spectra of the front and back surfaces, the bottom peak wavelength at which the reflectance is minimized is 380 nm to 480 nm on the relatively high wavelength side, and the reflectance of light with a wavelength of 380 nm to 480 nm is 10% or less, preferably Can be made 7.5% or less. On the other hand, by setting the light shielding layer 14 to a predetermined thickness, the optical density in the light shielding film 12 can be 3.0 or more.
(b)また本実施形態では、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15の組成を上述の範囲内で適宜変更することにより、フォトマスクブランク1の裏面側(透明基板11側)の反射率、および表面側(遮光膜12側)の反射率をそれぞれ調整することができる。例えば、フォトマスクブランク1の反射率を、表面側が裏面側よりも高くなるように、表面側と裏面側が同じとなるように、もしくは裏面側が表面側よりも高くなるように、それぞれ調整することができる。なお、作製したフォトマスクを用いて被転写体に露光処理するときに、フォトマスクから光源側への露光光の反射による影響(ゴーストの発生等)を抑制する観点からは、裏面側の反射率を表面側よりも高くなるようにすることが好ましい。言い換えると、フォトマスクブランク1の表面側(遮光膜12側)の反射率を裏面側(透明基板11側)の反射率よりも低くなるようにすることが好ましい。具体的には、TFTアレイにおけるゲート電極やソース電極/ドレイン電極の配線パターンを、被転写体である表示装置の基板上に形成されたレジスト膜に転写する際に、フォトマスクの遮光膜パターンの開口率は50%以上となるので、フォトマスクを通過する露光光量が高くなるので、被転写体側からの露光光の戻り光によるフレアが発生しやすい。したがって、フォトマスクブランク1の遮光膜12の表面及び裏面の露光波長に対する反射率がそれぞれ10%以下であって、かつ、遮光膜12の表面側の反射率を裏面側の反射率よりも低くすることによって、フレアの影響を低減でき、フォトマスクを用いて表示装置を作製するときのCDエラーを防止することができる。 (B) Moreover, in this embodiment, the composition of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 is appropriately changed within the above-described range, so that the back side (transparent substrate 11 side) of the photomask blank 1 is formed. The reflectance and the reflectance on the surface side (light shielding film 12 side) can be adjusted respectively. For example, the reflectance of the photomask blank 1 can be adjusted so that the front side is higher than the back side, the front side and the back side are the same, or the back side is higher than the front side. it can. From the viewpoint of suppressing the influence of the reflection of exposure light from the photomask to the light source side (ghosting, etc.) when exposing the transfer object using the produced photomask, the reflectance on the back side Is preferably higher than the surface side. In other words, it is preferable that the reflectance on the front surface side (light shielding film 12 side) of the photomask blank 1 is lower than the reflectance on the back surface side (transparent substrate 11 side). Specifically, when the wiring pattern of the gate electrode or source / drain electrode in the TFT array is transferred to the resist film formed on the substrate of the display device that is the transfer target, the light shielding film pattern of the photomask is changed. Since the aperture ratio is 50% or more, the amount of exposure light passing through the photomask increases, and flare due to the return light of the exposure light from the transfer target is likely to occur. Therefore, the reflectance with respect to the exposure wavelength of the front and back surfaces of the light shielding film 12 of the photomask blank 1 is 10% or less, respectively, and the reflectance on the front surface side of the light shielding film 12 is made lower than the reflectance on the back surface side. As a result, the influence of flare can be reduced, and a CD error when a display device is manufactured using a photomask can be prevented.
(c)また本実施形態では、遮光膜12を構成する第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15の各層を上記組成範囲とすることで、エッチングレートを低下させるOや、エッチングレートを増加させるNの濃度を低減し、各層のエッチングレートの差を抑えてそろえることができる。これにより、フォトマスクブランク1の遮光膜12をエッチングしたときの断面形状を、つまりマスクパターンの断面形状を透明基板11に対して垂直に近づけることができる。具体的には、マスクパターンの断面形状において、エッチングにより形成された側面と透明基板11とのなす角をθとしたとき、θを90°±30°の範囲内とすることができる。また、マスクパターンの断面形状を垂直に近づけるとともに、第1反射抑制層13のエッチング残り、あるいは、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15の食われ(いわゆるアンダーカット)・サイドエッチングなどを抑制することができる。この結果、マスクパターン(遮光膜パターン)におけるCD均一性を向上させることができ、100nm以下の高精度なマスクパターンを形成することができる。 (C) In the present embodiment, the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15 constituting the light shielding film 12 are within the above composition range, thereby reducing the etching rate. By increasing the etching rate, the concentration of N can be reduced, and the difference in etching rate between the layers can be suppressed. Thereby, the cross-sectional shape when the light-shielding film 12 of the photomask blank 1 is etched, that is, the cross-sectional shape of the mask pattern can be made perpendicular to the transparent substrate 11. Specifically, in the cross-sectional shape of the mask pattern, when the angle between the side surface formed by etching and the transparent substrate 11 is θ, θ can be in the range of 90 ° ± 30 °. Further, the cross-sectional shape of the mask pattern is made close to vertical, and the etching residue of the first reflection suppression layer 13 or the biting (so-called undercut) and side etching of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 is performed. Can be suppressed. As a result, CD uniformity in the mask pattern (light-shielding film pattern) can be improved, and a highly accurate mask pattern of 100 nm or less can be formed.
(d)また本実施形態では、遮光膜12は、遮光膜12を構成する第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15の各層のエッチングレートを揃えることにより、エッチング時間の長短や、エッチング液の濃淡、エッチング液の温度によらず、断面形状の垂直性を安定して確保することができる。例えば、遮光膜12のジャストエッチング時間をTとしたとき、エッチング時間を1.5×Tとしてオーバーエッチングした場合であっても、エッチング時間をTとした場合と同等の垂直性を得ることができる。具体的には、エッチング時間をTとしたときの遮光膜パターンの断面のなす角度θ1と、エッチング時間を1.5×Tとしてオーバーエッチングしたときの断面のなす角度θ2との差を10°以下にすることができる。また同様に、エッチング液の濃度を高くした場合と、エッチング液の濃度を低くした場合では、遮光膜パターンの断面のなす角の差を10°以下にすることができる。また同様に、エッチング液の温度を高くした場合(例えば42℃)と、エッチング液の温度を低くした場合(例えば室温である23℃)では、エッチング液の温度が高くなるほどエッチングレートが高くなるが、遮光膜パターンの断面のなす角の差を10°以下にすることができる。なお、ジャストエッチング時間とは、遮光膜12を膜厚方向にエッチングして透明基板11の表面が露出し始めるまでのエッチング時間を示す。 (D) Further, in the present embodiment, the light shielding film 12 has a reduced etching time by aligning the etching rates of the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15 constituting the light shielding film 12. Regardless of the length, the density of the etching solution, and the temperature of the etching solution, the perpendicularity of the cross-sectional shape can be stably secured. For example, when the just etching time of the light shielding film 12 is T, even if the etching time is 1.5 × T and overetching is performed, the same verticality as when the etching time is T can be obtained. . Specifically, the difference between the angle θ1 formed by the cross-section of the light-shielding film pattern when the etching time is T and the angle θ2 formed by the cross-section when the etching time is 1.5 × T is 10 ° or less. Can be. Similarly, when the concentration of the etching solution is increased and when the concentration of the etching solution is decreased, the difference in angle between the cross-sections of the light shielding film pattern can be made 10 ° or less. Similarly, when the temperature of the etching solution is increased (for example, 42 ° C.) and when the temperature of the etching solution is decreased (for example, 23 ° C., which is room temperature), the etching rate increases as the temperature of the etching solution increases. The difference in angle between the cross-sections of the light shielding film pattern can be made 10 ° or less. Note that the just etching time indicates an etching time from when the light shielding film 12 is etched in the film thickness direction until the surface of the transparent substrate 11 begins to be exposed.
(e)遮光膜12において、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、第1反射抑制層13は、Crを50〜75原子%、Oを15〜35原子%、Nを10〜25原子%の含有率でそれぞれ含み、第2反射抑制層15は、Crを50〜75原子%、Oを20〜40原子%、Nを5〜20原子%の含有率でそれぞれ含むことが好ましい。 (E) In the light shielding film 12, the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 are chromium-based materials containing chromium, oxygen, and nitrogen, and the first reflection suppression layer 13 includes 50 Cr. -75 atomic%, O is included in a content of 15-35 atomic%, and N is included in a content of 10-25 atomic%. The second antireflection layer 15 is 50-75 atomic% in Cr and 20-40 atomic% in O. , N is preferably included at a content of 5 to 20 atomic%.
第1反射抑制層13および第2反射抑制層15において、O含有率をより低減することで、これらの層におけるOを含有することによるエッチングレートの過剰な増加を抑制することができる。そのため、遮光膜12を構成する第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15の各層のエッチングレートを揃える目的で遮光層14に配合する炭素(C)の含有率を低減したり、遮光層14にCを含有せずに炭素非含有としたりすることができる。この結果、遮光層14におけるCrの含有率を高めて、光学濃度(OD)を高く維持することができる。 In the 1st reflection suppression layer 13 and the 2nd reflection suppression layer 15, the excessive increase in the etching rate by containing O in these layers can be suppressed by reducing O content rate more. Therefore, the content ratio of carbon (C) blended in the light shielding layer 14 is reduced for the purpose of making the etching rates of the first reflection suppressing layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppressing layer 15 constituting the light shielding film 12 uniform. Alternatively, the light shielding layer 14 can be made carbon-free without containing C. As a result, the Cr content in the light shielding layer 14 can be increased and the optical density (OD) can be maintained high.
