JP4840879B2 - Gray-tone blank mask, gray-tone photomask, and manufacturing method thereof - Google Patents

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本発明は、液晶表示装置(LCD)、有機電界発光素子(OLED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)などの平板ディスプレイ(FPD)製品の製造に用いられるブランクマスク及びフォトマスクに関するものである。特に、液晶表示装置(LCD)の製造においてフォトマスクを使用する工程数を減らすための工程に使われるグレートーンフォトマスク及びその原材料であるグレートーンブランクマスクに関する。   The present invention relates to a blank mask and a photomask used for manufacturing a flat panel display (FPD) product such as a liquid crystal display (LCD), an organic electroluminescent element (OLED), and a plasma display panel (PDP). In particular, the present invention relates to a gray-tone photomask used in a process for reducing the number of processes using a photomask in manufacturing a liquid crystal display (LCD) and a gray-tone blank mask that is a raw material thereof.

現在、液晶表示装置(LCD)、有機電界発光素子(OLED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)などの平板ディスプレイ(FPD)製品は、市場の要求が高級化・高機能化・多様化するに伴い、その応用範囲が拡大されながら、より安価で生産性に富む製造工程技術の開発が要求されている。一般に、液晶表示装置(LCD)の製造時には、パターンの形成されたフォトマスクを使用するリソグラフィー工程が用いられており、最近では、原価節減と収率向上の側面で、従来の7,8−マスク工程から次第に4−マスクの工程へと移行されている。この4−マスク工程は、1回の露光で異なる2個のパターンを形成できるフォトマスクを使用すべきであり、従来のバイナリマスクが露光光を遮断する遮光部と露光光を完全に透過させる透過部のパターンで構成されるのに比べ、4−マスク用フォトマスクは、図1または図2に示すように、遮光部と透過部に加え、露光光を一部のみ透過させる半透過部パターンで構成されなければならない。   Currently, flat panel display (FPD) products such as liquid crystal display devices (LCDs), organic electroluminescent devices (OLEDs), and plasma display panels (PDPs) have become more sophisticated, sophisticated, and diversified. While its application range is expanded, development of manufacturing process technology that is cheaper and more productive is required. In general, a liquid crystal display (LCD) is manufactured by using a lithography process using a patterned photomask. Recently, the conventional 7,8-mask is used to reduce cost and improve yield. The process is gradually shifted to a 4-mask process. In this 4-mask process, a photomask capable of forming two different patterns in one exposure should be used, and a conventional binary mask blocks the exposure light and transmits the exposure light completely. As shown in FIG. 1 or 2, the 4-mask photomask has a semi-transmissive part pattern that transmits only part of the exposure light in addition to the light-shielding part and the transmissive part, as compared with the pattern of the part. Must be configured.

グレートーンブランクマスクは、図1または図2に示すように、遮光部、透過部及び半透過部の微細回路パターンが形成されたグレートーンフォトマスクを製造するための原材料であり、透明基板上に、半透過膜、遮光膜、そして反射防止膜を積層した後、フォトレジストをコーティングしてなる。このグレートーンブランクマスクの半透過膜は、フォトマスク製造過程における洗浄工程による透過率の変化が最小化しなければならないので、優れた耐化学性を持つべきであると同時に、湿式及び乾式エッチングに対して遮光膜及び反射防止膜との高いエッチング選択比が要求される。また、CD(Critical Dimension)変化量を最小化するために、洗浄工程における耐化学性の特性とともに、フォトマスク製造時における遮光層、反射防止膜のエッチング時に使われるエッチング液に対して半透過膜が高いエッチング選択比を有しなければならず、逆に、半透過膜のエッチング時に使われるエッチング液に対しても遮光膜及び反射防止膜は高いエッチング選択比を有しなければならない。上記のような要求事項を満たすために、半透過膜を金属化合物で構成し、NaOH、KOH、LiOH、CsOHが含まれたエッチング液を略50〜130℃に加熱して使用する方法が提案されたことがある(例えば、特許文献1)。   As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the gray tone blank mask is a raw material for manufacturing a gray tone photomask in which a fine circuit pattern of a light shielding portion, a transmission portion and a semi-transmission portion is formed. Then, a semi-transmissive film, a light shielding film, and an antireflection film are laminated, and then a photoresist is coated. The gray-tone blank mask semi-transparent film should have excellent chemical resistance because it must minimize the change in transmittance due to the cleaning process in the photomask manufacturing process. Therefore, a high etching selectivity with respect to the light shielding film and the antireflection film is required. In addition, in order to minimize the amount of CD (Critical Dimension) change, along with the chemical resistance characteristics in the cleaning process, the semi-transparent film against the etching solution used when etching the light shielding layer and antireflection film during photomask manufacturing However, the light-shielding film and the antireflection film must have a high etching selectivity with respect to an etching solution used for etching the semi-transmissive film. In order to satisfy the above requirements, a method has been proposed in which a semi-permeable membrane is made of a metal compound and an etching solution containing NaOH, KOH, LiOH, and CsOH is heated to about 50 to 130 ° C. (For example, Patent Document 1).

しかし、上記のように、半透過膜を金属化合物で構成し、NaOH、KOH、LiOH、CsOHが含まれたエッチング液で湿式エッチングを行ってグレートーンフォトマスクを製造する場合、エッチング速度が低いという問題点があった。これを改善するには、エッチング液の温度を高めて工程を行い、半透過膜のエッチング速度を向上させることができるが、エッチング液を加熱して使用すると、エッチング液の濃度変化などにより工程が不安定になる他、エッチング液が気化し、気化したエッチング液が大気中に存在してからマスク上に吸着し固形化され、マスク上でパーティクルになるという恐れもあった。また、一般に、スピンスプレー(Spin Spray)方式の湿式エッチングにすると、エッチング液が吹き付けられる過程で冷却され、半透過膜のエッチング時に、実際適用すべき温度以外の温度で半透過膜のエッチングが行われてしまう。そこで、エッチング液の温度を高めると、エッチング工程が不正確になるため不安定になる他、半透過部パターンのCDを制御し難いという問題点につながる。上記の問題を解決するために、半透過膜の湿式エッチング時に温度を下げ、長時間エッチングすると、エッチングすべき半透過膜が透明基板表面で部分的にエッチングされず、表面に薄い残膜を形成する現象が起き、これは、透過率に影響を与え、被写体のパターンエラーを招くという問題点があった。   However, as described above, when the semi-transmissive film is made of a metal compound and wet etching is performed with an etchant containing NaOH, KOH, LiOH, and CsOH to produce a gray tone photomask, the etching rate is low. There was a problem. In order to improve this, the temperature of the etching solution can be increased and the process can be performed to improve the etching rate of the semi-permeable film. However, when the etching solution is heated and used, the process may be caused by a change in the concentration of the etching solution. In addition to being unstable, the etching solution is vaporized, and the vaporized etching solution may be adsorbed and solidified on the mask after being present in the atmosphere, resulting in particles on the mask. In general, when spin etching (Spin Spray) is used for wet etching, the etching liquid is cooled in the process of spraying, and when the semi-permeable film is etched, the semi-permeable film is etched at a temperature other than the actual application temperature. It will be broken. Therefore, when the temperature of the etching solution is increased, the etching process becomes inaccurate and unstable, and it is difficult to control the CD of the semi-transmissive portion pattern. In order to solve the above problem, when the temperature is lowered during wet etching of the semi-permeable film and etched for a long time, the semi-permeable film to be etched is not partially etched on the surface of the transparent substrate, and a thin residual film is formed on the surface. This has a problem in that it affects the transmittance and causes a pattern error of the subject.

また、従来の遷移金属をさらに含む遷移金属合金化合物に酸素や窒素を含んでなる半透過膜は、次のような問題点があった。一般に、半透過膜を湿式エッチングする場合、低いエッチング速度から、等方性エッチングによって垂直の断面が得難いという問題点があった。もし、図6のように、パターン断面の勾配が大きいグレートーンマスクを使ってリソグラフィー工程を行う場合、マスクパターンのラインエッジ(Line Edge)部分で露光光が散乱し、解像度(Resolution)の低下を招くことができる。したがって、垂直断面の半透過膜パターンとするのが好ましいが、従来のタンタル化合物の半透過膜は、エッチング速度が遅いために側面部のエッチングがより大きく、その結果、垂直のパターンが得難いという問題点があった。   Moreover, the conventional semi-permeable membrane comprising oxygen and nitrogen in a transition metal alloy compound further containing a transition metal has the following problems. In general, when the semipermeable membrane is wet-etched, there is a problem that it is difficult to obtain a vertical cross section by isotropic etching because of a low etching rate. If the lithography process is performed using a gray-tone mask having a large pattern cross-sectional gradient as shown in FIG. 6, the exposure light is scattered at the line edge portion of the mask pattern, resulting in a decrease in resolution. Can be invited. Therefore, it is preferable to use a semitransparent film pattern with a vertical cross section. However, the conventional tantalum compound semipermeable film has a slower etching rate and thus has a larger etching at the side surface, and as a result, it is difficult to obtain a vertical pattern. There was a point.

また、従来のスリットパターンのバイナリマスクで半透過部を形成する場合、次のような問題点があった。遮光膜と反射防止膜からなるバイナリブランクマスクをスリットパターンとしたため、露光時に露光量が均一でなかった。これは、パターン大きさが小さくなるにつれて回折現象がより大きくなったためである。このため、被処理体に対するCDエラーが発生したし、露光量制御が難しいためにスリットパターンの半透過部を形成するのが困難であった。   In addition, when the semi-transmissive portion is formed using a conventional slit pattern binary mask, there are the following problems. Since a binary blank mask composed of a light shielding film and an antireflection film was used as a slit pattern, the exposure amount was not uniform during exposure. This is because the diffraction phenomenon becomes larger as the pattern size becomes smaller. For this reason, a CD error has occurred on the object to be processed, and it is difficult to form a semi-transmissive portion of the slit pattern because it is difficult to control the exposure amount.

また、従来の半透過膜は、湿式エッチングが遅い問題から、NaOH、KOH、LiOH、CsOHの含まれたエッチング液で長時間湿式エッチング工程を行わなければならなかった。エッチングをより速くするためには、100℃以上の温度で加熱しなければならなかったが、こうする場合、エッチング液の濃度変化などの工程不安定が生じた。かかる工程不安定を解消するために、低い温度で長時間半透過膜エッチング工程を行ったが、こうすると透明基板が損害され、表面粗さが増加した。表面粗さが増加すると、露光時に透明基板を透過する光が回折され、正確なパターンを形成し難く、結果としてCDエラーを起こすという問題につながる。
大韓民国特許出願第10−2006−0089844号公報
Further, the conventional semi-permeable membrane has to be subjected to a wet etching process for a long time with an etching solution containing NaOH, KOH, LiOH, and CsOH because of the problem of slow wet etching. In order to make the etching faster, heating had to be performed at a temperature of 100 ° C. or higher, but in this case, process instability such as a change in the concentration of the etching solution occurred. In order to eliminate such process instability, a semi-transparent film etching process was performed at a low temperature for a long time, but this caused damage to the transparent substrate and increased the surface roughness. When the surface roughness is increased, the light transmitted through the transparent substrate is diffracted at the time of exposure, which makes it difficult to form an accurate pattern, resulting in a CD error.
Korean Patent Application No. 10-2006-0089844

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、従来に比べて半透過膜のエッチング率(Etch Rate)を改善することによって、低いエッチング液の温度で半透過膜をエッチング可能であり、エッチング時間を減らして生産性を向上させ、エッチング時間の減少によってエッチング液に対する透明基板の表面粗さの変化を最小化でき、露光量の均一なスリットパターンの半透過部を形成可能であり、半透過膜の垂直パターン形成が可能であり、遮光膜に対するエッチング選択比が高く、エッチング工程安定度が高く、洗浄及びエッチング時に使用する化学溶液に対して耐化学性に優れた金属化合物の半透過膜を備えるグレートーンブランクマスク及びグレートーンフォトマスク並びにそれらの製造方法を提供することにある。   The present invention is to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to etch the semi-permeable film at a low etching solution temperature by improving the etching rate of the semi-permeable film as compared with the prior art. It is possible to improve the productivity by reducing the etching time, and by reducing the etching time, the change of the surface roughness of the transparent substrate with respect to the etching solution can be minimized, and the semi-transmission part of the slit pattern with a uniform exposure amount can be formed. A metal compound that can form a vertical pattern in a semi-transmissive film, has a high etching selectivity with respect to a light-shielding film, has a high etching process stability, and has excellent chemical resistance to chemical solutions used during cleaning and etching. To provide a gray-tone blank mask and a gray-tone photomask each having a semi-transmissive film and a manufacturing method thereof That.

