JP5274393B2 - Method for manufacturing halftone mask - Google Patents

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Description

本発明は、フォトリソグラフィに用いられるハーフトーンマスクの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a halftone mask used in photolithography.

半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイ等の素子、配線等のパターニング等に利用されるフォトリソグラフィにおいて、フォトマスクとしてハーフトーンマスクの使用が進んでいる。ハーフトーンマスクとは、マスクに照射された光（以下、照射光）を遮る遮光部と照射光を透過させる透光部に加え、照射光を減衰させる半透光部を備えるマスクである。ハーフトーンマスクを用いてパターニングを行うことにより、被処理物上に塗布されたフォトレジストを多段階の照射強度で露光させることが可能となる。   In photolithography used for patterning elements such as semiconductor wafers, flat panel displays, wiring, etc., the use of a halftone mask is advancing as a photomask. The halftone mask is a mask including a light-shielding portion that blocks light (hereinafter referred to as irradiation light) irradiated on the mask and a light-transmitting portion that transmits the irradiation light, and a semi-transmission portion that attenuates the irradiation light. By patterning using a halftone mask, it is possible to expose the photoresist applied on the object to be processed with multi-step irradiation intensity.

ハーフトーンマスクを用いた露光により、高強度で露光されたフォトレジストの部分は現像工程で除去（ポジティブ型フォトレジストの場合）されるが、低強度で露光された部分は現像工程において除去されずに残留する。これにより、エッチングの際に、フォトレジストの露光されていない部分と低強度で露光された部分がエッチングマスクとして機能する。次に、フォトレジストの低強度で露光された部分が除去されると、フォトレジストの露光されていない部分がエッチングマスクとして機能する。即ち、フォトリソグラフィにハーフトーンマスクを用いることで、フォトレジストを多段階で利用することができ、パターニングプロセスの工程を削減することが可能となるとともに、フォトマスクの必要枚数を削減することが可能となる。   By exposure using a halftone mask, the portion of the photoresist exposed at high intensity is removed in the development process (in the case of a positive type photoresist), but the portion exposed at low intensity is not removed in the development process. To remain. As a result, during etching, a portion of the photoresist that is not exposed and a portion that is exposed with low intensity function as an etching mask. Next, when the exposed portion of the photoresist at a low intensity is removed, the unexposed portion of the photoresist functions as an etching mask. In other words, by using a halftone mask for photolithography, the photoresist can be used in multiple stages, and the number of patterning processes can be reduced and the number of photomasks required can be reduced. It becomes.

ハーフトーンマスクは、光透過率の高い透光層、所定の光透過率を有する半透光層及び遮光性を有する遮光層を積層し、これらをパターニングすることによって形成することが可能である。なお、ハーフトーンマスクはこれらの層以外に、下層のエッチングを防止するエッチングストッパ層等を含む場合もある。透光層、半透光層、遮光層がこの順に積層されたものが下置き型ハーフトーンマスク、透光層、遮光層、半透光層がこの順に積層されたものが上置き型ハーフトーンマスクと呼ばれる。後述するが、下置き型ハーフトーンマスクは上置き型ハーフトーンマスクより製造工程数が少なく、本発明は下置き型ハーフトーンマスクに関する。   The halftone mask can be formed by laminating a light-transmitting layer having a high light transmittance, a semi-light-transmitting layer having a predetermined light transmittance, and a light-shielding layer having a light shielding property, and patterning them. In addition to these layers, the halftone mask may include an etching stopper layer for preventing etching of the lower layer. Laminated light-transmitting layer, semi-light-transmitting layer, and light-shielding layer are laminated in this order is a bottom halftone mask, and translucent layer, light-shielding layer, semi-light-transmissive layer is laminated in this order. Called a mask. As will be described later, the lower halftone mask has fewer manufacturing steps than the upper halftone mask, and the present invention relates to a lower halftone mask.

下置き型ハーフトーンマスクは、透光層である透光性基板上に、半透光層となる半透光膜と、遮光層となる遮光膜を成膜し、半透光膜と遮光膜をパターニングすることによって形成することが可能である。半透光膜と遮光膜が除去されていない領域は遮光膜によって露光が遮られる遮光部となり、遮光膜が除去された領域は半透光膜によって露光が減衰される半透光部となる。遮光膜と半透光膜がともに除去され、透光性基板が露出する領域は露光が減衰されない透光部となる。   The underlay-type halftone mask is formed by forming a semi-transparent film serving as a semi-transparent layer and a light-shielding film serving as a light-shielding layer on a translucent substrate serving as a translucent layer. Can be formed by patterning. A region where the semi-transparent film and the light-shielding film are not removed becomes a light-shielding portion where exposure is blocked by the light-shielding film, and a region where the light-shielding film is removed becomes a semi-transparent portion where exposure is attenuated by the semi-transparent film. Both the light-shielding film and the semi-transparent film are removed, and a region where the translucent substrate is exposed becomes a translucent portion where exposure is not attenuated.