一方、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15において、N含有率をより低減することで、これらの層におけるNが含有することによるエッチングレートの過剰な増加を抑制することができる。そのため、遮光膜12を構成する第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15の各層のエッチングレートを揃える目的で遮光層14に含有するするNの含有率を低減することができる。この結果、遮光層14におけるCrの含有率を高めて、光学濃度(OD)を高く維持することができる。 On the other hand, in the 1st reflection suppression layer 13 and the 2nd reflection suppression layer 15, the excessive increase in the etching rate by containing N in these layers can be suppressed by reducing N content rate more. Therefore, the content rate of N contained in the light shielding layer 14 may be reduced for the purpose of making the etching rates of the first reflection suppressing layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppressing layer 15 constituting the light shielding film 12 uniform. it can. As a result, the Cr content in the light shielding layer 14 can be increased and the optical density (OD) can be maintained high.
(f)第1反射抑制層13および第2反射抑制層15は、それぞれ、OおよびNのうち少なくともいずれか一方の元素の含有率が膜厚方向に沿って連続的あるいは段階的に組成変化する領域を有することが好ましい。第1反射抑制層13および第2反射抑制層15の各層を組成変化させることにより、各層にOもしくはNが高い含有率となる領域を局所的に導入しながらも、各層におけるOもしくはNの平均的な含有率を低く維持することができる。これにより、フォトマスクブランク1の表面側および裏面側の反射率を低く維持することができる。 (F) In the first antireflection layer 13 and the second antireflection layer 15, the content of at least one element of O and N changes in composition continuously or stepwise along the film thickness direction. It is preferable to have a region. By changing the composition of each layer of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15, while locally introducing a region having a high content of O or N into each layer, the average of O or N in each layer The typical content can be kept low. Thereby, the reflectance of the front surface side and back surface side of the photomask blank 1 can be kept low.
また、遮光膜12を構成する第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15の各層では、O含有率が高くなるとエッチングレートが過剰に増加したり、N含有率が高くなるとエッチングレートが過剰に増加したりすることになるが、OやNの含有率を低くすることで、これらの元素を含有することによる各層のエッチングレートの差を抑制することができる。つまり、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15と、遮光層14との間でのエッチングレートの乖離を抑制することができる。この結果、遮光膜12を構成する第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15の各層のエッチングレートを揃える目的で遮光層14に含有するNや炭素を減らしたり、遮光層14に炭素を含有せずに炭素非含有としたりすることができる。この結果、遮光層14におけるCrの含有率を高めて、光学濃度(OD)を高く維持することができる。 Further, in each of the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15 constituting the light shielding film 12, when the O content increases, the etching rate increases excessively or the N content increases. Although an etching rate will increase excessively, the difference in the etching rate of each layer by containing these elements can be suppressed by making the content rate of O and N low. That is, the difference in etching rate between the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 and the light shielding layer 14 can be suppressed. As a result, N or carbon contained in the light shielding layer 14 is reduced for the purpose of making the etching rates of the first reflection suppressing layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppressing layer 15 constituting the light shielding film 12 uniform, or the light shielding layer. 14 can be made carbon-free without containing carbon. As a result, the Cr content in the light shielding layer 14 can be increased and the optical density (OD) can be maintained high.
(g)第2反射抑制層15は、膜厚方向の遮光層14側に向かってO含有率が増加する領域を有することが好ましい。これにより、第2反射抑制層15において、遮光層14との界面部分のO含有率を局所的に高くし、膜厚方向での平均的なO含有率を低くしている。この結果、遮光膜12の表面側(第2反射抑制層15)で所望の反射率を得るとともに、界面での過度なエッチングによる食われを抑制することができる。 (G) It is preferable that the 2nd reflection suppression layer 15 has an area | region where O content rate increases toward the light shielding layer 14 side of a film thickness direction. Thereby, in the 2nd reflection suppression layer 15, O content rate of the interface part with the light shielding layer 14 is made high locally, and the average O content rate in the film thickness direction is made low. As a result, a desired reflectance can be obtained on the surface side (second reflection suppression layer 15) of the light shielding film 12, and biting due to excessive etching at the interface can be suppressed.
(h)第2反射抑制層15は、膜厚方向の遮光層14側に向かってN含有率が低下する領域を有することが好ましい。これにより、第2反射抑制層15において、膜厚方向での平均的なN含有率をある程度維持しつつ、遮光層14との界面部分のN含有率を局所的に低くしている。この結果、第2反射抑制層15と遮光層14の界面での過度なエッチングによる食われを抑制することができる。 (H) It is preferable that the 2nd reflection suppression layer 15 has an area | region where N content rate falls toward the light shielding layer 14 side of a film thickness direction. Thereby, in the 2nd reflection suppression layer 15, the N content rate of the interface part with the light shielding layer 14 is made low locally, maintaining the average N content rate in the film thickness direction to some extent. As a result, erosion due to excessive etching at the interface between the second reflection suppressing layer 15 and the light shielding layer 14 can be suppressed.
(i)第1反射抑制層13は、膜厚方向の透明基板11に向かってO含有率が増加するとともにN含有率が低下する領域を有することが好ましい。第1反射抑制層13において、膜厚方向の透明基板11に向かってO含有率を増加させるとともにN含有率を低下させることにより、エッチングレートを透明基板11に向かって徐々に低くすることができる。これにより、第1反射抑制層13と透明基板11との界面での食われを抑制し、マスクパターンのCD均一性をより向上させることができる。 (I) It is preferable that the 1st reflection suppression layer 13 has an area | region where N content rate falls while O content rate increases toward the transparent substrate 11 of a film thickness direction. In the first reflection suppression layer 13, the etching rate can be gradually lowered toward the transparent substrate 11 by increasing the O content toward the transparent substrate 11 in the film thickness direction and decreasing the N content. . Thereby, the biting at the interface between the first reflection suppressing layer 13 and the transparent substrate 11 can be suppressed, and the CD uniformity of the mask pattern can be further improved.
(j)第2反射抑制層15は、第1反射抑制層13よりもO含有率が高くなるように構成されることが好ましい。具体的には、第2反射抑制層15のO含有率が第1反射抑制層13よりも5原子%%以上大きいことが好ましく、さらに好ましくは10原子%以上大きくすることが好ましい。また、第1反射抑制層13は、第2反射抑制層15よりもN含有率が高くなるように構成されることが好ましい。具体的には、第1反射抑制層13のN含有率が第2反射抑制層15よりも5原子%以上大きいことが好ましく、さらに好ましくは10原子%以上大きいことが好ましい。本発明者らの検討によると、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15を同一材料で形成する場合、組成が同一であるにもかかわらず、表面側の反射率が裏面側よりも高くなる傾向があることが分かった。そこで第1反射抑制層13、第2反射抑制層15の各層の組成比(O含有率、N含有率)についてさらに検討したところ、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15の組成比(O含有率、N含有率)を上記のようにすることで、裏面側の反射率を表面側と同程度、もしくは表面側よりも低減できることが見出された。このように各層の組成比(O含有率、N含有率)を変更させることにより、表裏面の反射率を制御することができる。 (J) The second reflection suppression layer 15 is preferably configured to have an O content higher than that of the first reflection suppression layer 13. Specifically, the O content of the second reflection suppression layer 15 is preferably 5 atomic% or more higher than that of the first reflection suppression layer 13, and more preferably 10 atomic% or more. Moreover, it is preferable that the 1st reflection suppression layer 13 is comprised so that N content rate may become higher than the 2nd reflection suppression layer 15. FIG. Specifically, the N content of the first reflection suppression layer 13 is preferably greater than that of the second reflection suppression layer 15 by 5 atomic% or more, more preferably 10 atomic% or more. According to the study by the present inventors, when the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 are formed of the same material, the reflectance on the front surface side is higher than that on the back surface side although the composition is the same. It turns out that it tends to be higher. Then, when the composition ratio (O content rate, N content rate) of each layer of the 1st reflection suppression layer 13 and the 2nd reflection suppression layer 15 was further examined, the composition ratio of the 1st reflection suppression layer 13 and the 2nd reflection suppression layer 15 was demonstrated. It has been found that by making (O content, N content) as described above, the reflectance on the back surface side can be reduced to the same level as the front surface side or lower than the front surface side. Thus, the reflectance of the front and back surfaces can be controlled by changing the composition ratio (O content, N content) of each layer.
(k)また本実施形態によれば、遮光層14は、クロム(Cr)と窒化二クロム(Cr2N)を含む結合状態(化学状態)のクロム系材料とすることが好ましい。遮光層14が、CrとCr2Nとを含む結合状態(化学状態)のクロム系材料とすることにより、遮光層14にNが所定量含有した場合のエッチングレートの過剰な進行を抑制でき、遮光膜パターンの断面形状を垂直に近づけることができる。 (K) Further, according to the present embodiment, the light shielding layer 14 is preferably made of a chromium-based material in a bonded state (chemical state) containing chromium (Cr) and dichromium nitride (Cr 2 N). By making the light shielding layer 14 a chromium-based material in a bonded state (chemical state) containing Cr and Cr 2 N, excessive progress of the etching rate when a predetermined amount of N is contained in the light shielding layer 14 can be suppressed. The cross-sectional shape of the light shielding film pattern can be made close to vertical.