また、本発明の他の目的は、半透過膜のエッチング液を1種または2種以上混合して使用することによって、エッチング液の温度を下げながらエッチング率を改善でき、また、エッチング液を加熱して使用しても気化が起こらないので濃度変化がなく、よって、工程安全性を高めながらパーティクル発生の少ないグレートーンブランクマスク及びグレートーンフォトマスク並びにそれらの製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to improve the etching rate while lowering the temperature of the etching solution by using one kind or a mixture of two or more kinds of the semi-permeable film etching liquid, and heating the etching liquid. Therefore, there is no change in density even when used, so that there is no change in density. Therefore, it is an object to provide a gray-tone blank mask and a gray-tone photomask that generate less particles while improving process safety, and a method for manufacturing the same.

上記の目的を達成するために、本発明は、グレートーンフォトマスクを製造するためのグレートーンブランクマスクを提供する。このグレートーンブランクマスクは、図4または図5を参照すると、透明基板1が用意され、該透明基板1上に半透過膜2が積層され、この上に、少なくとも遮光膜3が積層され、必要によって反射防止膜4がさらに積層され、この上にフォトレジストがコーティングされることが好ましい。   In order to achieve the above object, the present invention provides a gray-tone blank mask for manufacturing a gray-tone photomask. With reference to FIG. 4 or FIG. 5, this gray tone blank mask is prepared with a transparent substrate 1, a semi-transmissive film 2 is laminated on the transparent substrate 1, and at least a light shielding film 3 is laminated thereon. It is preferable that an antireflection film 4 is further laminated by the above and a photoresist is coated thereon.

また、上記の目的を達成するために、本発明は、上記透明基板上に、半透過膜の積層前に、半透過膜のエッチング液またはエッチングガスにエッチングされないエッチング阻止膜を選択的に形成することができる。このエッチング阻止膜は、半透過膜の機能を有し、タンタル(Ta)、コバルト(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、ニオビウム(Nb)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ゲルマニウム(Ge)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、プラチナ(Pt)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、シリコン(Si)、シリサイド(Silicide)、モリブデンシリサイド(MoSi)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、セレン(Se)、銅(Cu)、イットリウム(Y)、硫黄(S)、インジウムティンオキシド(ITO)、ルテニウム(Ru)の中から選ばれる元素単独または2種以上を含む合金で製造されることができる。また、炭素(C)、酸素(O)、窒素(N)、ふっ素(F)、塩素(Cl)、水素(H)のうちのいずれか一つ以上の元素がさらに含まれても良い。より好ましくは、炭素(C)を必需的に追加することが好ましい。また、エッチング阻止膜は、半透過膜の機能を有し、半透過膜から透明基板側(前面側)への反射率の測定時、または、透明基板から半透過膜側(後面側)への反射率の測定時に、反射率を調節できる機能を有しても良い。エッチング阻止膜は、非晶質構造を有し、厚さが10〜1000Åであってもよい。 In order to achieve the above object, the present invention selectively forms on the transparent substrate an etching stop film that is not etched by the semi-permeable film etching solution or etching gas before the semi-permeable film is laminated. be able to. This etching stopper film has a function of a semi-permeable film, and includes tantalum (Ta), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), palladium (Pd), titanium (Ti), Niobium (Nb), Zinc (Zn), Hafnium (Hf), Germanium (Ge), Chromium (Cr), Aluminum (Al), Platinum (Pt), Manganese (Mn), Iron (Fe), Silicon (Si), Silicide, molybdenum silicide (MoSi), nickel (Ni), cadmium (Cd), zirconium (Zr), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (Se), copper (Cu), yttrium (Y) Element selected from sulfur, sulfur (S), indium tin oxide (ITO), ruthenium (Ru) alone or 2 It can be produced in alloys containing more. One or more elements of carbon (C), oxygen (O), nitrogen (N), fluorine (F), chlorine (Cl), and hydrogen (H) may be further included. More preferably, it is preferable to add carbon (C) as necessary. Moreover, the etching stopper film has a function of a semi-transmissive film, and when measuring the reflectance from the semi-transmissive film to the transparent substrate side (front side) or from the transparent substrate to the semi-transmissive film side (rear side) . A function of adjusting the reflectance may be provided when measuring the reflectance. The etching stopper film may have an amorphous structure and a thickness of 10 to 1000 mm.

また、上記の目的を達成するために、本発明は、上記の半透過膜2を、タンタル(Ta)、コバルト(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、ニオビウム(Nb)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ゲルマニウム(Ge)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、プラチナ(Pt)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、シリコン(Si)、シリサイド(Silicide)、モリブデンシリサイド(MoSi)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、セレン(Se)、銅(Cu)、イットリウム(Y)、硫黄(S)、インジウムティンオキシド(ITO)、ルテニウム(Ru)の中から選ばれる元素単独または2種以上を含む合金で製造することができる。なお、炭素(C)、酸素(O)、窒素(N)、ふっ素(F)、塩素(Cl)、水素(H)のうちのいずれか一つ以上の元素がさらに含まれても良い。より好ましくは、炭素(C)を必需的に追加することが好ましい。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the translucent film 2 is made of tantalum (Ta), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), palladium ( Pd), titanium (Ti), niobium (Nb), zinc (Zn), hafnium (Hf), germanium (Ge), chromium (Cr), aluminum (Al), platinum (Pt), manganese (Mn), iron ( Fe), silicon (Si), silicide (Silicide), molybdenum silicide (MoSi), nickel (Ni), cadmium (Cd), zirconium (Zr), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (Se), copper (Cu), Yttrium (Y), Sulfur (S), Indium Tin Oxide (ITO), Ruthenium (Ru) It can be produced in alloys containing more elements alone or in combination. Note that one or more elements of carbon (C), oxygen (O), nitrogen (N), fluorine (F), chlorine (Cl), and hydrogen (H) may be further included. More preferably, it is preferable to add carbon (C) as necessary.

また、上記の目的を達成するために、本発明は、半透過膜形成時に、真空チャンバー内で不活性ガス及び反応性ガスを導入して行うリアクティブ(reactive)スパッタリングまたは真空蒸着方法(PVD、CVD、ALD、イオンビーム)を用いる。この時、反応性ガスとしては、メタン(CH)、アセチレン(C)、エチレン(C)、プロパン(C)、ビニルアセチレン(C)、ジビニルアセチレン(C)、ブタン(C10)、ブチレン(C)、エタン(C)、窒素(N)、酸素(O)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO)、フルオロカーボン(CF)、亜酸化窒素(NO)、酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO)、アンモニア(NH)及びふっ素(F)からなる群より1種または2種以上を選択して使用することができる。パーティクル、耐化学性及びエッチング率改善の側面で、炭素(C)を含む反応性ガスを使用することがより好ましい。この真空チャンバーの真空度は、0.1〜20mTorr、印加電力は、0.1〜40kWである条件で、前記ガスの混合比率は、不活性ガス:反応性ガスを5〜100vol%:0〜95vol%とすることができる。この時、反応性ガスは、炭素、酸素、窒素、ふっ素、塩素、水素を含むガスの中から選ばれる1種単独または2種以上を混合して使用可能である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a reactive sputtering or vacuum deposition method (PVD, PVD, which is performed by introducing an inert gas and a reactive gas in a vacuum chamber when forming a semipermeable membrane. CVD, ALD, ion beam) is used. At this time, as the reactive gas, methane (CH 4 ), acetylene (C 2 H 2 ), ethylene (C 2 H 4 ), propane (C 3 H 8 ), vinyl acetylene (C 4 H 4 ), divinyl acetylene (C 6 H 6 ), butane (C 4 H 10 ), butylene (C 4 H 8 ), ethane (C 2 H 6 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), carbon monoxide (CO), 1 from the group consisting of carbon dioxide (CO 2 ), fluorocarbon (CF 4 ), nitrous oxide (N 2 O), nitrogen oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ) and fluorine (F) Species or two or more species can be selected and used. It is more preferable to use a reactive gas containing carbon (C) in terms of improving particles, chemical resistance and etching rate. The vacuum degree of the vacuum chamber is 0.1 to 20 mTorr, the applied power is 0.1 to 40 kW, and the mixing ratio of the gas is 5 to 100 vol% of inert gas: reactive gas: 0 to 0 It can be 95 vol%. At this time, the reactive gas can be used alone or in combination of two or more kinds selected from gases containing carbon, oxygen, nitrogen, fluorine, chlorine and hydrogen.

また、上記の目的を達成するために、本発明は、半透過部をスリットパターンにすることができる。半透過部のスリットパターンの形態は、ライン(Line)、スペース(Space)の他に、ドット(Dot)にしても良く、透過率を制御できるパターン形態であればいずれも可能である。なお、半透過部の形態は、半透過膜単独の層で形成しても良く、半透過膜、遮光膜、反射防止膜が全て積層された3層構造で形成しても良く、半透過膜と遮光膜または半透過膜と反射防止膜の2層でスリットパターンを構成しても良い。使用目的によって、単層または多層でスリットパターン構造を形成可能であり、ライン、スペース、ドットに限定されず、透過率制御が可能な範囲で様々なパターンを適用可能である。   Moreover, in order to achieve said objective, this invention can make a semi-transmissive part a slit pattern. The slit pattern of the semi-transmissive portion may be a dot in addition to a line and a space, and any pattern can be used as long as the transmittance can be controlled. The form of the semi-transmissive portion may be formed of a single layer of semi-transmissive film, or may be formed of a three-layer structure in which a semi-transmissive film, a light shielding film, and an antireflection film are all laminated. Further, the slit pattern may be constituted by two layers of a light shielding film or a semi-transmissive film and an antireflection film. Depending on the purpose of use, a slit pattern structure can be formed in a single layer or multiple layers, and the present invention is not limited to lines, spaces, and dots, and various patterns can be applied as long as the transmittance can be controlled.

また、上記の目的を達成するために、本発明の半透過膜をスパッタリングによって形成する際に含炭素ガスを使用する場合、ガスの使用量を0.1〜20vol%とすることが好ましい。0.1vol%以下にすると、含炭素ガスの添加によるエッチング率向上の効果が得られず、20vol%以上にすると、耐化学性は改善するが、エッチング率は低下する。不活性ガスやその他リアクティブガス量によって含炭素ガスの使用量が可変するが、大きく変化しない範囲内で使用すれば良い。   Moreover, in order to achieve said objective, when using carbon-containing gas when forming the semipermeable membrane of this invention by sputtering, it is preferable that the usage-amount of gas shall be 0.1-20 vol%. If it is 0.1 vol% or less, the effect of improving the etching rate by adding a carbon-containing gas cannot be obtained. If it is 20 vol% or more, the chemical resistance is improved, but the etching rate is lowered. The amount of carbon-containing gas used varies depending on the amount of inert gas or other reactive gas, but it may be used within a range that does not change significantly.

また、上記の目的を達成するために、本発明の半透過膜の製造時に、窒素(N)が含まれたり酸素(O)が含まれた反応性ガスの中から選ばれた1種あるいは2種以上のリアクティブガスを選択的に使用することによって、i−line(365nm)からg−line(436nm)までの透過率差が1〜10%内外である半透過膜と、透過率差が5%以上である半透過膜の製造が可能である。半透過膜の製造時に、酸素(O)が含まれたガスを使用すると、透過率差が1〜10%内外である半透過膜の製造が可能であり、酸素及び窒素が含まれたガスを使用すると、透過率差が5%以上である半透過膜の製造が可能である。 In order to achieve the above object, one kind selected from reactive gases containing nitrogen (N 2 ) or oxygen (O 2 ) during the production of the semipermeable membrane of the present invention. Alternatively, by selectively using two or more kinds of reactive gases, a transflective film having a transmittance difference of 1 to 10% from i-line (365 nm) to g-line (436 nm), and transmittance A semi-permeable membrane with a difference of 5% or more can be produced. When a gas containing oxygen (O 2 ) is used during the production of the semipermeable membrane, it is possible to produce a semipermeable membrane having a transmittance difference of 1 to 10%, and a gas containing oxygen and nitrogen. Can be used to manufacture a semi-permeable membrane having a transmittance difference of 5% or more.

