JP5115953B2 - フォトマスクブランク及びフォトマスク - Google Patents
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Description
ここで、グレートーンマスクは、図3(1)に示すように、透明基板上に、遮光部1と、透過部2と、半透光性領域であるグレートーン部3とを有する。グレートーン部3は、透過量を調整する機能を有し、例えば、図3(1)に示すようにグレートーンマスク用半透光性膜(ハーフ透光性膜)3aを形成した領域であって、この領域を透過する光の透過量を低減しこの領域による照射量を低減して、係る領域に対応するフォトレジストの現像後の膜減りした膜厚を所望の値に制御することを目的として形成される。
大型グレートーンマスクを、ミラープロジェクション方式や、レンズを使ったレンズプロジェクション方式の大型露光装置に搭載して使用する場合、グレートーン部3を通過した露光光は全体として露光量が足りなくなるため、このグレートーン部3を介して露光したポジ型フォトレジストは膜厚が薄くなるだけで基板上に残る。つまり、レジストは露光量の違いによって通常の遮光部1に対応する部分とグレートーン部3に対応する部分で現像液に対する溶解性に差ができるため、現像後のレジスト形状は、図3(2)に示すように、通常の遮光部1に対応する部分1’が例えば約1μm、グレートーン部3に対応する部分3’が例えば約0.4〜0.5μm、透過部2に対応する部分はレジストのない部分2’となる。そして、レジストのない部分2’で被加工基板の第1のエッチングを行い、グレートーン部3に対応する薄い部分3’のレジストをアッシング等によって除去しこの部分で第2のエッチングを行うことによって、1枚のマスクで従来のマスク2枚分の工程を行い、マスク枚数を削減する。
また、LSI用マスクを製造するための小型マスクブランクにおいては、高いエッチング精度が必要であるため、ドライエッチングによってマスクブランク上に形成された薄膜のパターニングが施される。
これに対し、FPD(フラットパネルディスプレイ)用大型マスクを、ミラープロジェクション(スキャニング露光方式による、等倍投影露光)方式の露光装置に搭載して使用する場合、(1)反射光学系だけでマスクを介した露光が行われるので、LSI用マスクの如きレンズ系の介在に基づき生じる色収差は問題とならないこと、及び、(2)現状では多色波露光の影響(透過光や反射光に基づく干渉や、色収差の影響など)を検討するよりも、単色波露光に比べ大きな露光光強度を確保した方が総合的な生産面から有利であることから、またレンズ方式の大型露光装置に搭載して使用する場合上記(2)に記載したことなどから、超高圧水銀灯のi線〜g線の広い波長帯域を利用し多色波露光を実施している。
また、FPD用大型マスクを製造するための大型マスクブランクにおいては、LSI用マスクの如き高いエッチング精度を重視するよりも、むしろコスト面及びスループットを重視する場合には、エッチング液を用いたウエットエッチングによってマスクブランク上に形成された薄膜のパターニングが施される。尚、FPD用大型マスクの場合、マスクパターンの形成の際にドライエッチングを行おうとすると、ドライエッチング装置が非常に大掛かりになり、非常に高価な装置を導入しなければならない。また、FPD用大型マスクにおけるウエットプロセス(ウエットエッチング)に適したマスクブランク及びフォトマスクに関しては、あまり研究されていない。
この半透光性膜下置きタイプのグレートーンマスクブランク及びフォトマスクにおいて、半透光性膜の材料として、モリブデンシリサイドの酸化膜やモリブデンシリサイドの酸窒化膜、遮光性膜の材料として、クロム(Cr)膜が提案されている(特許文献1)。
月刊FPD Intelligence、p.31-35、1999年5月
また、上述したモリブデンシリサイド膜からなる半透光性膜もまた、フッ素系ガスのドライエッチャントや、エッチング液によってエッチングできることが知られている。しかし、透明基板上に形成されたモリブデンシリサイドの酸化膜やモリブデンシリサイドの酸窒化膜を、上述のエッチャントによってエッチングしてパターニングする際に、透明基板である合成石英ガラスやソーダライムガラス基板表面に浸食によるダメージが発生し、基板表面の表面粗さが荒れたり、透過率が低下する問題があることが判った(課題1)。また、基板がソーダライムガラス等の基板の場合、この問題に加え、基板表面に白濁が生じて透過率が更に低下する問題があることが判った(課題1)。このような問題は今後のFPD用大型マスクブランク及びマスクの高品質化の障害となることが判った。