(l)また本実施形態によれば、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15は、一窒化クロム(CrN)と酸化クロム(III)(Cr2O3)と酸化クロム(VI)(CrO3)を含む結合状態(化学状態)のクロム系材料とすることが好ましい。第1反射抑制層13および第2反射抑制層15が、Cr2O3、CrO3の複数の酸化クロムを含有することにより、遮光膜12の表裏面の反射率を効果的に低減することができる。また、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15が、CrNの窒化クロムを含有することにより、上述の酸化クロムによるエッチングレートの過剰に低下することを抑制できるので、遮光膜パターンの断面形状を垂直に近づけることができる。 According to (l) In the first embodiment, the first antireflection layer 13 and the second antireflection layer 15, chromium nitride (CrN) and chromium oxide (III) (Cr 2 O 3 ) and chromium (VI) oxide It is preferable to use a chromium-based material in a bonded state (chemical state) containing (CrO 3 ). When the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 contain a plurality of chromium oxides of Cr 2 O 3 and CrO 3 , the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film 12 can be effectively reduced. it can. Further, since the first reflection suppressing layer 13 and the second reflection suppressing layer 15 contain CrN chromium nitride, it is possible to suppress an excessive decrease in the etching rate due to the above-described chromium oxide. The shape can be close to vertical.
(m)また本実施形態によれば、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15を、Crを含むスパッタターゲットと、酸素系ガス、窒素系ガスおよび希ガスを含むスパッタリングガスと、を用いた反応性スパッタリングによる成膜を行い、遮光層14を、Crを含むスパッタターゲットと、窒素系ガスおよび希ガスを含むスパッタリングガスを用いた反応性スパッタリングによる成膜を行う。そして、これらの反応性スパッタリングの成膜条件として、スパッタリングガスに含まれる反応性ガスの流量がメタルモードとなる流量を選択する。これにより、遮光膜12を構成する第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15の各層を上記組成範囲に調整しやすく、また、遮光膜12の表裏面の反射率を効果的に低減しつつ、遮光膜12をパターニングした時の遮光膜パターンの断面形状を垂直に近づけることができる。 (M) According to the present embodiment, the first antireflection layer 13 and the second antireflection layer 15 are formed by adding a sputtering target containing Cr, and a sputtering gas containing an oxygen-based gas, a nitrogen-based gas, and a rare gas. Film formation by reactive sputtering is performed, and the light shielding layer 14 is formed by reactive sputtering using a sputtering target containing Cr and a sputtering gas containing a nitrogen-based gas and a rare gas. Then, a flow rate at which the flow rate of the reactive gas contained in the sputtering gas is in the metal mode is selected as the film forming condition for the reactive sputtering. Thereby, each layer of the 1st reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the 2nd reflection suppression layer 15 which comprises the light shielding film 12 is easy to adjust to the said composition range, and the reflectance of the front and back of the light shielding film 12 is effective. The cross-sectional shape of the light-shielding film pattern when the light-shielding film 12 is patterned can be made close to vertical while reducing the amount of the light.
(n)第1反射抑制層13および第2反射抑制層15の各層を反応性スパッタリングにより成膜するときに、酸素系ガスとして酸素(O2ガス)を用いることが好ましい。O2ガスによれば、他の酸素系ガスと比べて酸化力が高いので、メタルモードを選択して成膜する場合であっても、各層を上記組成範囲により確実に調整することができる。これにより、遮光膜12の表裏面の反射率を効果的に低減しつつ、遮光膜12をパターニングした時の遮光膜パターンの断面形状を垂直に近づけることができる。 (N) When forming each layer of the first antireflection layer 13 and the second antireflection layer 15 by reactive sputtering, it is preferable to use oxygen (O 2 gas) as the oxygen-based gas. Since O 2 gas has higher oxidizing power than other oxygen-based gases, each layer can be reliably adjusted by the above composition range even when the metal mode is selected for film formation. Thereby, the cross-sectional shape of the light shielding film pattern when patterning the light shielding film 12 can be made close to vertical while effectively reducing the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film 12.
(o)本実施形態のフォトマスクブランク1によれば、表面側の反射率が低いので、遮光膜12上にレジスト膜を設け、描画・現像工程によりレジストパターンを形成するときに、描画光の遮光膜12表面での反射を低減することができる。これにより、レジストパターンの寸法精度を高め、それから形成されるフォトマスクの遮光膜パターンの寸法精度を高めることができる。 (O) According to the photomask blank 1 of the present embodiment, since the reflectance on the front surface side is low, a resist film is provided on the light shielding film 12, and when the resist pattern is formed by the drawing / development process, Reflection on the surface of the light shielding film 12 can be reduced. Thereby, the dimensional accuracy of the resist pattern can be increased, and the dimensional accuracy of the light shielding film pattern of the photomask formed therefrom can be increased.
(p)本実施形態のフォトマスクブランク1から製造されるフォトマスクは、遮光膜パターンが高精度であり、かつ遮光膜パターンの表裏面の反射率が低減されているので、被転写体へのパターン転写の際に、高い転写特性を得ることができる。 (P) The photomask manufactured from the photomask blank 1 of this embodiment has a highly accurate light-shielding film pattern and a reduced reflectance on the front and back surfaces of the light-shielding film pattern. High transfer characteristics can be obtained during pattern transfer.
(q)また本実施形態では、透明基板11として、矩形状であって短辺の長さが850mm以上1620mm以下の基板を用いて、フォトマスクブランク1を大型化させた場合であっても、遮光膜12を膜厚方向でのエッチングレートを揃えるように構成しているので、遮光膜12をエッチングして得られるマスクパターンのCD均一性を高く維持することができる。 (Q) Moreover, in this embodiment, even if it is a case where the photomask blank 1 is enlarged using the board | substrate which is rectangular shape and the length of a short side is 850 mm or more and 1620 mm or less as the transparent substrate 11, Since the light shielding film 12 is configured to have the same etching rate in the film thickness direction, the CD uniformity of the mask pattern obtained by etching the light shielding film 12 can be maintained high.
(r)また、本実施形態のフォトマスクは、波長300nm〜550nmの波長域から選択される光に対する遮光膜パターンの表裏面の反射率がともに10%以下、好ましくは7.5%以下、さらに好ましくは5%以下とすることができるので、例えばi線、h線およびg線を含む複合光を露光するといったように露光光強度を高くした場合であっても、被転写体に対して高い精度の転写パターンを形成することができる。さらに、被転写体(例えば、表示パネル)の重ね合わせ近傍において、想定以上の露光光が照射されることにより発生する表示ムラを防止することができる。なお、露光光としては、300nm〜550nm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、300nm〜550nm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があり、例えば、波長313nmのj線、波長365nmのi線、波長405nmのh線、および波長436nmのg線を含む複合光や、i線の単色光等がある。 (R) In the photomask of this embodiment, the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film pattern with respect to light selected from the wavelength range of 300 nm to 550 nm is 10% or less, preferably 7.5% or less. Since it can be preferably 5% or less, for example, even when the exposure light intensity is increased such as exposure of composite light including i-line, h-line, and g-line, it is higher than the transfer target. An accurate transfer pattern can be formed. Further, it is possible to prevent display unevenness that occurs when exposure light more than expected is irradiated in the vicinity of an overlap of a transfer target (for example, a display panel). As the exposure light, composite light including light of a plurality of wavelengths selected from the wavelength range of 300 nm to 550 nm, or monochromatic light selected by cutting a wavelength range from the wavelength range of 300 nm to 550 nm with a filter or the like is used. For example, there are composite light including a j-line with a wavelength of 313 nm, an i-line with a wavelength of 365 nm, an h-line with a wavelength of 405 nm, and a g-line with a wavelength of 436 nm, and monochromatic light of i-line.
<他の実施形態>
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
<Other embodiments>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
上述の実施形態では、透明基板11の上に遮光膜12を直接設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、遮光膜12よりも光学濃度の低い半透光膜を透明基板と遮光膜12との間に設けたフォトマスクブランクでもよい。このフォトマスクブランクは、表示装置製造の際に使用するフォトマスクの枚数を削減する効果のあるグレートーンマスク又は階調マスクのフォトマスクブランクとして使用することができる。このグレートーンマスク又は階調マスクにおけるマスクパターンは、半透光膜パターン及び/又は遮光膜パターンとなる。
また、半透光膜の代わりに、透過光の位相をシフトさせる位相シフト膜を透明基板11と遮光膜12との間に設けたフォトマスクブランクでもよい。このフォトマスクブランクは、位相シフト効果による高いパターン解像性の効果を有する位相シフトマスクとして使用することができる。この位相シフトマスクにおけるマスクパターンは、位相シフト膜パターンや、位相シフト膜パターン及び遮光膜パターンとなる。
上述の半透光膜および位相シフト膜は、遮光膜12を構成する材料であるクロム系材料に対してエッチング選択性のある材料が適している。このような材料としては、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)とケイ素(Si)を含有した金属シリサイド系材料を使用することができ、さらに酸素、窒素、炭素、又はフッ素の少なくともいずれか一つを含んだ材料が適している。例えば、MoSi、ZrSi、TiSi、TaSi等の金属シリサイド、金属シリサイドの酸化物、金属シリサイドの窒化物、金属シリサイドの酸窒化物、金属シリサイドの炭化窒化物、金属シリサイドの酸化炭化物、金属シリサイドの炭化酸化窒化物が適している。尚、これらの半透光膜や位相シフト膜は、機能膜として挙げた上記の膜で構成された積層膜であっても良い。
上述の半透光膜および位相シフト膜は、露光光の露光波長に対する透過率は、1〜80%の範囲内で適宜調整することができる。本発明の遮光膜との組み合わせにおいては、上述の半透光膜および位相シフト膜の露光光の露光波長に対する透過率は、20〜80%とすることが好ましい。露光光の露光波長に対する透過率が20〜80%である半透光膜および位相シフト膜を選択し、本発明の遮光膜を組み合わせることにより、半透光膜と遮光膜が形成された積層膜、または位相シフト膜と遮光膜が形成された積層膜における裏面の露光波長に対する反射率を40%以下、さらに好ましくは30%以下にすることができる。
In the above-described embodiment, the case where the light shielding film 12 is directly provided on the transparent substrate 11 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a photomask blank in which a semi-transparent film having an optical density lower than that of the light shielding film 12 is provided between the transparent substrate and the light shielding film 12 may be used. This photomask blank can be used as a photomask blank for a gray-tone mask or a gradation mask that has an effect of reducing the number of photomasks used in manufacturing a display device. The mask pattern in the gray tone mask or gradation mask is a semi-transparent film pattern and / or a light shielding film pattern.