半透光膜と遮光膜のパターニングは、フォトリソグラフィを用いることが可能である。例えば、透光性基板上に半透過膜が成膜され、その上に遮光膜が成膜されたマスクブランクス上にフォトレジストを塗布して所定のパターンを露光する。当該フォトレジストを現像液により現像し、フォトレジストの露光された部分を除去する。このパターニングされたフォトレジストをエッチングマスクとしてエッチングすることにより、遮光膜がパターニングされ、半透光膜が露出した半透光部が得られる。この後、フォトレジストを剥離し、再度フォトレジストを塗布し、同様にパターンを露光する。このパターニングされたフォトレジストをエッチングマスクとして、遮光膜、半透光膜を順にエッチングした後、フォトレジストを剥離する事により、透光部、遮光部、半透光部がそれぞれ露出された所定のパターンが得られる。このようにして、透光性基板上にパターニングされた半透光膜及び遮光膜が積層されているハーフトーンマスクが製造される。   Photolithography can be used for patterning the translucent film and the light shielding film. For example, a predetermined pattern is exposed by applying a photoresist on a mask blank on which a semi-transmissive film is formed on a light-transmitting substrate and a light-shielding film is formed thereon. The photoresist is developed with a developer, and the exposed portion of the photoresist is removed. Etching is performed using the patterned photoresist as an etching mask, whereby the light-shielding film is patterned, and a semi-transparent portion where the semi-transparent film is exposed is obtained. Thereafter, the photoresist is peeled off, the photoresist is applied again, and the pattern is similarly exposed. Using the patterned photoresist as an etching mask, the light-shielding film and the semi-transparent film are sequentially etched, and then the photoresist is peeled off to expose the light-transmitting part, the light-shielding part, and the semi-transparent part. A pattern is obtained. In this way, a halftone mask in which the patterned semi-transparent film and light-shielding film are laminated on the translucent substrate is manufactured.

ここで、例示した製造方法では、積層された半透光層と遮光層の各層がパターニングされる際、フォトレジストの塗布、露光及び現像が複数回されることとなる。このため、製造工程数が多くなり、製造コストが高いものとなる。一方、特許文献１には、半透光層と遮光層のパターニングを、一度のフォトレジストの塗布により行う方法が開示されている。   Here, in the exemplified manufacturing method, when the laminated semi-transparent layer and the light shielding layer are patterned, the photoresist is applied, exposed, and developed a plurality of times. For this reason, the number of manufacturing steps increases and the manufacturing cost becomes high. On the other hand, Patent Document 1 discloses a method of performing patterning of a semi-transparent layer and a light shielding layer by a single application of a photoresist.

特許文献１に記載の「グレートーンマスクの製造方法」では、透明基板上に順に積層された半透光膜、遮光膜を有し、半透光膜、遮光膜がエッチングによりパターニングされることでグレートーンマスクが製造される。具体的には、透明基板上に上記各膜を成膜された後、その上にレジスト膜が成膜される。当該レジスト膜は、レジスト膜の一部が完全に露光される露光量で露光され、他の一部がより少ない露光量で露光されるように露光される。これにより、このレジスト膜が現像される際、完全に露光される露光量で露光されたレジスト膜の部分は除去され、より少ない露光量で露光された部分は膜厚が薄くなった状態で残存する。このレジスト膜をエッチングマスクとしてエッチングがされ、遮光層及び半透光層がエッチングされる。   In the “gray tone mask manufacturing method” described in Patent Document 1, a semi-transparent film and a light-shielding film are sequentially stacked on a transparent substrate, and the semi-transparent film and the light-shielding film are patterned by etching. A gray tone mask is produced. Specifically, after each film is formed on a transparent substrate, a resist film is formed thereon. The resist film is exposed so that a part of the resist film is exposed at an exposure amount at which the resist film is completely exposed, and the other part is exposed at a smaller exposure amount. As a result, when this resist film is developed, the portion of the resist film that has been exposed with the exposure amount that is completely exposed is removed, and the portion that has been exposed with the smaller exposure amount remains in a thin state. To do. Etching is performed using this resist film as an etching mask, and the light shielding layer and the semi-translucent layer are etched.

その後、レジストは酸素アッシングされる。酸素アッシングにより、現像により膜厚が薄くなっていた部分（より少ない露光量で露光された部分）は完全に除去される。レジストの露光されていなかった部分は酸素アッシングにより減厚されるものの残留する。この残留したレジストをエッチングマスクとしてエッチングがされ、前回のエッチングと異なるパターンにより半透光膜がパターニングされる。即ち、一回のレジスト塗布により、遮光層と半透光層が異なるパターンでパターニングされている。   Thereafter, the resist is oxygen ashed. Oxygen ashing completely removes the portion that has been thinned by development (the portion that has been exposed with a smaller exposure amount). The unexposed portion of the resist remains although it is reduced in thickness by oxygen ashing. Etching is performed using the remaining resist as an etching mask, and the translucent film is patterned with a pattern different from the previous etching. That is, the light shielding layer and the semi-transparent layer are patterned in different patterns by a single application of resist.

