JP2019117376A - Photomask blank and manufacturing method of photomask, manufacturing method of display device - Google Patents

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Abstract

To provide a photomask blank providing a high accuracy mask pattern when a photomask is manufactured by etching, and satisfying optical properties to suppress display unevenness when a display device is manufactured by using the photomask.SOLUTION: There is provided a photomask blank used when a photomask for manufacturing a display device is manufactured, having a transparent substrate consisting of a practically transparent material to an exposed light, and a light shielding arranged on the transparent substrate and consisting of a material with practically opacity to the exposed light, in which the light shielding film has a first reflection suppressing layer, a light shielding layer and a second reflection suppressing layer from a transparent substrate side, when a surface in a side of the light shielding film is a front surface, and a surface in a side of the transparent substrate is a back surface in double surfaces of the photomask blank, front surface reflectivity and back reflectivity to the exposed light is 10% or less respectively at exposed wavelength in a range of 365 nm to 436 nm, and wavelength dependence of the back surface reflectivity in the wavelength range is 5% or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、フォトマスクブランクおよび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 method of manufacturing a photomask blank and a photomask, and a method of manufacturing 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 FPD (Flat Panel Display) represented by LCD (Liquid Crystal Display), high definition and high speed display are rapidly advancing along with enlargement of a screen and widening of a viewing angle. One of the necessary elements for achieving high definition and high speed display is the production of electronic circuit patterns such as fine elements with high dimensional accuracy and wiring. Photolithography is often used for the patterning of the display electronic circuit. For this reason, there is a need for a photomask for manufacturing a display device on which a fine and highly accurate pattern is formed.

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。   Photomasks for display manufacturing are made from photomask blanks. 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 the photomask blank and the photomask, in order to suppress the reflection of light when exposed, a reflection suppression layer is provided on both the front and back sides of the light shielding film, and the photomask blank is, for example, the first in order from the transparent substrate side. It has a film configuration in which the reflection suppression layer, the light shielding layer, and the second reflection suppression 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 a technique related to such a photomask for manufacturing a display device, a photomask blank serving as an original plate thereof, and a method for manufacturing both of them.

韓国登録特許第10−1473163号公報Korean Registered Patent No. 10-1473163

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。特に、表示装置の製造においてはフォトマスクの大型化にともなって、露光光として幅広い波長帯域の光(波長の異なる複数の光を含む複合光)が使用されることがあり、表示ムラがより顕著になる傾向がある。   In the manufacture of a display device (for example, a display panel for TV), for example, after a predetermined pattern is transferred to a display device substrate using a photomask, the display device substrate is slid to transfer the predetermined pattern. To repeat the pattern transfer. In this transfer, the reflected light from the back side of the photomask when the exposure light is incident on the photomask from the light source of the exposure device, or the reflected light from the transfer target after the exposure light passes through the photomask. Under the influence of the reflected light returned to the side, exposure light more than expected may be irradiated in the vicinity of the overlapping of the display devices. As a result, display unevenness may occur in a display device manufactured by exposing the adjacent patterns so as to partially overlap each other. In particular, in the manufacture of display devices, light with a wide wavelength band (composite light including a plurality of light with different wavelengths) may be used as exposure light as the photomask is enlarged, and display unevenness is more pronounced. Tends to be

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(CD Uniformity)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 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) Is required. Furthermore, from the viewpoint of improving the CD uniformity of the photomask, in consideration of the surface reflection of the light shielding film in the laser drawing light, the reflectance of the light shielding film surface is 5% or less (for example, wavelength 413 nm), further Preferably, it is 3% or less (e.g., 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 display device manufacturing are also increasing in substrate size, and in recent years, rectangles with a short side of 850 mm or more have been developed. Ultra-large photomasks using shaped substrates are used in the manufacture of displays. As the above-mentioned large-sized photomask having a short side length of 850 mm or more, there are 850 mm × 1200 mm size for G7, 1220 mm × 1400 mm size for G8, and 1620 mm × 1780 mm size for G10. As the CD uniformity of the mask pattern in the photomask of the present invention, a mask pattern with a high precision of 100 nm or less is required.

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 photomask blank of Patent Document 1 that has been conventionally proposed, 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. It has not been possible to satisfy the requirement that the CD uniformity of the mask pattern in a photomask made 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 achieves a mask pattern with high accuracy when a photomask is manufactured by etching, and optical characteristics that can suppress display unevenness when a display device is manufactured using a photomask. Intended 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、
前記フォトマスクブランクの両面のうち、前記遮光膜側の面を表面、前記透明基板側の面を裏面としたとき、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、前記露光光に対する表面反射率および裏面反射率がそれぞれ10%以下であり、かつ前記波長範囲における前記裏面反射率の波長依存性が5%以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
(Configuration 1)
A photomask blank for use in producing a photomask for display device manufacture, comprising:
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,
When the surface on the light shielding film side is the front surface and the surface on the transparent substrate side is the back surface of both sides of the photomask blank, the surface reflectance and the back surface reflection for the exposure light within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm A photomask blank characterized in that the respective rates are 10% or less, and the wavelength dependency of the back surface reflectance in the wavelength range is 5% or less.

(構成2)
露光波長365nm〜436nmの範囲内の全域において、前記裏面反射率が前記表面反射率よりも小さい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 photomask blank according to Configuration 1, wherein the back surface reflectance is smaller than the surface reflectance over the entire area within an exposure wavelength range of 365 nm to 436 nm.

(構成3)
前記フォトマスクブランクの前記表面反射率および前記裏面反射率を縦軸とし、波長を横軸とした反射率スペクトルにおいて、波長300nm〜500nmに渡る波長帯域において、前記表面および前記裏面の前記反射率スペクトルがそれぞれ、下に凸の曲線であって、前記表面反射率および前記裏面反射率の最小値(ボトムピーク)に対応する波長が350nm〜450nmに位置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)
The reflectance spectrum of the front surface and the back surface in a wavelength band covering wavelengths of 300 nm to 500 nm in a reflectance spectrum in which the horizontal axis represents the surface reflectance and the back surface reflectance of the photomask blank. Is a curve convex downward, and the wavelength corresponding to the minimum value (bottom peak) of the surface reflectance and the back surface reflectance is located at 350 nm to 450 nm, according to Configuration 1 or 2. Photo mask blank.

(構成4)
露光波長365nm〜436nmの範囲内において、前記裏面反射率の波長依存性が前記表面反射率の波長依存性よりも小さいことを特徴とする構成1〜3のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 4)
In the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm, the wavelength dependency of the back surface reflectance is smaller than the wavelength dependency of the surface reflectance, and the photomask blank according to any one of Configurations 1 to 3. .

(構成5)
530nm以上の波長範囲において、前記表面反射率が10%以上であることを特徴とする構成1〜4のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 5)
7. The photomask blank according to any one of Configurations 1 to 4, wherein the surface reflectance is 10% or more in a wavelength range of 530 nm or more.

(構成6)
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%の組成を有することを特徴とする構成1〜5のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 6)
The first reflection suppressing layer is a chromium-based material containing chromium, oxygen and nitrogen, and the content of chromium is 25 to 75 atomic%, the content of oxygen is 15 to 45 atomic%, and the content of nitrogen Have a composition of 10 to 30 atomic percent,
The light shielding layer is a chromium-based material containing chromium and nitrogen, and has a composition having a chromium content of 70 to 95 atomic% and a nitrogen content of 5 to 30 atomic%.
The second reflection suppressing 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 7. The photomask blank of any one of arrangements 1 to 5, wherein the composition has a composition of 5 to 20 at%.

(構成7)
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6に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 7)
The first reflection suppressing 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%.
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%. Photomask blank as described.

(構成8)
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6又は7に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 8)
7. The photomask blank according to Configuration 6 or 7, wherein the second reflection suppression layer is configured to have a higher oxygen content than the first reflection suppression layer.

(構成9)
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6又は7に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 9)
7. The photomask blank according to Configuration 6 or 7, wherein the first reflection suppression layer is configured to have a nitrogen content higher than that of the second reflection suppression layer.

(構成10)
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1〜9のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 10)
7. The photomask blank according to any one of aspects 1 to 9, wherein the transparent substrate is a rectangular substrate, and the short side length of the substrate is 850 mm or more and 1620 mm or less.

(構成11)
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1〜10のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 11)
11. The photo according to any one of constitutions 1 to 10, further comprising a semi-transparent film having an optical density lower than the optical density of the light shielding film between the transparent substrate and the light shielding film. Mask blank.

(構成12)
前記透明基板と前記遮光膜との間に、透過光の位相をシフトさせる位相シフト膜をさらに備えることを特徴とする構成1〜10のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。
(Configuration 12)
11. The photomask blank according to any one of the aspects 1 to 10, further comprising a phase shift film for shifting the phase of transmitted light between the transparent substrate and the light shielding film.

(構成13)
構成1〜10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 13)
Providing the photomask blank described in any one of configurations 1 to 10;
Forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using the resist pattern formed from the resist film as a mask, and forming a light shielding film pattern on the transparent substrate;
A method of manufacturing a photomask, comprising:

(構成14)
構成11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 14)
Providing the photomask blank described in configuration 11;
Forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using the resist pattern formed from the resist film as a mask, and forming a light shielding film pattern on the transparent substrate;
Etching the semi-transparent film using the light shielding film pattern as a mask to form the semi-transparent film pattern on the transparent substrate;
A method of manufacturing a photomask, comprising:

(構成15)
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 15)
Providing the photomask blank as described in configuration 12;
Forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using the resist pattern formed from the resist film as a mask, and forming a light shielding film pattern on the transparent substrate;
Etching the phase shift film using the light shielding film pattern as a mask to form the phase shift film pattern on the transparent substrate;
A method of manufacturing a photomask, comprising:

(構成16)
構成13〜15のいずれか1項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 16)
A photomask obtained by the method of manufacturing a photomask described in any one of constitutions 13 to 15 is mounted on a mask stage of an exposure apparatus, and the light shielding film pattern formed on the photomask, A method of manufacturing a display device, comprising: an exposure step of exposing and transferring at least one mask pattern of a light transmitting film pattern and the phase shift film pattern onto a resist formed on a display 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。   According to the present invention, it is possible to obtain a photomask blank which is excellent in pattern accuracy and can manufacture a photomask having an optical characteristic that can suppress display unevenness in manufacturing a display device.

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。It is sectional drawing which shows schematic structure of the photomask blank concerning one Embodiment of this invention. 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る。5 is a diagram showing the composition analysis result in the film thickness direction in the photomask blank of Example 1. FIG. 実施例1のフォトマスクブランクについて表裏面の反射率スペクトルを示す図である。FIG. 6 is a view showing reflectance spectra of front and back surfaces of the photomask blank of Example 1; 実施例1のフォトマスクブランクを用いて作製されたフォトマスクの遮光膜パターンの断面形状の特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the cross-sectional shape of the light shielding film pattern of the photomask produced using the photomask blank of Example 1. FIG. 反応性スパッタリングで遮光膜を形成する場合における成膜モードを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the film-forming mode in, when forming a light shielding film by reactive sputtering.

本発明者らは、従来のフォトマスクを用いて表示装置を製造したときの表示ムラを抑制すべく、フォトマスクの遮光膜側の面(以下、表面ともいう)と透明基板側の面(以下、裏面ともいう)のそれぞれの反射率スペクトルに着目し検討を行った。表裏面の各反射率スペクトルは、波長ごとに反射率が異なり、特定波長帯域で反射率が極小となるような下に凸の曲線である。この反射率スペクトルと表示ムラとの相関を検討したところ、露光波長365nm〜436nmの範囲内において表面反射率および裏面反射率がともに小さく、かつ、裏面反射率の波長依存性が小さい場合に、表示ムラをより抑制できることを見出した。   The inventors of the present invention have made it possible to suppress unevenness in display when manufacturing a display using a conventional photomask, the surface on the light shielding film side (hereinafter also referred to as the surface) of the photomask and the surface on the transparent substrate side (hereinafter We also focused on the reflectance spectrum of each of Each reflectance spectrum of front and back is a convex curve which differs in reflectance for every wavelength, and the reflectance becomes minimum in a specific wavelength zone. When the correlation between the reflectance spectrum and the display unevenness was examined, when both the surface reflectance and the back surface reflectance were small within the exposure wavelength range of 365 nm to 436 nm and the wavelength dependency of the back surface reflectance was small, display It has been found that the unevenness can be further suppressed.