Further, instead of the semi-transparent film, a photomask blank in which a phase shift film for shifting the phase of transmitted light is provided between the transparent substrate 11 and the light shielding film 12 may be used. This photomask blank can be used as a phase shift mask having a high pattern resolution effect due to the phase shift effect. The mask pattern in this phase shift mask is a phase shift film pattern, a phase shift film pattern, and a light shielding film pattern.
As the above-described semi-transparent film and phase shift film, a material having etching selectivity with respect to a chromium-based material that is a material constituting the light-shielding film 12 is suitable. As such a material, a metal silicide-based material containing molybdenum (Mo), zirconium (Zr), titanium (Ti), tantalum (Ta) and silicon (Si) can be used, and oxygen, nitrogen, A material containing at least one of carbon and fluorine is suitable. For example, metal silicide such as MoSi, ZrSi, TiSi, TaSi, metal silicide oxide, metal silicide nitride, metal silicide oxynitride, metal silicide carbonitride, metal silicide oxycarbide, metal silicide carbonization Oxynitrides are suitable. The semi-transparent film and the phase shift film may be a laminated film composed of the above-described films as the functional film.
In the above-described semi-transparent film and phase shift film, the transmittance of the exposure light with respect to the exposure wavelength can be appropriately adjusted within a range of 1 to 80%. In the combination with the light-shielding film of the present invention, the transmittance of the above-mentioned semi-transparent film and phase shift film with respect to the exposure wavelength of the exposure light is preferably 20 to 80%. A laminated film in which a semi-transparent film and a light-shielding film are formed by selecting a semi-transparent film and a phase shift film having a transmittance of 20 to 80% with respect to the exposure wavelength of exposure light and combining the light-shielding film of the present invention Alternatively, the reflectance with respect to the exposure wavelength of the back surface in the laminated film in which the phase shift film and the light shielding film are formed can be 40% or less, more preferably 30% or less.
また、上述の実施形態では、第1反射抑制層13および第2反射抑制層15がともに1層ずつの場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、各層を2層以上の複数層としてもよい。 Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the 1st reflection suppression layer 13 and the 2nd reflection suppression layer 15 were one layer each, this invention is not limited to this. For example, each layer may be two or more layers.
また、上述の実施形態において、遮光膜12上に遮光膜12とエッチング選択性のある材料から構成されたエッチングマスク膜を形成しても構わない。 In the above embodiment, an etching mask film made of a material having etching selectivity with the light shielding film 12 may be formed on the light shielding film 12.
また、上述の実施形態において、透明基板11と遮光膜12との間に、遮光膜とエッチング選択性のある材料から構成されたエッチングストッパー膜を形成しても構わない。上記エッチングマスク膜、エッチングストッパー膜は、遮光膜12を構成する材料であるクロム系材料に対してエッチング選択性のある材料で構成される。このような材料としては、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)とケイ素(Si)を含有した金属シリサイド系材料や、Si、SiO、SiO2、SiON、Si3N4等のケイ素系材料が挙げられる。 In the above-described embodiment, an etching stopper film made of a material having etching selectivity with the light shielding film may be formed between the transparent substrate 11 and the light shielding film 12. The etching mask film and the etching stopper film are made of a material having etching selectivity with respect to a chromium-based material that is a material constituting the light shielding film 12. Such materials include molybdenum (Mo), zirconium (Zr), titanium (Ti), metal silicide-based materials containing tantalum (Ta) and silicon (Si), Si, SiO, SiO 2 , SiON, Si silicon-based material 3 N 4 and the like.
次に、本発明について実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。 EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
<実施例1>
(フォトマスクブランクの作製)
本実施例では、インライン型スパッタリング装置を用いて、上述した実施形態に示す手順により、図1に示すような、基板サイズが1220mm×1400mmの透明基板上に第1反射抑制層、遮光層および第2反射抑制層を積層させて遮光膜を備えるフォトマスクブランクを製造した。
<Example 1>
(Production of photomask blank)
In this example, the first reflection suppression layer, the light shielding layer, and the first layer are formed on a transparent substrate having a substrate size of 1220 mm × 1400 mm as shown in FIG. A photomask blank provided with a light-shielding film was produced by laminating two antireflection layers.
第1反射抑制層の成膜条件は、スパッタターゲットをCrスパッタターゲットとし、反応性ガスの流量は、メタルモードとなるように、酸素(O2)ガスの流量を5〜45sccm、窒素(N2)ガスの流量を30〜60sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を60〜150sccmの範囲からそれぞれ選択するとともに、ターゲット印加電力を2.0〜6.0kW、ターゲットの印加電圧を420〜430Vの範囲で設定した。なお、第1反射抑制層の成膜の際の基板搬送速度は、350mm/minにした。 The film formation conditions of the first antireflection layer are such that the sputter target is a Cr sputter target, and the flow rate of the reactive gas is 5 to 45 sccm for oxygen (O 2 ) gas and nitrogen (N 2 ) so as to be in the metal mode. ) The gas flow rate is selected in the range of 30-60 sccm and the argon (Ar) gas flow rate in the range of 60-150 sccm, the target applied power is in the range of 2.0-6.0 kW, and the target applied voltage is in the range of 420-430 V. Set in. In addition, the board | substrate conveyance speed at the time of film-forming of a 1st reflection suppression layer was 350 mm / min.
遮光層の成膜条件は、スパッタターゲットをCrスパッタターゲットとし、反応性ガスの流量は、メタルモードとなるように、窒素(N2)ガスの流量を1〜60sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を60〜200sccmの範囲からそれぞれ選択するとともに、ターゲット印加電力を3.0〜7.0kW、印加電圧を370〜380Vの範囲で設定した。なお、遮光層の成膜の際の基板搬送速度は、200mm/minにした。 The light-shielding layer is formed by using a sputtering target as a Cr sputtering target, and a reactive gas flow rate of 1-60 sccm for nitrogen (N 2 ) gas and a flow rate for argon (Ar) gas so as to be in a metal mode. Was selected from the range of 60 to 200 sccm, the target applied power was set to 3.0 to 7.0 kW, and the applied voltage was set to the range of 370 to 380 V. In addition, the board | substrate conveyance speed at the time of film-forming of a light shielding layer was 200 mm / min.
第2反射抑制層の成膜条件は、スパッタターゲットをCrスパッタターゲットとし、反応性ガスの流量は、メタルモードとなるように、酸素(O2)ガスの流量を8〜45sccm、窒素(N2)ガスの流量を30〜60sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を60〜150sccmの範囲からそれぞれ選択するとともに、ターゲット印加電力を2.0〜6.0kW、ターゲット印加電圧を420〜430Vの範囲で設定した。なお、第2反射抑制層の成膜の際の基板搬送速度は、300mm/minにした。 The film formation condition of the second antireflection layer is such that the sputtering target is a Cr sputtering target, and the flow rate of the reactive gas is 8 to 45 sccm of oxygen (O 2 ) gas and nitrogen (N 2 ) so that the metal mode is set. ) The gas flow rate is selected in the range of 30-60 sccm and the argon (Ar) gas flow rate in the range of 60-150 sccm, the target applied power is 2.0-6.0 kW, and the target applied voltage is in the range of 420-430 V. Set. In addition, the board | substrate conveyance speed at the time of film-forming of a 2nd reflection suppression layer was 300 mm / min.
得られたフォトマスクブランクの遮光膜について、膜厚方向の組成をX線光電子分光法(XPS)により測定したところ、遮光膜における各層は、図2に示す組成分布を有することが確認された。図2は、実施例1のフォトマスクブランクにおける膜厚方向の組成分析結果を示す図であり、横軸はスパッタ時間を、縦軸は元素の含有率[原子%]を示す。スパッタ時間は、遮光膜の表面からの深さを表す。 About the light shielding film of the obtained photomask blank, when the composition of the film thickness direction was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), it was confirmed that each layer in the light shielding film has the composition distribution shown in FIG. FIG. 2 is a diagram showing a composition analysis result in the film thickness direction in the photomask blank of Example 1, in which the horizontal axis represents the sputtering time, and the vertical axis represents the element content [atomic%]. The sputtering time represents the depth from the surface of the light shielding film.
図2では、表面から深さ約5min(分)までの領域は表面自然酸化層であり、深さ約5min(分)から深さ約16min(分)までの領域は第2反射抑制層であり、深さ約16min(分)から深さ約40min(分)までの領域は遷移層であり、深さ約40min(分)から深さ約97min(分)までの領域は遮光層であり、深さ約97min(分)から深さ約124min(分)までの領域は遷移層であり、深さ約124min(分)から深さ約132min(分)までの領域は第1反射抑制層であり、深さ約132min(分)からの領域は透明基板である。
なお、膜厚計により測定した遮光膜の膜厚は198nmであり、上記表面自然酸化層、第2反射抑制層、遷移層、遮光層、遷移層、第1反射抑制層の各膜厚は、表面自然酸化層が約4nm、第2反射抑制層が約21nm、遷移層が約35nm、遮光層が約88nm、遷移層が約39nm、第1反射抑制層が約11nmであった。
In FIG. 2, the region from the surface to the depth of about 5 min (min) is the surface natural oxidation layer, and the region from the depth of about 5 min (min) to the depth of about 16 min (min) is the second antireflection layer. A region from a depth of about 16 min (min) to a depth of about 40 min (min) is a transition layer, and a region from a depth of about 40 min (min) to a depth of about 97 min (min) is a light shielding layer. The region from about 97 min (min) to the depth of about 124 min (min) is the transition layer, and the region from the depth of about 124 min (min) to the depth of about 132 min (min) is the first antireflection layer. A region from a depth of about 132 min (min) is a transparent substrate.