ここで、露光光源である超高圧水銀灯から放射されるi線,h線,g線の露光光強度(相対強度)はほぼ等しく(図2参照)、従って相対強度的にはi線,h線,g線はいずれも同等に重要視する必要がある。また、グレートーンマスク用の半透光性膜では、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が小さいこと、が求められている(課題2)。つまり、グレートーンマスク用の半透光性膜では、縦軸:半透過率T−横軸:波長λの分光透過率曲線は、i線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有すること(即ち横軸に対する傾きが小さいこと)が求められている(課題2)。この理由は、例えば、超高圧水銀灯では、i線,h線,g線の光強度の経時変化が発生し、i線,h線,g線の光強度の割合が変化するが、このような変化に対し、半透光性膜がi線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有していると、有利である(例えば一定の透過率を維持可能)と考えられているからである。
上記の課題2に対し、半透光性膜の材料として従来提案されているモリブデンシリサイドの酸化膜やモリブデンシリサイドの酸窒化膜は、改善の余地があることが判った。
(構成1)FPDデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成されたクロムを含む材料からなる半透光性膜と、
前記半透光性膜上に形成されたタンタルを含む材料からなる遮光性膜と、
を備えることを特徴とするマスクブランク。
(構成2)FPDデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成されたクロムを含む材料からなる半透光性膜と、
前記半透光性膜上に形成された金属シリサイドを含む材料からなる遮光性膜と、
を備えることを特徴とするマスクブランク。
(構成3)前記クロムを含む材料からなる半透光性膜は、クロムからなる材料、クロムを含む材料、又はクロムと窒素とを含む材料からなることを特徴とする構成1又は2に記載のマスクブランク。
(構成4)前記クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜は、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が5%未満の範囲内となるように、クロムに窒素を含有させた膜であることを特徴とする構成3に記載のマスクブランク。
(構成5)前記タンタルを含む材料からなる遮光性膜は、タンタルからなる材料、タンタルを含む材料、タンタルと窒素とを含む材料、タンタルと酸素とを含む材料、タンタルと珪素とを含む材料、から選ばれるいずれか一の材料からなることを特徴とする構成1、3から4のいずれか一に記載のマスクブランク。
(構成6)構成1から5のいずれか一に記載のマスクブランクを用いて製造されたことを特徴とするFPDデバイスを製造するためのフォトマスク。
また、本発明によれば、FPD用大型フォトマスクに特有の上述した課題1及び課題2を同時に解決できるFPDデバイスを製造するためのフォトマスクを提供できる。
本発明に係るFPDデバイスを製造するためのマスクブランク及びマスクは、
FPDデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成されたクロムを含む材料からなる半透光性膜と、
前記半透光性膜上に形成されたタンタルを含む材料からなる遮光性膜と、
を備えることを特徴とする(構成1)。
上記構成1に係る発明によれば、クロムを含む材料からなる半透光性膜をパターニングする際にエッチング液として使われる硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸の水溶液は、ガラス基板に対してエッチング作用を持っていないので、半透光性膜をウエットエッチングする際にガラス基板表面にダメージを与えることがなく、従って上記課題1を解決できる。
また、上記構成1に係る発明によれば、上記課題1の解決と同時に、クロムを含む材料からなる半透光性膜は、モリブデンシリサイドの酸化物からなる半透光性膜に比べ、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が小さい(i線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有している)ので、上記課題2を達成できる。