また、上記の目的を達成するために、本発明の半透過膜の組成比において、遷移金属が5〜95at%、炭素、塩素、水素、ふっ素、窒素、酸素の中から選ばれた1種単独または2種以上が0.1〜90at%の構成比を持つことが好ましい。特に、炭素の場合、0.1〜20at%の構成比を持つことが好ましい。これは、膜組成比において炭素の含量が増加するほど、タンタルエッチング液に対してエッチング率が良くなるが、このタンタル以外の炭素元素が20at%以上含まれると、エッチング率が低減するためである。エッチング率が低減すると、エッチング速度を高めるためにエッチング液の温度を100℃以上に上げなければならないので、工程不安定が起こるし、低い温度でエッチングをするためには、よりエッチング工程に時間がかかり、透明基板の表面粗さが悪くなるという問題につながる。なお、上記炭素を添加すると、面抵抗値が小さくなり、かつ、表面粗さも低くなるので、よりCD特性に優れたグレートーンフォトマスクが製造可能になる。   Further, in order to achieve the above object, the composition ratio of the semipermeable membrane of the present invention is such that the transition metal is 5 to 95 at%, one kind selected from carbon, chlorine, hydrogen, fluorine, nitrogen and oxygen. Or it is preferable that 2 or more types have a composition ratio of 0.1-90 at%. In particular, in the case of carbon, it is preferable to have a composition ratio of 0.1 to 20 at%. This is because the higher the carbon content in the film composition ratio, the better the etching rate with respect to the tantalum etching solution, but when the carbon element other than this tantalum is contained at 20 at% or more, the etching rate is reduced. . If the etching rate is reduced, the temperature of the etching solution must be raised to 100 ° C. or higher in order to increase the etching rate, resulting in process instability. In order to perform etching at a lower temperature, more time is required for the etching process. This leads to a problem that the surface roughness of the transparent substrate is deteriorated. Note that when the above carbon is added, the sheet resistance value is reduced and the surface roughness is also reduced, so that a gray-tone photomask with more excellent CD characteristics can be manufactured.

また、上記の目的を達成するために、本発明は、前記半透過膜の湿式及び乾式エッチング時に、エッチング率を1Å/sec以上とすることが好ましい。湿式エッチング時にエッチング率が低いと、工程制御の困難によって生産性が低下し、長時間エッチング液内に晒されるので、透明基板の表面粗さが悪くなる。なお、乾式エッチング時にエッチング率が低くなると、生産性側面で好ましくない他、エッチング時に使用される反応性ガスによりエッチングされる一部の膜成分がチャンバー内の雰囲気に存在し、パーティクルの原因になることができ、垂直断面が形成されない可能性が高まる。   In order to achieve the above object, in the present invention, it is preferable that the etching rate is 1 Å / sec or more during the wet and dry etching of the semipermeable membrane. If the etching rate is low at the time of wet etching, productivity is lowered due to difficulty in process control, and the surface roughness of the transparent substrate is deteriorated because it is exposed to the etching solution for a long time. If the etching rate is low during dry etching, it is not preferable in terms of productivity, and some film components etched by the reactive gas used during etching exist in the atmosphere in the chamber, causing particles. This increases the possibility that a vertical cross section will not be formed.

また、上記の目的を達成するために、本発明は、前記半透過膜を湿式及び乾式エッチング時に、エッチング時間を300秒以内とすることが好ましい。乾式エッチング時間が300秒以上になると、エッチング工程中に発生可能なパーティクルなどに晒される恐れがあり、工程自体の効率性も低下するので、生産性側面で極めて好ましくない。なお、湿式エッチングも300秒以上になると、透明基板に損傷がおきることができ、エッチング液に長時間晒されることによって、パターンされた半透過膜の下部にエッチング液が浸透し、垂直パターンを形成し難くなる。   In order to achieve the above object, according to the present invention, it is preferable that the semipermeable membrane is subjected to an etching time of 300 seconds or less during wet and dry etching. If the dry etching time is 300 seconds or more, there is a risk of exposure to particles that can be generated during the etching process, and the efficiency of the process itself is also reduced, which is extremely undesirable from the viewpoint of productivity. In addition, when the wet etching is performed for 300 seconds or more, the transparent substrate can be damaged, and when exposed to the etching solution for a long time, the etching solution penetrates into the lower part of the patterned semi-transmissive film to form a vertical pattern. It becomes difficult to do.

また、上記の目的を達成するために、本発明は、前記半透過膜を、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、水酸化リチウム(LiOH)、水酸化セシウム(CsOH)の中から選ばれたいずれか一つのエッチング液でエッチングすることが好ましい。これらのエッチング液のうち、パーティクル及び工程制御の側面で、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)が使用されることがより好ましい。このとき、エッチング液の温度は、23℃〜100℃とすることが好ましい。半透過膜2の湿式エッチング時に、23℃以下では、エッチング速度がのろすぎるため、グレートーンフォトマスクの製造に不適であり、低い温度での長時間にわたる半透過膜のエッチングでは、半透過膜を完全エッチングし難いため、透過率の制御が難しく、また、エッチング液に対する影響によって透過部を形成する透明基板上の表面粗さが悪くなり、好ましくない。一方、エッチング液の温度が100℃以上になると、温度が高すぎるためエッチング液が気化し、このようなエッチング液の気化によってエッチング液の濃度変化が起こり、エッチング率の制御が難しくなる他、濃度を持続して保持しなければならないという工程不安定を招く。なお、気化するエッチング液の成分が大気中でマスク表面に吸着され、パーティクルとして作用するという問題点がある。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the semipermeable membrane is formed of sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), lithium hydroxide (LiOH), or cesium hydroxide (CsOH). Etching with any one of the etching solutions selected from the above is preferable. Of these etching solutions, sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) are more preferably used in terms of particle and process control. At this time, the temperature of the etching solution is preferably 23 ° C. to 100 ° C. At the time of wet etching of the semi-transmissive film 2, the etching rate is too slow at 23 ° C. or lower, which is not suitable for manufacturing a gray-tone photomask. Since it is difficult to completely etch, the control of the transmittance is difficult, and the surface roughness on the transparent substrate on which the transmissive portion is formed is deteriorated due to the influence on the etching solution, which is not preferable. On the other hand, when the temperature of the etching solution is 100 ° C. or higher, the etching solution is vaporized because the temperature is too high, and the concentration of the etching solution changes due to the vaporization of the etching solution, making it difficult to control the etching rate. This leads to process instability that must be maintained continuously. In addition, there is a problem that the components of the etching solution to be vaporized are adsorbed on the mask surface in the atmosphere and act as particles.

また、上記水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)のうち1種以上のエッチング液を混合して使用しても半透過膜2のエッチングができる。エッチング液を混合して使用すると、エッチング液温度を上げても気化する量が少なく、これによりエッチング率の範囲が広くなるから、半透過膜のエッチング率の調節が非常に容易になる。この時、エッチング液の温度は、23℃〜100℃とすることが好ましい。上記エッチング液のうち、エッチング速度の改善及び粘度調節の側面で、NaOHとKOHの濃度を調節して混合使用することも可能である。この時、混合比率は、NaOH:KOH=1:9〜NaOH:KOH=9:1とすることが好ましく、NaOH及びKOHの濃度は、5〜50%とすることが好ましい。すなわち、エッチング液の濃度が5%以下であると、エッチング速度が改善されないし、50%以上になると、粘度が高いため、スプレー使用時に固形化によってノズル詰りの現象が起こる他、エッチングチャンバーの壁面に吸着されたエッチング液が固形化してパーティクルとされる恐れがあり、また、エッチング液を長時間放置すると、水溶液においてK、Naなどの析出が発生して濃度が変わるとともに、パーティクルとして作用し、半透過膜のエッチング液としては適合していない。   Further, the semi-permeable membrane 2 can be etched even when one or more of the above-mentioned sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) are mixed and used. When the etching solution is mixed and used, the amount of vaporization is small even when the etching solution temperature is raised, and this widens the range of the etching rate, so that the adjustment of the etching rate of the semi-transmissive film becomes very easy. At this time, the temperature of the etching solution is preferably 23 ° C. to 100 ° C. Of the above-mentioned etching solutions, it is possible to mix and use by adjusting the concentration of NaOH and KOH in terms of improving the etching rate and adjusting the viscosity. At this time, the mixing ratio is preferably NaOH: KOH = 1: 9 to NaOH: KOH = 9: 1, and the concentrations of NaOH and KOH are preferably 5 to 50%. That is, if the etchant concentration is 5% or less, the etching rate is not improved, and if it is 50% or more, the viscosity is high. The etching solution adsorbed on the solid may be solidified into particles, and when the etching solution is left for a long time, precipitation of K, Na, etc. occurs in the aqueous solution, the concentration changes, and acts as particles, It is not suitable as an etching solution for a semipermeable membrane.

また、上記の遮光膜3と反射防止膜4は、クロムまたはクロムに酸素、窒素、炭素の中から選ばれた1種以上が含まれたクロム化合物であることが好ましく、クロムエッチング液であるCAN(Ceric Ammonium Nitrate)が含まれた上記エッチング液によって、半透過膜2と高いエッチング選択比を持って、遮光膜3及び反射防止膜4を湿式エッチングすることができる。   Further, the light shielding film 3 and the antireflection film 4 are preferably chromium or a chromium compound in which one or more selected from oxygen, nitrogen, and carbon are contained in chromium, and is a chromium etching solution CAN. The light shielding film 3 and the antireflection film 4 can be wet-etched with the etching solution containing (Ceric Ammonium Nitrate) with a high etching selectivity with the semi-transmissive film 2.

また、遮光膜3と反射防止膜4のクロム及びクロム化合物のエッチング液であるCANに対して半透過膜は、耐化学性に変化があってはならない。クロム及びクロム化合物のエッチング時に使われるエッチング液が、半透過膜のエッチングあるいは耐科学性の変化をもたらすと、透過率の変化によってCD制御が難しくなるので、CANに対する耐化学性の特性は、2時間浸漬(Dipping)時に半透過膜の透過率が1%内外であることが好ましい。   In addition, the semi-transmissive film should not change in chemical resistance with respect to CAN which is an etching solution of chromium and chromium compound of the light shielding film 3 and the antireflection film 4. When the etching solution used for etching chromium and chromium compound causes etching of the semi-transmissive film or changes in chemical resistance, CD control becomes difficult due to the change in transmittance. Therefore, the chemical resistance characteristic for CAN is 2 It is preferable that the transmissivity of the semipermeable membrane is 1% inside or outside at the time of dipping.

また、上記の半透過膜のタンタル及びタンタル化合物のエッチング液であるNaOH、KOH、LiOH、CsOHに対して遮光膜と反射防止膜のクロム及びクロム化合物の耐化学性に変化があってはならない。フォトマスク製造工程中に半透過膜をエッチングするが、この時、半透過膜のエッチング液が、遮光膜及び反射防止膜の側面のエッチングあるいは耐化学性に変化をもたらすと、透過率の変化によってCD制御が難しくなるので、半透過膜のエッチング液に対する耐化学性の特性は、2時間浸漬(Dipping)時に遮光膜及び反射防止膜の透過率が1%内外であることが好ましい。   Further, the chemical resistance of chromium and chromium compounds in the light-shielding film and the antireflection film should not change with respect to NaOH, KOH, LiOH, and CsOH, which are tantalum and tantalum compound etching solutions in the semi-transmissive film. The semi-transmissive film is etched during the photomask manufacturing process. At this time, if the etching solution of the semi-transmissive film changes the etching or chemical resistance of the side surfaces of the light-shielding film and the antireflection film, the transmittance changes. Since CD control becomes difficult, it is preferable that the transmissivity of the light-shielding film and the antireflection film is 1% or outside when immersed for 2 hours (dipping) in terms of chemical resistance to the etching solution of the semi-transmissive film.