In addition, the film thickness of the light shielding film measured by the film thickness meter is 198 nm, and each film thickness of the surface natural oxidation layer, the second reflection suppression layer, the transition layer, the light shielding layer, the transition layer, and the first reflection suppression layer is The surface natural oxide layer was about 4 nm, the second reflection suppression layer was about 21 nm, the transition layer was about 35 nm, the light shielding layer was about 88 nm, the transition layer was about 39 nm, and the first reflection suppression layer was about 11 nm.
図2に示すように、第1反射抑制層は、CrON膜であり、Crを55.4原子%、Nを20.8原子%、Oを23.8原子%含む。これら元素の含有率は、第1反射抑制層においてNがピークとなる部分(スパッタ時間が123min(分)の領域)で測定されたものである。第1反射抑制層は、図2に示すような傾斜組成を有しており、膜厚方向の透明基板に向かってO含有率が増加するとともにN含有率が低下する部分を有する。なお、第1反射抑制層において、各元素の膜厚方向での平均した含有率は、Crが57原子%、Nが18原子%、Oが25原子%であった。 As shown in FIG. 2, the first reflection suppression layer is a CrON film, and includes 55.4 atomic% of Cr, 20.8 atomic% of N, and 23.8 atomic% of O. The content ratios of these elements are measured at a portion where N peaks in the first antireflection layer (region where the sputtering time is 123 min (minutes)). The first antireflection layer has a gradient composition as shown in FIG. 2, and has a portion where the N content decreases while the O content increases toward the transparent substrate in the film thickness direction. In the first antireflection layer, the average content of each element in the film thickness direction was 57 atomic% for Cr, 18 atomic% for N, and 25 atomic% for O.
遮光層は、CrN膜であり、Crを92.0原子%、Nを8.0原子%含む。これら元素の含有率は、遮光層の膜厚方向における中心部分(スパッタ時間が69min(分)の領域)で測定されたものである。なお、遮光層において、各元素の膜厚方向での平均した含有率は、Crが91原子%、Nが9原子%であった。 The light shielding layer is a CrN film and contains 92.0 atomic% of Cr and 8.0 atomic% of N. The content ratios of these elements are measured at the central portion in the film thickness direction of the light shielding layer (the region where the sputtering time is 69 min (min)). In the light shielding layer, the average content of each element in the film thickness direction was 91 atomic% for Cr and 9 atomic% for N.
第2反射抑制層は、CrON膜であり、Crを50.7原子%、Nを12.2原子%、Oを37.1原子%含む。これら元素の含有率は、第2反射抑制層において、Oが増加している領域の中心部分(スパッタ時間が16min(分)の領域)で測定されたものである。第2反射抑制層は、図2に示すような傾斜組成を有しており、膜厚方向の遮光層側に向かってO含有率が増加するとともにN含有率が低下する部分を有する。なお、第2反射抑制層において、各元素の膜厚方向での平均した含有率は、Crが52原子%、Nが17原子%、Oが31原子%であった。また、第2反射抑制層の表面には、大気に曝されることにより表面自然酸化層が形成され、この層は酸化したり炭化したりしたためO含有率およびC含有率が高く検出されるものと考えられる。 The second antireflection layer is a CrON film and contains 50.7 atomic% of Cr, 12.2 atomic% of N, and 37.1 atomic% of O. The content ratios of these elements are measured at the central portion (region where the sputtering time is 16 min (min)) where O is increasing in the second antireflection layer. The second antireflection layer has a gradient composition as shown in FIG. 2 and has a portion where the O content increases and the N content decreases toward the light shielding layer side in the film thickness direction. In the second antireflection layer, the average content of each element in the film thickness direction was 52 atomic% for Cr, 17 atomic% for N, and 31 atomic% for O. Also, a surface natural oxidation layer is formed on the surface of the second antireflection layer by exposure to the atmosphere, and this layer is oxidized or carbonized, so that the O content and the C content are detected to be high. it is conceivable that.
また、遮光膜を構成する第1反射抑制層、遮光層、第2反射抑制層の各層の結合状態(化学状態)をXPS測定結果に基づいてスペクトル解析を行った。その結果、第1反射抑制層と第2反射抑制層は、一窒化クロム(CrN)と酸化クロム(III)(Cr2O3)と酸化クロム(VI)(CrO3)を含み、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料(クロム化合物)であった。また、遮光層は、クロム(Cr)と窒化二クロム(Cr2N)を含み、クロムと窒素とを含有するクロム系材料(クロム化合物)であった。 Moreover, the spectrum analysis was performed based on the XPS measurement result about the coupling | bonding state (chemical state) of each layer of the 1st reflection suppression layer which comprises a light shielding film, a light shielding layer, and a 2nd reflection suppression layer. As a result, the first antireflection layer and the second antireflection layer include chromium mononitride (CrN), chromium oxide (III) (Cr 2 O 3 ), and chromium oxide (VI) (CrO 3 ), and chromium and oxygen And a chromium-based material (chromium compound) containing nitrogen. Moreover, the light shielding layer was a chromium-based material (chromium compound) containing chromium (Cr) and dichromium nitride (Cr 2 N) and containing chromium and nitrogen.
(フォトマスクブランクの評価)
実施例1のフォトマスクブランクについて、遮光膜の光学濃度、遮光膜の表裏面の反射率を以下に示す方法により評価した。
(Evaluation of photomask blank)
For the photomask blank of Example 1, the optical density of the light shielding film and the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film were evaluated by the following methods.
実施例1のフォトマスクブランクについて、遮光膜の光学濃度を分光光度計(株式会社島津製作所社製「SolidSpec−3700」)により測定したところ、露光光の波長域であるg線(波長436nm)において5.0であった。また、遮光膜の表裏面の反射率を、分光光度計(株式会社島津製作所製「SolidSpec−3700」)により測定した。具体的には、遮光膜の第2反射抑制層側の反射率(表面反射率)と、遮光膜の透明基板側の反射率(裏面反射率)をそれぞれ分光光度計により測定した。その結果、図3に示すような反射率スペクトルが得られた。図3は、実施例1のフォトマスクブランクについての表裏面の反射率スペクトルを示し、横軸は波長[nm]を、縦軸は反射率[%]をそれぞれ示す。図3に示すように、実施例1のフォトマスクブランクは、表裏面の反射率スペクトルのボトムピーク波長を436nm付近にすることができ、また幅広い波長の光に対して反射率を大きく低減できることが確認された。具体的には、波長365nm〜436nmにおいて、遮光膜の表面反射率は、10.0%以下(7.7%(波長365nm)、1.8%(波長405nm)、1.1%(波長413nm)、0.3%(波長436nm))、遮光膜の裏面反射率は、7.5%以下(6.2%(波長365nm)、4.7%(波長405nm)、4.8%(波長436nm))であった。波長365nm〜436nmにおいて遮光膜の表裏面の反射率を10%以下に低減でき、特に波長436nmの光に対する反射率については、表面反射率を0.3%、裏面反射率を4.8%にできることが確認された。 For the photomask blank of Example 1, the optical density of the light-shielding film was measured with a spectrophotometer (“SolidSpec-3700” manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, the g-line (wavelength 436 nm), which is the wavelength region of exposure light. 5.0. Moreover, the reflectance of the front and back surfaces of the light-shielding film was measured with a spectrophotometer (“SolidSpec-3700” manufactured by Shimadzu Corporation). Specifically, the reflectance (front surface reflectance) on the second reflection suppression layer side of the light shielding film and the reflectance (back surface reflectance) on the transparent substrate side of the light shielding film were measured with a spectrophotometer. As a result, a reflectance spectrum as shown in FIG. 3 was obtained. FIG. 3 shows the reflectance spectra of the front and back surfaces of the photomask blank of Example 1, the horizontal axis indicates the wavelength [nm], and the vertical axis indicates the reflectance [%]. As shown in FIG. 3, the photomask blank of Example 1 can make the bottom peak wavelength of the reflectance spectrum on the front and back surfaces close to 436 nm, and can greatly reduce the reflectance for light of a wide range of wavelengths. confirmed. Specifically, at a wavelength of 365 nm to 436 nm, the surface reflectance of the light shielding film is 10.0% or less (7.7% (wavelength 365 nm), 1.8% (wavelength 405 nm), 1.1% (wavelength 413 nm). ), 0.3% (wavelength 436 nm)), and the back surface reflectance of the light-shielding film is 7.5% or less (6.2% (wavelength 365 nm), 4.7% (wavelength 405 nm), 4.8% (wavelength) 436 nm)). The reflectance of the front and back surfaces of the light-shielding film can be reduced to 10% or less at wavelengths of 365 nm to 436 nm. In particular, with respect to the reflectance with respect to light having a wavelength of 436 nm, the surface reflectance is 0.3% and the back surface reflectance is 4.8%. It was confirmed that it was possible.