特開２００５−２４７３０（段落[００２２]、図１）JP 2005-24730 (paragraph [0022], FIG. 1)

しかしながら、特許文献１に記載の「グレートーンマスクの製造方法」では、上述のように、遮光層及び半透光層をエッチングするためのレジストパターンから、半透光層をエッチングするためのパターンに変更する際、フォトレジストにアッシング処理がなされる。ここで、アッシング処理は、プロセスチャンバ内に酸素等の反応ガスを導入し、当該ガスを光励起あるいはプラズマ化によりレジストと反応させ、レジストを除去する処理であり、この処理のためにはアッシング処理用の設備が別途必要となる。特に、ＦＰＤ（Flat Panel display)等のような大型基板を処理対象物とする場合、用いられるグレートーンマスクも相応に大型となり、当該基板を処理可能なアッシング処理用の設備は限られる。   However, in the “gray-tone mask manufacturing method” described in Patent Document 1, as described above, the resist pattern for etching the light-shielding layer and the semi-transparent layer is changed to the pattern for etching the semi-transparent layer. When changing, an ashing process is performed on the photoresist. Here, the ashing process is a process in which a reaction gas such as oxygen is introduced into the process chamber, the gas is reacted with the resist by photoexcitation or plasma formation, and the resist is removed. For this process, the ashing process is performed. This equipment is required separately. In particular, when a large substrate such as an FPD (Flat Panel Display) is used as an object to be processed, the gray-tone mask used is correspondingly large in size, and facilities for ashing processing that can process the substrate are limited.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、アッシング処理を要することなく単一のフォトレジストを遮光層及び半透光層のパターニングに利用するハーフトーンマスクの製造方法を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a halftone mask using a single photoresist for patterning of a light shielding layer and a semi-transparent layer without requiring an ashing process. .

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るハーフトーンマスクの製造方法は、透光層、半透光層及び遮光層がこの順で積層されたマスクブランクス上にフォトレジストを塗布することを含む。
第１のレジスト領域と、上記第１のレジスト領域よりも現像液で除去され難い第２のレジスト領域と、上記第２のレジスト領域よりも上記現像液で除去され難い第３のレジスト領域は、上記フォトレジストを露光することで形成される。
上記第１のレジスト領域に対応する第１の遮光層領域をエッチングするためのマスクは、上記第２及び第３のレジスト領域によって、上記第１のレジスト領域を現像液で除去することで形成される。
上記第１の遮光層領域は、エッチングされる。
上記第１のレジスト領域に対応する半透光層領域はエッチングされる。
上記第２のレジスト領域に対応する第２の遮光層領域をエッチングするためのマスクは、上記第３のレジスト領域によって、上記第２のレジスト領域を上記現像液で除去することで形成される。
上記第２の遮光層領域はエッチングされる。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a halftone mask according to an embodiment of the present invention includes applying a photoresist on a mask blank in which a light-transmitting layer, a semi-light-transmitting layer, and a light-shielding layer are stacked in this order. including.
A first resist region, a second resist region that is less likely to be removed with a developer than the first resist region, and a third resist region that is less likely to be removed with the developer than the second resist region, It is formed by exposing the photoresist.
A mask for etching the first light shielding layer region corresponding to the first resist region is formed by removing the first resist region with a developer using the second and third resist regions. The
The first light shielding layer region is etched.
The semi-transparent layer region corresponding to the first resist region is etched.
A mask for etching the second light shielding layer region corresponding to the second resist region is formed by removing the second resist region with the developer by the third resist region.
The second light shielding layer region is etched.

第１の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法により製造されるハーフトーンマスクを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the halftone mask manufactured by the manufacturing method of the halftone mask which concerns on 1st Embodiment. 同実施形態において製造されるハーフトーンマスクの原版であるマスクブランクスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mask blanks which are the original plates of the halftone mask manufactured in the embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 同実施形態におけるビーム走査の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the beam scanning in the same embodiment. 第２の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on 2nd Embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 第３の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法により製造されるハーフトーンマスクを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the halftone mask manufactured by the manufacturing method of the halftone mask which concerns on 3rd Embodiment. 同実施形態において製造されるハーフトーンマスクの原版であるマスクブランクスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mask blanks which are the original plates of the halftone mask manufactured in the embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 第４の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on 4th Embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るハーフトーンマスクの製造プロセスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the halftone mask which concerns on the same embodiment. 変形例に係るハーフトーンマスクを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the halftone mask which concerns on a modification.