反射率の波長依存性とは反射率が露光波長に依存して変化することを示し、波長依存性が小さいとは、反射率の最大値と最小値との差が小さいこと、つまり、反射率の変化量(変動幅)が小さいことを示す。   The wavelength dependency of the reflectance indicates that the reflectance varies depending on the exposure wavelength, and that the wavelength dependency is small means that the difference between the maximum value and the minimum value of the reflectance is small, that is, the reflectance Indicates that the amount of change (the range of fluctuation) is small.

これまで、フォトマスクを使用して被転写基板に対して露光光を照射してパターン転写を行う際は、遮光膜表面による再反射露光光が被転写基板に転写されることによるパターン精度の悪化を抑制することのみが考慮されていた。そのため、表面反射率が考慮されるだけで、裏面反射率については考慮されていなかった。
しかし、本発明者の検討によると、フォトマスクを使用してのプロジェクション露光においては、フォトレジストが形成された被転写基板からの反射光がフォトマスクの遮光膜パターン表面との反射を繰り返すことにより生じるフレアの影響よりも、遮光膜パターンの裏面からの反射光が露光装置(転写装置)の光学系に反射され、フォトマスクに再び入射される戻り光による転写パターン精度に対する影響が大きく、表示ムラが生じやすいことが分かった。これは、フォトマスクの大型化やパターンの微細化、高精細化にともない、従来よりも遮光膜パターンの裏面からの反射が大きくなったためと考えられ、初めて認識されるようになった。特に、表示パネル作製において使用される遮光膜パターンの開口率が50%未満となるフォトマスク(例えば、ITOパターン、スリット状パターン)においては、フォトマスクにおける遮光膜パターンの裏面からの反射光の影響が大きくなり、フォトマスクを使用して作製される表示パネルにおいて表示ムラが生じやすくなる。
So far, when pattern transfer is performed by irradiating exposure light onto the transfer substrate using a photomask, pattern accuracy is degraded due to the re-reflection exposure light from the light shielding film surface being transferred to the transfer substrate It was only considered to suppress the Therefore, only the surface reflectance was considered, but the back surface reflectance was not considered.
However, according to the study of the present inventor, in projection exposure using a photomask, the reflected light from the transferred substrate on which the photoresist is formed repeats reflection with the light shielding film pattern surface of the photomask. Light reflected from the back surface of the light-shielding film pattern is reflected by the optical system of the exposure apparatus (transfer apparatus) more than the influence of flare, and the return light that is incident again on the photomask has a large influence on the transfer pattern accuracy. Was found to occur easily. This is considered to be due to the fact that the reflection from the back surface of the light-shielding film pattern is larger than in the past due to the increase in size of the photo mask, the miniaturization of the pattern, and the high definition, and it has been recognized for the first time. In particular, in a photomask (for example, an ITO pattern, a slit pattern) in which the aperture ratio of the light shielding film pattern used in display panel fabrication is less than 50%, the influence of reflected light from the back surface of the light shielding film pattern in the photomask Becomes large, and display unevenness is likely to occur in a display panel manufactured using a photomask.

このように裏面反射率が表示ムラに大きな影響を及ぼすことから、本発明者らは、マスクブランクについて、表面反射率および裏面反射率の観点から検討を行った。その過程で、表裏面の反射率だけでなく、裏面反射率の波長依存性も転写パターンの精度および表示ムラに影響をすることを見出した。そして、さらなる検討の結果、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、露光光に対する表面反射率および裏面反射率をそれぞれ10%以下とし、かつ、裏面反射率の波長依存性を5%以下となるようにマスクブランクを構成することで、フォトマスクを作製したときに、その遮光膜パターンの裏面からの反射光が露光装置(転写装置)の光学系に反射され、フォトマスクに再び入射される戻り光を効果的に低減でき、従来のフォトマスクを使用して表示装置を作製した場合と比べて表示ムラを抑制することができることを見出した。   As described above, since the back surface reflectance largely affects the display unevenness, the present inventors examined the mask blank from the viewpoint of the surface reflectance and the back surface reflectance. In the process, it was found that not only the reflectance of the front and back surfaces but also the wavelength dependency of the back surface reflectance affects the accuracy of the transfer pattern and the display unevenness. As a result of further examination, the surface reflectance and the back surface reflectance to exposure light are respectively 10% or less and the wavelength dependency of the back surface reflectance is 5% or less in the exposure wavelength range of 365 nm to 436 nm. When a photomask is manufactured by forming a mask blank, the reflected light from the back surface of the light shielding film pattern is reflected by the optical system of the exposure device (transfer device), and the return light is again incident on the photomask. It has been found that the display unevenness can be suppressed as compared with the case where a display device is manufactured using a conventional photomask.

本発明は上記知見に基づいて成されたものである。   The present invention has been made based on the above findings.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The following embodiment is an embodiment for embodying the present invention, and the present invention is not limited to the scope. In the drawings, the same or corresponding parts will be 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365nm〜436nmの波長帯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、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の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。
<Photo mask blank>
A photomask blank according to an embodiment of the present invention will be described. The photomask blank of this embodiment is, for example, light of a single wavelength selected from the wavelength band of 365 nm to 436 nm, or light of a plurality of wavelengths (for example, i ray (365 nm wavelength), h ray (405 nm), g ray (g ray) It is used when producing the photomask for display apparatus manufacture which exposes the composite light containing wavelength (436 nm). In addition, the numerical range represented using "-" in this specification means the range which includes the numerical value described before and after "-" as a lower limit and an upper limit.

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 is configured to include 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 formed of a material substantially transparent to exposure light, and is not particularly limited as long as it is a light transmitting substrate. As the transmittance for the exposure wavelength, a substrate material 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 a photomask for manufacturing a display device. For example, as the transparent substrate 11, it is a rectangular-shaped board | substrate, Comprising: The transparent substrate 11 whose magnitude | size of the short side is 330 mm-1620 mm can be used. For example, the transparent substrate 11 has a size of 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 And the like 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 a display device of 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の両面のうち、遮光膜12側の面を表面、透明基板11側の面を裏面として説明する。
(Light shielding film)
The light shielding film 12 is configured by laminating the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15 in order from the transparent substrate 11 side. In the following, among the both sides of the photomask blank 1, the surface on the light shielding film 12 side is referred to as the front surface, and the surface on the transparent substrate 11 side is referred to as the back surface.

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、露光装置(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た反射光は、露光装置の光学系に入射され、再びフォトマスクの透明基板11側から入射されることにより、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。   When the first reflection suppressing layer 13 is provided on the surface of the light shielding film 12 on the side closer to the transparent substrate 11 in the light shielding film 12 and the pattern transfer is performed using a photomask manufactured using the photomask blank 1 And the side closer to the exposure device (exposure light source). When an exposure process is performed using a photomask, exposure light is irradiated from the transparent substrate 11 side (rear surface side) of the photomask, and a pattern transfer image is formed on a resist film formed on a display device substrate which is a transfer target. It will be transferred. At this time, the exposure light reflected on the back side of the light shielding film pattern is incident on the optical system of the exposure apparatus and is again incident from the side of the transparent substrate 11 of the photomask to form a light shielding film pattern. It becomes stray light of the mask pattern and causes deterioration of the transferred image such as formation of ghost image and increase of flare amount, and display unevenness is caused by irradiation of exposure light more than expected in the vicinity of overlay of display device substrates. You may The first reflection suppressing layer 13 can suppress reflection of exposure light on the back surface side of the light shielding film 12 when pattern transfer is performed using a photomask, so that deterioration of the transferred image is suppressed to improve transfer characteristics. As a result, it is possible to suppress the occurrence of display unevenness due to irradiation of exposure light more than expected in the vicinity of the overlapping of the display device substrates.

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 so that the light shielding film 12 has an optical density to be 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 suppressing layer 15 is provided on the surface of the light shielding layer 12 on the side far from the transparent substrate 11 in the light shielding film 12. The second reflection suppression layer 15 has a resist film formed thereon, and when a predetermined pattern is drawn on the resist film by drawing light (laser light) of a drawing device (for example, a laser drawing device), the second reflection suppression layer 15 Since reflection on the surface side can be suppressed, CD uniformity of a resist pattern and a mask pattern formed based thereon can be enhanced. When the second reflection suppression layer 15 is used as a photomask, the second reflection suppression layer 15 is disposed on the display device substrate side, which is a transfer target, and the light reflected by the transfer target is the surface side of the light shielding film 12 of the photomask. Is suppressed again to be returned to the transfer target, and the deterioration of the transferred image is suppressed to contribute to the improvement of the transfer characteristics, and in the vicinity of the overlapping of the display device substrates, exposure light more than expected is irradiated. It is possible to suppress the occurrence of display unevenness due to

(フォトマスクブランクの光学特性)
上述したように、フォトマスクブランク1は、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、露光光に対する表面反射率および裏面反射率がそれぞれ10%以下であり、かつ裏面反射率の波長依存性が5%以下である光学特性を有する。ここで裏面反射率の波長依存性とは、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、裏面反射率の最大値と最小値との差をいう。具体的には、フォトマスクブランク1の表面に光を照射して得られる表面の反射率スペクトルは、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、表面反射率が10%以下とする。好ましくは、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、表面反射率が7.5%以下、さらに好ましくは5%以下であることが好ましい。また同様に、裏面に光を照射して得られる裏面の反射率スペクトルは、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、裏面反射率が10%以下とする。好ましくは、露光波長365nm〜436nmの波長範囲において、裏面反射率が7.5%以下、さらに好ましくは5%以下であることが好ましい。そして、裏面反射率の波長依存性は、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、5%以下とする。特に、フォトマスクを使用して表示装置を作製する場合における表示ムラを低減するためには、裏面反射率の波長依存性が、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、5%以下とすることが重要である。好ましくは、露光波長365nm〜436nmの波長範囲において、裏面反射率の波長依存性が、3%以下であることが好ましい。
(Optical characteristics of photomask blank)
As described above, in the photomask blank 1, the surface reflectance and the back surface reflectance to exposure light are each 10% or less and the wavelength dependency of the back surface reflectance is 5% within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. It has the following optical characteristics. Here, the wavelength dependency of the back surface reflectance means the difference between the maximum value and the minimum value of the back surface reflectance within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. Specifically, the reflectance spectrum of the surface obtained by irradiating the surface of the photomask blank 1 with light has a surface reflectance of 10% or less within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. Preferably, the surface reflectance is 7.5% or less, more preferably 5% or less, in the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. Similarly, in the reflectance spectrum of the back surface obtained by irradiating light to the back surface, the back surface reflectance is 10% or less within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. Preferably, in the wavelength range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm, the back surface reflectance is preferably 7.5% or less, more preferably 5% or less. And the wavelength dependency of back surface reflectance is 5% or less in the range of exposure wavelength 365 nm-436 nm. In particular, in order to reduce display unevenness in the case of manufacturing a display device using a photomask, the wavelength dependency of the back surface reflectance may be 5% or less within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. is important. Preferably, the wavelength dependency of the back surface reflectance is 3% or less in the wavelength range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm.