上記構成1に係る発明において、前記遮光性膜は、ウエットエッチング又はドライエッチングによりパターニングされるべき膜であることが好ましい。また、上記構成1に係る発明において、前記半透光性膜は、ウエットエッチングによりパターニングされるべき膜であることが好ましい。
尚、クロムを含む材料からなる半透光性膜をクロムのエッチング液でウエットエッチングする際に、上層のタンタル系の遮光性膜の表面にダメージが与えられ、遮光性膜の光学濃度が変化する場合があるが、遮光性膜では膜厚が多少変化しても十分な光学濃度が得られる膜厚に設定されているので、遮光性能に影響はない。
本発明において、クロムを含む材料からなる半透光性膜は、クロム酸化膜(例えばCrO膜など)であると、膜中にOを含むため(膜中のOが多いため)、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が大きく(i線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有しておらず)、具体的にはモリブデンシリサイドの酸化物やモリブデンシリサイドの酸窒化物からなる半透光性膜や、膜中に酸素を実質的に含まないクロム系の半透光性膜に比べ、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が大きいので、好ましくない。したがって、本発明において、クロムを含む材料からなる半透光性膜は、膜中に酸素を実質的に含まないクロム系の半透光性膜であることが好ましい。
本発明において、クロムを含む材料からなる半透光性膜は、Cr膜であると、所定の透過率を得るための膜厚が相対的に薄くなり、薄い膜厚のCr膜は作製が難しいこと、CrN膜である、所定の透過率を得るための膜厚が相対的に厚くなり、作製しやすいこと、の観点からクロムと窒素とを含む材料(CrN)からなることが好ましい。
本発明において、クロムを含む材料からなる半透光性膜は、クロムと窒素とを含む材料からなる膜である場合(例えばCrN、CrON)、ウエットエッチングレートがCr膜に比べ大きくなるので好ましい。また、CrON膜に比べ、CrN膜では、膜中にOを含まないため、ウエットエッチングレートが大きくなるので、好ましい。クロムを含む材料からなる半透光性膜のウエットエッチングレートが大きいことが好ましい理由は、第1に、半透光性膜のエッチングレートが速くエッチング時間が短いため、半透光性膜をクロムのエッチング液でウエットエッチングする際に、上層のタンタル系の遮光性膜の表面に与えるダメージ(表面荒れなど)を極力低減できるので好ましいからである。第2に、FPD用大型マスクブランクでは、半透過性膜のウエットエッチング時間が長くなると、半透過性膜パターンの断面形状が悪化し、即ち形状制御性が悪化し、結果的にCD精度が悪化する原因となるからである。
本発明において、クロムを含む材料からなる半透光性膜の膜厚は、必要な半透光性膜の透過率(例えば20〜60%)により設定される。
本発明において、クロムからなる材料としては、クロム単体(Cr)が挙げられる。また、クロムを含む材料としては、クロム(Cr)に炭素(C)、水素(H)、ヘリウム(He)などの元素を一以上含有する材料が挙げられる。クロムと窒素とを含む材料としては、クロム(Cr)に窒素(N)を単独で含有する態様(CrN)の他、クロム(Cr)と窒素(N)に加え、炭素(C)、酸素(O)、水素(H)、ヘリウム(He)などの元素を一以上含有する態様が挙げられる。これらの材料は、酸素を実質的に含まない材料であることが上述した理由から好ましい。
本発明において、クロムを含む材料からなる半透光膜のパターニングは、上述したようにコスト面及びスループットを重視する観点から、ウエットエッチングで行うことが好ましい。
本発明において、クロムを含む材料からなる半透光性膜のエッチング液としては、硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸を含むエッチング液が挙げられる。
半透光性膜がi線〜g線にわたる波長帯域でよりフラットな分光特性を有していることが好ましいためである。
窒素の含有量は、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が、3%以下となる含有量が好ましく、1.5%以下、更には1.0%以下となる含有量が更に望ましい。
具体的には、タンタル単体(Ta)、タンタル窒化物(TaN)、タンタル酸化物(TaO)、タンタル酸窒化物(TaNO)、タンタルと珪素とを含む材料(TaSi、TaSiN、TaSiO、TaSiONなど)、タンタルと珪素とホウ素とを含む材料(TaSiB、TaSiBN、TaSiBO、TaSiBONなど)、タンタルとホウ素とを含む材料(TaB、TaBN、TaBO、TaBONなど)、タンタルとゲルマニウムとを含む材料(TaGe、TaGeN、TaGeO、TaGeONなど)、タンタルとゲルマニウムと珪素とを含む材料(TaGeSiB、TaGeSiBN、TaGeSiBO、TaGeSiBONなど)、等が挙げられる。