本発明の一実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法は、透光層、半透光層及び遮光層がこの順で積層されたマスクブランクス上にフォトレジストを塗布することを含む。
第１のレジスト領域と、上記第１のレジスト領域よりも現像液で除去され難い第２のレジスト領域と、上記第２のレジスト領域よりも上記現像液で除去され難い第３のレジスト領域は、上記フォトレジストを露光することで形成される。
上記第１のレジスト領域に対応する第１の遮光層領域をエッチングするためのマスクは、上記第２及び第３のレジスト領域によって、上記第１のレジスト領域を現像液で除去することで形成される。
上記第１の遮光層領域は、エッチングされる。
上記第１のレジスト領域に対応する半透光層領域はエッチングされる。
上記第２のレジスト領域に対応する第２の遮光層領域をエッチングするためのマスクは、上記第３のレジスト領域によって、上記第２のレジスト領域を上記現像液で除去することで形成される。
上記第２の遮光層領域はエッチングされる。 The manufacturing method of the halftone mask which concerns on one Embodiment of this invention includes apply | coating a photoresist on the mask blank in which the translucent layer, the translucent layer, and the light shielding layer were laminated | stacked in this order.
A first resist region, a second resist region that is less likely to be removed with a developer than the first resist region, and a third resist region that is less likely to be removed with the developer than the second resist region, It is formed by exposing the photoresist.
A mask for etching the first light shielding layer region corresponding to the first resist region is formed by removing the first resist region with a developer using the second and third resist regions. The
The first light shielding layer region is etched.
The semi-transparent layer region corresponding to the first resist region is etched.
A mask for etching the second light shielding layer region corresponding to the second resist region is formed by removing the second resist region with the developer by the third resist region.
The second light shielding layer region is etched.

フォトレジストは、第１のレジスト領域、第２のレジスト領域及び第３のレジスト領域に区分されるように露光される。例えば、各領域に対応するように露光量を調節することでこのようにすることができる。具体的には、ポジティブ型のフォトレジストの場合、第１のレジスト領域が大きい露光量、第２のレジスト領域が小さい露光量となるように露光する。ネガティブ型のフォトレジストの場合、第３のレジスト領域が大きい露光量、第２のレジスト領域が小さい露光量となるように露光する。当該フォトレジストを現像液で現像することで、第２及び第３のレジスト領域に比べて除去され易い第１のレジスト領域が完全に除去され、第２のレジスト領域は減厚され、第３のレジスト領域はほぼそのまま残存する。このため、第２及び第３のレジスト領域をマスクとしてエッチングすることで、遮光層の、第１の領域に対応する領域、即ち第１の遮光層領域が除去される。   The photoresist is exposed so as to be divided into a first resist region, a second resist region, and a third resist region. For example, this can be done by adjusting the exposure amount so as to correspond to each region. Specifically, in the case of a positive type photoresist, exposure is performed so that the first resist region has a large exposure amount and the second resist region has a small exposure amount. In the case of a negative photoresist, exposure is performed so that the third resist region has a large exposure amount and the second resist region has a small exposure amount. By developing the photoresist with a developer, the first resist region that is easier to remove than the second and third resist regions is completely removed, the second resist region is reduced in thickness, and the third resist region is reduced. The resist region remains almost as it is. Therefore, by etching using the second and third resist regions as a mask, the region corresponding to the first region of the light shielding layer, that is, the first light shielding layer region is removed.

ここで、第１のレジスト領域が除去されているフォトレジストを再度現像することで、第３のレジスト領域に比べて除去され易い第２のレジスト領域が完全に除去され、第３のレジスト領域はほぼそのまま残存する。このため、第３のレジスト領域をマスクとしてエッチングすることで、遮光層の、第２のレジスト領域に対応する領域、即ち第２の遮光層領域が除去される。再度の現像の前、又は後に第１のレジスト領域をマスクとして半透光層をエッチングすることにより、第１のレジスト領域に対応する半透光層領域が除去される。なお、ここでいう「完全に除去され」とは、物理的にレジストが全て除去されること及び、対応する遮光層領域をエッチングすることが可能な程度にレジストが除去されることを含む。   Here, by developing again the photoresist from which the first resist region has been removed, the second resist region, which is easier to remove than the third resist region, is completely removed, and the third resist region is It remains almost intact. Therefore, by etching using the third resist region as a mask, the region corresponding to the second resist region of the light shielding layer, that is, the second light shielding layer region is removed. The semi-transparent layer region corresponding to the first resist region is removed by etching the semi-transparent layer using the first resist region as a mask before or after the development again. Note that “completely removed” as used herein includes physically removing the resist and removing the resist to such an extent that the corresponding light shielding layer region can be etched.

第１のレジスト領域に対応する半透光層領域及び第１の遮光層領域が除去されるため、第１のレジスト領域に対応するハーフトーンマスクの部分には透光層のみが存在し、ハーフトーンマスクの透光部となる。第２のレジスト領域に対応する第２の遮光層領域が除去されるため、第２のレジスト領域に対応するハーフトーンマスクの部分には透光層及び半透光層が存在し、ハーフトーンマスクの半透光部となる。第３のレジスト領域に対応するハーフトーンマスクの部分には遮光層及び半透光層が存在し、ハーフトーンマスクの遮光部となる。   Since the semi-transparent layer region and the first light-shielding layer region corresponding to the first resist region are removed, only the translucent layer exists in the halftone mask portion corresponding to the first resist region. It becomes the translucent part of the tone mask. Since the second light shielding layer region corresponding to the second resist region is removed, the light-transmitting layer and the semi-light-transmitting layer exist in the portion of the halftone mask corresponding to the second resist region. It becomes a semi-translucent part. A portion of the halftone mask corresponding to the third resist region has a light shielding layer and a semi-transparent layer, and serves as a light shielding portion of the halftone mask.