フォトマスクブランク1は、表裏面の反射率スペクトルを比較したとき、露光波長365nm〜436nmの範囲内の全域において、裏面反射率が表面反射率よりも小さいことが好ましい。
また、表示ムラを抑制できるフォトマスクブランクを複数枚製造する際に、安定して高歩留まりに製造するため、フォトマスクブランク1は、フォトマスクブランクの表面反射率および裏面反射率を縦軸とし、波長を横軸とした反射率スペクトルにおいて、波長300nm〜500nmに渡る波長帯域において、反射率スペクトルが下に凸の曲線であって、表面反射率および裏面反射率の最小値(ボトムピーク)に対応する波長が350nm〜450nmに位置することが好ましい。
また、フォトマスクブランク1は、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、裏面反射率の波長依存性が表面反射率の波長依存性よりも小さくすることが好ましい。さらに、フォトマスクブランク1を使用して作製されたフォトマスクにおける遮光性膜パターンの寸法測定における検出精度の観点から、フォトマスクブランク1は、530nm以上の波長範囲において、遮光膜の表面反射率が10%以上であることが好ましい。
When the reflectance spectrum of front and back is compared with the photomask blank 1, it is preferable that back surface reflectance is smaller than surface reflectance over the whole range within the exposure wavelength of 365 nm-436 nm.
In addition, when manufacturing a plurality of photomask blanks capable of suppressing display unevenness, the photomask blank 1 has the surface reflectance and the back surface reflectance of the photomask blank as the vertical axis in order to stably produce a high yield. In the reflectance spectrum with the horizontal axis of wavelength, the reflectance spectrum is a downward convex curve in the wavelength band ranging from 300 nm to 500 nm, and corresponds to the minimum value (bottom peak) of surface reflectance and back surface reflectance It is preferable that the wavelength to be used is located at 350 nm to 450 nm.
Further, in the photomask blank 1, it is preferable that the wavelength dependency of the back surface reflectance be smaller than the wavelength dependency of the surface reflectance within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. Furthermore, from the viewpoint of detection accuracy in dimension measurement of the light-shielding film pattern in a photomask manufactured using the photomask blank 1, the photomask blank 1 has a surface reflectance of the light-shielding film in a wavelength range of 530 nm or more It is preferably 10% or more.

(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。
各層の材料は、フォトマスクブランク1において上述した光学特性を得られるようなものであれば特に限定されないが、上述した光学特性を得る観点からは、各層に以下の材料を用いることが好ましい。
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ることが好ましい。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ることが好ましい。
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ることが好ましい。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 of shading film)
Subsequently, materials of the respective layers in the light shielding film 12 will be described.
The material of each layer is not particularly limited as long as the above-mentioned optical properties can be obtained in the photomask blank 1, but from the viewpoint of obtaining the above-mentioned optical properties, the following materials are preferably used.
The first reflection suppressing layer 13 is preferably made of a chromium-based material containing chromium, oxygen and nitrogen. The oxygen in the first reflection suppression layer 13 has an effect of reducing the reflectance of the exposure light from the back surface side. Further, nitrogen in the first reflection suppression layer 13 has a cross section of a light shielding film pattern formed by etching (particularly wet etching) using a photomask blank, in addition to the effect of reducing the reflectance of exposure light from the back surface side. It brings the effect of improving the CD uniformity while bringing the Carbon or fluorine may be further contained from the viewpoint of controlling the etching characteristics.
The light shielding layer 14 is preferably 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 (in particular, wet etching) using a photomask blank to make the etching rate difference between the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 small. And the etching time of the light shielding film 12 (overall) is shortened, thereby improving the CD uniformity. Oxygen, carbon, and fluorine may be further contained from the viewpoint of controlling the etching characteristics.
The second reflection suppressing layer 15 is preferably made of a chromium-based material containing chromium, oxygen and nitrogen. The oxygen in the second reflection suppression layer 15 has an effect of reducing the reflectance of drawing light of the drawing device from the front side and the reflectance of exposure light from the front side. Further, the adhesion to the resist film is improved, and the side etching suppression effect by the penetration of the etchant from the interface between the resist film and the light shielding film 12 is exhibited. In addition, nitrogen in the second reflection suppression layer 15 is etched using a photomask blank (especially wet etching), in addition to the effect of reducing the reflectance of drawing light from the surface side and the reflectance of exposure light from the surface side. And the cross-section of the light-shielding film pattern formed by 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 shading film)
Subsequently, 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 a 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ことが好ましい。より好ましくは、第1反射抑制層13がCrを50〜75原子%、Oを15〜35原子%、Nを5〜25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5〜40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 reflection suppressing layer 13 contains 25 to 75 atomic% of chromium (Cr), 15 to 45 atomic% of oxygen (O), and 10 to 30 atomic% of nitrogen (N). The light shielding layer 14 contains 70 to 95 atomic% of chromium (Cr) and 5 to 30 atomic% of nitrogen (N), and the second reflection suppression layer 15 has 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%. More preferably, the first reflection suppressing layer 13 contains 50 to 75 atomic percent of Cr, 15 to 35 atomic percent of O, and 5 to 25 atomic percent of N, respectively, and the second reflection suppressing layer 15 includes Cr. It contains 50 to 75 atomic percent, 5 to 40 atomic percent of O, and 5 to 20 atomic percent of N, 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。   Each of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 has a region in which the content of at least one of O and N changes its composition continuously or stepwise along the film thickness direction. Is preferred.

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。   The second reflection suppression layer 15 preferably has a region in which the O content rate increases toward the light shielding layer 14 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含有率が低下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 in which the N content decreases toward the light shielding layer 14 in the 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。   Further, it is preferable that the first reflection suppressing layer 13 have a region in which the N content rate decreases as the O content rate increases toward the transparent substrate 11 in the 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、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%〜10原子%以上大きくすることが好ましく、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%〜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。   In addition, in the photomask blank 1 and the photomask manufactured therefrom, the second reflection suppressing layer 15 is the first reflection suppressing layer from the viewpoint of further reducing the reflectance of the front and back surfaces and reducing the difference between the reflectances. It is preferable to be comprised so that O content rate may become higher than the layer 13, and 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. Specifically, it is preferable to make the O content of the second reflection suppression layer 15 larger than that of the first reflection suppression layer 13 by 5 atomic% to 10 atomic% or more, and the N content of the first reflection suppression layer 13 It is preferable that the second reflection suppressing layer 15 be larger by 5 atomic% to 10 atomic% or more. In the case where the first reflection suppressing layer 13 and the second reflection suppressing layer 15 have a composition inclination region, the O content and the N content indicate the average concentration in the 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。   Further, in the first reflection suppressing layer 13, the light shielding layer 14 and the second reflection suppressing layer 15, the change in the content of each element may be continuous or stepwise, but is preferably 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(CrN)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)(Cr)と酸化クロム(VI)(CrO)を含んでいることが好ましい。
(About the bonding state (chemical state))
The light shielding layer 14 preferably contains chromium (Cr) and dichromium nitride (Cr 2 N).
The first reflection suppressing layer 13 and the second reflection suppressing layer 15 preferably contain chromium mononitride (CrN), chromium (III) oxide (Cr 2 O 3 ) and chromium (VI) oxide (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 may be appropriately adjusted according to the optical density and reflectance required of the light shielding film 12. It is good to do. The thickness of the first reflection suppression layer 13 corresponds to the reflection of light from the back surface side of the light shielding film 12 on the surface of the first reflection suppression layer 13 and the interface between the first reflection suppression layer 13 and the light shielding layer 14. The thickness may be such that the light interference effect due to the reflection is exhibited. On the other hand, the thickness of the second reflection suppression layer 15 is the reflection of light from the surface side of the light shielding film 12 on 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 It is sufficient that the thickness is such that the light interference effect due to the reflection of light 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, for example, the film thickness of the first reflection suppressing layer 13 is 15 nm to 60 nm from the viewpoint of setting the optical density to 3.0 or more while setting the reflectance of the front and back surfaces to 10% or less in the light shielding film 12. The thickness of the light shielding layer 14 may be 50 nm to 120 nm, and the thickness of the second reflection suppression layer 15 may be 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 of Manufacturing 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 substantially transparent to exposure light is prepared. The transparent substrate 11 may be subjected to an optional processing step such as a grinding step and a polishing step as necessary so as to have a flat and smooth main surface. After polishing, cleaning may be performed to remove foreign matter and contamination on the surface of the transparent substrate 11. As the washing, for example, sulfuric acid, sulfuric acid-hydrogen peroxide (SPM), ammonia, ammonia-hydrogen peroxide (APM), OH radical washing water, ozone water, warm water or 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。
(Step of forming first reflection suppressing layer)
Subsequently, the first reflection suppression layer 13 is formed on the transparent substrate 11. In this formation, film formation is performed by reactive sputtering using a sputtering target containing Cr, and a sputtering gas containing an oxygen-based gas and a reactive gas containing a nitrogen-based gas and a rare gas. At this time, as the film forming condition, the flow rate at which the flow rate of the reactive gas contained in the sputtering gas is in the metal mode is selected.

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濃度あるいはN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 view for explaining a film forming mode in the case of forming a thin film by reactive sputtering, and the horizontal axis represents a partial pressure (flow rate of reactive gas in a mixed gas of a rare gas and a reactive gas). And the vertical axis represents the voltage applied to the target. In reactive sputtering, when the 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 the reaction plasma is generated accordingly. Membrane velocity changes. There are three modes depending on the difference in the deposition rate. Specifically, as shown in FIG. 5, a reaction mode in which the supply amount (ratio) of reactive gas is larger than a certain threshold, a metal mode in which the supply amount (ratio) of reactive gas is smaller than the reaction mode, Then, 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, the deposition of the reactive gas on the surface of the target can be reduced, and the deposition rate can be increased. Moreover, in the metal mode, since the supply amount of the reactive gas is small, it is possible to form, for example, a film having a lower O concentration or at least one of N concentration than a film having a stoichiometric composition. . 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360〜460Vとするとよい。   As the metal mode conditions for forming the first reflection suppression layer 13, for example, the flow rate of oxygen-based gas is 5 to 45 sccm, the flow rate of nitrogen-based gas is 30 to 60 sccm, and the flow rate of rare gas is 60 to 150 sccm. It is good to do. In addition, the target applied power may be 2.0 to 6.0 kW, and the target applied voltage may be 360 to 460 V.

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(O)、二酸化炭素(CO)、窒素酸化物ガス(NO、NO、NO)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(O)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(N)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。 As the sputtering target, any material containing Cr may be used. For example, in addition to chromium metal, chromium-based materials such as chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride and the like 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, oxygen (O 2 ) gas is preferably used because of its high oxidizing power. In addition, nitrogen (N 2 ) or the like can be used as the nitrogen-based gas. As the noble gas, for example, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, or the like can also be used. In addition to the reactive gas, a hydrocarbon-based gas may be supplied, and 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 the present embodiment, the flow rate of the reactive gas and the power applied to the sputtering target are set to the conditions for the metal mode, and the film formation process by reactive sputtering is performed using the sputtering target containing Cr, thereby the transparent substrate A first reflection suppressing layer 13 is formed on each of 11 at a content of 25 to 75 atomic percent of Cr, 15 to 45 atomic percent of O, and 10 to 30 atomic percent of N, respectively.

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。   When the first reflection suppression layer 13 is formed as a single film whose composition is uniform in the film thickness direction, the film may be formed without changing the type or flow rate of the reactive gas, but the O content in the film thickness direction When making composition inclination so that a rate and N content rate change, it is good to change suitably a kind and flow rate of reactive gas, a ratio of oxygen system gas in nitrogen, reactive gas, etc., etc. In addition, 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(N)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。
(Step of forming the light shielding layer)
Subsequently, the light shielding layer 14 is formed on the first reflection suppression layer 13. In this formation, film 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, as the film forming condition, the flow rate at which the flow rate of the reactive gas contained in the sputtering gas is in the metal mode is selected.
The target may be any one containing Cr. For example, in addition to chromium metal, chromium-based materials such as chromium oxide, chromium nitride, and chromium oxynitride can be used. Nitrogen (N 2 ) or the like can be used as the nitrogen-based gas. As the noble gas, for example, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, or the like can also be used. In addition to the reactive gas, the above-described oxygen-based gas and hydrocarbon-based gas may be supplied.
In the present embodiment, the flow rate of the reactive gas and the power applied to the sputtering target are set to the conditions to be the metal mode, and reactive sputtering is performed using the sputtering target containing Cr, whereby the first reflection suppressing layer 13 is formed. The light shielding layer 14 is formed to contain 70 to 95 atomic percent of Cr and 5 to 30 atomic percent of N, respectively.