上記構成1に係る発明において、タンタルを含む材料からなる遮光性膜のパターニングは、ウエットエッチング又はドライエッチングで行うことができるが、上述したようにコスト面及びスループットを重視する観点からはウエットエッチングで行うことが好ましい。
本発明において、タンタルを含む材料からなる遮光性膜のエッチング液としては、水酸化ナトリウム、フッ酸などが挙げられる。
本発明において、タンタルを含む材料からなる遮光性膜のドライエッチングガスとしては、塩素系ガスやフッ素系ガスが挙げられる。
上記構成1に係る発明において、タンタルを含む材料からなる遮光性膜は、露光光に対する十分な光学濃度を有するように、その組成や膜厚等が設定される。
FPDデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成されたクロムを含む材料からなる半透光性膜と、
前記半透光性膜上に形成された金属シリサイドを含む材料からなる遮光性膜と、
を備えることを特徴とする(構成2)。
上記構成2に係る発明によれば、クロムを含む材料からなる半透光性膜をパターニングする際にエッチング液として使われる硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸の水溶液は、ガラス基板に対してエッチング作用を持っていないので、半透光性膜をウエットエッチングする際にガラス基板表面にダメージを与えることがなく、従って上記課題1を解決できる。
また、上記構成2に係る発明によれば、上記課題1の解決と同時に、クロムを含む材料からなる半透光性膜は、モリブデンシリサイドからなる半透光性膜に比べ、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が小さい(i線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有している)ので、上記課題2を達成できる。
上記構成2に係る発明において、金属シリサイドを含む材料からなる遮光性膜は、ウエットエッチングで高精度のパターン形成できる利点がある。また、金属シリサイドを含む材料からなる遮光性膜をウエットエッチングする際、下層のクロムを含む材料からなる半透光性膜は、金属シリサイドを含む材料のエッチング液に対し、十分な耐性を有するので、ダメージを受けにくい。これらのことから、上記構成2に係る発明は、ウエットプロセスに適する。
上記構成2に係る発明において、前記遮光性膜は、ウエットエッチングによりパターニングされるべき膜であることが好ましい。また、上記構成2に係る発明において、前記半透光性膜は、ウエットエッチングによりパターニングされるべき膜であることが好ましい。
具体的には、例えば、金属M及びシリコン(MSi、M:Mo、Ni、W、Zr、Ti、Ta等の遷移金属)、酸化窒化された金属及びシリコン(MSiON)、酸化炭化された金属及びシリコン(MSiCO)、酸化窒化炭化された金属及びシリコン(MSiCON)、酸化された金属及びシリコン(MSiO)、窒化された金属及びシリコン(MSiN)、などが挙げられる。
上記構成2に係る発明において、金属シリサイドを含む材料からなる遮光性膜は、露光光に対する十分な光学濃度を有するように、その組成や膜厚等が設定される。
前記金属シリサイドを含む材料からなる遮光性膜のパターニングは、弗化水素酸、珪弗化水素酸、弗化水素アンモニウムから選ばれる少なくとも一つの弗素化合物と、過酸化水素、硝酸、硫酸から選ばれる少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液を用いたウエットエッチングによって行うことができる。
本発明において、超高圧水銀灯としては、例えば図2に示す特性を有するものが例示されるが、本発明はこれに限定されない。
ここで、LCD製造用マスクには、LCDの製造に必要なすべてのマスクが含まれ、例えば、TFT(薄膜トランジスタ)、特にTFTチャンネル部やコンタクトホール部、低温ポリシリコンTFT、カラーフィルタ、反射板(ブラックマトリクス)、などを形成するためのマスクが含まれる。他の表示ディバイス製造用マスクには、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの製造に必要なすべてのマスクが含まれる。