また、上記半透過部を形成する半透過膜2は、透過率が300nm〜500nmの露光波長で5%〜90%であり、厚さは10Å〜1000Åであることが好ましい。ここで、透過率は、通常、液晶表示装置の工程に応じて適宜にすれば良いが、半透過部の透過率が5%以下になると、上記グレートーンフォトマスクを用いてリソグラフィー工程を行う場合、半透過部による被写体のフォトレジスト5の残膜の厚さが厚すぎるため、遮光部によるフォトレジスト5のパターンとよく区分されなく、一方、透過率が90%以上である場合、逆に半透過部による被写体のフォトレジスト5の残膜の厚さが薄すぎるため、透過部によるフォトレジスト5のパターンとよく区分されなく、よって、マスク短縮工程を行う上で困難である。また、半透過膜2の厚さが10Å以下になると、厚さが薄すぎるため、透過率制御が難しく、かつ、基板内で透過率均一度(Uniformity)を向上させることが非常に難しい。逆に、半透過膜2の厚さが1000Å以上になると、グレートーンフォトマスク製造時に垂直のパターン断面が得難いため、解像度の低下につながる。   Further, the semi-transmissive film 2 forming the semi-transmissive portion preferably has a transmittance of 5% to 90% at an exposure wavelength of 300 nm to 500 nm and a thickness of 10 mm to 1000 mm. Here, the transmittance may be appropriately set in accordance with the process of the liquid crystal display device. However, when the transmittance of the semi-transmissive portion is 5% or less, the lithography process is performed using the gray tone photomask. The remaining film thickness of the photoresist 5 on the subject due to the semi-transmissive portion is too thick, so that it is not well separated from the pattern of the photoresist 5 due to the light-shielding portion. Since the remaining film of the photoresist 5 of the subject by the transmission part is too thin, it is not well separated from the pattern of the photoresist 5 by the transmission part. Therefore, it is difficult to perform the mask shortening process. Further, when the thickness of the semi-transmissive film 2 is 10 mm or less, the thickness is too thin, so that it is difficult to control the transmittance and it is very difficult to improve the uniformity of the transmittance within the substrate. Conversely, when the thickness of the semi-transmissive film 2 is 1000 mm or more, it is difficult to obtain a vertical pattern cross section when manufacturing a gray-tone photomask, which leads to a decrease in resolution.

また、半透過膜2の位相差は、露光波長である300nm〜500nmの波長範囲で0゜〜100゜の範囲を満足することが好ましい。この半透過膜2は、透明基板1と異なる屈折率と厚さを持つため、透過部による露光光と位相差を持つことになるが、この位相差によって透過部による露光光と、半透過膜2が積層された半透過部パターン9による露光光とが重なると、光の干渉現象が起きる。この時、相殺干渉が発生すると、透過部パターン8と半透過部パターン9との境界で露光強度が減少し、被写体の不良を招き易い。したがって、相殺干渉が発生しないように、半透過膜2の位相差が100゜以下になるように制御することが好ましく、0〜50゜範囲内で制御することがより好ましい。   The phase difference of the semi-transmissive film 2 preferably satisfies the range of 0 ° to 100 ° in the wavelength range of 300 nm to 500 nm that is the exposure wavelength. Since the semi-transmissive film 2 has a refractive index and a thickness different from those of the transparent substrate 1, the semi-transmissive film 2 has a phase difference with the exposure light from the transmissive portion. When the exposure light by the semi-transmissive part pattern 9 in which 2 is laminated overlaps, a light interference phenomenon occurs. At this time, when canceling interference occurs, the exposure intensity decreases at the boundary between the transmissive part pattern 8 and the semi-transmissive part pattern 9, and the subject is liable to be defective. Therefore, it is preferable to control the phase difference of the semi-transmissive film 2 to be 100 ° or less, more preferably within a range of 0 to 50 °, so that no cancellation interference occurs.

また、半透過膜2の表面粗さが0.1〜5nmRaであることが好ましく、薄膜の結晶化状態は、非晶質構造を持つことが好ましい。半透過膜2の表面粗さが大きい場合、例えば、5nmRa以上の表面粗さを持つ場合、半透過膜2を透過する露光光が散乱し、被写体フォトレジスト5の残膜の厚さとCDを制御するのが非常に難しくなる。上記のように半透過膜を製造するとき、酸素(O)、窒素(N)、メタン(CH)などの反応性ガスの中から選ばれた1種以上を使って半透過膜を製造することによって、小さい表面粗さが得られるし、この表面粗さは、半透過膜2が結晶化(Crystallization)されると大きくなる傾向があるので、半透過膜2は非晶質であることが好ましい。 The surface roughness of the semipermeable membrane 2 is preferably 0.1 to 5 nmRa, and the crystallization state of the thin film preferably has an amorphous structure. When the surface roughness of the semi-transmissive film 2 is large, for example, when the surface roughness is 5 nmRa or more, the exposure light transmitted through the semi-transmissive film 2 is scattered, and the thickness and CD of the remaining film of the subject photoresist 5 are controlled. It becomes very difficult to do. When producing a semipermeable membrane as described above, the semipermeable membrane is formed using one or more selected from reactive gases such as oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), and methane (CH 4 ). By manufacturing, a small surface roughness can be obtained, and this surface roughness tends to increase when the semipermeable membrane 2 is crystallized, so that the semipermeable membrane 2 is amorphous. It is preferable.

また、反射防止膜4と半透過膜2間における前面(Front Side)反射率の差が、フォトマスクの検査波長またはマスク露光時の整列波長に対して少なくとも10%〜90%となる膜とすることが好ましい。グレートーンフォトマスクは、従来のバイナリマスクとは違い、半透過部パターン9を持つから、パターン検査時に、半透過部パターン9と遮光部及び透過部パターン8が区分されなければならない。パターン検査またはマスク露光整列は、通常、単色光のレーザーをフォトマスクに照射し、反射される反射光の強度を比較することによってなされるが、もし、遮光部パターン7と半透過部パターン9による反射率差が10%以上にならないと、両パターンを区分し難い。したがって、半透過膜2または反射防止膜4の積層時に反射率を適切に制御し、検査波長において10%以上の反射率差を示すようにすることが好ましく、90%以上の反射率を持つ物質で半透過膜2を積層すると、透過率が低すぎるため半透過膜2として使用し難い。   In addition, the front surface (Front Side) reflectance difference between the antireflection film 4 and the semi-transmissive film 2 is at least 10% to 90% with respect to the inspection wavelength of the photomask or the alignment wavelength during mask exposure. It is preferable. Unlike the conventional binary mask, the gray-tone photomask has a semi-transmission part pattern 9. Therefore, the semi-transmission part pattern 9 and the light-shielding part and the transmission part pattern 8 must be separated during pattern inspection. Pattern inspection or mask exposure alignment is usually performed by irradiating a photomask with a monochromatic laser and comparing the intensity of reflected light reflected by the light-shielding portion pattern 7 and the semi-transmissive portion pattern 9. If the difference in reflectance does not become 10% or more, it is difficult to distinguish both patterns. Therefore, it is preferable that the reflectance is appropriately controlled when the semi-transmissive film 2 or the antireflection film 4 is laminated so as to exhibit a reflectance difference of 10% or more at the inspection wavelength, and a substance having a reflectance of 90% or more. When the semipermeable membrane 2 is laminated, the transmittance is too low to be used as the semipermeable membrane 2.

また、反射防止膜4と半透過膜2との前面反射率差は、位置整列検査波長で5〜70%になることが好ましい。前面反射率は、反射防止膜4によって下げることができるので、透明基板1上に半透過膜2が積層されていない場合にはあまり問題にならないが、5%以下になると、フォトマスク製造時に露光装置の位置整列波長で高いコントラストが得難く、前面反射率が70%以上になると、リソグラフィー工程時に多重反射によるパターンエラーを起こし易い。また、上記グレートーンフォトマスクを使ってリソグラフィー工程を行う場合、後面における反射率差が大きいため、上に説明したそれぞれのパターン位置整列を容易で正確に行うことができるという利点がある。現在、位置整列検査波長は主に、413nmを使用しているが、フォトマスク露光装置によって異なるので、ここに限定されることはない。また、上記位置整列パターンが形成される領域の後面(Back Side)反射率は、リソグラフィー露光装置の位置整列波長で10〜80%程度になることがより好ましい。これは、位置整列波長で反射率が10%以下になると、リソグラフィー工程時に、位置整列パターン形成時のコントラストが低いため位置整列が難しくなり、反射率が80%以上になる物質を作り難いからである。リソグラフィー露光装置のフォトマスク位置整列波長は主に、約633nmの波長を使用しているが、これもまた、ここに限定されず、リソグラフィー露光装置によって後面反射率を適切に制御して使用することが好ましい。   Further, the front surface reflectance difference between the antireflection film 4 and the semi-transmissive film 2 is preferably 5 to 70% at the position alignment inspection wavelength. Since the front reflectance can be lowered by the antireflection film 4, it is not a problem when the transflective film 2 is not laminated on the transparent substrate 1. It is difficult to obtain high contrast at the position alignment wavelength of the apparatus, and if the front reflectance is 70% or more, pattern errors due to multiple reflections are likely to occur during the lithography process. Further, when performing the lithography process using the gray tone photomask, there is an advantage that the pattern position alignment described above can be easily and accurately performed because the difference in reflectance on the rear surface is large. Currently, 413 nm is mainly used as the position alignment inspection wavelength, but it is not limited to this because it varies depending on the photomask exposure apparatus. Further, the rear side (Back Side) reflectance of the region where the position alignment pattern is formed is more preferably about 10 to 80% at the position alignment wavelength of the lithography exposure apparatus. This is because when the reflectance is 10% or less at the position alignment wavelength, it is difficult to produce a material having a reflectance of 80% or more because the contrast at the time of the alignment process is low during the lithography process because the contrast is low. is there. The photomask position alignment wavelength of the lithography exposure apparatus mainly uses a wavelength of about 633 nm, but this is not limited to this, and the back surface reflectance should be appropriately controlled by the lithography exposure apparatus. Is preferred.

また、半透過膜2の面抵抗値が、0〜500kΩ/□になるように積層することが好ましい。上に説明したリアクティブスパッタリング方法で半透過膜2を積層する場合、面抵抗の低いターゲット(Target)と放電のための電源として直流(DC)電源を使用し、不活性ガスを使ってプラズマ(Plasma)を形成する方法で積層する。この時、必要によって、上述したメタン(CH)、酸素(O)、窒素(N)、二酸化炭素(CO)などの反応性ガスを使用するが、反応性ガス量が多すぎるとプラズマが不安定になることから、パーティクル(Particle)等の欠陥が発生しやすく、この時、反応性ガス成分により積層される半透過膜2の面抵抗も共に増加する。より好ましくは、上記の反応性ガスのうちメタン(CH)を使用することによってパーティクルを最小化できるし、使用するガス量による半透過膜の構成のうち、炭素(C)の占める膜中の割合が0.1at%〜20at%となるものに限って面抵抗が低く現れる。したがって、半透過膜2の面抵抗が過度に高くならないようにして積層することが好ましく、炭素(C)を半透過膜に添加することによって0〜500kΩ/□となるように積層可能である。 Moreover, it is preferable to laminate | stack so that the sheet resistance value of the semipermeable membrane 2 may be set to 0-500 kohm / square. When the semi-transmissive film 2 is laminated by the reactive sputtering method described above, a target (Target) having a low surface resistance and a direct current (DC) power source as a power source for discharge are used, and plasma ( (Plasma) is laminated. At this time, if necessary, a reactive gas such as methane (CH 4 ), oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ) is used. Since the plasma becomes unstable, defects such as particles are likely to occur. At this time, the sheet resistance of the semi-transmissive film 2 laminated by the reactive gas component also increases. More preferably, particles can be minimized by using methane (CH 4 ) among the reactive gases described above, and in the structure of the semipermeable membrane according to the amount of gas used, in the film occupied by carbon (C) Only when the ratio is 0.1 at% to 20 at%, the sheet resistance appears low. Therefore, it is preferable to laminate so that the surface resistance of the semi-permeable membrane 2 does not become excessively high, and by adding carbon (C) to the semi-permeable membrane, it can be laminated to be 0 to 500 kΩ / □.