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。   In addition, as film-forming conditions of the light shielding layer 14, for example, it is preferable that the flow rate of the nitrogen-based gas be 1 to 60 sccm and the flow rate of the rare gas be 60 to 200 sccm. The target applied power may be 3.0 to 7.0 kW, and the target applied voltage may be 370 to 380 V.

(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。
(Step of forming second reflection suppressing layer)
Subsequently, the second reflection suppression layer 15 is formed on the light shielding layer 14. In this formation, similarly to the first reflection suppression layer 13, the flow rate of the reactive gas and the power applied to the target are set to such conditions as to be the metal mode, and a film is formed by reactive sputtering using a sputtering target containing Cr. I do. As a result, the second reflection suppressing layer 15 is formed on the light shielding layer 14 containing 30 to 75 atomic percent of Cr, 20 to 50 atomic percent of O, and 5 to 20 atomic percent of N, respectively.

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2.0〜8.0kW、ターゲットの印加電圧は420〜460Vとするとよい。   As conditions of the metal mode for forming the second reflection suppressing layer 15, for example, the flow rate of oxygen-based gas is 8 to 45 sccm, the flow rate of nitrogen-based gas is 30 to 60 sccm, and the flow rate of rare gas is 60 to 150 sccm. It is good to do. In addition, the target applied power may be 2.0 to 8.0 kW, and the target applied voltage may be 420 to 460 V.

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 reflection suppressing layer is inclined, as described above, the type and flow rate of the reactive gas, the ratio of the oxygen-based gas or 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。   Thus, 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 the film formation of each layer in the light shielding film 12 may be performed in-situ using an in-line sputtering apparatus. If it is not the in-line type, it is necessary to take out the transparent substrate 11 out of the apparatus after film formation of each layer, and the transparent substrate 11 may be exposed to the atmosphere to cause surface oxidation and surface carbonization of each layer. As a result, the reflectance to the exposure light of the light shielding film 12 and the etching rate may be changed. In this point, in the case of the in-line type, since it is possible to form the layers continuously without taking the transparent substrate 11 out of the apparatus and exposing it to the air, it is possible to suppress unintended uptake of elements into the light shielding film 12 .

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。   In the case of forming the light shielding film 12 using an in-line sputtering apparatus, a composition inclination region (in which the composition inclination is continuously performed between the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15) Since it has a transition layer, it is preferable because the cross section of the light shielding film pattern formed by etching (particularly wet etching) using a photomask blank can be made smooth and 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。
<Method of manufacturing photo mask>
Then, the method to manufacture a photomask using the photomask blank 1 mentioned above is demonstrated.

(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。
(Step of forming resist film)
First, a resist is applied on the second reflection suppressing layer 15 in the light shielding film 12 of the photomask blank 1 and dried to form a resist film. As a resist, although it is necessary to select an appropriate thing according to the drawing apparatus to be used, 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。
(Step of forming resist pattern)
Subsequently, a predetermined pattern is drawn on the resist film using a drawing apparatus. Usually, a laser drawing apparatus is used when producing a photomask for display device manufacture. 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 reduced, the reflection of drawing light (laser light) can be reduced when drawing a pattern on a resist film. As a result, 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、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. The etching may be wet etching or dry etching. Usually, in a photomask for manufacturing a display device, wet etching is performed, and as an etching solution (etchant) used in the wet etching, for example, a chromium etching solution 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, 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 uniform in the thickness direction of the light shielding film 12. Therefore, the cross-sectional shape of the light shielding film pattern (mask pattern) can be made close to perpendicular to the transparent substrate 11, and high 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 having a light shielding film pattern (mask pattern) 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。   Thus, 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。
<Method of Manufacturing Display Device>
Subsequently, a method of 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(プロジェクション露光方式により)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, for a substrate with a resist film in which a resist film is formed on a substrate of a display device, a photomask obtained by the above-described method of manufacturing a photomask is projected through a projection optical system of an exposure device And the substrate is placed on the mask stage of the exposure apparatus so as to face the resist film formed on the substrate.

(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、365nm〜436nmの波長帯域から選択される単波長の光(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、i線(波長365nm)、h線(405nm)、g線(波長436nm))を含む複合光を用いる。大型のフォトマスクを用いる場合であれば、露光光としては、光量の観点から複合光を用いるとよい。
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、かつ、裏面反射率の反射率依存性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 step of transferring a pattern onto a resist film formed on a substrate of a display device by irradiating exposure light onto a photomask is performed.
The exposure light is, for example, light of a single wavelength (i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 405 nm), g-line (wavelength 436 nm), etc.) selected from the wavelength band of 365 nm to 436 nm, or light of a plurality of wavelengths For example, composite light including i-line (wavelength 365 nm), h-line (405 nm), g-line (wavelength 436 nm) is used. If a large photomask is used, it is preferable to use complex light as the exposure light from the viewpoint of the light amount.
In this embodiment, a display device (display panel) is manufactured using a photomask in which the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film pattern (mask pattern) is reduced and the reflectance dependence of the back surface reflectance is reduced. Therefore, a display device (display panel) without display unevenness 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 of this embodiment>
According to this embodiment, one or more of the following effects can be obtained.

(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が形成されており、露光波長365nm〜436nmの範囲での表裏面の反射率がともに10%以下であり、上記波長範囲における裏面反射率の波長依存性が5%以下であるような光学特性を有している。このようなフォトマスクブランク1によれば、フォトマスクとして露光光を照射するときに、露光波長365nm〜436nmの全波長帯域にわたって、表面および裏面の光の反射を抑制できるので、表裏面での反射光の合計光量を低減することができる。特に、裏面反射率の波長依存性を5%以下として、上記波長範囲の全域で裏面反射率を平均的に低くできるので、表示ムラに大きな影響を及ぼすフォトマスク裏面への戻り光を抑制することができる。この結果、フォトマスクを用いて表示装置を製造する際の、フォトマスクの表裏面での光の反射に起因する表示ムラを抑制することができる。 (A) In the photomask blank 1 of the present embodiment, the light shielding film 12 is formed by laminating the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14 and the second reflection suppression layer 15, and the exposure wavelength range of 365 nm to 436 nm Both of the reflectances of the front and back surfaces are 10% or less, and the optical characteristics are such that the wavelength dependency of the back surface reflectance in the above wavelength range is 5% or less. According to such a photomask blank 1, when irradiating exposure light as a photomask, reflection of light on the front and back surfaces can be suppressed over the entire wavelength range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. The total amount of light can be reduced. In particular, since the back surface reflectance can be averaged low over the entire wavelength range with the back surface reflectance having a wavelength dependency of 5% or less, suppressing return light to the back surface of the photomask that greatly affects display unevenness. Can. As a result, it is possible to suppress display unevenness caused by the reflection of light on the front and back surfaces of the photomask when manufacturing a display device using the photomask.

(b)フォトマスクブランク1は、露光波長365nm〜436nmの範囲の全域で、裏面反射率が表面反射率よりも小さいことが好ましい。これにより、幅広い波長帯域にわたって光の反射を抑制し、光の反射の合計光量をより低減することができる。 (B) It is preferable that the back surface reflectance is smaller than the surface reflectance over the whole range of exposure wavelength 365 nm-436 nm of the photomask blank 1. Thereby, reflection of light can be suppressed over a wide wavelength band, and the total amount of light reflection can be further reduced.

(c)フォトマスクブランク1は、フォトマスクブランク1の表面反射率および裏面反射率を縦軸とし、波長を横軸とした反射率スペクトルにおいて、波長300nm〜500nmに渡る波長帯域において、反射率スペクトルが下に凸の曲線であって、表面反射率および裏面反射率の最小値(ボトムピーク)に対応する波長が350nm〜450nmに位置することが好ましい。これにより、表示ムラを抑制できるフォトマスクブランクを複数枚安定して、高歩留まりで製造することができる。 (C) The reflectance spectrum of the photomask blank 1 is a reflectance spectrum in the wavelength band ranging from 300 nm to 500 nm in the reflectance spectrum with the surface reflectance and the back surface reflectance of the photomask blank 1 as the ordinate and the wavelength as the abscissa. Is a curve convex downward, and the wavelength corresponding to the minimum value (bottom peak) of the surface reflectance and the back surface reflectance is preferably located at 350 nm to 450 nm. Thereby, a plurality of photomask blanks capable of suppressing display unevenness can be stably manufactured with high yield.

(d)フォトマスクブランク1は、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、裏面反射率の波長依存性が表面反射率の波長依存性よりも小さいことが好ましい。つまり、上記波長範囲において、裏面反射率の変化量が表面反射率の変化量よりも小さいことが好ましい。これにより、フォトマスクの裏面での戻り光をさらに抑制することができ、表示ムラをより低減することができる。 (D) In the photomask blank 1, it is preferable that the wavelength dependency of the back surface reflectance is smaller than the wavelength dependency of the surface reflectance within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm. That is, in the above wavelength range, it is preferable that the amount of change in back surface reflectance be smaller than the amount of change in surface reflectance. Thereby, it is possible to further suppress the return light on the back surface of the photomask, and to further reduce the display unevenness.

(e)フォトマスクブランク1は、530nm以上の波長範囲において、前記表面反射率が10%以上であることが好ましい。これにより、フォトマスクブランク1を使用して作製されたフォトマスクにおける遮光性膜パターンの寸法測定における検出精度を向上することができる。 (E) The photomask blank 1 preferably has a surface reflectance of 10% or more in a wavelength range of 530 nm or more. Thereby, the detection accuracy in the dimension measurement of the light-shielding film pattern in the photomask produced using the photomask blank 1 can be improved.

(f)フォトマスクブランク1において、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されていることが好ましい。各層を上記組成とすることにより、フォトマスクブランク1の表裏面の反射率を低減し、それぞれを10%以下にしやすくすることができる。 (F) In the photomask blank 1, the first reflection suppressing layer 13 is a chromium-based material containing chromium, oxygen and nitrogen, and has a Cr content of 25 to 75 atomic% and an O content of 15 to 45 The light shielding layer 14 is a chromium-based material containing chromium and nitrogen and having a composition of 10% to 30% by atom and an N content of 70% to 95% by atom, and an N content Has a composition of 5 to 30 atomic percent, and the second reflection suppressing layer 15 is a chromium-based material containing chromium, oxygen and nitrogen, and has a Cr content of 30 to 75 atomic percent and an O content of It is preferable to be configured to have a composition of 20 to 50 atomic percent and an N content of 5 to 20 atomic percent. By making each layer into the above-mentioned composition, the reflectance of front and back of photomask blank 1 can be reduced, and each can be made easy to be 10% or less.

(g)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(d)に示す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、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)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。 (G) Further, in the present embodiment, the etching rate is set by setting the layers 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 to the composition range shown in (d). The concentration of O to be reduced and N to increase the etching rate can be reduced, and the difference between the etching rates of the respective layers can be suppressed and made uniform. As a result, the cross-sectional shape of the photomask blank 1 when the light shielding film 12 is etched, that is, the cross-sectional shape of the mask pattern can be made close to 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 °. In addition, it is possible to suppress the etching residue of the first reflection suppression layer 13 or the erosion (so-called undercut) of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 as well as making the cross-sectional shape close to perpendicular. . As a result, CD uniformity in a mask pattern (light shielding film pattern) can be improved, and a highly accurate mask pattern of 100 nm or less can be formed.