例えば、マスクブランク上に形成された遮光性膜のパターニングをウエットエッチング又はドライエッチングで行い、半透光性膜のパターニングをウエットエッチングで行い、遮光性膜パターン及び半透光性膜パターンを形成して製造される。
まず、透光性基板16の表面に半透光性膜17、遮光性膜18を順次成膜する工程を実施してマスクブランク20を形成し、準備する(図1(A))。
ここで、半透光性膜17は、例えば金属Crからなるスパッタターゲットを用い、アルゴンガスを用いたスパッタリング法、あるいは、窒素、酸素、メタン、二酸化炭素、一酸化窒素ガス、炭酸ガス、炭化水素系ガス、又はこれらの混合ガス等の反応性ガスを用いた反応性スパッタリング法にて、形成することができる。その膜厚は、必要な半透光性膜の透過率(例えば20〜60%)により適宜選定される。
また、遮光性膜18は、例えば金属Taや、金属と珪素とを含む材料などからなるスパッタターゲットを用い、アルゴンガスを用いたスパッタリング法や、窒素、酸素、メタン、二酸化炭素、一酸化窒素ガス、炭酸ガス、炭化水素系ガス、又はこれらの混合ガス等の反応性ガスを用いた反応性スパッタリング法にて、一層または多層構造の膜(例えば反射防止膜付遮光性膜)を形成することができる。その膜厚は、必要な遮光性膜の光学濃度(例えばOD3.0以上)により適宜選定される。
次に、第1レジストパターン21をマスクにして、マスクブランク20の遮光性膜18をウエットエッチング又はドライエッチングする(図1(C))。このエッチングにより遮光性膜18に遮光性膜パターン22が形成される。
上記遮光性膜パターン22の形成後、この遮光性膜パターン22上に残存した第1レジストパターン21をレジスト剥離液で剥離する(図1(D))。
この第1レジストパターン21の剥離後、遮光性膜パターン22が形成されたマスクブランク20をクロムを含む材料のエッチング液に浸漬し、遮光性膜パターン22をマスクにして半透光性膜17をウェットエッチングし、半透光性膜パターン23を形成する(図1(E))。これらの遮光性膜パターン22及び半透光性膜パターン23により透光部14が形成される。
上述のようにして半透光性膜パターン23を形成後、遮光性膜パターン22を構成する遮光性膜18の所望部分以外を除去する工程を実施する。つまり、遮光性膜パターン22上及び透光性基板l6上にレジスト膜を成膜し、このレジスト膜を前述と同様に露光、現像して、第2レジストパターン24を形成する(図1(F))。この第2レジストパターン24は グレートーン部15を開口領域とする形状に形成される。次に、第2レジストパターン24をマスクにして、遮光性膜パターン22を構成する遮光性膜18を更にウェットエッチング又はドライエッチングする(図1(G))。
その後、残存する第2レジストパターン24をレジスト剥離液で剥離し、半透光性膜17からなるグレートーン部15、遮光性膜18及び半透光性膜17が積層されてなる遮光部13を有するグレートーンマスク30を製造する(図1(H))。
(実施例1)
(マスクブランクの作製)
基板として、大型ガラス基板(合成石英(QZ)10mm厚、サイズ850mm×1200mm)を用いた。
上記基板上に、大型スパッタリング装置を使用し、クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜の成膜を行った。具体的には、Crターゲットを用い、ArとN2ガスをスパッタリングガスとして、CrN膜を膜厚5nmで形成した。
次に、上記半透光性膜の上に、タンタルを含む材料からなる遮光性膜の成膜を行った。具体的には、Taターゲットを用い、まず、Arガスをスパッタリングガスとして、Ta膜を膜厚70nmで形成し、次いで、ArとO2ガスをスパッタリングガスとして、TaO膜を膜厚25nmで連続成膜して、遮光性膜を形成した。
以上の工程により、FPD用大型マスクブランクを作製した。
次に、上述した図1で示した半透光性膜下置きタイプのグレートーンマスク製造工程に従いマスクを製造した。その際、タンタルを含む材料からなる遮光性膜のエッチング液として水酸化ナトリウムを使用した。また、クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜のエッチング液として硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸を含むエッチング液を常温で使用した。
マスク作製後の半透光性膜パターン15における分光透過率を、分光光度計(日立製作所社製:U−4100)により測定した。その結果、露光光源の波長における透過率は、365nm(i線)で42%、406nm(h線)で43%、436nm(g線)で44%、であり、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が小さくi線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有していた。