このように、フォトレジストを２回現像することで、単一のフォトレジストを遮光層及び半透光層のエッチングマスクとして、及び遮光層のエッチングマスクとして用いることができる。即ち、積層された各層をパターニングする毎にフォトレジストを塗布し、露光する工程が不要でありながら、アッシング処理を行うことなくハーフトーンマスクを製造することが可能である。   In this way, by developing the photoresist twice, a single photoresist can be used as an etching mask for the light shielding layer and the semi-transparent layer, and as an etching mask for the light shielding layer. That is, it is possible to manufacture a halftone mask without performing an ashing process, while a step of applying a photoresist and exposing it every time the stacked layers are patterned is unnecessary.

上記マスクブランクスは、上記半透光層と上記遮光層の間に積層されたエッチングストッパ層を有し、上記ハーフトーンマスクの製造方法は、さらに、上記第１のレジスト領域に対応する第１のエッチングストッパ層領域をエッチングし、上記第２のレジスト領域に対応する第２のエッチングストッパ層領域をエッチングしてもよい。   The mask blank has an etching stopper layer laminated between the semi-transparent layer and the light-shielding layer, and the method of manufacturing the half-tone mask further includes a first resist region corresponding to the first resist region. The etching stopper layer region may be etched, and the second etching stopper layer region corresponding to the second resist region may be etched.

エッチングストッパ層により、遮光層と半透光層をエッチング選択性の小さい材料により形成することが可能となる。エッチングストッパ層がない場合、エッチングにより第２の遮光層領域を除去する際にその下層に位置する半透光層が侵食される可能性があるため、遮光層と半透光層はエッチング選択性の高い材料で形成する必要がある。これに対し、エッチングストッパ層が設けられている場合、第２の遮光層領域を除去する際に半透光層はエッチングストッパ層により保護されるため、半透光層の侵食が防止される。なお、マスクブランクスの半透光部及び透光部にエッチングストッパ層が存在すると光透過率に影響があるため、エッチングにより除去される。   With the etching stopper layer, the light shielding layer and the semi-transparent layer can be formed of a material having low etching selectivity. When there is no etching stopper layer, the second light-shielding layer region may be eroded when the second light-shielding layer region is removed by etching, so that the light-shielding layer and the semi-light-transmissive layer have etching selectivity. It is necessary to form with high material. On the other hand, when the etching stopper layer is provided, the semi-transparent layer is protected by the etching stopper layer when removing the second light shielding layer region, so that the semi-transparent layer is prevented from being eroded. Note that the presence of an etching stopper layer in the semi-transparent portion and the translucent portion of the mask blank affects the light transmittance and is removed by etching.

上記遮光層と上記半透光層とは、Ｃｒ系材料からなり、上記第１の遮光層領域をエッチングする工程、上記半透光層領域をエッチングする工程及び上記第２の遮光層領域をエッチングする工程は、上記Ｃｒ系材料を溶解させるエッチング液を用いてもよい。   The light shielding layer and the semi-transparent layer are made of a Cr-based material, and the step of etching the first light shielding layer region, the step of etching the semi-transparent layer region, and the second light shielding layer region are etched. In the step of performing, an etching solution for dissolving the Cr-based material may be used.

遮光層及び半透光層を、酸性の洗浄液等に対する耐腐食性が高く、遮光性等の光学特性に優れるＣｒ系材料（ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＮＣ、ＣｒＯＮＣ等）から形成することにより、パターンを微細化、高集積化させることが可能である。上述のように、マスクブランクスにエッチングストッパ層が設けられている場合、遮光層と半透光層をエッチング選択性の小さい材料によって形成することが可能であり、遮光層、半透光層ともにＣｒ系材料で形成することが可能である。この場合、Ｃｒ系材料を溶解させるエッチング液によるウェットエッチングを用いることが可能である。   The light-shielding layer and the semi-transparent layer are formed from a Cr-based material (CrO, CrN, CrC, CrON, CrOC, CrNC, CrONC, etc.) that has high corrosion resistance against an acidic cleaning solution and the like and has excellent optical properties such as light-shielding properties. Thus, the pattern can be miniaturized and highly integrated. As described above, when the mask blank is provided with an etching stopper layer, the light shielding layer and the semi-transparent layer can be formed of a material with low etching selectivity, and both the light shielding layer and the semi-transparent layer are Cr. It can be formed of a system material. In this case, it is possible to use wet etching with an etchant that dissolves the Cr-based material.

上記ハーフトーンマスクの製造方法は、さらに、上記第２のレジスト領域を上記現像液で除去する工程の前に、上記エッチング液によって上記レジストの表面に形成された表面変質層をオゾン水によって除去してもよい。   In the halftone mask manufacturing method, the surface-modified layer formed on the surface of the resist with the etchant is removed with ozone water before the step of removing the second resist region with the developer. May be.