(h)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。 (H) Further, in the present embodiment, the light shielding film 12 has an etching time which is equal to that of the first reflection suppression layer 13, the light shielding layer 14, and the second reflection suppression layer 15 which constitute the light shielding film 12. The verticality of the cross-sectional shape can be stably secured regardless of the length and shortness, the density of the etching solution, and the temperature of the etching solution. 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 the overetching is performed, the verticality equivalent to the etching time 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, in the case where the concentration of the etching solution is increased and in the case where 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. The just etching time indicates the etching time until the light shielding film 12 is etched in the film thickness direction and the surface of the transparent substrate 11 starts to be exposed.

(i)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。 (I) In the light shielding film 12, the first reflection suppressing layer 13 and the second reflection suppressing layer 15 are chromium-based materials containing chromium, oxygen and nitrogen, and the first reflection suppressing layer 13 is made of 50% Cr. The second reflection suppression layer 15 contains 50 to 75 atomic% of Cr and 20 to 40 atomic% of O at a content of -75 atomic%, 15 to 35 atomic% of O, and 10 to 25 atomic% of N, respectively. And N at a content of 5 to 20 at%, respectively.

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低下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。   By further reducing the O content in the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15, it is possible to suppress an excessive decrease in the etching rate due to the inclusion of O in these layers. Therefore, the content 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 content of Cr 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, by further reducing the N content in the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15, it is possible to suppress an excessive increase in the etching rate due to the inclusion of N in these layers. Therefore, to reduce the content of N contained in the light shielding layer 14 in order to make the etching rates of the respective layers 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 uniform. it can. As a result, the content of Cr in the light shielding layer 14 can be increased, and the optical density (OD) can be maintained high.

(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%〜10原子%以上大きいことが好ましい。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%〜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, it is preferable that the O content of the second reflection suppression layer 15 be larger than that of the first reflection suppression layer 13 by 5 atomic% to 10 atomic% or more. The first reflection suppression layer 13 is preferably configured to have a higher N content than the second reflection suppression layer 15. Specifically, it is preferable that the N content of the first reflection suppression layer 13 be larger than that of the second reflection suppression layer 15 by 5 atomic% to 10 atomic%. According to the study of 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 surface side is higher than that on the back surface side despite the same composition. It turned out that it tends to be higher. Then, when the composition ratio (O content ratio, N content ratio) of each layer of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 was further examined, the composition ratio of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 It was found that by making (O content rate, N content rate) as described above, the reflectance on the back surface side can be reduced to the same level as that on the surface side or more than on the surface side. Thus, the reflectance of front and back can be controlled by changing the composition ratio (O content, N content) of each layer.

(k)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。 (K) In the first reflection suppressing layer 13 and the second reflection suppressing layer 15, the content of at least one of O and N changes in composition continuously or stepwise along the film thickness direction. It is preferred to have a region. By changing the composition of each layer of the first reflection suppressing layer 13 and the second reflection suppressing layer 15, the average of O or N in each layer is obtained while locally introducing a region in which the content of O or N is high in each layer. Content can be kept low. Thereby, the reflectance on the front surface side and the back surface side of the photomask blank 1 can be maintained 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低下したり、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。   In each 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, when the O content increases, the etching rate decreases excessively or the N content increases. Although the etching rate may increase excessively, by reducing the content of O and N, it is possible to suppress the difference in etching rate of each layer by containing these elements. That is, the separation of the 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 and carbon contained in the light shielding layer 14 are 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. No carbon can be contained in 14 without containing carbon. As a result, the content of Cr in the light shielding layer 14 can be increased, and the optical density (OD) can be maintained high.

(l)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。 (L) The second reflection suppression layer 15 preferably has a region in which the O content rate increases toward the light shielding layer 14 in the film thickness direction. As a result, in the second reflection suppression layer 15, the O content in the interface with the light shielding layer 14 is locally increased, and the average O content in the film thickness direction is reduced. As a result, it is possible to obtain a desired reflectance on the surface side (the second reflection suppressing layer 15) of the light shielding film 12 and to suppress erosion due to excessive etching at the interface.

(m)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。 (M) It is preferable that the second reflection suppressing layer 15 have a region in which the N content decreases toward the light shielding layer 14 in the film thickness direction. Thereby, in the second reflection suppression layer 15, the N content in the interface portion with the light shielding layer 14 is locally lowered while maintaining the average N content in the film thickness direction to some extent. As a result, it is possible to suppress erosion due to excessive etching at the interface between the second reflection suppressing layer 15 and the light shielding layer 14.

(n)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。 (N) It is preferable that the first reflection suppressing layer 13 has a region in which the O content rate increases and the N content rate decreases toward the transparent substrate 11 in the 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. . As a result, it is possible to suppress corrosion at the interface between the first reflection suppressing layer 13 and the transparent substrate 11 and to further improve the CD uniformity of the mask pattern.

(o)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(CrN)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CrN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。 (O) Further, according to the present embodiment, the light shielding layer 14 is preferably a chromium material in a bonded state (chemical state) containing chromium (Cr) and dichromium nitride (Cr 2 N). By setting the light shielding layer 14 to a chromium-based material in a bonded state (chemical state) containing Cr and Cr 2 N, excessive progress of the etching rate can be suppressed when the light shielding layer 14 contains a predetermined amount of N. The cross-sectional shape of the light shielding film pattern can be made close to vertical.

(p)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)(Cr)と酸化クロム(VI)(CrO)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、Cr、CrO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。 (P) Further, according to the present embodiment, the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 are made of chromium mononitride (CrN), chromium oxide (III) (Cr 2 O 3 ) and chromium oxide (VI) 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 reflectances of the front and back surfaces of the light shielding film 12 can be effectively reduced. it can. In addition, since the first reflection suppressing layer 13 and the second reflection suppressing layer 15 contain chromium nitride of CrN, excessive reduction of the etching rate by the above-mentioned chromium oxide can be suppressed, so that the cross section of the light shielding film pattern The shape can be made close to vertical.

(q)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い、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とが好ましい。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。 (Q) Further, according to the present embodiment, the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 are formed of a sputtering target containing Cr, and a sputtering gas containing an oxygen-based gas, a nitrogen-based gas and a rare gas. The film formation by reactive sputtering used is performed, and the light shielding layer 14 is formed by reactive sputtering using a sputtering target containing Cr, a sputtering gas containing a nitrogen-based gas and a rare gas, and these reactive sputtering It is preferable to select a flow rate at which the flow rate of the reactive gas contained in the sputtering gas is in the metal mode as the film formation condition of the above. Thus, each layer 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 can be easily adjusted to the above 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 patterning the light-shielding film 12 can be made close to vertical while being reduced.

(r)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(Oガス)を用いることが好ましい。O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。 (R) It is preferable to use oxygen (O 2 gas) as an oxygen-based gas when forming the layers of the first reflection suppression layer 13 and the second reflection suppression layer 15 by reactive sputtering. According to the O 2 gas, since the oxidizing power is higher than that of other oxygen-based gas, each layer can be surely adjusted by the above composition range even in the case of forming a film by selecting the metal mode. Thereby, the cross-sectional shape of the light shielding film pattern when patterning the light shielding film 12 can be made to approach perpendicular perpendicularly, reducing the reflectance of front and back of the light shielding film 12 effectively.

(s)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。 (S) According to the photomask blank 1 of the present embodiment, since the reflectance on the surface side is low, when a resist film is provided on the light shielding film 12 and a resist pattern is formed by the drawing / developing process, The reflection on the surface of the light shielding film 12 can be reduced. Thus, the dimensional accuracy of the resist pattern can be enhanced, and the dimensional accuracy of the light shielding film pattern of the photomask formed therefrom can be enhanced.

(t)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。 (T) The photomask manufactured from the photomask blank 1 of the present embodiment has high precision in the light shielding film pattern and the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film pattern is reduced. At the time of pattern transfer, high transfer characteristics can be obtained.

(u)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。 (U) In the present embodiment, even when the photomask blank 1 is enlarged using a rectangular substrate having a short side length of 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.

<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, It can change suitably in the range which does not deviate from the summary.

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。この透明基板11上に半透光膜と遮光膜12が形成されたフォトマスクブランクにおいても、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、前記露光光に対する半透光膜の裏面反射率が10%以下であり、遮光膜の表面反射率が10%以下であり、かつ前記波長範囲における前記半透光膜の裏面反射率の波長依存性が5%以下であることが好ましい。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。この透明基板11上に位相シフト膜と遮光膜12が形成されたフォトマスクブランクにおいても、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、前記露光光に対する位相シフト膜の裏面反射率が10%以下であり、遮光膜の表面反射率が10%以下であり、かつ前記波長範囲における前記半透光膜の裏面反射率の波長依存性が5%以下であることが好ましい。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。
Although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the light shielding film 12 was directly provided on the transparent substrate 11, this invention is not limited to this. For example, it may be a photomask blank in which a semi-transmissive film having an optical density lower than that of the light shielding film 12 is provided between the transparent substrate 11 and the light shielding film 12. Even in the photomask blank in which the semitransparent film and the light shielding film 12 are formed on the transparent substrate 11, the back surface reflectance of the semitransparent film to the exposure light is 10% or less within the exposure wavelength range of 365 nm to 436 nm. It is preferable that the surface reflectance of the light shielding film is 10% or less, and the wavelength dependency of the back surface reflectance of the semitransparent film in the wavelength range is 5% or less. This photomask blank can be used as a gray tone mask or a photomask blank for a gradation mask that has the effect of reducing the number of photomasks used in display device manufacture. The mask pattern in this 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 may be used 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. Also in the photomask blank in which the phase shift film and the light shielding film 12 are formed on the transparent substrate 11, the back surface reflectance of the phase shift film to the exposure light is 10% or less within the range of the exposure wavelength 365 nm to 436 nm. Preferably, the surface reflectance of the light shielding film is 10% or less, and the wavelength dependency of the back surface reflectance of the semitransparent film in the wavelength range is 5% or less. This photomask blank can be used as a phase shift mask having the effect of high pattern resolution by 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 to a chromium-based material which 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 further oxygen, nitrogen, A material containing at least one of carbon and fluorine is suitable. For example, metal silicides such as MoSi, ZrSi, TiSi and TaSi, oxides of metal silicides, nitrides of metal silicides, oxynitrides of metal silicides, carbonitrides of metal silicides, carbides of metal silicides, carbides of metal silicides Oxidized nitride is suitable. The semi-transparent film or the phase shift film may be a laminated film composed of the above-mentioned films listed as the functional film.

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 both the 1st reflection suppression layer 13 and the 2nd reflection suppression layer 15 were each one layer, this invention is not limited to this. For example, each layer may be a plurality of 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-described 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、SiO、SiON、Si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 a light shielding film and an etching selectivity 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 to a chromium-based material which is a material of the light shielding film 12. Such materials include metal silicide materials containing molybdenum (Mo), zirconium (Zr), titanium (Ti), tantalum (Ta) and silicon (Si), Si, SiO, SiO 2 , SiON, Si Silicon-based materials such as 3 N 4 can be mentioned.

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。   Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
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
In the present example, the first reflection suppression layer, the light shielding layer, and the first on a transparent substrate having a substrate size of 1220 mm × 1400 mm as shown in FIG. 1 according to the procedure described in the above-described embodiment using an inline sputtering apparatus. Two reflection suppression layers were laminated to produce a photomask blank provided with a light shielding film.