また、透光部14における透光性基板16の表面状態を電子顕微鏡で観察した結果、クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜のエッチング液による浸食が原因と考えられるダメージは認められなかった。
更に、遮光性膜パターン13の表面(上面)の表面状態を電子顕微鏡で観察した結果、クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜のエッチング液による浸食が原因と考えられるダメージは認められなかった。
(マスクブランク及びマスクの作製)
基板として、大型ガラス基板(合成石英(QZ)10mm厚、サイズ850mm×1200mm)を用いた。
上記基板上に、大型スパッタリング装置を使用し、クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜の成膜を行った。具体的には、Crターゲットを用い、ArとN2ガスをスパッタリングガスとして、CrN膜を膜厚8nmで形成した。
次に、上記半透光性膜の上に、実施例1と同様に遮光性膜の成膜を行った。
以上の工程により、FPD用大型マスクブランクを作製した。又、マスクの作製も実施例1と同様に行い、マスクを製造した。
マスク作製後の半透光性膜パターン15における分光透過率を、分光光度計(日立製作所社製:U−4100)により測定した。その結果、露光光源の波長における透過率は、365nm(i線)で21%、406nm(h線)で21.4%、436nm(g線)で22.3%、であり、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が小さくi線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有していた。
また、透光部14における透光性基板16の表面状態を電子顕微鏡で観察した結果、クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜のエッチング液による浸食が原因と考えられるダメージは認められなかった。
更に、遮光性膜パターン13の表面(上面)の表面状態を電子顕微鏡で観察した結果、クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜のエッチング液による浸食が原因と考えられるダメージは認められなかった。
実施例1〜2において、半透光性膜として、CrN膜に替えてCr膜を用いたこと以外は、実施例1〜2と同様にしてマスクブランク及びマスクを作製し、同様の評価を行った。
尚、半透光性膜は、Crターゲットを用い、ArをスパッタリングガスとしてCr膜を5nmで成膜して形成した。
(評価)
マスク作製後の半透光性膜パターン15における分光透過率を、分光光度計(日立製作所社製:U−4100)により測定した。その結果、露光光源の波長における透過率は、365nm(i線)で20%、406nm(h線)で20.3%、436nm(g線)で20.5%、であり、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が小さくi線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有していた。
また、透光部14における透光性基板16の表面状態を電子顕微鏡で観察した結果、クロムからなる半透光性膜のエッチング液による浸食が原因と考えられるダメージは認められなかった。
実施例1〜2において、タンタルを含む材料からなる遮光性膜のパターニングを、塩素ガスを用いたドライエッチングで行ったこと以外は、実施例1〜2と同様にしてマスクブランク及びマスクを作製し、同様の評価を行った。
その結果、実施例1〜2と同様の評価が得られた。
実施例1〜2において、タンタルを含む材料からなる遮光性膜に替えて、モリブデンとシリコンとを含む材料からなる遮光性膜を用いたこと以外は、実施例1〜2と同様にしてマスクブランク及びマスクを作製し、同様の評価を行った。
尚、モリブデンとシリコンとを含む材料からなる遮光性膜は、MoSi2ターゲット(Mo:33モル%、Si:67モル%)を用い、まず、ArガスをスパッタリングガスとしてMoSi2膜(膜の組成比は、Mo:33原子%、Si:67原子%)を膜厚70nmで形成し、次いで、Arガス及び酸素をスパッタリングガスとしてMoSiO膜(膜の組成比は、Mo:13原子%、Si:27原子%、O:60原子%)を膜厚25nmで連続成膜して、遮光性膜を形成した。