(遮光膜パターンの評価)
実施例1のフォトマスクブランクを使用して、透明基板上に遮光膜パターンを形成した。具体的には、透明基板上の遮光膜上にノボラック系のポジ型レジスト膜を形成した後、レーザー描画(波長413nm)・現像処理してレジストパターンを形成した。その後、レジストパターンをマスクにしてクロムエッチング液によってウェットエッチングして、透明基板上に遮光膜パターンを形成した。遮光膜パターンの評価は、1.9μmのラインアンドスペースパターンを形成して遮光膜パターンの断面形状を走査電子顕微鏡(SEM)により観察して行った。その結果、図4に示すように、断面形状を垂直に近づけることが確認された。図4は、実施例1のフォトマスクブランクについて、ウェットエッチングによる遮光膜パターンの断面形状の垂直性を説明するための図であり、ジャストエッチング時間(JET)を基準(100%)に、エッチング時間を110%、130%、150%としてオーバーエッチングしたときの断面形状をそれぞれ示す。図4では、透明基板上に遮光膜パターンおよびレジスト膜パターンが積層されており、遮光膜パターンの側面は、JET100%のときに、透明基板とのなす角が70°であることが確認された。このなす角は、エッチング時間をJETの110%、130%および150%としたときであっても、60°〜80°の範囲内であり、エッチング時間によらず、遮光膜パターンの断面形状を安定して垂直に形成できることが確認された。
(Evaluation of shading film pattern)
Using the photomask blank of Example 1, a light shielding film pattern was formed on the transparent substrate. Specifically, a novolac positive resist film was formed on the light-shielding film on the transparent substrate, and then a resist pattern was formed by laser drawing (wavelength 413 nm) and development treatment. Thereafter, the resist pattern was used as a mask and wet etching was performed with a chromium etching solution to form a light shielding film pattern on the transparent substrate. The light shielding film pattern was evaluated by forming a 1.9 μm line and space pattern and observing the cross-sectional shape of the light shielding film pattern with a scanning electron microscope (SEM). As a result, as shown in FIG. 4, it was confirmed that the cross-sectional shape was brought close to vertical. FIG. 4 is a diagram for explaining the perpendicularity of the cross-sectional shape of the light-shielding film pattern by wet etching for the photomask blank of Example 1, and the etching time based on the just etching time (JET) as a reference (100%). The cross-sectional shapes when over-etching with 110%, 130%, and 150% are shown. In FIG. 4, it was confirmed that the light shielding film pattern and the resist film pattern were laminated on the transparent substrate, and the angle between the side surface of the light shielding film pattern and the transparent substrate was 70 ° when JET was 100%. . This angle is within the range of 60 ° to 80 ° even when the etching time is 110%, 130%, and 150% of JET, and the cross-sectional shape of the light-shielding film pattern is independent of the etching time. It was confirmed that the film can be formed stably and vertically.
以上の実施例1ように、フォトマスクブランクの遮光膜について、透明基板側から第1反射抑制層、遮光層および第2反射抑制層を積層させ、各層を所定の組成となるように構成することで、表裏面の反射率を幅広い波長範囲で低減するとともに、ウェットエッチングによりパターニングしたときの遮光膜パターンの断面形状を垂直に形成することができた。 As described in Example 1 above, the light-shielding film of the photomask blank is configured such that the first reflection suppression layer, the light-shielding layer, and the second reflection suppression layer are laminated from the transparent substrate side, and each layer has a predetermined composition. Thus, the reflectance of the front and back surfaces was reduced in a wide wavelength range, and the cross-sectional shape of the light shielding film pattern when patterned by wet etching could be formed vertically.
(フォトマスクの作製)
次に、実施例1のフォトマスクブランクを用いて、フォトマスクを作製した。
まず、フォトマスクブランクの遮光膜上にノボラック系のポジ型レジストを形成した。そして、レーザー描画装置を用いて、このレジスト膜にTFTパネル用の回路パターンのパターンを描画し、さらに現像・リンスすることによって、所定のレジストパターンを形成した(上述の回路パターンの最小線幅は0.75μm)。
その後、レジストパターンをマスクとして、クロムエッチング液を使用して、遮光膜をウェットエッチングでパターニングし、最後にレジスト剥離液によりレジストパターンを剥離して、透明基板上に遮光膜パターン(マスクパターン)が形成されたフォトマスクを得た。
このフォトマスクの遮光膜パターンのCD均一性を、セイコーインスツルメンツナノテクノロジー株式会社製「SIR8000」により測定した。CD均一性の測定は、基板の周縁領域を除外した1100mm×1300mmの領域について、11×11の地点で測定した。
その結果、CD均一性は、100nmであり、得られたフォトマスクのCD均一性は良好であった。
(Production of photomask)
Next, a photomask was manufactured using the photomask blank of Example 1.
First, a novolac positive resist was formed on the light shielding film of the photomask blank. Then, using a laser drawing device, a pattern of a circuit pattern for the TFT panel was drawn on this resist film, and further developed and rinsed to form a predetermined resist pattern (the minimum line width of the above circuit pattern is 0.75 μm).
Then, using the resist pattern as a mask, the light shielding film is patterned by wet etching using a chrome etching solution, and finally the resist pattern is peeled off by the resist stripping solution, and the light shielding film pattern (mask pattern) is formed on the transparent substrate. A formed photomask was obtained.
The CD uniformity of the light-shielding film pattern of this photomask was measured by “SIR8000” manufactured by Seiko Instruments Nano Technology Co., Ltd. The CD uniformity was measured at a point of 11 × 11 in a 1100 mm × 1300 mm region excluding the peripheral region of the substrate.
As a result, the CD uniformity was 100 nm, and the CD uniformity of the obtained photomask was good.
(LCDパネルの作製)
この実施例1で作製したフォトマスクを露光装置のマスクステージにセットし、表示装置(TFT)用の基板上にレジスト膜が形成された被転写体に対してパターン露光を行ってTFTアレイを作製した。露光光としては、波長365nmのi線、波長405nmのh線、及び波長436nmのg線を含む波長300nm以上550nm以下の複合光を用いた。
作製したTFTアレイと、カラーフィルター、偏光板、バックライトを組み合わせてTFT−LCDパネルを作製した。その結果、表示ムラのないTFT−LCDパネルが得られた。
(Production of LCD panel)
The photomask produced in Example 1 is set on a mask stage of an exposure apparatus, and a pattern exposure is performed on a transfer object having a resist film formed on a substrate for a display device (TFT) to produce a TFT array. did. As exposure light, composite light having a wavelength of 300 nm or more and 550 nm or less including an i-line having a wavelength of 365 nm, an h-line having a wavelength of 405 nm, and a g-line having a wavelength of 436 nm was used.
A TFT-LCD panel was produced by combining the produced TFT array with a color filter, a polarizing plate and a backlight. As a result, a TFT-LCD panel without display unevenness was obtained.
<実施例2>
(フォトマスクブランクの作製)
本実施例では、透明基板と遮光膜との間に半透光膜を形成した以外は、実施例1と同様にフォトマスクブランクを製造した。具体的には、1220mm×1400mmの透明基板上に半透光膜を形成した後、実施例1と同様の条件で第1反射抑制層、遮光層および第2反射抑制層を積層させることで、実施例2のフォトマスクブランクを製造した。
半透光膜の成膜は、スパッタターゲットをMoSiスパッタターゲットとし、アルゴン(Ar)ガスと窒素(N2)ガスとの混合ガスによる反応性スパッタリングにより、モリブデンシリサイド窒化膜(MoSiN)を形成した。この半透光膜は、i線(波長365nm)において、透過率が40%となるように、組成比と膜厚を適宜調整した。
次に、実施例1と同様に、上述の半透光膜上に第1反射抑制層、遮光層および第2反射抑制層からなる遮光膜を形成して実施例2のフォトマスクブランクを製造した。
<Example 2>
(Production of photomask blank)
In this example, a photomask blank was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a semi-transparent film was formed between the transparent substrate and the light shielding film. Specifically, after forming a semi-transparent film on a 1220 mm × 1400 mm transparent substrate, the first reflection suppression layer, the light shielding layer, and the second reflection suppression layer are laminated under the same conditions as in Example 1. The photomask blank of Example 2 was manufactured.
For the formation of the semi-transparent film, a molybdenum silicide nitride film (MoSiN) was formed by reactive sputtering using a mixed gas of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas with a sputtering target as a MoSi sputtering target. This semi-transparent film was appropriately adjusted in composition ratio and film thickness so that the transmittance was 40% at i-line (wavelength 365 nm).
Next, similarly to Example 1, a photomask blank of Example 2 was produced by forming a light-shielding film comprising a first antireflection layer, a light-shielding layer, and a second antireflection layer on the above-described semi-transparent film. .
(フォトマスクブランクの評価)
実施例2のフォトマスクブランクについて、半透光膜と遮光膜とからなる積層膜の光学濃度と表裏面の反射率を上述の実施例1と同様の方法により評価した。その結果、露光光の波長域であるg線(波長436nm)における積層膜の光学濃度は、5.0以上であった。また、波長365nm〜436nmにおいて、積層膜の遮光膜側の反射率(表面反射率)は、10.0%以下(7.7%(波長365nm)、1.8%(波長405nm)、1.1%(波長413nm)、0.3%(波長436nm))であり、半透光膜側の反射率(裏面反射率)は、30.0%以下(27.4%(波長365nm)、22.5%(波長405nm)、20.1%(波長436nm))であった。
(Evaluation of photomask blank)
For the photomask blank of Example 2, the optical density of the laminated film composed of the semi-transparent film and the light shielding film and the reflectance of the front and back surfaces were evaluated by the same method as in Example 1 above. As a result, the optical density of the laminated film at g-line (wavelength 436 nm), which is the wavelength region of exposure light, was 5.0 or more. In addition, at a wavelength of 365 nm to 436 nm, the reflectance (surface reflectance) on the light shielding film side of the laminated film is 10.0% or less (7.7% (wavelength 365 nm), 1.8% (wavelength 405 nm), 1% (wavelength 413 nm), 0.3% (wavelength 436 nm)), and the semi-transparent film side reflectance (back surface reflectance) is 30.0% or less (27.4% (wavelength 365 nm), 22 0.5% (wavelength 405 nm) and 20.1% (wavelength 436 nm)).