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(O)ガスの流量を5〜45sccm、窒素(N)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。 Conditions for forming the first antireflection layer, a sputter target and Cr sputter target, the flow rate of the reactive gas, so that the metal mode, oxygen (O 2) 5~45sccm the flow rate of the gas, nitrogen (N 2 ) The flow rate of gas is selected in the range of 30 to 60 sccm, and the flow rate of argon (Ar) gas is selected in the range of 60 to 150 sccm, the target applied electric power is 2.0 to 6.0 kW, and the target applied voltage is in the range of 420 to 430 V Set in. In addition, the board | substrate conveyance speed in the case 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(N)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 deposition conditions for the light shielding layer are a sputtering target of Cr sputtering target, and a flow rate of reactive gas is a metal mode, such as a flow rate of nitrogen (N 2 ) gas, 1 to 60 sccm, and a flow rate of argon (Ar) gas 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 370 to 380 V. In addition, the board | substrate conveyance speed in the case of film-forming of the 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(O)ガスの流量を8〜45sccm、窒素(N)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。 Conditions for forming the second antireflection layer, a sputter target and Cr sputter target, the flow rate of the reactive gas, so that the metal mode, oxygen (O 2) 8~45sccm the flow rate of the gas, nitrogen (N 2 ) The flow rate of gas is selected in the range of 30 to 60 sccm, and the flow rate of argon (Ar) gas is selected in the range of 60 to 150 sccm, and the target applied power is in the range of 2.0 to 6.0 kW, and the target applied voltage is in the range of 420 to 430 V Set. In addition, the board | substrate conveyance speed in the case 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、縦軸は元素の含有量[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 a light shielding film has a composition distribution shown in FIG. FIG. 2 is a view showing the composition analysis result in the film thickness direction in the photomask blank of Example 1. The horizontal axis shows the sputtering time, and the vertical axis shows the content [atomic%] of the element. 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までの領域は表面自然酸化層であり、深さ約5minから深さ約16minまでの領域は第2反射抑制層であり、深さ約16minから深さ約40minまでの領域は遷移層であり、深さ約40minから深さ約97minまでの領域は遮光層であり、深さ約97minから深さ約124minまでの領域は遷移層であり、深さ約124minから深さ約132minまでの領域は第1反射抑制層であり、深さ約132min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 a depth of about 5 minutes is a surface natural oxide layer, and the region from a depth of about 5 minutes to a depth of about 16 minutes is a second reflection suppression layer, and the depth from about 16 minutes to a depth of about The area up to 40 min is a transition layer, the area from about 40 min to about 97 min is a light shielding layer, the area from about 97 min to about 124 min is a transition layer, and the depth is about 124 min The region from the depth of about 132 min to the depth of about 132 min is the first reflection suppression layer, and the region from the depth of about 132 min is the transparent substrate.
The thickness of the light shielding film measured by a film thickness meter is 198 nm, and the thickness of each of the surface natural oxide 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 contains 55.4 atomic% of Cr, 20.8 atomic% of N, and 23.8 atomic% of O. The content rates of these elements are measured in the portion where N peaks in the first reflection suppression layer (the region where the sputtering time is 123 minutes). The first reflection suppressing 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 transparent substrate in the film thickness direction. In the first reflection suppression layer, the content of each element averaged in the film thickness direction was 57 atomic% of Cr, 18 atomic% of N, and 25 atomic% of 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 at% of Cr and 8.0 at% of N. The content rates of these elements are measured at the central portion (area with a sputtering time of 69 min) in the film thickness direction of the light shielding layer. In the light shielding layer, the content of each element averaged in the film thickness direction was 91 atomic% of Cr and 9 atomic% of 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 reflection suppression layer is a CrON film, and contains 50.7 atomic% of Cr, 12.2 atomic% of N, and 37.1 atomic% of O. The contents of these elements are measured in the central portion of the region where O is increasing (the region with a sputtering time of 16 min) in the second reflection suppression layer. The second reflection suppressing layer has a gradient composition as shown in FIG. 2 and has a portion in which the O content rate increases and the N content rate decreases toward the light shielding layer side in the film thickness direction. In the second reflection suppression layer, the content of each element averaged in the film thickness direction was 52 atomic percent of Cr, 17 atomic percent of N, and 31 atomic percent of O. In addition, a surface natural oxide layer is formed on the surface of the second reflection suppressing layer by being exposed to the air, and this layer is oxidized or carbonized, so that the O content rate and the C content rate are detected 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)(Cr)と酸化クロム(VI)(CrO)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(CrN)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 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 reflection suppression layer and the second reflection suppression layer contain chromium mononitride (CrN), chromium (III) oxide (Cr 2 O 3 ) and chromium (VI) oxide (CrO 3 ), and chromium and oxygen And a nitrogen-containing chromium-based material (chromium compound). 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)
With respect to 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 methods described below.

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、露光光の波長帯域である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。
また、露光波長365nm〜436nmの範囲内における遮光膜の表面反射率の依存性は7.4%であり、裏面反射率の依存性は1.6%であった。
また、波長530nmにおける遮光膜の表面反射率は、11.8%であった。
波長300nm〜500nmに渡る波長帯域において、表面反射率および裏面反射率の最小値(ボトムピーク)に対応する波長(ボトムピーク波長)は、表面反射率が436nmで、裏面反射率が415.5nmであった。
The optical density of the light-shielding film of the photomask blank of Example 1 was measured with a spectrophotometer (“SolidSpec-3700” manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, the g-line (wavelength 436 nm), which is the wavelength band of exposure light, was measured. It was 5.0. Moreover, the reflectance of front and back of a light shielding film was measured by the spectrophotometer ("SolidSpec-3700" by Shimadzu Corp. make). Specifically, the reflectance (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 each measured by 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 represents wavelength [nm] and the vertical axis represents reflectance [%].
As shown in FIG. 3, in the photomask blank of Example 1, the bottom peak wavelength of the reflectance spectrum of the front and back surfaces can be made to be around 436 nm, and the reflectance can be greatly reduced for light of a wide wavelength. 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)), 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 of the light shielding film can be reduced to 10% or less at a wavelength of 365 nm to 436 nm. Especially for the light with a wavelength of 436 nm, the surface reflectance is 0.3% and the back reflectance is 4.8%. It was confirmed that it was possible.
Moreover, the dependence of the surface reflectance of the light shielding film in the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm was 7.4%, and the dependence of the back surface reflectance was 1.6%.
The surface reflectance of the light-shielding film at a wavelength of 530 nm was 11.8%.
In a wavelength band ranging from 300 nm to 500 nm, the wavelength (bottom peak wavelength) corresponding to the minimum value (bottom peak) of the surface reflectance and the back surface reflectance is 436 nm for the surface reflectance and 415.5 nm for the back surface reflectance there were.

(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)
The photomask blank of Example 1 was used to form a light shielding film pattern on a transparent substrate. Specifically, after forming a novolak positive resist film on a light shielding film on a transparent substrate, a laser drawing (wavelength: 413 nm) / development was performed to form a resist pattern. 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 made close to perpendicular. FIG. 4 is a view for explaining the verticality 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 is based on the just etching time (JET) (100%). The cross-sectional shapes when over-etched are shown as 110%, 130%, and 150%, respectively. In FIG. 4, the light shielding film pattern and the resist film pattern were stacked on the transparent substrate, and it was confirmed that the side surface of the light shielding film pattern makes an angle of 70 ° with the transparent substrate when JET is 100%. . This angle is within the range of 60 ° -80 ° even when the etching time is 110%, 130% and 150% of JET, and the cross-sectional shape of the light shielding film pattern does not depend on the etching time. It was confirmed that it can be stably formed 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 in Example 1 above, with respect to the light shielding film of the photomask blank, 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 is configured to have 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 vertically formed.

(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。このフォトマスクは、透明基板上に形成された遮光膜パターン(マスクパターン)の開口率、すなわち、遮光膜パターンが形成されたフォトマスク全面の領域に占める遮光膜パターンが形成されていない透明基板の露出割合が45%であった。
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 photo mask)
Next, a photomask was produced using the photomask blank of Example 1.
First, a novolak positive resist was formed on the light shielding film of the photomask blank. Then, a pattern of a circuit pattern for the TFT panel was drawn on this resist film using a laser drawing apparatus, and further development and rinsing were performed to form a predetermined resist pattern (the minimum line width of the above-mentioned circuit pattern is 0.75 μm).
Thereafter, using the resist pattern as a mask, the light shielding film is patterned by wet etching using a chromium etching solution, and finally the resist pattern is peeled off by the resist peeling solution to form a light shielding film pattern (mask pattern) on the transparent substrate. The formed photomask was obtained. This photomask is an aperture ratio of a light shielding film pattern (mask pattern) formed on a transparent substrate, that is, a transparent substrate in which the light shielding film pattern is not formed on the entire area of the photomask on which the light shielding film pattern is formed. The exposure rate was 45%.
The CD uniformity of the light shielding film pattern of this photomask was measured by "SIR 8000" manufactured by Seiko Instruments Nano Technologies, Inc. The CD uniformity measurements were taken at 11 × 11 points on a 1100 mm × 1300 mm area excluding the peripheral area 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。これは、フォトマスクを用いてパターン露光を行う際、表裏面での光の反射を抑制し、反射光の合計光量を低減できたためと考えられる。
(Production of LCD panel)
The photomask manufactured in this Example 1 is set on the mask stage of an exposure apparatus, and pattern exposure is performed on a transfer target having a resist film formed on a substrate for a display device (TFT) to manufacture a TFT array. did. As the exposure light, composite light including i-line of wavelength 365 nm, h-line of wavelength 405 nm, and g-line of wavelength 436 nm was used.
A TFT-LCD panel was manufactured by combining the manufactured TFT array, a color filter, a polarizing plate, and a backlight. As a result, a TFT-LCD panel without display unevenness was obtained. This is considered to be because, when pattern exposure was performed using a photomask, reflection of light on the front and back surfaces was suppressed, and the total light amount of the reflected light was reduced.

(実施例2)
本実施例は、実施例1における第1反射抑制層の成膜条件、第2反射抑制層の成膜条件を以下のように変更し、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作製した。
(Example 2)
In this example, the film formation conditions of the first reflection suppression layer and the film formation conditions of the second reflection suppression layer in Example 1 are changed as follows, and the first reflection is performed on a transparent substrate having a substrate size of 1220 mm × 1400 mm. A suppression layer, a light shielding layer, and a second reflection suppression layer were laminated to produce a photomask blank provided with a light shielding film.

第1反射抑制膜の成膜条件は、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(O)ガスの流量を25〜45sccm、窒素(N)ガスの流量を40〜60sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を80〜120sccm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1.5〜5.0kW、ターゲットの印加電圧を380〜400V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、300mm/minにした。 The deposition condition of the first reflection suppression film is that the sputter target is a Cr sputter target, and the flow rate of the reactive gas is 25 to 45 sccm of oxygen (O 2 ) gas so as to be in metal mode, nitrogen (N 2) ) Select the flow rate of gas from 40 to 60 sccm, flow rate of argon (Ar) gas from 80 to 120 sccm, target applied power of 1.5 to 5.0 kW, target applied voltage of 380 to 400 V Set in. In addition, the board | substrate conveyance speed in the case of film-forming of a 1st reflection suppression layer was 300 mm / min.

また、第2反射抑制膜の成膜条件は、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(O)ガスの流量を8〜25sccm、窒素(N)ガスの流量を30〜40sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を90〜120sccm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3.5〜8.0kW、ターゲット印加電圧を435〜455V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、250mm/minにした。 In addition, as the film formation conditions of the second reflection suppression film, the sputter target is a Cr sputter target, the flow rate of the reactive gas is 8-25 sccm of oxygen (O 2 ) gas, nitrogen ( The flow rate of N 2 ) gas is selected from 30 to 40 sccm, the flow rate of argon (Ar) gas is selected from the range of 90 to 120 sccm, the target applied power is 3.5 to 8.0 kW, and the target applied voltage is 435 to 455 V Set in the range. In addition, the board | substrate conveyance speed in the case of film-forming of a 2nd reflection suppression layer was 250 mm / min.