また、モリブデンとシリコンとを含む材料からなる遮光性膜のパターニングは、弗化水素アンモニウムと過酸化水素とを混合した水溶液をエッチング液として使用して、ウエットエッチングにより行った。
評価の結果、実施例1〜2と同様の評価が得られた。
また、遮光性膜の上層にMoSiO膜を形成されているので、遮光性膜がMoSiの単層膜である場合に比べ、レジスト液に対する濡れ性が良く、レジスト膜の塗布膜厚の面内均一性が良いことを確認した。
実施例1〜2において、タンタルを含む材料からなる遮光性膜に替えて、モリブデンとシリコンとを含む材料からなる遮光性膜を用いたこと以外は、実施例1〜2と同様にしてマスクブランク及びマスクを作製し、同様の評価を行った。
尚、モリブデンとシリコンとを含む材料からなる遮光性膜は、MoSi2ターゲット(Mo:33モル%、Si:67モル%)を用い、まず、ArガスをスパッタリングガスとしてMoSi2膜(膜の組成比は、Mo:33原子%、Si:67原子%)を膜厚70nmで形成し、次いで、Arガス及びNOガスをスパッタリングガスとしてMoSiON膜(膜の組成比は、Mo:18原子%、Si:37原子%、O:30原子%、N:15原子%)を膜厚25nmで連続成膜して、遮光性膜を形成した。
また、モリブデンとシリコンとを含む材料からなる遮光性膜のパターニングは、弗化水素アンモニウムと過酸化水素とを混合した水溶液をエッチング液として使用して、ウエットエッチングにより行った。
評価の結果、実施例1〜2と同様の評価が得られた。
また、遮光性膜の上層にMoSiON膜を形成されているので、遮光性膜がMoSiの単層膜である場合に比べ、レジスト液に対する濡れ性が良く、レジスト膜の塗布膜厚の面内均一性が良いことを確認した。
(マスクブランクの作製)
基板として、大型ガラス基板(合成石英(QZ)10mm厚、サイズ850mm×1200mm)を用いた。
上記基板上に、大型スパッタリング装置を使用し、半透光性膜の成膜を行った。具体的には、MoSi2ターゲット(Mo:33モル%、Si:67モル%)を用い、Arガス+O2ガス+N2ガスをスパッタリングガスとして、MoSiON膜を膜厚5nmで形成した。
次に、上記半透光性膜の上に、遮光性膜の成膜を行った。具体的には、Crターゲットを用い、ArをスパッタリングガスとしてCr膜を100nmで成膜して、遮光性膜を形成した。
以上の工程により、FPD用大型マスクブランクを作製した。
次に、上述した図1で示した半透光性膜下置きタイプのグレートーンマスク製造工程に従いマスクを製造した。その際、クロムからなる遮光性膜のエッチング液として硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸を含むエッチング液を常温で使用した。また、モリブデンとシリコンとを含む材料からなる半透光性膜のパターニングは、弗化水素アンモニウムと過酸化水素とを混合した水溶液をエッチング液として使用して、ウエットエッチングにより行った。
マスク作製後の半透光性膜パターン15における分光透過率を、分光光度計(日立製作所社製:U−4100)により測定した。その結果、露光光源の波長における透過率は、365nm(i線)で39.5%、406nm(h線)で42.7%、436nm(g線)で45.1%、であり、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が大きくi線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有していなかった。
また、透光部14における透光性基板16の表面状態を電子顕微鏡で観察した結果、モリブデンとシリコンとを含む材料からなる半透光性膜のエッチング液による浸食が原因と考えられるダメージは認められた。
尚、比較例1において、遮光性膜として、Cr膜に替えてCrO膜を用いた場合においても、比較例1と同様の評価結果であることを確認した。
実施例1〜2において、半透光性膜として、CrN膜に替えてCrO膜を用いたこと以外は、実施例1〜2と同様にしてマスクブランク及びマスクを作製し、同様の評価を行った。
尚、半透光性膜は、Crターゲットを用い、Arと酸素の混合ガスをスパッタリングガスとしてCrO膜を40nmで成膜して形成した。この膜組成は、Cr:O=2:3(原子%比)であった。
(評価)