(フォトマスクの作製)
次に、実施例2のフォトマスクブランクを用いて、フォトマスクを作製した。このフォトマスクは、透明基板上に半透光膜パターンと、該半透光膜パターン上に遮光膜パターンが形成されて、透光部、遮光部、半透光部を含む転写パターンを備える。実施例2のフォトマスクは、特許第4934236号に記載されたグレートーンマスクの製造方法により製造した。この得られたフォトマスクの半透光膜パターンおよび遮光膜パターンのCD均一性は、良好であった。
(Production of photomask)
Next, a photomask was produced using the photomask blank of Example 2. The photomask includes a translucent film pattern on a transparent substrate, a light-shielding film pattern formed on the semi-transparent film pattern, and a transfer pattern including a translucent part, a light-shielding part, and a semi-translucent part. The photomask of Example 2 was manufactured by the gray tone mask manufacturing method described in Japanese Patent No. 4934236. The CD uniformity of the semi-transparent film pattern and the light-shielding film pattern of the obtained photomask was good.
(LCDパネルの作製)
この実施例2で作製したフォトマスクを用いて、実施例1と同様にしてLCDパネルを作製した。その結果、表示ムラのないTFT−LCDパネルが得られた。なお、実施例2のフォトマスクの製造方法としては、特許第5605917号に記載されたフォトマスクの製造方法により作製することができ、この方法により得られたフォトマスクの半透光膜パターンおよび遮光膜パターンのCD均一性も良好となる。そして、表示ムラの少ないTFT−LCDパネルが得られる。
(Production of LCD panel)
Using the photomask produced in this Example 2, an LCD panel was produced in the same manner as in Example 1. As a result, a TFT-LCD panel without display unevenness was obtained. In addition, as a manufacturing method of the photomask of Example 2, it can produce with the manufacturing method of the photomask described in patent 56051717, and the semi-transparent film pattern and light shielding of the photomask obtained by this method The CD uniformity of the film pattern is also good. A TFT-LCD panel with little display unevenness can be obtained.
<比較例1>
比較例としては、基板サイズが1220mm×1400mmの透明基板上に、第1反射抑制層、遮光層および第2反射抑制層を積層させて遮光膜を備えるフォトマスクブランクを製造した。
<Comparative Example 1>
As a comparative example, a photomask blank having a light shielding film was manufactured by laminating a first reflection suppression layer, a light shielding layer, and a second reflection suppression layer on a transparent substrate having a substrate size of 1220 mm × 1400 mm.
第1反射抑制層の成膜条件は、スパッタターゲットをCrスパッタターゲットとし、反応性ガスの流量は、反応モードとなるように、酸素(O2)ガスの流量を150〜300sccm、窒素(N2)ガスの流量を150〜300sccm、メタン(CH4)ガスの流量を5〜15sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を100〜150sccmの範囲からそれぞれ選択するとともに、ターゲット印加電力を2.0〜7.0kWの範囲で設定した。なお、第1反射抑制層の成膜の際の基板搬送速度は、200mm/minにし、3回成膜を行った。 The film formation conditions of the first antireflection layer are as follows. The sputtering target is a Cr sputtering target, and the flow rate of the reactive gas is 150 to 300 sccm for oxygen (O 2 ) gas and nitrogen (N 2 ) so that the reaction mode is set. ) A gas flow rate of 150 to 300 sccm, a methane (CH 4 ) gas flow rate of 5 to 15 sccm, and an argon (Ar) gas flow rate of 100 to 150 sccm, respectively, and a target applied power of 2.0 to 7 are selected. It was set in the range of 0.0 kW. In addition, the board | substrate conveyance speed at the time of film-forming of a 1st reflection suppression layer was 200 mm / min, and film-forming was performed 3 times.
遮光層の成膜条件は、スパッタターゲットをCrスパッタターゲットとし、反応性ガスの流量は、メタルモードとなるように、窒素(N2)ガスの流量を1〜60sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を60〜200sccmの範囲からそれぞれ選択するとともに、ターゲット印加電力を5.0〜8.0kWの範囲で設定した。なお、遮光層の成膜の際の基板搬送速度は、200mm/minにした。 The light-shielding layer is formed by using a sputtering target as a Cr sputtering target, and a reactive gas flow rate of 1-60 sccm for nitrogen (N 2 ) gas and a flow rate for argon (Ar) gas so as to be in a metal mode. Was selected from the range of 60 to 200 sccm, and the target applied power was set in the range of 5.0 to 8.0 kW. In addition, the board | substrate conveyance speed at the time of film-forming of a light shielding layer was 200 mm / min.
第2反射抑制層の成膜条件は、スパッタターゲットをCrスパッタターゲットとし、反応性ガスの流量は、反応モードとなるように、酸素(O2)ガスの流量を150〜300、窒素(N2)ガスの流量を150〜300sccm、メタン(CH4)ガスの流量を5〜15sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を100〜150sccmの範囲からそれぞれ選択するとともに、ターゲット印加電力を2.0〜7.0kWの範囲で設定した。なお、第2反射抑制層の成膜の際の基板搬送速度は、200mm/minにし、3回成膜を行った。
膜厚計により測定した遮光膜の膜厚は206nmであった。なお、表面自然酸化層、第2反射抑制層、遮光層、第1反射抑制層の各膜厚は、約3nm、第2反射抑制層が約51nm、遮光層が約101nm、第1反射抑制層が約51nmであった。また、第2反射抑制層と遮光層の間、遮光層と第1反射抑制層の間には、各元素の組成が連続的に傾斜している遷移層が形成されていた。
The film formation condition of the second antireflection layer is such that the sputtering target is a Cr sputtering target, and the flow rate of the reactive gas is 150 to 300, and the nitrogen (N 2 ) flow rate of oxygen (O 2 ) gas is set to the reaction mode. ) A gas flow rate of 150 to 300 sccm, a methane (CH 4 ) gas flow rate of 5 to 15 sccm, and an argon (Ar) gas flow rate of 100 to 150 sccm, respectively, and a target applied power of 2.0 to 7 are selected. It was set in the range of 0.0 kW. In addition, the board | substrate conveyance speed at the time of film-forming of a 2nd reflection suppression layer was 200 mm / min, and film-forming was performed 3 times.
The thickness of the light shielding film measured by a film thickness meter was 206 nm. The film thickness of the surface natural oxidation layer, the second reflection suppression layer, the light shielding layer, and the first reflection suppression layer is about 3 nm, the second reflection suppression layer is about 51 nm, the light shielding layer is about 101 nm, and the first reflection suppression layer. Was about 51 nm. In addition, a transition layer in which the composition of each element is continuously inclined is formed between the second reflection suppressing layer and the light blocking layer and between the light blocking layer and the first reflection suppressing layer.
比較例1のフォトマスクブランクの遮光膜について、各層に含まれる元素の含有率を測定したところ、以下のとおりであった。なお、以下に示す各層の含有率は、各元素の膜厚方向での平均した含有率を示す。
第1反射抑制層は、CrON膜であり、Crを45原子%、Nを3原子%、Oを52原子%含む。
遮光層は、CrN膜であり、Crを78原子%、Nを22原子%含む。
第2反射抑制層は、CrON膜であり、Crを45原子%、Nを3原子%、Oを52原子%含む。
About the light shielding film of the photomask blank of Comparative Example 1, the content ratios of the elements contained in each layer were measured, and the results were as follows. In addition, the content rate of each layer shown below shows the content rate averaged in the film thickness direction of each element.
The first antireflection layer is a CrON film and contains 45 atomic% of Cr, 3 atomic% of N, and 52 atomic% of O.
The light shielding layer is a CrN film and contains 78 atomic% of Cr and 22 atomic% of N.
The second antireflection layer is a CrON film and contains 45 atomic% of Cr, 3 atomic% of N, and 52 atomic% of O.
上述の実施例1と同様に、比較例1のフォトマスクブランクについて、遮光膜の光学濃度、遮光膜の表裏面の反射率を測定した。その結果、遮光膜の光学濃度は、露光光の波長域であるg線(波長436nm)において3.5%、i線(波長365nm)において、4.5%であった。また、波長365nm〜436nmにおいて、遮光膜の表面反射率は、5.0%以下(4.5%(波長365nm)、4.0%(波長405nm)、3.5%(波長436nm))、遮光膜の裏面反射率は、7.5%以下(5.5%(波長365nm)、6.5%(波長405nm)、7.5%(波長436nm))であった。
さらに、実施例1と同様に遮光膜パターンの評価を行った。その結果、遮光膜パターンの側面は、透明基板近傍ではテーパー形状、レジスト膜近傍では逆テーパー形状となり、断面形状は非常に悪い結果となった。尚、JET100%のときの透明基板とのなす角が150°であることが確認された。
Similarly to Example 1 described above, the optical density of the light shielding film and the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film were measured for the photomask blank of Comparative Example 1. As a result, the optical density of the light-shielding film was 3.5% for g-line (wavelength 436 nm), which is the wavelength region of exposure light, and 4.5% for i-line (wavelength 365 nm). In addition, at a wavelength of 365 nm to 436 nm, the surface reflectance of the light shielding film is 5.0% or less (4.5% (wavelength 365 nm), 4.0% (wavelength 405 nm), 3.5% (wavelength 436 nm)), The back surface reflectance of the light shielding film was 7.5% or less (5.5% (wavelength 365 nm), 6.5% (wavelength 405 nm), 7.5% (wavelength 436 nm)).
Further, the light shielding film pattern was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the side surface of the light shielding film pattern has a tapered shape near the transparent substrate and a reverse tapered shape near the resist film, and the cross-sectional shape is very bad. It was confirmed that the angle formed with the transparent substrate when JET was 100% was 150 °.