また、上記の半透過膜2の上端にエッチング阻止膜を積層しても良い。この時、エッチング阻止膜は、前記遮光膜及び反射防止膜をエッチングする時に半透過膜を保護する役割を果たすもので、半透過部を形成する部分において遮光膜及び反射防止膜をエッチングする時、下部の半透過膜の膜減少といった損傷を防止することができる。このエッチング阻止膜は、タンタル(Ta)、コバルト(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、ニオビウム(Nb)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ゲルマニウム(Ge)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、プラチナ(Pt)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、シリコン(Si)、シリサイド(Silicide)、モリブデンシリサイド(MoSi)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、セレン(Se)、銅(Cu)、イットリウム(Y)、硫黄(S)、インジウムティンオキシド(ITO)、ルテニウム(Ru)の中から選ばれる元素単独または2種以上を含む合金で製造されることができる。なお、酸素(O)、窒素(N)、ふっ素(F)、塩素(Cl)、水素(H)、炭素(C)のうちのいずれか一つ以上の元素がさらに含まれても良い。この時、5〜300Åの厚さに積層されることが好ましい。エッチング阻止膜の厚さが5Å以下であると、クロム膜のエッチング時に一部が除去され、エッチング阻止膜としての機能を十分に果たせないか、欠陥(Defect)として作用して透過率に影響を及ぼす。300Å以上の厚さにエッチング阻止膜を形成すると、エッチング時間が増加し、グレートーンフォトマスク製造には不適である。エッチング阻止膜は、半透過膜の透過率への影響を最小化させるためには除去することが好ましいが、上に例示した透明膜は、透過率が高いので、半透過膜の透過率を損傷しない範囲で残しておいても良い。エッチング阻止膜を半透過膜の上端に構成することによって、それぞれ異なる4段階の透過率を持つグレートーンフォトマスクを製造することができる。上記グレートーンブランクマスクを用いて、透明基板上に半透過膜、エッチング阻止膜、遮光膜及び反射防止膜が順に積層された遮光パターンと、透明基板上に半透過膜、エッチング阻止膜が順に積層された第1半透過膜パターンと、透明基板上に半透過膜が積層された第2半透過膜パターンと、半透過膜、エッチング阻止膜、遮光膜及び反射防止膜がエッチングされて透明基板が露出された透過パターンとで構成されたグレートーンフォトマスクを製造することが可能である。また、エッチング阻止膜は、半透過膜の機能を有し、遮光膜及び反射防止膜から半透過膜側(前面側)への反射率の測定時、または、半透過膜から遮光膜及び反射防止膜側(後面側)への反射率の測定時に、反射率を調節できる機能を有しても良い。エッチング阻止膜は、非晶質構造を有し、厚さが10〜1000Åであってもよい。
Further, an etching stopper film may be laminated on the upper end of the semi-transmissive film 2. At this time, the etching blocking film plays a role of protecting the semi-transmissive film when etching the light-shielding film and the anti-reflection film, and when etching the light-shielding film and the anti-reflection film in the portion forming the semi-transmissive portion, It is possible to prevent damage such as film reduction of the lower semipermeable membrane. This etching stop film is made of tantalum (Ta), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), palladium (Pd), titanium (Ti), niobium (Nb), zinc (Zn). , Hafnium (Hf), germanium (Ge), chromium (Cr), aluminum (Al), platinum (Pt), manganese (Mn), iron (Fe), silicon (Si), silicide (Silicide), molybdenum silicide (MoSi) ), Nickel (Ni), cadmium (Cd), zirconium (Zr), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (Se), copper (Cu), yttrium (Y), sulfur (S), indium tin oxide Made of (ITO), ruthenium (Ru) element alone or an alloy containing two or more It is the can. Note that one or more elements of oxygen (O), nitrogen (N), fluorine (F), chlorine (Cl), hydrogen (H), and carbon (C) may be further included. At this time, it is preferable to be laminated to a thickness of 5 to 300 mm. If the thickness of the etching stopper film is 5 mm or less, a part of the chromium film is removed during etching, and the function as an etching stopper film cannot be sufficiently performed, or it acts as a defect and affects the transmittance. Effect. If the etching stopper film is formed to a thickness of 300 mm or more, the etching time increases, which is not suitable for manufacturing a gray-tone photomask. The etching stopper film is preferably removed in order to minimize the influence on the transmittance of the semi-permeable film, but the transparent film exemplified above has a high transmittance, so that the transmittance of the semi-permeable film is damaged. It may be left as long as it is not. By configuring the etching stopper film on the upper end of the semi-transmissive film, it is possible to manufacture gray-tone photomasks having four different transmittances. Using the above gray-tone blank mask, a light-shielding pattern in which a semi-transmissive film, an etching stopper film, a light-shielding film, and an anti-reflection film are sequentially laminated on a transparent substrate, and a semi-transmissive film and an etching stopper film are sequentially laminated on a transparent substrate. The first semi-transmissive film pattern, the second semi-transmissive film pattern in which the semi-transmissive film is laminated on the transparent substrate, the semi-transmissive film, the etching blocking film, the light shielding film, and the antireflection film are etched to obtain the transparent substrate. It is possible to manufacture a gray-tone photomask composed of an exposed transmission pattern. The etching blocking film functions as a semi-transmissive film. When measuring the reflectance from the light-shielding film and the anti-reflection film to the semi-transmissive film side (front side), or from the semi-transmissive film to the light-shielding film and the anti-reflection film. It may have a function of adjusting the reflectance when measuring the reflectance to the film side (rear surface side). The etching stopper film may have an amorphous structure and a thickness of 10 to 1000 mm.

また、上記グレートーンブランクマスクを使ってグレートーンフォトマスクを製造する工程時に、通常、2回の露光工程を経る。この時、1番目の露光工程で半透過部領域を形成し、続いて、透過部領域までパターンを形成することと、1番目の露光工程では半透過部領域のみを形成し、2番目の露光で透過部領域を形成することを、選択的に用いることができる。   In addition, when a gray-tone photomask is manufactured using the gray-tone blank mask, the exposure process is usually performed twice. At this time, a semi-transmissive portion region is formed in the first exposure step, and then a pattern is formed up to the transmissive portion region. In the first exposure step, only the semi-transmissive portion region is formed, and the second exposure is performed. The formation of the transmissive region can be selectively used.

詳述したように、本発明のグレートーンブランクマスク及びフォトマスクは、下記のような効果を奏する。   As described in detail, the gray tone blank mask and photomask of the present invention have the following effects.

第一、半透過膜の組成を金属化合物とし、エッチング液に対して速いエッチング速度を持つことができるように、工程時にリアクティブガスを使って半透過膜を製造することによって、湿式エッチング時に半透過膜のエッチング速度を増大させ、エッチング液の温度を下げることができ、エッチング速度の増加によってパターン断面が垂直となり、その結果、半透過膜のCD制御が容易になり、エッチング工程の不安定を解消できるグレートーンブランクマスクを提供する。   First, a semi-permeable membrane is formed using a reactive gas during the process so that the composition of the semi-permeable membrane is a metal compound and has a high etching rate with respect to the etching solution. The etching rate of the permeable film can be increased, the temperature of the etching solution can be lowered, and the pattern cross section becomes vertical due to the increased etching rate. As a result, CD control of the semi-transmissive film becomes easy, and the etching process becomes unstable. Provide a gray-tone blank mask that can be eliminated.

第二、半透過膜の組成に、炭素、酸素、窒素、塩素、水素、ふっ素の中から選ばれる1種あるいは2種以上を添加することによって、半透過膜の湿式エッチング時に高いエッチング選択比を持つことができ、遮光膜及び反射防止膜の湿式エッチング時に半透過膜の表面損傷を防止することによって半透過部パターンの透過率を精密に制御できるグレートーンブランクマスクを提供する。   Second, by adding one or more selected from carbon, oxygen, nitrogen, chlorine, hydrogen, and fluorine to the composition of the semipermeable membrane, a high etching selectivity can be achieved during wet etching of the semipermeable membrane. Provided is a gray-tone blank mask that can be precisely controlled by preventing surface damage of a semi-transmissive film during wet etching of a light-shielding film and an anti-reflection film.

第三、半透過膜の湿式エッチング時に、NaOH、KOHを単独または混合して使用することによって、工程安定度を向上させることができる他、パーティクル発生量を最小化させ、且つ、エッチング率も向上させることができるグレートーンブランクマスクを提供する。   Third, when wet or semi-permeable membranes are wet etched, NaOH or KOH can be used alone or in combination to improve process stability, minimize particle generation, and improve etching rate. A gray tone blank mask is provided.

第四、半透過部をスリットパターンに形成可能であり、被処理体への露光量が均一であり且つCDエラーがなく、垂直パターン形成が可能なグレートーンブランクマスクを提供する。   A fourth and a semi-transparent portion can be formed in a slit pattern, and a gray tone blank mask capable of forming a vertical pattern with a uniform exposure amount to the object to be processed and no CD error.

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。下記の実施例は様々な他の形態に変形でき、これらの実施例に本発明の範囲が限定されることはない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The following examples can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
本実施例では、タンタルからなる半透過膜組成中の炭素の含量によるエッチング率と耐化学性の特性を調べるために半透過膜を成膜した。本発明によるグレートーンブランクマスクの半透過膜の製造時に、均一な成膜のために、透明基板をスパッタリング装置内で300℃の温度で加熱処理した後、透明基板上にタンタルターゲットを使用してDCスパッタ(Sputter)蒸着装備で半透過膜を252Åに成膜したし、この場合、半透過膜の最終透過率は、露光波長であるg−Lineで40〜45%を満足する。この時、耐化学性とエッチング率に及ぶ炭素(C)の影響を調べるために、アルゴンを98sccm、酸素を1sccm添加した状態で、メタン(CH)を0、1、5、10、20、30sccm添加したし、真空度は5mTorr、印加電力は1.5kWとして成膜を実施した。
Example 1
In this example, a semipermeable membrane was formed in order to investigate the etching rate and chemical resistance characteristics depending on the carbon content in the semipermeable membrane composition made of tantalum. During the production of the semi-transparent film of the gray tone blank mask according to the present invention, after the transparent substrate is heated at a temperature of 300 ° C. in a sputtering apparatus for uniform film formation, a tantalum target is used on the transparent substrate. A semi-transmissive film was formed at 252 mm with DC sputtering (Sputter) deposition equipment. In this case, the final transmittance of the semi-transmissive film satisfies 40 to 45% in g-Line as an exposure wavelength. At this time, in order to investigate the influence of carbon (C) on the chemical resistance and the etching rate, methane (CH 4 ) was added to 0, 1, 5, 10, 20, with 98 sccm of argon and 1 sccm of oxygen. 30 sccm was added, the degree of vacuum was 5 mTorr, and the applied power was 1.5 kW.

その後、エッチング率評価のために、濃度45%のKOHを50℃に加熱してエッチング率テストを行い、耐化学性評価を実施した。   Then, in order to evaluate the etching rate, KOH having a concentration of 45% was heated to 50 ° C. to perform an etching rate test, and chemical resistance was evaluated.

まず、KOHエッチング液を用いたエッチング率評価の結果において、メタンを1、5、10、20sccm添加した時、それぞれ、1.8、2.4、4.2、2.1Å/secと充分なエッチング率を持つことが確認された。なお、この時、エッチング時間は140、105、60、120秒であって、最大140秒だった。これに対し、メタンを全く添加しない場合、エッチング率が0.3Å/secと、半透過膜をエッチングするために計840秒がかかったことがわかる。なお、メタンを30sccm添加した場合、エッチング率が0.9Å/secと、計280秒がかかったことがわかる。このような現象により、半透過膜に適切な炭素を添加するによって、半透過膜を構成する要素であるTa、O、C間の結合構造において、炭素によりKOHの浸透が容易になり、エッチング率が改善されることがわかる。一方、炭素を添加しない場合、TaとO間の安定した結合によりエッチングが殆どなされず、また、メタンを30sccmを添加した場合、TaとC間の緻密な結合が発生し、エッチング率が低下したものと判断される。   First, in the results of etching rate evaluation using a KOH etching solution, when 1, 5, 10, 20 sccm of methane was added, 1.8, 2.4, 4.2, and 2.1 Å / sec were sufficient, respectively. It was confirmed to have an etching rate. At this time, the etching time was 140, 105, 60, 120 seconds, and the maximum was 140 seconds. On the other hand, when methane is not added at all, it can be seen that the etching rate was 0.3 Å / sec, and it took 840 seconds in total to etch the semipermeable membrane. It can be seen that when methane was added at 30 sccm, the etching rate was 0.9 cm / sec, which took a total of 280 seconds. Due to such a phenomenon, by adding appropriate carbon to the semipermeable membrane, KOH can be easily penetrated by carbon in the bonding structure between Ta, O, and C, which are elements constituting the semipermeable membrane, and the etching rate. It can be seen that is improved. On the other hand, when carbon is not added, etching is hardly performed due to a stable bond between Ta and O, and when 30 sccm of methane is added, a dense bond between Ta and C is generated and the etching rate is reduced. Judged to be.