第２のレジスト領域を除去する再度の現像の前に、遮光層のエッチング、あるいは遮光層及び半透光層のエッチングがされる。この際、エッチングに用いられるエッチング液とレジストが反応し、レジストの表面に変質した部分（表面変質層）が形成される場合がある。変質層が形成されると、再度の現像において第２のレジスト領域の溶解が阻害され、第２のレジスト領域が完全に除去されないおそれがある。そこで、エッチング後、再度の現像の前に、マスクブランクスをオゾン水に暴露させ、表面変質層を除去する。これにより、再度の現像において第２の領域を精度よく完全に除去することが可能である。   Before the second development for removing the second resist region, the light shielding layer is etched or the light shielding layer and the semi-transparent layer are etched. At this time, the etching solution used for etching and the resist may react to form a modified portion (surface-modified layer) on the surface of the resist. When the deteriorated layer is formed, dissolution of the second resist region is hindered in re-development, and the second resist region may not be completely removed. Therefore, after etching and before re-development, the mask blank is exposed to ozone water to remove the surface altered layer. As a result, the second region can be completely removed with high accuracy in the second development.

上記オゾン水の濃度は、０．５ｐｐｍ以上８０ｐｐｍ以下であってもよい。   The concentration of the ozone water may be not less than 0.5 ppm and not more than 80 ppm.

表面変質層を除去する際に使用されるオゾン水の濃度は、薄すぎると表面変質層の除去に長い時間を要する一方、濃すぎるとレジストを溶解させるおそれがある。当該オゾン水の濃度を０．５ｐｐｍ（ｗｔ／ｗｔ）以上８０ｐｐｍ（ｗｔ／ｗｔ）以下とすることで、レジストの溶解を防止することが可能である。   If the concentration of ozone water used for removing the surface-modified layer is too thin, it takes a long time to remove the surface-modified layer, whereas if it is too thick, the resist may be dissolved. By setting the concentration of the ozone water to 0.5 ppm (wt / wt) or more and 80 ppm (wt / wt) or less, dissolution of the resist can be prevented.

上記ハーフトーンマスクの製造方法は、さらに、第２のエッチングストッパ層領域をエッチングする工程の後に、上記マスクをレジスト剥離液で除去してもよい。   In the halftone mask manufacturing method, the mask may be removed with a resist stripping solution after the step of etching the second etching stopper layer region.

遮光層及び半透光層のエッチングが終了した後、残存するレジストは剥離される。レジストを剥離する際、レジスト剥離液による暴露、即ちウェットプロセスを用いることが可能である。これにより、レジストの現像、遮光層及び半透光層のエッチング、表面変質層の除去の各工程を通してハーフトーンマスクの全製造工程をウェットプロセスとすることが可能となる。   After the etching of the light shielding layer and the semi-translucent layer is completed, the remaining resist is peeled off. When stripping the resist, it is possible to use exposure by a resist stripping solution, that is, a wet process. Thereby, the entire manufacturing process of the halftone mask can be made a wet process through the steps of developing the resist, etching the light shielding layer and the semi-translucent layer, and removing the surface altered layer.

上記フォトレジストはポジティブ型であり、上記フォトレジストを露光する工程は、上記第１のレジスト領域を第１の露光量で露光し、上記第２のレジスト領域を上記第１の露光量より小さい第２の露光量で露光してもよい。   The photoresist is a positive type, and in the step of exposing the photoresist, the first resist region is exposed with a first exposure amount and the second resist region is smaller than the first exposure amount. You may expose with the exposure amount of 2.

露光された部分が溶解するポジティブ型のフォトレジストは、露光されていない部分が溶解するネガティブ型のフォトレジストに比べ、現像による膨潤が小さく、より高精度のパターンとすることが可能である。この場合、現像によりレジストを除去させるのに十分な露光量である第１の露光量で露光されたレジストの部分が第１のレジスト領域となり、第１の露光量より小さい第２の露光量で露光されたレジストの部分が第２のレジスト領域となる。このように露光量に差を設けることで、現像液への浸漬時間を適切なものとすることにより第１のレジスト領域を溶解させ、第２のレジスト領域を減厚させることが可能である。   The positive type photoresist in which the exposed part dissolves is less swelled by development than the negative type photoresist in which the non-exposed part dissolves, and a higher-accuracy pattern can be obtained. In this case, the portion of the resist exposed with the first exposure amount that is sufficient to remove the resist by development becomes the first resist region, and the second exposure amount is smaller than the first exposure amount. The exposed resist portion becomes the second resist region. By providing a difference in the exposure amount in this way, it is possible to dissolve the first resist region and reduce the thickness of the second resist region by making the immersion time appropriate for the developer.

上記フォトレジストを露光する工程は、ビームを走査することで上記第１のレジスト領域及び上記第２のレジスト領域を露光してもよい。   The step of exposing the photoresist may expose the first resist region and the second resist region by scanning a beam.