次に、比較例1のフォトマスクブランクを用いて、実施例1と同様にフォトマスクを作製した。得られたフォトマスクの遮光膜パターンのCD均一性を測定した結果、200nmとなり悪い結果となった。このように、比較例1のマスクブランクでは、表裏面の反射率は低減できたが、高精度なマスクパターンを形成できなかった。 Next, using the photomask blank of Comparative Example 1, a photomask was produced in the same manner as in Example 1. As a result of measuring the CD uniformity of the light-shielding film pattern of the obtained photomask, the result was bad at 200 nm. Thus, in the mask blank of Comparative Example 1, the reflectance of the front and back surfaces could be reduced, but a highly accurate mask pattern could not be formed.
以上のように、フォトマスクブランクの遮光膜において、第1反射抑制層、遮光層および第2反射抑制層のそれぞれが所定の組成を有する材料で形成するとともに、各層の膜厚を、遮光膜の表裏面それぞれの反射率が10%以下、かつ光学濃度が3.0以上となるように設定し、フォトマスクブランクを構成することにより、エッチングによりフォトマスクを作製したときに、CD均一性が良好で高精度なマスクパターンを得ることができる。このようなフォトマスクによれば、表示ムラの少ない表示装置を作製することができる。 As described above, in the light shielding film of the photomask blank, each of the first reflection suppression layer, the light shielding layer, and the second reflection suppression layer is formed of a material having a predetermined composition, and the thickness of each layer is set to CD uniformity is good when a photomask is produced by etching by forming a photomask blank by setting the reflectance of the front and back surfaces to 10% or less and the optical density to be 3.0 or more. Thus, a highly accurate mask pattern can be obtained. According to such a photomask, a display device with little display unevenness can be manufactured.
1 フォトマスクブランク
11 透明基板
12 遮光膜
13 第1反射抑制層
14 遮光層
15 第2反射抑制層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photomask blank 11 Transparent substrate 12 Light shielding film 13 1st reflection suppression layer 14 Light shielding layer 15 2nd reflection suppression layer
Claims (22)
露光光に対して実質的に透明な材料からなる透明基板と、
前記透明基板上に設けられ、前記露光光に対して実質的に不透明な材料からなる遮光膜と、を有し、
前記遮光膜は、前記透明基板側から第1反射抑制層と遮光層と第2反射抑制層とを備え、
前記第1反射抑制層は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が25〜75原子%、酸素の含有率が15〜45原子%、窒素の含有率が10〜30原子%の組成を有し、
前記遮光層は、クロムと窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が70〜95原子%、窒素の含有率が5〜30原子%の組成を有し、
前記第2反射抑制層は、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が30〜75原子%、酸素の含有率が20〜50原子%、窒素の含有率が5〜20原子%の組成を有し、
前記遮光膜の表面及び裏面の前記露光光の露光波長に対する反射率がそれぞれ10%以下であって、かつ光学濃度が3.0以上となるように、前記第1反射抑制層、前記遮光層、及び前記第2反射抑制層の膜厚が設定されていることを特徴とするフォトマスクブランク。 A photomask blank used when producing a photomask for manufacturing a display device,
A transparent substrate made of a material substantially transparent to exposure light;
A light-shielding film provided on the transparent substrate and made of a material substantially opaque to the exposure light,
The light shielding film includes a first reflection suppression layer, a light shielding layer, and a second reflection suppression layer from the transparent substrate side,
The first reflection suppression layer is a chromium-based material containing chromium, oxygen, and nitrogen, the chromium content is 25 to 75 atomic%, the oxygen content is 15 to 45 atomic%, and the nitrogen content is Has a composition of 10 to 30 atomic%,
The light shielding layer is a chromium-based material containing chromium and nitrogen, and has a chromium content of 70 to 95 atomic% and a nitrogen content of 5 to 30 atomic%,
The second antireflection layer is a chromium-based material containing chromium, oxygen, and nitrogen, and the chromium content is 30 to 75 atomic%, the oxygen content is 20 to 50 atomic%, and the nitrogen content is Has a composition of 5 to 20 atomic%,
The first antireflection layer, the light shielding layer, the reflectance of the exposure light on the front surface and the back surface of the light shielding film with respect to the exposure wavelength of the exposure light is 10% or less and the optical density is 3.0 or more. And the film thickness of the said 2nd reflection suppression layer is set, The photomask blank characterized by the above-mentioned.
前記第2反射抑制層は、クロムの含有率が50〜75原子%、酸素の含有率が20〜40原子%、窒素の含有率が5〜20原子%であることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクブランク。 The first antireflection layer has a chromium content of 50 to 75 atomic%, an oxygen content of 15 to 35 atomic%, and a nitrogen content of 10 to 25 atomic%,
2. The second antireflection layer has a chromium content of 50 to 75 atomic%, an oxygen content of 20 to 40 atomic%, and a nitrogen content of 5 to 20 atomic%. The photomask blank described in 1.
前記透明基板上に、クロムを含むスパッタターゲットと、酸素系ガス、窒素系ガスを含有する反応性ガスと希ガスを含むスパッタリングガスと、を用いた反応性スパッタリングにより、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が25〜75原子%、酸素の含有率が15〜45原子%、窒素の含有率が10〜30原子%の組成を有する第1反射抑制層を形成する工程と、
前記第1反射抑制層上に、クロムを含むスパッタターゲットと、窒素系ガスを含有する反応性ガスと希ガスとを含むスパッタリングガスと、を用いた反応スパッタリングにより、クロムと窒素とを含有するクロム系材料であって、クロムの含有率が70〜95原子%、窒素の含有率が5〜30原子%の組成を有する遮光層を形成する工程と、
前記遮光層上に、クロムを含むスパッタターゲットと、酸素系ガス、窒素系ガスを含有する反応性ガスと希ガスを含むスパッタリングガスと、を用いた反応性スパッタリングにより、クロムと酸素と窒素とを含有するクロム系材料であって、クロム含有率が30〜75原子%、酸素の含有率が20〜50原子%、窒素の含有率が5〜20原子%の組成を有する第2反射抑制層を形成する工程と、を有し、
前記反応性スパッタリングは、スパッタリングガスに含まれる反応性ガスの流量がメタルモードとなる流量を選択し、前記遮光膜の表面及び裏面の前記露光光の露光波長に対する反射率がそれぞれ10%以下であって、かつ光学濃度が3.0以上となるように、前記第1反射抑制層、前記遮光層、及び前記第2反射抑制層の膜厚を形成することを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法。 A photomask for manufacturing a display device is produced by forming a light-shielding film made of a material substantially opaque to exposure light on a transparent substrate made of a material substantially transparent to exposure light by a sputtering method. A method of manufacturing a photomask blank used in the process,
On the transparent substrate, chromium, oxygen, and nitrogen are formed by reactive sputtering using a sputtering target containing chromium, a reactive gas containing an oxygen-based gas and a nitrogen-based gas, and a sputtering gas containing a rare gas. A first antireflection layer comprising a chromium-based material having a composition in which the chromium content is 25 to 75 atomic%, the oxygen content is 15 to 45 atomic%, and the nitrogen content is 10 to 30 atomic%. Forming a step;
Chromium containing chromium and nitrogen is formed on the first antireflection layer by reactive sputtering using a sputtering target containing chromium and a sputtering gas containing a reactive gas containing a nitrogen-based gas and a rare gas. A step of forming a light shielding layer having a composition of a chromium content of 70 to 95 atomic% and a nitrogen content of 5 to 30 atomic%,
On the light shielding layer, chromium, oxygen, and nitrogen are formed by reactive sputtering using a sputtering target containing chromium, a reactive gas containing an oxygen-based gas and a nitrogen-based gas, and a sputtering gas containing a rare gas. A second antireflection layer comprising a chromium-based material having a composition of a chromium content of 30 to 75 atomic%, an oxygen content of 20 to 50 atomic%, and a nitrogen content of 5 to 20 atomic%. Forming, and
In the reactive sputtering, the flow rate of the reactive gas contained in the sputtering gas is selected to be a metal mode, and the reflectance of the exposure light on the front and back surfaces of the light shielding film with respect to the exposure wavelength is 10% or less, respectively. The film thicknesses of the first antireflection layer, the light shielding layer, and the second antireflection layer are formed so that the optical density is 3.0 or more. .
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に遮光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フォトマスクの製造方法。 Preparing the photomask blank according to any one of claims 1 to 11,
Forming a light shielding film pattern on the transparent substrate by forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using a resist pattern formed from the resist film as a mask;
A method for producing a photomask, comprising:
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に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前記半透光膜をエッチングして前記透明基板上に半透光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フォトマスクの製造方法。 Preparing the photomask blank according to claim 12;
Forming a light shielding film pattern on the transparent substrate by forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using a resist pattern formed from the resist film as a mask;
Etching the semi-transparent film using the light-shielding film pattern as a mask to form a semi-transparent film pattern on the transparent substrate;
A method for producing a photomask, comprising:
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に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前記位相シフト膜をエッチングして前記透明基板上に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フォトマスクの製造方法。 Preparing the photomask blank according to claim 13;
Forming a light shielding film pattern on the transparent substrate by forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using a resist pattern formed from the resist film as a mask;
Etching the phase shift film using the light shielding film pattern as a mask to form a phase shift film pattern on the transparent substrate;
A method for producing a photomask, comprising:
A photomask obtained by the photomask manufacturing method according to any one of claims 19 to 21 is placed on a mask stage of an exposure apparatus, and the light shielding film pattern formed on the photomask, A method for manufacturing a display device, comprising: an exposure step of exposing and transferring at least one mask pattern of a semi-transparent film pattern and the phase shift film pattern onto a resist formed on a display device substrate.
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