なお、KOHは、グレートーンブランクマスクの基板材料である石英基板をエッチングする特性を有する。そこで、KOHを用いたエッチング時に、エッチング時間にしたがう基板の損傷度合を表面粗さを通じて調べてみた。まず、エッチングを実施しなかった透明基板の場合、表面粗さが0.9nmRaと測定された。次に、適切なエッチング率が測定されたメタンが1、5、10、20sccm添加された場合、表面粗さがそれぞれ2.4、1.8、1.3、1.9nmRaと、大きな表面粗さ変化はなかった。これに対し、メタンが添加されなかったり、30sccmが添加された場合、それぞれ5.3、3.4nmRaと、大きい表面粗さの変化を示した。したがって、エッチング率が少なくとも1Å/secに管理されなければならないということがわかる。   KOH has a characteristic of etching a quartz substrate that is a substrate material of a gray-tone blank mask. Therefore, when etching using KOH, the degree of damage of the substrate according to the etching time was examined through surface roughness. First, in the case of a transparent substrate that was not etched, the surface roughness was measured to be 0.9 nmRa. Next, when 1, 5, 10, 20 sccm of methane with an appropriate etching rate was added, the surface roughness was 2.4, 1.8, 1.3, and 1.9 nmRa, respectively. There was no change. On the other hand, when methane was not added or 30 sccm was added, it showed a large change in surface roughness of 5.3 and 3.4 nmRa, respectively. Therefore, it can be seen that the etching rate must be controlled to at least 1 cm / sec.

次に、耐化学性の評価のために、85℃温度の硫酸(HSO:H=90:10)と23℃温度のSC−1(NHOH:H:HO=1:1:5)の洗浄液に2時間浸漬し、436nmにおける透過率変化量を評価した。まず、硫酸洗浄では、メタンが1、5、10、20sccm添加された場合、透過率変化がそれぞれ0.83%、0.68%、0.65%、0.64%と問題がなかった。なお、メタンが添加されなかった場合1.4%とよくなかったし、30sccmの場合には0.12%と最も優れた結果を示した。一方、SC−1洗浄では、メタンが1、5、10、20、30sccm添加された場合、透過率変化がそれぞれ0.79%、0.71%、0.74%、0.64%、0.43%と問題がなかったし、メタンが添加されなかった場合2.1%とよくなかった。 Next, for evaluation of chemical resistance, sulfuric acid at 85 ° C. temperature (H 2 SO 4 : H 2 O 2 = 90: 10) and SC-1 at 23 ° C. temperature (NH 4 OH: H 2 O 2 : It was immersed in a cleaning solution of H 2 O = 1: 1: 5) for 2 hours, and the change in transmittance at 436 nm was evaluated. First, in the sulfuric acid cleaning, when methane was added at 1, 5, 10, 20 sccm, the transmittance changes were 0.83%, 0.68%, 0.65%, and 0.64%, respectively, and there was no problem. In addition, when methane was not added, it was not as good as 1.4%, and when it was 30 sccm, the best result was shown as 0.12%. On the other hand, in SC-1 cleaning, when methane is added at 1, 5, 10, 20, and 30 sccm, the transmittance changes are 0.79%, 0.71%, 0.74%, 0.64%, 0, respectively. There was no problem with .43%, and 2.1% when methane was not added.

以上説明したように、本実施例による半透過膜2が積層されたグレートーンブランクマスクは、低いエッチング液温度で高いエッチング速度を示し、優れた耐化学性を持っているため、グレートーンフォトマスクの製造に非常に適合している。   As described above, the gray tone blank mask on which the semi-transmissive film 2 according to the present embodiment is laminated exhibits a high etching rate at a low etching solution temperature and has an excellent chemical resistance. Is very suitable for manufacturing.

(実施例2)
本実施例では、半透過膜のエッチング液使用によるパーティクル発生の度合を調べるために半透過膜を成膜した。本発明によるグレートーンブランクマスクにおける半透過膜の製造時に、均一な成膜のために、透明基板をスパッタリング装置内で300℃温度で加熱処理した後、透明基板上にタンタルターゲットを使用し、DCスパッタ(Sputter)蒸着装備で不活性ガスとCHガスを使って半透過膜を260Åに成膜したし、この場合、半透過膜の最終透過率は、露光波長であるG−Lineで42%と、満足すべき範囲であった。この時、エッチング液によるパーティクル発生の度合を調べるために、35%NaOH、45%KOH、40%NaOHと45%KOHとを混合したエッチング液のそれぞれにおけるパーティクル発生度合をHitachi社のGM3000装備を用いて測定した。
(Example 2)
In this example, a semi-permeable film was formed in order to investigate the degree of particle generation due to the use of the semi-permeable film etching solution. In the production of the semi-transmissive film in the gray-tone blank mask according to the present invention, for uniform film formation, the transparent substrate is heated at 300 ° C. in a sputtering apparatus, and then a tantalum target is used on the transparent substrate. A semi-transmissive film was formed in a thickness of 260 mm using an inert gas and CH 4 gas with a sputter deposition equipment. In this case, the final transmittance of the semi-transmissive film was 42% for G-Line as an exposure wavelength. It was a satisfactory range. At this time, in order to examine the degree of particle generation by the etching solution, the particle generation degree in each of the etching solutions in which 35% NaOH, 45% KOH, 40% NaOH and 45% KOH are mixed is used with the Hitachi GM3000 equipment. Measured.

まず、それぞれのエッチング液を55℃温度に加熱して準備した後、製造した半透過膜をスプレー(Spray)方法で湿式エッチングした。いずれも1Å/sec以上のエッチング率を示した。なお、GM3000を用いてパーティクル数を測定した結果、25%NaOH、35%NaOH、45%KOH、6:4比率の40%NaOHと45%KOHのそれぞれにおけるパーティクル1um以上のパーティクル数は、3、8、1、4と測定されたし、1um以下における個数は、53、78、4、35個と測定された。この結果から、エッチング液のうち、NaOHが含まれたエッチング液においてパーティクル数が多量検出されたことが確認されたし、混合したエッチング液においても多数検出されたことが確認された。これに対し、45%KOHでは、パーティクル発生量が絶対的に小さく検出されたことがわかる。この結果から、NaOHの場合、エッチング後に表面の残留物が容易に除去されないということがわかり、これは、エッチング中にエッチングチャンバーの壁面に析出されているNa成分がマスク上に吸着されたためと見られる。   First, after preparing each etching liquid by heating to 55 degreeC temperature, the manufactured semipermeable membrane was wet-etched with the spray method. All showed an etching rate of 1 cm / sec or more. In addition, as a result of measuring the number of particles using GM3000, the number of particles 1 um or more in each of 25% NaOH, 35% NaOH, 45% KOH, 6: 4 ratio of 40% NaOH and 45% KOH is 3, It was measured as 8, 1, and 4 and the number in 1 um or less was measured as 53, 78, 4, and 35. From this result, it was confirmed that a large number of particles were detected in the etching solution containing NaOH among the etching solutions, and that many particles were detected in the mixed etching solution. On the other hand, with 45% KOH, it can be seen that the particle generation amount was detected to be absolutely small. From this result, it can be seen that in the case of NaOH, the surface residue is not easily removed after etching, and this is because the Na component deposited on the wall surface of the etching chamber was adsorbed on the mask during etching. It is done.

(実施例3)
本実施例では、半透過膜の製造時に、反応性ガスによる透過率傾向を調べるために半透過膜を成膜した。半透過膜の製造時に、ターゲットは、実施例1及び実施例2のそれと同一にし、不活性ガスとしてはアルゴンを100sccm使用したし、反応性ガスとしてはCH:N:O=2sccm:10sccm:3sccmと、CH:N:O=2sccm:0sccm:3sccmの2つの条件で半透過膜を成膜した。成膜後の厚さはそれぞれ、240Å、250Åだった。
(Example 3)
In this example, a semi-permeable membrane was formed in order to investigate the transmittance tendency due to the reactive gas during the production of the semi-permeable membrane. At the time of manufacturing the semipermeable membrane, the target was the same as that of Example 1 and Example 2, argon was used as the inert gas at 100 sccm, and the reactive gas was CH 4 : N 2 : O 2 = 2 sccm: A semi-transmissive film was formed under two conditions of 10 sccm: 3 sccm and CH 4 : N 2 : O 2 = 2 sccm: 0 sccm: 3 sccm. The thickness after film formation was 240 mm and 250 mm, respectively.

その後、これら2種類の膜に対してN&K 1512RT Analyzerで200nmから800nmまでの波長における透過率を測定し、その結果を図4に示した。測定結果、i−Lineとg−Lineにおける透過率差がそれぞれ8%、3%と測定された。この結果から、反応性ガスの選択によって透過率傾向が変わることがわかる。半透過膜の組成中に窒素ガスが含まれると、i−Lineとg−Lineにおける透過率差が大きくなるのに対し、窒素ガスは含まれず、炭素ガスと酸素ガスのみで半透過膜を製造すると、i−Lineとg−Lineにおける透過率差が小さくなるということがわかる。これは、半透過膜の組成中に窒素が含まれることによって膜のちゅう密性が変わり、これにより、波長による透過率程度が変わって傾向が変わることによるものと判断される。   Then, the transmittance | permeability in the wavelength from 200 nm to 800 nm was measured with N & K 1512RT Analyzer with respect to these two types of films, and the result is shown in FIG. As a result, the transmittance difference between i-Line and g-Line was measured as 8% and 3%, respectively. From this result, it can be seen that the transmittance tendency changes depending on the selection of the reactive gas. When nitrogen gas is included in the composition of the semi-permeable membrane, the transmittance difference between i-Line and g-Line increases, but the nitrogen gas is not contained, and a semi-permeable membrane is produced using only carbon gas and oxygen gas. Then, it turns out that the transmittance | permeability difference in i-Line and g-Line becomes small. This is considered to be due to the fact that nitrogen is contained in the composition of the semi-permeable membrane, thereby changing the density of the membrane, thereby changing the degree of transmittance depending on the wavelength and changing the tendency.

次に、成分組成を分析するために、オージェ電子分光(Auger Electron Spectroscopy:AES)測定装備で組成分析を行った。上記と同じ試料を準備し、分析した結果、窒素、酸素、炭素が含まれた膜の組成比は、タンタル:窒素:酸素:炭素=67at%:13at%:6at%:4at%と分析され、酸素、窒素が含まれた膜の組成比は、タンタル:酸素:炭素=75at%:13at%:12at%と分析された。この結果から、反応性ガス量に比例して半透過膜の組成比が決定されることがわかる。   Next, in order to analyze the component composition, composition analysis was performed with an Auger Electron Spectroscopy (AES) measurement equipment. As a result of preparing and analyzing the same sample as above, the composition ratio of the film containing nitrogen, oxygen, and carbon was analyzed as tantalum: nitrogen: oxygen: carbon = 67 at%: 13 at%: 6 at%: 4 at%, The composition ratio of the film containing oxygen and nitrogen was analyzed as tantalum: oxygen: carbon = 75 at%: 13 at%: 12 at%. From this result, it can be seen that the composition ratio of the semipermeable membrane is determined in proportion to the amount of reactive gas.

(実施例4)
本実施例では、半透過膜の湿式エッチング時に、混合された溶液によるエッチング率を把握するために半透過膜を準備した。エッチング液は、45%NaOH、45%KOH、20%NaOH+45%KOH、40%NaOH+45%KOH、45%NaOH+20%KOH、45%NaOH+40%KOHの方法で混合し、60℃の温度に加熱した。これらのエッチング液で250Å厚さの半透過膜を湿式エッチングした結果それぞれ、1.6、1.2、2.1、3.4、3.6、4.3Å/secのエッチング率を示した。この結果から、エッチング液を単独で使用する時に比べ、混合して使用する場合にエッチング率がより高かったし、KOHに比べてNaOHの効果が湿式エッチングに寄与する効果が多少高いことがわかった。また、混合して使用したエッチング液のうち、濃度を異ならせてエッチング率結果を調べると、エッチング液の濃度に比例してエッチング率が少し速いことがわかる。
Example 4
In this example, a semipermeable membrane was prepared in order to grasp the etching rate of the mixed solution during wet etching of the semipermeable membrane. The etching solution was mixed by a method of 45% NaOH, 45% KOH, 20% NaOH + 45% KOH, 40% NaOH + 45% KOH, 45% NaOH + 20% KOH, 45% NaOH + 40% KOH, and heated to a temperature of 60 ° C. As a result of wet etching of a 250 mm thick semipermeable membrane with these etching solutions, etching rates of 1.6, 1.2, 2.1, 3.4, 3.6, and 4.3 mm / sec were respectively shown. . From this result, it was found that the etching rate was higher when mixed and used than when the etching solution was used alone, and that the effect of NaOH contributed slightly to wet etching compared to KOH. . Further, when the etching rate results are examined by changing the concentration of the etching solutions used in a mixed manner, it can be seen that the etching rate is slightly faster in proportion to the concentration of the etching solution.

(実施例5)
本実施例は、半透過膜上にエッチング阻止膜をさらに積層して製造するグレートーンフォトマスクに関する。半透過部上に形成されるエッチング阻止膜の有無による製造方法で2種類の構造のグレートーンフォトマスクを製造した。
(Example 5)
This embodiment relates to a gray-tone photomask manufactured by further stacking an etching stopper film on a semi-transmissive film. Two types of gray-tone photomasks were manufactured by a manufacturing method with or without an etching stopper film formed on the semi-transmissive portion.