第１及び第２の露光量で露光される第１及び第２のレジスト領域は、レジスト上でビームを走査することにより形成することが可能である。第１及び第２の露光量は、対応するパターンが形成されたマスク（ハーフトーンマスクを製造するためのマスク）を用いて露光することも可能であるが、当該マスクをさらに作成する必要があり、また、当該マスクのずれ、転写不良によりパターンの精度が低下するおそれがある。これに対し、ビーム（レーザー、高圧水銀灯の収束光等）の走査により露光することで、精度の高いパターンを形成することが可能である。なお、第１及び第２の露光量は、所定の強度のビームを複数回走査することで調節してもよく、強度を変調させながら走査することで調節してもよい。   The first and second resist regions exposed by the first and second exposure amounts can be formed by scanning a beam over the resist. The first and second exposure amounts can be exposed using a mask (a mask for manufacturing a halftone mask) on which a corresponding pattern is formed, but it is necessary to further create the mask. In addition, there is a risk that the accuracy of the pattern may be lowered due to the displacement of the mask and the transfer failure. On the other hand, it is possible to form a highly accurate pattern by performing exposure by scanning with a beam (laser, convergent light of a high-pressure mercury lamp, etc.). The first and second exposure amounts may be adjusted by scanning a beam having a predetermined intensity a plurality of times, or may be adjusted by scanning while modulating the intensity.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法について説明する。 (First embodiment)
A method for manufacturing a halftone mask according to the first embodiment of the present invention will be described.

図１は、本実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法により製造されるハーフトーンマスク１を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a halftone mask 1 manufactured by the method of manufacturing a halftone mask according to this embodiment.

ハーフトーンマスク１は、集積回路、ＦＰＤ等の処理対象物をフォトリソグラフィによりパターニングする際に用いられるフォトマスクとすることができる。その大きさは、これらの処理対象物と同程度であってもよく、光学系により透過光を収束させる場合には処理対象物より大きいものであってもよい。   The halftone mask 1 can be a photomask used when patterning an object to be processed such as an integrated circuit or FPD by photolithography. The size may be the same as those of these processing objects, and may be larger than the processing object when the transmitted light is converged by the optical system.

図１に示すように、ハーフトーンマスク１は、透光部１Ａ、半透光部１Ｂ及び遮光部１Ｃを有する。これらの大きさ、配置は所望の露光パターンにより異なる。ハーフトーンマスク１は、透光層２、半透光層３及び遮光層４が積層されて形成されている。透光部１Ａには透光層２が存在し、半透光部１Ｂには透光層２上に半透光層３が積層され、遮光部１Ｃには透光層２上に半透光層３及び遮光層４が積層されている。   As shown in FIG. 1, the halftone mask 1 includes a translucent portion 1A, a semi-transparent portion 1B, and a light shielding portion 1C. These sizes and arrangements differ depending on the desired exposure pattern. The halftone mask 1 is formed by laminating a light transmissive layer 2, a semi light transmissive layer 3, and a light shielding layer 4. A translucent layer 2 exists in the translucent portion 1A, a semi-transparent layer 3 is laminated on the translucent layer 2 in the semi-transparent portion 1B, and a semi-translucent layer 2 is formed on the translucent layer 2 in the light-shielding portion 1C. The layer 3 and the light shielding layer 4 are laminated.

ハーフトーンマスク１に照射された光のうち、透光部１Ａに到達した光は透光層２（光透過率１００％）を減衰することなく透過する。半透光部１Ｂに到達した光は、透光層２及び半透光層３（光透過率５０％）を透過して減衰される。遮光部１Ｃに到達した光は、遮光層４（光透過率０％）により遮断される。なお、各層の光透過率は例示である。また、遮光部１Ｃに到達した光を遮光層４のみによって遮蔽してもよく、遮光層４と半透光層３の両方によって遮蔽してもよい。   Of the light irradiated to the halftone mask 1, the light that has reached the light transmitting portion 1A is transmitted through the light transmitting layer 2 (light transmittance 100%) without being attenuated. The light that reaches the semi-translucent portion 1B is transmitted through the translucent layer 2 and the semi-transparent layer 3 (light transmittance 50%) and attenuated. The light reaching the light shielding part 1C is blocked by the light shielding layer 4 (light transmittance 0%). The light transmittance of each layer is an example. Further, the light reaching the light shielding portion 1 </ b> C may be shielded only by the light shielding layer 4, or may be shielded by both the light shielding layer 4 and the semi-transparent layer 3.

図２は、ハーフトーンマスク１の原版となるマスクブランクス１’を示す模式図である。
マスクブランクス１’に対して、本実施形態に示す製造方法を適用することにより図１に示すハーフトーンマスク１が製造される。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a mask blank 1 ′ that is an original plate of the halftone mask 1.
The halftone mask 1 shown in FIG. 1 is manufactured by applying the manufacturing method shown in this embodiment to the mask blanks 1 ′.