(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、遮光膜の光学濃度、遮光膜の表裏面の反射率を実施例1と同様に評価した。
実施例2のフォトマスクブランクは、遮光膜の光学濃度は、露光光の波長帯域であるg線(波長436nm)において5.1であった。また、表裏面の反射率スペクトルのボトムピーク波長を400nm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、7.5%以下(7.5%(波長365nm)、4.9%(波長405nm)、4.9%(波長413nm)、6.3%(波長436nm))、遮光膜の裏面反射率は、5%以下(2.8%(波長365nm)、1.6%(波長405nm)、3.9%(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7.5%以下に低減でき、特に波長405nmの光に対する反射率については、表面反射率を4.9%、裏面反射率を1.6%にできることが確認された。
また、露光波長365nm〜436nmの範囲内における遮光膜の表面反射率の依存性は2.6%であり、裏面反射率の依存性は2.5%であった。
また、波長530nmにおける遮光膜の表面反射率は、22.8%であった。
波長200nm〜500nmに渡る波長帯域において、表面反射率および裏面反射率の最小値(ボトムピーク)に対応する波長(ボトムピーク波長)は、表面反射率が404nmで、裏面反射率が394nmであった。
(Evaluation of photomask blank)
With respect to the photomask blank of Example 2, the optical density of the light shielding film and the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film were evaluated in the same manner as in Example 1.
In the photomask blank of Example 2, the optical density of the light-shielding film was 5.1 at the g-line (wavelength 436 nm) which is the wavelength band of the exposure light. Moreover, it was confirmed that the bottom peak wavelength of the reflectance spectrum of front and back can be made into 400 nm vicinity, and a reflectance can be reduced large with respect to the light of a wide wavelength. Specifically, at a wavelength of 365 nm to 436 nm, the surface reflectance of the light shielding film is 7.5% or less (7.5% (365 nm), 4.9% (405 nm), 4.9% (413 nm) ), 6.3% (wavelength 436 nm)), the back surface reflectance of the light shielding film is 5% or less (2.8% (wavelength 365 nm), 1.6% (wavelength 405 nm), 3.9% (wavelength 436 nm) )Met. The reflectance of the front and back of the light shielding film can be reduced to 7.5% or less at a wavelength of 365 nm to 436 nm, and in particular, the reflectance for light with a wavelength of 405 nm is 4.9% for the surface reflectance and 1.6 for the back surface reflectance. It has been confirmed that it is possible to%.
Moreover, the dependence of the surface reflectance of the light shielding film in the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm was 2.6%, and the dependence of the back surface reflectance was 2.5%.
The surface reflectance of the light-shielding film at a wavelength of 530 nm was 22.8%.
In a wavelength band ranging from 200 nm to 500 nm, the wavelength (bottom peak wavelength) corresponding to the minimum value (bottom peak) of surface reflectance and back surface reflectance is 404 nm in surface reflectance and 394 nm in back surface reflectance .

(フォトマスクの作製)
次に、実施例1と同様に実施例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ところ、CD均一性は、92nm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 photo mask)
Next, when the photomask blank of Example 2 was used to prepare a photomask in the same manner as in Example 1, the CD uniformity was 92 nm, and the CD uniformity of the obtained photomask was good. .

(LCDパネルの作製)
実施例2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。これは、フォトマスクを用いてパターン露光を行う際、表裏面での光の反射を抑制し、反射光の合計光量を低減できたためと考えられる。
(Production of LCD panel)
The photomask prepared in Example 2 was set on the mask stage of an exposure apparatus, and pattern exposure was performed on a transfer target having a resist film formed on a substrate for a display device (TFT) to produce a TFT array. . As the exposure light, composite light including i-line of wavelength 365 nm, h-line of wavelength 405 nm, and g-line of wavelength 436 nm was used. A TFT-LCD panel was manufactured by combining the manufactured TFT array, a color filter, a polarizing plate, and a backlight. As a result, a TFT-LCD panel without display unevenness was obtained. This is considered to be because, when pattern exposure was performed using a photomask, reflection of light on the front and back surfaces was suppressed, and the total light amount of the reflected light was reduced.

(実施例3)
本実施例は、実施例1のフォトマスクブランクを用いて、遮光膜パターンの線幅が1.2μmのスリット状のパターンを有するフォトマスクを作製した以外は、実施例1と同様にしてフォトマスクを作製した。なお、作製したフォトマスクは、透明基板上に形成された遮光膜パターンの開口率が38%であった。
このフォトマスクの遮光膜パターンのCD均一性は82nm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。
実施例3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。これは、フォトマスクを用いてパターン露光を行う際、表裏面での光の反射を抑制し、反射光の合計光量を低減できたためと考えられる。
(Example 3)
In the present example, a photomask is used in the same manner as in Example 1 except that the photomask blank of Example 1 is used to manufacture a photomask having a slit-like pattern having a light shielding film pattern width of 1.2 μm. Was produced. In the manufactured photomask, the aperture ratio of the light shielding film pattern formed on the transparent substrate was 38%.
The CD uniformity of the light shielding film pattern of this photomask was 82 nm, and the CD uniformity of the obtained photomask was good.
The photomask manufactured in Example 3 was set on the mask stage of the exposure apparatus, and pattern exposure was performed on a transfer target having a resist film formed on a substrate for a display device (TFT) to manufacture a TFT array. . As the exposure light, composite light including i-line of wavelength 365 nm, h-line of wavelength 405 nm, and g-line of wavelength 436 nm was used. A TFT-LCD panel was manufactured by combining the manufactured TFT array, a color filter, a polarizing plate, and a backlight. As a result, a TFT-LCD panel without display unevenness was obtained. This is considered to be because, when pattern exposure was performed using a photomask, reflection of light on the front and back surfaces was suppressed, and the total light amount of the reflected light was reduced.

(実施例4)
本実施例は、実施例1のフォトマスクブランクにおいて、透明基板と遮光膜との間に、位相シフト膜を形成した以外は実施例1と同様にしてフォトマスクブランクを作製した。
位相シフト膜は、以下のようにして成膜した。
位相シフト膜の成膜条件は、スパッタターゲットをMoSiスパッタターゲット(Mo:Si=1:4)とし、アルゴンガス、窒素ガス(N)、一酸化窒素ガス(NO)の混合ガスによる反応性スパッタリングにより、膜厚が183nmのMoSiONからなる位相シフト膜を成膜した。なお、混合ガスのガス流量は、Arガス:40sccm、Nガス:34sccm、NOガス:34.5sccmとした。また、この位相シフト膜は、透過率は27%(波長:405nm)、位相差は173°(波長:405nm)であった。
次に、位相シフト膜上に実施例1と同様にして、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、フォトマスクブランクを作製した。
(Example 4)
In the present example, a photomask blank was produced in the same manner as in Example 1 except that a phase shift film was formed between the transparent substrate and the light shielding film in the photomask blank of Example 1.
The phase shift film was formed as follows.
The film forming conditions of the phase shift film are reactive sputtering using a mixed gas of argon gas, nitrogen gas (N 2 ) and nitrogen monoxide gas (NO) with a sputtering target being a MoSi sputter target (Mo: Si = 1: 4). Thus, a phase shift film of MoSiON with a thickness of 183 nm was formed. The gas flow rate of the mixed gas was 40 sccm of Ar gas, 34 sccm of N 2 gas, and 34.5 sccm of NO gas. The phase shift film had a transmittance of 27% (wavelength: 405 nm) and a phase difference of 173 ° (wavelength: 405 nm).
Next, in the same manner as in Example 1, a light shielding film comprising a first reflection suppression layer, a light shielding layer, and a second reflection suppression layer was formed on the phase shift film, to prepare a photomask blank.

(フォトマスクブランクの評価)
実施例4のフォトマスクブランクにおける位相シフト膜の裏面反射率は、10.0%以下(4.2%(波長365nm)、6.2%(波長405nm)、9.2%(波長436nm)であった。また、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))であった。実施例4のフォトマスクブランクは、波長365nm〜436nmにおいて、位相シフト膜の裏面反射率を10%以下、遮光膜の表面反射率を10%以下に低減でき、さらに位相シフト膜の裏面反射率の波長依存性が5%以下であった。
(Evaluation of photomask blank)
The back surface reflectance of the phase shift film in the photomask blank of Example 4 is 10.0% or less (4.2% (wavelength 365 nm), 6.2% (wavelength 405 nm), 9.2% (wavelength 436 nm) In addition, 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% The photomask blank of Example 4 can reduce the back surface reflectance of the phase shift film to 10% or less and the surface reflectance of the light shielding film to 10% or less at wavelengths 365 nm to 436 nm. Furthermore, the wavelength dependency of the back surface reflectance of the phase shift film was 5% or less.

(フォトマスクの作製、およびLCDパネルの作製)
次に、実施例4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、このレジスト膜にホール径が1.2μmのホール状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、第1のレジストパターンを形成した。
その後、第1の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、位相シフト膜上に遮光膜パターンを形成した。
次に、遮光膜パターンをマスクにして、モリブデンシリサイドエッチング液を使用して、位相シフト膜をウェットエッチングでパターニングし、位相シフト膜パターンを形成した。その後、第1のレジストパターンを剥離した。
その後、遮光膜パターンを覆うようにレジスト膜を形成し、レーザー描画装置を用いて、パターンを描画し、さらに現像・リンスすることによって、位相シフト膜パターン上に遮光帯を形成するための第2のレジストパターンを形成した。
その後、第2のレジストパターンをマスクにして、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、位相シフト膜上に遮光帯用の遮光膜パターンを形成し、最後に、第2のレジスト膜パターンを剥離してフォトマスクを作製した。
このようにして、透明基板上に、ホール径が1.2μmの位相シフト膜パターンと、位相シフト膜パターンと遮光膜パターンの積層構造からなる遮光帯が形成されたフォトマスクを得た。
このフォトマスクの位相シフト膜パターンのCD均一性は、90nm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。
また、実施例4で作製されたフォトマスクを用いて、TFT−CLDパネル祖作製した結果、表示ムラのないTFT−LCDパネルが得られた。これは、フォトマスクを用いてパターン露光を行う際、表裏面での光の反射を抑制し、反射光の合計香料を低減できたためと考えられる。
(Production of photo mask and production of LCD panel)
Next, a photomask was manufactured using the photomask blank of Example 4.
First, a novolak positive resist was formed on the light shielding film of the photomask blank. Then, using a laser drawing apparatus, a hole-like pattern having a hole diameter of 1.2 μm was drawn on this resist film, and further development and rinsing were performed to form a first resist pattern.
Thereafter, the light shielding film was patterned by wet etching using a chromium etching solution using the first resist pattern as a mask to form a light shielding film pattern on the phase shift film.
Next, using the light shielding film pattern as a mask, the phase shift film was patterned by wet etching using a molybdenum silicide etching solution to form a phase shift film pattern. Thereafter, the first resist pattern was peeled off.
Thereafter, a resist film is formed so as to cover the light shielding film pattern, and the pattern is drawn using a laser drawing apparatus, and further development and rinsing are performed to form a light shielding zone on the phase shift film pattern. The resist pattern of
Thereafter, using the second resist pattern as a mask, the light shielding film is patterned by wet etching using a chromium etching solution to form a light shielding film pattern for a light shielding zone on the phase shift film, and finally, the second The resist film pattern was peeled off to prepare a photomask.
In this manner, a photomask was obtained in which a light shielding zone having a laminated structure of a phase shift film pattern having a hole diameter of 1.2 μm and a phase shift film pattern and a light shielding film pattern was formed on a transparent substrate.
The CD uniformity of the phase shift film pattern of this photomask was 90 nm, and the CD uniformity of the obtained photomask was good.
Moreover, as a result of producing TFT-CLD panel parent using the photomask produced in Example 4, the TFT-LCD panel without a display nonuniformity was obtained. This is considered to be because, when pattern exposure was performed using a photomask, reflection of light on the front and back surfaces was suppressed, and the total fragrance of reflected light could be reduced.