まず、半透過膜は、透明基板上に、クロムターゲットを使用し、DCスパッタ装備で実施例3と同様に窒素を5sccmを用いて250Åの厚さに製造した。半透過膜の形成後に透過率を測定した結果、436nm波長で44%だった。次に、エッチング阻止膜を、タンタルターゲットを使用して40Åの厚さに製造した。そして、遮光膜と反射防止膜をクロムターゲットで蒸着したのち、コーティングしパターニングすることで、図4に示すようなフォトマスクを製造した。   First, the semi-transmissive film was manufactured to a thickness of 250 mm on a transparent substrate using a chromium target and using DC sputtering equipment and nitrogen at 5 sccm in the same manner as in Example 3. As a result of measuring the transmittance after the formation of the semipermeable membrane, it was 44% at a wavelength of 436 nm. Next, an etching stopper film was manufactured to a thickness of 40 mm using a tantalum target. Then, after depositing a light shielding film and an antireflection film with a chromium target, coating and patterning were performed to manufacture a photomask as shown in FIG.

続いて、透明基板上に、クロムターゲットを使用して半透過膜を220Åの厚さに製造した。そして、エッチング阻止膜を、窒素ガスを15sccm使用して30Åの厚さに製造した。エッチング阻止膜形成後に透過率を測定した結果、436nm波長で42%と表された。このエッチング阻止膜は、窒素を多く含有することから透過率が高く、半透過部の透過率には影響を大きく与えないと判断し、半透過部上にそのまま残すことができる。遮光膜及び反射防止膜を順次に積層した後、コーティングしパターニングすることで、図5に示すようなフォトマスクを製造した。   Subsequently, a semi-permeable membrane was manufactured to a thickness of 220 mm on a transparent substrate using a chromium target. Then, an etching stopper film was manufactured to a thickness of 30 mm using 15 sccm of nitrogen gas. As a result of measuring the transmittance after forming the etching stopper film, it was expressed as 42% at a wavelength of 436 nm. Since this etching stopper film contains a large amount of nitrogen, the transmittance is high, and it is determined that the transmittance of the semi-transmissive portion is not greatly affected, and can be left as it is on the semi-transmissive portion. A light shielding film and an antireflection film were sequentially laminated, and then coated and patterned to produce a photomask as shown in FIG.

このように2種類の構造を提案することによって、グレートーンフォトマスクの構造選択を容易にすることができ、さらには、反応性ガスを調節したり、積層順序などを変更したりして様々な構造のグレートーンフォトマスクを製造することができる。   By proposing the two types of structures in this way, it is possible to easily select the structure of the gray-tone photomask. Furthermore, the reactive gas is adjusted, the stacking order is changed, and the like. A gray-tone photomask having a structure can be manufactured.

(実施例6)
本実施例は、半透過部をスリットパターンに形成してなるグレートーンフォトマスクに関する。露光時に、CDエラー及びパターン形態を比較するために、遮光膜と反射防止膜からなるスリットパターンも製造した。まず、実施例1と同様なターゲットを準備し、透明基板上に半透過膜を形成した後、遮光膜と反射防止膜を形成し、フォトレジストを塗布した。露光及び現像、湿式エッチングを行うことで、スリットパターンを図7のように形成した。製造されたフォトマスクを用いて被処理体への露光を実施した結果、半透過膜でスリットパターンを形成した時に、比較パターン、すなわち、遮光膜と反射防止膜のスリットパターンからなるスリットマスクに比べて、CDエラーがなかったし、均一なパターン形成が可能だった。そして、図8及び図9に示すようなスリットマスクを、同じ工程で製造した結果、露光量が均一で、被処理体にCDエラーがなく、垂直パターンの形成が可能なフォトマスクが得られた。
(Example 6)
This embodiment relates to a gray-tone photomask in which a semi-transmissive portion is formed in a slit pattern. In order to compare the CD error and the pattern form during exposure, a slit pattern composed of a light shielding film and an antireflection film was also manufactured. First, a target similar to that in Example 1 was prepared, a semi-transmissive film was formed on a transparent substrate, a light shielding film and an antireflection film were formed, and a photoresist was applied. By performing exposure, development, and wet etching, a slit pattern was formed as shown in FIG. As a result of exposure to the object to be processed using the manufactured photomask, when the slit pattern is formed with a semi-transmissive film, it is compared with a comparative pattern, that is, a slit mask composed of a light shielding film and an antireflection film slit pattern. There was no CD error and uniform pattern formation was possible. Then, as a result of manufacturing the slit mask as shown in FIGS. 8 and 9 in the same process, a photomask having a uniform exposure amount, no CD error in the object to be processed, and capable of forming a vertical pattern was obtained. .

グレートーンフォトマスクの断面形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the cross-sectional form of a gray tone photomask. グレートーンフォトマスクの断面形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the cross-sectional form of a gray tone photomask. 本発明によるグレートーンブランクマスクの一実施例を概略的に示すグラフである。3 is a graph schematically showing an example of a gray-tone blank mask according to the present invention. 本発明によるグレートーンフォトマスクの一実施例を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of a gray-tone photomask according to the present invention. 本発明によるグレートーンフォトマスクの一実施例を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of a gray-tone photomask according to the present invention. 従来技術によるグレートーンフォトマスクのパターン形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the pattern form of the gray tone photomask by a prior art. 本発明によるグレートーンフォトマスクの一実施例を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of a gray-tone photomask according to the present invention. 本発明によるグレートーンフォトマスクの一実施例を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of a gray-tone photomask according to the present invention. 本発明によるグレートーンフォトマスクの一実施例を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of a gray-tone photomask according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 透明基板
2 半透過膜
3 遮光膜
4 反射防止膜
5 フォトレジスト
6 エッチング阻止膜
7 遮光部パターン
8 透過部パターン
9 半透過部パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Semi-transmissive film 3 Light-shielding film 4 Antireflection film 5 Photoresist 6 Etching prevention film 7 Light-shielding part pattern 8 Transmission part pattern 9 Semi-transmission part pattern

Claims (27)