マスク作製後の半透光性膜パターン15における分光透過率を、分光光度計(日立製作所社製:U−4100)により測定した。その結果、露光光源の波長における透過率は、365nm(i線)で27.6%、406nm(h線)で31.4%、436nm(g線)で33.6%、であり、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が大きくi線〜g線にわたる波長帯域でフラットな分光特性を有していなかった。
2 透過部
3 グレートーン部
3a 半透光性膜
16 透光性基板
17 半透光性膜
18 遮光性膜
Claims (8)
- FPDデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成されたクロムを含む材料からなる半透光性膜と、
前記半透光性膜上に形成されたタンタルを含む材料からなる遮光性膜と、を備え、
前記遮光性膜は、フォトマスクを製造する際に、ウエットエッチング又はドライエッチングによりパターニングされるべき膜であり、
前記半透光性膜は、前記ウエットエッチング又はドライエッチング後に、前記ウエットエッチングとは異なるエッチング液のウエットエッチングによりパターニングされるべき膜であることを特徴とするマスクブランク。 - FPDデバイスを製造するためのマスクブランクであって、
基板と、
前記基板上に形成されたクロムを含む材料からなる半透光性膜と、
前記半透光性膜上に形成された金属シリサイドを含む材料からなる遮光性膜と、を備え、
前記遮光性膜は、フォトマスクを製造する際に、ウエットエッチングによりパターニングされるべき膜であり、
前記半透光性膜は、前記ウエットエッチング後に、前記ウエットエッチングとは異なるエッチング液のウエットエッチングによりパターニングされるべき膜であることを特徴とするマスクブランク。 - 前記クロムを含む材料からなる半透光性膜は、クロムからなる材料、クロムを含む材料、又はクロムと窒素とを含む材料からなることを特徴とする請求項1又は2に記載のマスクブランク。
- 前記クロムと窒素とを含む材料からなる半透光性膜は、i線〜g線にわたる波長帯域において波長変化に対する透過率変化が5%未満の範囲内となるように、クロムに窒素を含有させた膜であることを特徴とする請求項3に記載のマスクブランク。
- 前記タンタルを含む材料からなる遮光性膜は、タンタルからなる材料、タンタルを含む材料、タンタルと窒素とを含む材料、タンタルと酸素とを含む材料、タンタルと珪素とを含む材料、から選ばれるいずれか一の材料からなることを特徴とする請求項1、3から4のいずれか一に記載のマスクブランク。
- 請求項1から5のいずれか一に記載のマスクブランクを用いて製造されたことを特徴とするFPDデバイスを製造するためのフォトマスク。
- FPDデバイスを製造するためのフォトマスクの製造方法であって、
基板と、前記基板上に形成されたクロムを含む材料からなる半透光性膜と、前記半透光性膜上に形成されたタンタルを含む材料からなる遮光性膜とを備えるマスクブランクを準備し、
前記マスクブランクの遮光性膜上に、第1レジストパターンを形成し、
前記第1レジストパターンをマスクにして、前記遮光性膜をウエットエッチング又はドライエッチングすることによって、遮光性膜パターンを形成し、
前記第1レジストパターンの剥離後、前記遮光性膜パターンをマスクにして、前記ウエットエッチングとは異なるエッチング液で前記半透光性膜をウエットエッチングすることによって、半透光性膜パターンを形成し、
前記遮光性膜パターン及び基板上に、第2レジストパターンを形成し、
前記第2レジストパターンをマスクにして遮光性膜パターンを構成する遮光性膜を更にウエットエッチング又はドライエッチングすることを特徴とするFPDデバイスを製造するためのフォトマスクの製造方法。 - FPDデバイスを製造するためのフォトマスクの製造方法であって、
基板と、前記基板上に形成されたクロムを含む材料からなる半透光性膜と、前記半透光性膜上に形成された金属シリサイドを含む材料からなる遮光性膜と、を備えるマスクブランクを準備し、
前記マスクブランクの遮光性膜上に、第1レジストパターンを形成し、
前記第1レジストパターンをマスクにして、前記遮光性膜をウエットエッチングすることによって、遮光性膜パターンを形成し、
前記第1レジストパターンの剥離後、前記遮光性膜パターンをマスクにして、前記ウエットエッチングとは異なるエッチング液で前記半透光性膜をウエットエッチングすることによって、半透光性膜パターンを形成し、
前記遮光性膜パターン及び基板上に、第2レジストパターンを形成し、
前記第2レジストパターンをマスクにして遮光性膜パターンを構成する遮光性膜を更にウエットエッチングすることを特徴とするFPDデバイスを製造するためのフォトマスクの製造方法。
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