(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, the first reflection suppression layer, the light shielding layer, and the second reflection suppression layer were stacked on a transparent substrate having a substrate size of 1220 mm × 1400 mm to manufacture a photomask blank including a light shielding film.

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、炭酸ガス(CO)の流量を100〜250sccm、窒素(N)ガスの流量を150〜350sccm、メタン(CH)ガスの流量を0〜15sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を150〜300sccm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。 Conditions for forming the first antireflection layer, a sputter target and Cr sputter target, the flow rate of the reactive gas, so that the reactive mode, 100~250Sccm the flow rate of carbon dioxide (CO 2), nitrogen (N 2 ) Select a gas flow rate of 150 to 350 sccm, a methane (CH 4 ) gas flow rate of 0 to 15 sccm, and an argon (Ar) gas flow rate of 150 to 300 sccm, and apply a target applied power of 2.0 to 7 It was set within the range of 0 kW. In addition, the board | substrate conveyance speed in the case 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(N)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 deposition conditions for the light shielding layer are a sputtering target of Cr sputtering target, and a flow rate of reactive gas is a metal mode, such as a flow rate of nitrogen (N 2 ) gas, 1 to 60 sccm, and a flow rate of argon (Ar) gas 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 in the case of film-forming of the 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、炭酸ガス(CO)の流量を100〜300、窒素(N)ガスの流量を150〜350sccm、メタン(CH)ガスの流量を0〜15sccm、アルゴン(Ar)ガスの流量を150〜300sccm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。 The film formation conditions for the second reflection suppression layer are such that the sputtering target is a Cr sputtering target, and the flow rate of the reactive gas is 100 to 300 for carbon dioxide gas (CO 2 ) and nitrogen (N 2 ) so as to be a reaction mode. ) Select a gas flow rate of 150 to 350 sccm, a methane (CH 4 ) gas flow rate of 0 to 15 sccm, and an argon (Ar) gas flow rate of 150 to 300 sccm, and apply a target applied power of 2.0 to 7 It was set within the range of 0 kW. In addition, the board | substrate conveyance speed in the case of film-forming of a 2nd reflection suppression layer was 200 mm / min, and film-forming was performed 3 times.

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、露光光の波長帯域であるg線(波長436nm)において5.1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(2.8%(波長365nm)、3.5%(波長405nm)、3.9%(波長413nm)、4.8%(波長436nm))、遮光膜の裏面反射率は、12%以下(11.2%(波長365nm)、7.1%(波長405nm)、4.9%(波長436nm))であった。波長365nm〜436nmにおいて遮光膜の表面反射率は5%以下にできたが、裏面反射率は10%を超え、波長365nmにおいて11.2%となった。
また、露光波長365nm〜436nmの範囲内における遮光膜の表面反射率依存性は、2.0%であり、裏面反射率依存性は、6.3%であった。
波長300nm〜500nmに渡る波長帯域において、表面反射率および裏面反射率の最小値(ボトムピーク)に対する波長(ボトムピーク波長)は、表面反射率が337nmで、裏面反射率が474nmであった。
The optical density of the light shielding film and the reflectance of the front and back surfaces of the light shielding film of the photomask blank of Comparative Example 1 were measured in the same manner as Example 1 described above. As a result, the optical density of the light-shielding film was 5.1 at the g-line (wavelength 436 nm) which is the wavelength band of the exposure light. In addition, the surface reflectance of the light shielding film is 5.0% or less (2.8% (wavelength 365 nm), 3.5% (wavelength 405 nm), 3.9% (wavelength 413 nm), at a wavelength of 365 nm to 436 nm, 4 .8% (wavelength 436 nm)), the back surface reflectance of the light shielding film is 12% or less (11.2% (wavelength 365 nm), 7.1% (wavelength 405 nm), 4.9% (wavelength 436 nm)) The The surface reflectance of the light shielding film could be 5% or less at wavelengths of 365 nm to 436 nm, but the back surface reflectance exceeded 10% and became 11.2% at wavelengths of 365 nm.
In addition, the surface reflectance dependency of the light shielding film in the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm was 2.0%, and the back surface reflectance dependency was 6.3%.
In the wavelength band ranging from 300 nm to 500 nm, the wavelength (bottom peak wavelength) with respect to the minimum value (bottom peak) of the surface reflectance and the back surface reflectance is 337 nm as the surface reflectance and 474 nm as the back surface reflectance.

(フォトマスクの作製)
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、155nmとなり実施例1、2と比べて悪化した。
(LCDパネルの作製)
比較例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、比較例1のフォトマスクを用いて作製されたTFT−LCDパネルでは、表示ムラが生じることが確認された。これは、比較例1のフォトマスクでは、パターン露光を行う際、露光波長(365nm〜436nm)における特に遮光膜の裏面での光の反射を十分に抑制できず、その結果として、反射光の合計光量が増大してしまったためと考えられる。
(Production of photo mask)
Next, using the photomask blank of Comparative Example 1, a photomask was produced in the same manner as Example 1. As a result of measuring CD uniformity of the light shielding film pattern of the obtained photomask, it became 155 nm and it deteriorated compared with Example 1,2.
(Production of LCD panel)
The photomask manufactured in Comparative Example 1 was set on the mask stage of the exposure apparatus, and pattern exposure was performed on a transfer target having a resist film formed on a substrate for a display device (TFT) to manufacture a TFT array. . As the exposure light, composite light including i-line of wavelength 365 nm, h-line of wavelength 405 nm, and g-line of wavelength 436 nm was used. A TFT-LCD panel was manufactured by combining the manufactured TFT array, a color filter, a polarizing plate, and a backlight. As a result, it was confirmed that display unevenness occurs in the TFT-LCD panel manufactured using the photomask of Comparative Example 1. This is because the photomask of Comparative Example 1 can not sufficiently suppress the reflection of light especially at the back surface of the light shielding film at the exposure wavelength (365 nm to 436 nm) when performing pattern exposure, and as a result, the total of reflected light It is considered that the amount of light has increased.

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
REFERENCE SIGNS LIST 1 photomask blank 11 transparent substrate 12 light shielding film 13 first reflection suppression layer 14 light shielding layer 15 second reflection suppression layer

Claims (16)

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、
前記フォトマスクブランクの両面のうち、前記遮光膜側の面を表面、前記透明基板側の面を裏面としたとき、露光波長365nm〜436nmの範囲内において、前記露光光に対する表面反射率および裏面反射率がそれぞれ10%以下であり、かつ前記波長範囲における前記裏面反射率の波長依存性が5%以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
A photomask blank for use in producing a photomask for display device manufacture, comprising:
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,
When the surface on the light shielding film side is the front surface and the surface on the transparent substrate side is the back surface of both sides of the photomask blank, the surface reflectance and the back surface reflection for the exposure light within the range of the exposure wavelength of 365 nm to 436 nm A photomask blank characterized in that the respective rates are 10% or less, and the wavelength dependency of the back surface reflectance in the wavelength range is 5% or less.
露光波長365nm〜436nmの範囲内の全域において、前記裏面反射率が前記表面反射率よりも小さい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。   2. The photomask blank according to claim 1, wherein the back surface reflectance is smaller than the surface reflectance over the entire exposure wavelength range of 365 nm to 436 nm. 前記フォトマスクブランクの前記表面反射率および前記裏面反射率を縦軸とし、波長を横軸とした反射率スペクトルにおいて、波長300nm〜500nmに渡る波長帯域において、前記表面および前記裏面の前記反射率スペクトルがそれぞれ、下に凸の曲線であって、前記表面反射率および前記裏面反射率の最小値(ボトムピーク)に対応する波長が350nm〜450nmに位置する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のフォトマスクブランク。
The reflectance spectrum of the front surface and the back surface in a wavelength band covering wavelengths of 300 nm to 500 nm in a reflectance spectrum in which the horizontal axis represents the surface reflectance and the back surface reflectance of the photomask blank. Are respectively convex downward curves, and the wavelength corresponding to the minimum value (bottom peak) of the surface reflectance and the back surface reflectance is located at 350 nm to 450 nm.
The photomask blank according to claim 1 or 2, characterized in that:
露光波長365nm〜436nmの範囲内において、前記裏面反射率の波長依存性が前記表面反射率の波長依存性よりも小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。   The photomask according to any one of claims 1 to 3, wherein in the exposure wavelength range of 365 nm to 436 nm, the wavelength dependency of the back surface reflectance is smaller than the wavelength dependency of the surface reflectance. blank. 530nm以上の波長範囲において、前記表面反射率が10%以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。   The photomask blank according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface reflectance is 10% or more in a wavelength range of 530 nm or more. 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%の組成を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。
The first reflection suppressing layer is a chromium-based material containing chromium, oxygen and nitrogen, and the content of chromium is 25 to 75 atomic%, the content of oxygen is 15 to 45 atomic%, and the content of nitrogen Have a composition of 10 to 30 atomic percent,
The light shielding layer is a chromium-based material containing chromium and nitrogen, and has a composition having a chromium content of 70 to 95 atomic% and a nitrogen content of 5 to 30 atomic%.
The second reflection suppressing 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 The photomask blank according to any one of claims 1 to 5, wherein the composition has a composition of 5 to 20 atomic%.
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請求項6に記載のフォトマスクブランク。
The first reflection suppressing 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%.
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%. Photomask blank as described in.
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請求項6又は7に記載のフォトマスクブランク。   The photomask blank according to claim 6 or 7, wherein the second reflection suppression layer is configured to have a higher oxygen content than the first reflection suppression layer. 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請求項6又は7に記載のフォトマスクブランク。   8. The photomask blank according to claim 6, wherein the first reflection suppression layer is configured to have a higher nitrogen content than the second reflection suppression layer. 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請求項1〜9のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。   The said transparent substrate is a rectangular-shaped board | substrate, Comprising: The short side length of this board | substrate is 850 mm-1620 mm, The photomask blank of any one of the Claims 1-9 characterized by the above-mentioned. 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請求項1〜10のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。   The semi-transparent film which has an optical density lower than the optical density of the said light shielding film is further provided between the said transparent substrate and the said light shielding film, The light transmission film of any one of the Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. Photo mask blank. 前記透明基板と前記遮光膜との間に、透過光の位相をシフトさせる位相シフト膜をさらに備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のフォトマスクブランク。   The photomask blank according to any one of claims 1 to 10, further comprising a phase shift film for shifting the phase of transmitted light between the transparent substrate and the light shielding film. 請求項1〜10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。
Preparing the photomask blank according to any one of claims 1 to 10.
Forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using the resist pattern formed from the resist film as a mask, and forming a light shielding film pattern on the transparent substrate;
A method of manufacturing a photomask, comprising:
請求項11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。
Providing the photomask blank according to claim 11;
Forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using the resist pattern formed from the resist film as a mask, and forming a light shielding film pattern on the transparent substrate;
Etching the semi-transparent film using the light shielding film pattern as a mask to form the semi-transparent film pattern on the transparent substrate;
A method of manufacturing a photomask, comprising:
請求項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。
Providing the photomask blank according to claim 12;
Forming a resist film on the light shielding film, etching the light shielding film using the resist pattern formed from the resist film as a mask, and forming a light shielding film pattern on the transparent substrate;
Etching the phase shift film using the light shielding film pattern as a mask to form the phase shift film pattern on the transparent substrate;
A method of manufacturing a photomask, comprising:
請求項13〜15のいずれか1項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。
The said light shielding film pattern which mounted the photomask obtained by the manufacturing method of the photomask as described in any one of Claims 13-15 on the mask stage of exposure apparatus, and was formed on the said photomask, A method of manufacturing a display device, comprising: an exposure step of exposing and transferring at least one mask pattern of a semi-translucent film pattern and the phase shift film pattern on a resist formed on a display substrate.
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