透明基板上に半透過膜が形成され、前記半透過膜上に遮光膜が形成され、前記遮光膜上に反射防止膜が形成され、前記反射防止膜上にレジスト膜が形成されてなるグレートーンブランクマスクであって、
前記半透過膜の組成中に、金属、酸素(O)、及び0.1〜20at%の炭素(C)を含有し、湿式エッチング速度が1Å/sec以上で前記半透過膜を形成したことを特徴とする
グレートーンブランクマスク。
A gray tone in which a semi-transmissive film is formed on a transparent substrate , a light-shielding film is formed on the semi-transmissive film, an anti-reflection film is formed on the light-shielding film, and a resist film is formed on the anti-reflection film A blank mask,
The composition of the semi-permeable membrane contains metal, oxygen (O), and 0.1 to 20 at% carbon (C), and the semi-permeable membrane is formed at a wet etching rate of 1 % / sec or more. Features <br/> gray tone blank mask.
前記半透過膜のエッチング工程による透明基板の損傷を最小化するために、半透過膜のエッチング時にエッチングされないエッチング阻止膜が、前記透明基板と半透過膜との間にさらに形成されたことを特徴とする、請求項1に記載のグレートーンブランクマスク。   In order to minimize damage to the transparent substrate due to the etching process of the semi-transmissive film, an etching stop film that is not etched when the semi-transmissive film is etched is further formed between the transparent substrate and the semi-transmissive film. The gray-tone blank mask according to claim 1. 前記遮光膜及び前記反射防止膜のッチング工程時にエッチングされないエッチング阻止膜が、前記半透過膜と前記遮光膜との間にさらに形成されたことを特徴とする、請求項1に記載のグレートーンブランクマスク。 The light shielding film and the antireflection film e etching step etching stop layer which is not etched during the said characterized in that it is further formed between the semi-transmissive film and the light-shielding film, gray tones of claim 1 Blank mask. 記半透過膜のエッチング時にエッチングされないエッチング阻止膜が、前記透明基板と半透過膜との間にさらに形成され、
前記遮光膜及び前記反射防止膜のエッチング工程時に前記半透過膜の損傷を防止するために、前記遮光膜及び前記反射防止膜エッチング工程時にエッチングされないエッチング阻止膜が、前記半透過膜と前記遮光膜の間にさらに形成されたことを特徴とする、請求項1に記載のグレートーンブランクマスク。
Before SL translucent film etch stop layer which is not etched during the etching of the further formed between the transparent substrate and the semi-permeable membrane,
Wherein during the etching process of the light-shielding film and the antireflection film in order to prevent damage to the semipermeable membrane, the light-shielding film and the not etched during the etching process of the antireflection film etching stop layer, the shielding and the semipermeable membrane The gray tone blank mask according to claim 1, further formed between the film and the film.
前記エッチング阻止膜は、厚さが5〜300Åであることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。 5. The gray tone blank mask according to claim 2, wherein the etch stop layer has a thickness of 5 to 300 mm . 前記半透過膜またはエッチング阻止膜は、タンタル(Ta)、コバルト(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、ニオビウム(Nb)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ゲルマニウム(Ge)、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、プラチナ(Pt)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、シリコン(Si)、シリサイド(Silicide)、モリブデンシリサイド(MoSi)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、セレン(Se)、銅(Cu)、イットリウム(Y)、硫黄(S)、インジウムティンオキシド(ITO)、ルテニウム(Ru)の中から選ばれる元素単独または2種以上を含む合金を含んで構成されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。   The semi-transmissive film or the etching stopper film includes tantalum (Ta), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), palladium (Pd), titanium (Ti), niobium (Nb), Zinc (Zn), Hafnium (Hf), Germanium (Ge), Chromium (Cr), Aluminum (Al), Platinum (Pt), Manganese (Mn), Iron (Fe), Silicon (Si), Silicide (Silicide), Molybdenum silicide (MoSi), nickel (Ni), cadmium (Cd), zirconium (Zr), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (Se), copper (Cu), yttrium (Y), sulfur (S) , Indium Tin Oxide (ITO), Ruthenium (Ru) Characterized in that it is configured to include an alloy containing gray tone blank mask according to any one of claims 1 to 4. 前記半透過膜またはエッチング阻止膜は、酸素(O)、窒素(N)、ふっ素(F)、塩素(Cl)、水素(H)のうちのいずれか一つ以上の元素がさらに含まれた化合物で構成されることを特徴とする、請求項6に記載のグレートーンブランクマスク。   The semi-permeable film or the etching stopper film is a compound further including one or more elements of oxygen (O), nitrogen (N), fluorine (F), chlorine (Cl), and hydrogen (H). The gray-tone blank mask according to claim 6, comprising: 前記半透過膜の面抵抗は、0〜500kΩ/□であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。   The gray-tone blank mask according to claim 1, wherein a surface resistance of the semi-transmissive film is 0 to 500 kΩ / □. 前記半透過膜の表面粗さは、1.3〜2.4nmRMSであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。 The gray-tone blank mask according to claim 1, wherein a surface roughness of the semipermeable membrane is 1.3 to 2.4 nm RMS. 前記半透過膜の厚さは、10〜1000Åであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。   The gray tone blank mask according to any one of claims 1 to 4, wherein a thickness of the semi-permeable membrane is 10 to 1000 mm. 前記半透過膜と前記エッチング阻止膜とを含む総厚さは、10〜1000Åであることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。   5. The gray-tone blank mask according to claim 2, wherein a total thickness including the semi-transmissive film and the etching stopper film is 10 to 1000 mm. 6. 前記半透過膜は、
酸素を含み、
365nm〜436nmの露光波長で透過率差が10%以内であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。
The semipermeable membrane is
Contains oxygen,
The gray-tone blank mask according to claim 1, wherein a transmittance difference is within 10% at an exposure wavelength of 365 nm to 436 nm.
前記半透過膜は、
窒素を含み、
365nm〜436nmの露光波長で透過率差が5%以上であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。
The semipermeable membrane is
Contains nitrogen,
The gray-tone blank mask according to claim 1, wherein a difference in transmittance is 5% or more at an exposure wavelength of 365 nm to 436 nm.
前記遮光膜または反射防止膜と半透過膜の前面(Front Side)での反射率差が、位置整列検査波長で5〜70%であり、後面(Back Side)では位置整列波長で10〜80%であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。   The reflectance difference between the light shielding film or the antireflection film and the front surface (Front Side) of the semi-transmissive film is 5 to 70% at the position alignment inspection wavelength, and 10 to 80% at the position alignment wavelength on the back surface (Back Side). The gray-tone blank mask according to claim 1, wherein 前記半透過膜は、結晶化されていない非晶質構造であり、前記透明基板との間の反射率又は前記遮光膜との間の反射率を調整する機能を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のグレートーンブランクマスク。 The semi-transmissive film has an amorphous structure that is not crystallized, and has a function of adjusting a reflectance with the transparent substrate or a reflectance with the light shielding film. Item 5. The gray-tone blank mask according to any one of Items 1 to 4. 透明基板上に半透過膜が形成され、前記半透過膜上に選択的に遮光膜または反射防止膜が形成され、前記遮光膜または反射防止膜上にレジスト膜が形成されてなる請求項1に記載のグレートーンブランクマスクを製造する方法であって、
前記半透過膜は、リアクティブスパッタリングまたは真空蒸着方法(PVD、CVD、ALD、イオンビーム)を用い、反応性ガスとして、メタン(CH4)、アセチレン(C2H2)、エチレン(C2H4)、プロパン(C3H8)、ビニルアセチレン(C4H4)、ジビニルアセチレン(C6H6)、ブタン(C4H10)、ブチレン(C4H8)、エタン(C2H6)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2)及びフルオロカーボン(CF4)からなる群より選ばれる1種以上を導入することによって製造されることを特徴とする、グレートーンブランクマスクの製造方法。
Semi-transparent film is formed on a transparent substrate, the semi-permeable membrane selectively shielding on film or antireflection film is formed, in claim 1 in which the resist layer on the light-shielding film or antireflection film is formed A method of manufacturing the described gray-tone blank mask,
The translucent film is formed by reactive sputtering or vacuum deposition (PVD, CVD, ALD, ion beam), and reactive gases such as methane (CH4), acetylene (C2H2), ethylene (C2H4), and propane (C3H8). , Vinylacetylene (C4H4), divinylacetylene (C6H6), butane (C4H10), butylene (C4H8), ethane (C2H6), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and fluorocarbon (CF4) A method for producing a gray-tone blank mask, which is produced by introducing at least one selected from the above-mentioned.
前記反応性ガスに、窒素(N2)、酸素(O2)、亜酸化窒素(N2O)、酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、アンモニア(NH3)、塩素(Cl2)及びふっ素(F)からなる群より選択された1種以上の反応性ガスを0.1〜20vol%の使用量でさらに導入することを特徴とする、請求項16に記載のグレートーンブランクマスクの製造方法。 The reactive gas includes nitrogen (N2), oxygen (O2), nitrous oxide (N2O), nitrogen oxide (NO), nitrogen dioxide (NO2), ammonia (NH3), chlorine (Cl2) and fluorine (F). The method for manufacturing a gray-tone blank mask according to claim 16 , further comprising introducing at least one reactive gas selected from the group consisting of 0.1 to 20 vol% . 請求項1〜4のいずれか1項によるグレートーンブランクマスクをパターニングし、部分的に半透過部領域、透過部領域及び遮光部領域を含むグレートーンフォトマスクであって、
前記半透過部領域は、半透過膜で構成されるか、または、半透過膜とエッチング阻止膜とで構成され、
前記透過部領域は、透明基板が露出されるか、透明基板とエッチング阻止膜とで構成されることを特徴とするグレートーンフォトマスク。
A gray-tone photomask that is patterned into a gray-tone blank mask according to any one of claims 1 to 4 and partially includes a semi-transmissive part region, a transmissive part region, and a light-shielding part region,
The semi-transmissive part region is composed of a semi-permeable film, or is composed of a semi-permeable film and an etching stopper film.
The gray-tone photomask according to claim 1, wherein the transparent region is formed by exposing the transparent substrate or a transparent substrate and an etch stop layer.
請求項1〜4のいずれか1項によるグレートーンブランクマスクをパターニングし、部分的に半透過部領域、透過部領域及び遮光部領域を含むグレートーンフォトマスクであって、
前記半透過部領域は、半透過膜、または、半透過膜及びエッチング阻止膜のうち、いずれか一つ以上で構成された膜であると同時に、スリットパターンに構成され、
前記透過部領域は、透明基板が露出されるか、透明基板とエッチング阻止膜とで構成されることを特徴とするグレートーンフォトマスク。
A gray-tone photomask that is patterned into a gray-tone blank mask according to any one of claims 1 to 4 and partially includes a semi-transmissive part region, a transmissive part region, and a light-shielding part region,
The semi-transmissive part region is a semi-permeable film, or a film composed of any one or more of a semi-permeable film and an etching stopper film, and at the same time, is configured in a slit pattern,
The gray-tone photomask according to claim 1, wherein the transparent region is formed by exposing the transparent substrate or a transparent substrate and an etch stop layer.
請求項1〜4のいずれか1項によるグレートーンブランクマスクをパターニングし、部分的に半透過部領域、透過部領域、遮光部領域を持つグレートーンフォトマスクを製造する方法であって、
前記半透過部領域は、半透過膜で構成されるか、または、半透過膜とエッチング阻止膜とで構成されるように、レジスト膜、反射防止膜及び遮光膜またはエッチング阻止膜をエッチングして除去し、
前記透過部領域は、透明基板が露出されるか、透明基板とエッチング阻止膜とで構成されるように、レジスト膜、反射防止膜及び遮光膜またはエッチング阻止膜、半透過膜及びエッチング阻止膜をエッチングして除去し、
前記透過部領域の半透過膜は、NaOHまたはKOHが含まれたエッチング液を用いて湿式エッチング工程を行うことによって除去されること
を特徴とするグレートーンフォトマスクの製造方法。
A method for producing a gray-tone photomask having a pattern of a gray-tone blank mask according to any one of claims 1 to 4 and partially having a semi-transmissive part region, a transmissive part region, and a light-shielding part region,
The semi-transmissive portion region is formed of a semi-transmissive film, or etched with a resist film, an anti-reflective film, and a light-shielding film or an etching preventive film so as to be formed of a semi-transmissive film and an etching stop film. Remove,
The transmissive portion region is formed of a resist film, an antireflection film and a light shielding film or an etching prevention film, a semi-transmission film and an etching prevention film so that the transparent substrate is exposed or is formed of a transparent substrate and an etching prevention film. Etched away
The method of manufacturing a gray-tone photomask, wherein the semi-transmissive film in the transmissive region is removed by performing a wet etching process using an etchant containing NaOH or KOH.
前記透過部領域の半透過膜を湿式エッチングする場合に使われるエッチング液の温度範囲は、23〜100℃であり、
エッチング液は、NaOHまたはKOHが5〜50%含まれたことを特徴とする、請求項20に記載のグレートーンフォトマスクの製造方法。
The temperature range of the etching solution used when wet-etching the semipermeable membrane in the transmissive region is 23 to 100 ° C.
21. The method of manufacturing a gray-tone photomask according to claim 20 , wherein the etching solution contains 5 to 50% NaOH or KOH.
前記透過部領域の半透過膜を湿式エッチングする場合に使われるNaOHとKOH溶液は、NaOH:KOH=1:9〜9:1の割合で混合したことを特徴とする、請求項20に記載のグレートーンフォトマスクの製造方法。 NaOH and KOH solution used in the case of wet etching the semipermeable membrane of the transmissive region is, NaOH: KOH = 1: 9 to 9: characterized in that a mixing ratio of 1, according to claim 20 A method for producing a gray-tone photomask. 請求項1〜4のいずれか1項によるグレートーンブランクマスクをパターニングし、部分的に半透過部領域、透過部領域、遮光部領域を持つグレートーンフォトマスクを製造する方法であって、
前記半透過部領域は、半透過膜、遮光膜、反射防止膜、エッチング阻止膜のうち、いずれか一つ以上で構成された膜であると同時に、スリットパターンに構成されるように、レジスト膜、反射防止膜または遮光膜または半透過膜またはエッチング阻止膜をエッチングして除去し、
前記透過部領域は、透明基板が露出されるか、透明基板とエッチング阻止膜とで構成されるように、レジスト膜、反射防止膜または遮光膜またはエッチング阻止膜、半透過膜またはエッチング阻止膜をエッチングして除去し、
前記半透過部領域及び透過部領域の半透過膜は、NaOHまたはKOHが含有されたエッチング液を用いて湿式エッチング工程を行うことによって除去されること
を特徴とするグレートーンフォトマスクの製造方法。
A method for producing a gray-tone photomask having a pattern of a gray-tone blank mask according to any one of claims 1 to 4 and partially having a semi-transmissive part region, a transmissive part region, and a light-shielding part region,
The semi-transmissive portion region is a film composed of one or more of a semi-transmissive film, a light shielding film, an antireflection film, and an etching blocking film, and at the same time, a resist film so as to be configured in a slit pattern. , Remove the antireflection film or the light shielding film or the semi-transmissive film or the etching stopper film by etching,
The transmissive portion region is formed of a resist film, an antireflection film or a light shielding film or an etching prevention film, a semi-transmissive film or an etching prevention film, so that the transparent substrate is exposed or is composed of a transparent substrate and an etching prevention film. Etched away
The method for manufacturing a gray-tone photomask, wherein the semi-transmissive portion region and the semi-transmissive film in the transmissive portion region are removed by performing a wet etching process using an etchant containing NaOH or KOH.
前記透過部領域の半透過膜を湿式エッチングする場合に使われるエッチング液の温度範囲は、23〜100℃であり、
エッチング液は、NaOHまたはKOHが5〜50%含まれたことを特徴とする、請求項23に記載のグレートーンフォトマスクの製造方法。
The temperature range of the etching solution used when wet-etching the semipermeable membrane in the transmissive region is 23 to 100 ° C.
The method of manufacturing a gray-tone photomask according to claim 23 , wherein the etching solution contains 5 to 50% NaOH or KOH.
前記透過部領域の半透過膜を湿式エッチングする場合に使われるNaOHとKOH溶液は、NaOH:KOH=1:9〜9:1の割合で混合したことを特徴とする、請求項23に記載のグレートーンフォトマスクの製造方法。 NaOH and KOH solution used in the case of wet etching the semipermeable membrane of the transmissive region is, NaOH: KOH = 1: 9 to 9: characterized in that a mixing ratio of 1, according to claim 23 A method for producing a gray-tone photomask. 請求項1〜4のいずれか1項によるグレートーンブランクマスクをパターニングし、部分的に半透過部領域、透過部領域、遮光部領域を持つグレートーンフォトマスクを製造する方法であって、
1回目の露光工程を含む工程で、レジスト膜または反射防止膜または遮光膜またはエッチング阻止膜の除去を通じて半透過部領域を形成し、
2回目の露光工程を含む工程で、エッチング阻止膜または半透過膜またはエッチング阻止膜の除去を通じて透過部領域を形成すること
を特徴とするグレートーンフォトマスクの製造方法。
A method for producing a gray-tone photomask having a pattern of a gray-tone blank mask according to any one of claims 1 to 4 and partially having a semi-transmissive part region, a transmissive part region, and a light-shielding part region,
In the process including the first exposure process, a semi-transmissive portion region is formed through removal of the resist film, the antireflection film, the light shielding film, or the etching stopper film,
A method of manufacturing a gray-tone photomask, comprising: forming a transmission region by removing an etching stopper film, a semi-transmissive film, or an etching stopper film in a process including a second exposure process.
請求項1〜4のいずれか1項によるグレートーンブランクマスクをパターニングし、部分的に半透過部領域、透過部領域、遮光部領域を持つグレートーンフォトマスクを製造する方法であって、
1回目露光工程を含む工程で、レジスト膜または反射防止膜または遮光膜またはエッチング阻止膜または半透過膜またはエッチング阻止膜の除去を通じて透過部領域を形成し、
2回目露光工程を含む工程で、レジスト膜または反射防止膜または遮光膜またはエッチング阻止膜の除去を通じて半透過部領域を形成すること
を特徴とするグレートーンフォトマスクの製造方法。
A method for producing a gray-tone photomask having a pattern of a gray-tone blank mask according to any one of claims 1 to 4 and partially having a semi-transmissive part region, a transmissive part region, and a light-shielding part region,
In a process including the first exposure process, a transmissive part region is formed through removal of a resist film, an antireflection film, a light shielding film, an etching stopper film, a semi-transmissive film, or an etching stopper film,
A method for producing a gray-tone photomask, comprising: forming a translucent region by removing a resist film, an antireflection film, a light shielding film, or an etching stopper film in a process including a second exposure process.
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