マスクブランクス１’は、この順に積層された、透光層２、半透光層３及び遮光層４を有する。透光層２は光透過率の高い材料からなる基板とすることができる。このような材料としてはガラス、石英等が挙げられる。半透光層３は所望の光透過率とすることが可能な材料からなる薄膜とすることができる。このような材料としては、例えば、ＭｏＳｉ、Ｃｒ系材料（ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＮＣ、ＣｒＯＮＣ等）が挙げられる。遮光層４は光を遮蔽することが可能な材料からなる薄膜とすることができる。このような材料としては、例えばＣｒ系材料が挙げられる。なお、本実施形態に係るマスクブランクス１’はエッチングストッパ層を有しないため、半透光層３と遮光層４はエッチング選択性のある材料の組み合わせとするべきである。例えば、半透光層３をＣｒ系材料からなるものとし、遮光層４をＭｏＳｉからなるものとすることができる。   The mask blank 1 ′ has a light transmissive layer 2, a semi-light transmissive layer 3, and a light shielding layer 4 which are stacked in this order. The light transmissive layer 2 can be a substrate made of a material having a high light transmittance. Examples of such a material include glass and quartz. The semi-transparent layer 3 can be a thin film made of a material capable of achieving a desired light transmittance. Examples of such materials include MoSi and Cr-based materials (CrO, CrN, CrC, CrON, CrOC, CrNC, CrONC, etc.). The light shielding layer 4 can be a thin film made of a material capable of shielding light. An example of such a material is a Cr-based material. Since the mask blank 1 'according to this embodiment does not have an etching stopper layer, the semi-transparent layer 3 and the light shielding layer 4 should be a combination of materials having etching selectivity. For example, the semi-transparent layer 3 can be made of a Cr-based material, and the light shielding layer 4 can be made of MoSi.

マスクブランクス１’は、例えば、透光層２上に半透光層３となる材料を成膜し、半透光層３上に遮光層４となる材料を成膜することによって形成することができる。これらの材料の成膜には、電子ビーム蒸着法、イオンアシストスパッタ法等の種々の成膜方法を用いることができる。なお、磁場印加型のスパッタ法により大面積に均一に成膜することが可能である。   The mask blanks 1 ′ may be formed, for example, by forming a material that will be the semi-transparent layer 3 on the light-transmitting layer 2 and forming a material that will be the light-shielding layer 4 on the semi-transparent layer 3. it can. For film formation of these materials, various film formation methods such as an electron beam vapor deposition method and an ion assist sputtering method can be used. Note that it is possible to form a uniform film over a large area by a magnetic field application type sputtering method.

図３は、ハーフトーンマスク１の製造プロセスを示すフローチャートである。図４、図５及び図６は、ハーフトーンマスク１の製造プロセスを示す模式図である。   FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process of the halftone mask 1. 4, 5, and 6 are schematic diagrams illustrating a manufacturing process of the halftone mask 1.

図４（ａ）に示すように、マスクブランクス１’にフォトレジストＲを塗布する（ＳＴ１)。フォトレジストには露光することで現像液に対する溶解性が上昇するポジティブ型のものと、露光することで現像液に対する溶解性が低下するネガティブ型のものがあり、いずれも使用することが可能である。しかし、ポジティブ型のフォトレジストの方が現像による膨潤が小さく、パターンの精度を高いものとすることが可能である。以下、本実施形態に係るフォトレジストＲはポジティブ型のものとして説明する。   As shown in FIG. 4A, a photoresist R is applied to the mask blanks 1 '(ST1). There are two types of photoresists: a positive type that increases the solubility in the developer upon exposure, and a negative type that decreases the solubility in the developer upon exposure. . However, the positive type photoresist is less swelled by development, and the pattern accuracy can be increased. Hereinafter, the photoresist R according to the present embodiment will be described as a positive type.

マスクブランクス１’の遮光層４上に、レジストコーター等を用いてフォトレジストＲを塗布する。フォトレジストＲは例えばＡＺ１５００（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）、厚さ１μｍとすることができる。   A photoresist R is applied onto the light shielding layer 4 of the mask blank 1 'using a resist coater or the like. The photoresist R can be, for example, AZ1500 (manufactured by AZ Electronic Materials) and a thickness of 1 μm.

次に、図４（ｂ）に示すように、フォトレジストＲを露光する（ＳＴ２）。この際、ハーフトーンマスク１の透光部１Ａに対応するフォトレジストＲの部分が第１の露光量、半透光部１Ｂに対応する部分が第２の露光量となるように露光し、遮光部１Ｃに対応する部分には露光しない（わずかな露光量であれば許容される）。第１の露光量は、後述する１回目の現像によってフォトレジストＲが十分に溶解する露光量とし、第２の露光量は１回目の現像によってフォトレジストＲが完全に溶解しない露光量とする。図４（ｂ）において矢印の長さは露光量の大きさを表す。   Next, as shown in FIG. 4B, the photoresist R is exposed (ST2). At this time, the portion of the photoresist R corresponding to the translucent portion 1A of the halftone mask 1 is exposed to the first exposure amount, and the portion corresponding to the semi-transparent portion 1B is exposed to the second exposure amount to block the light. The portion corresponding to the portion 1C is not exposed (a slight exposure amount is acceptable). The first exposure amount is an exposure amount at which the photoresist R is sufficiently dissolved by the first development described later, and the second exposure amount is an exposure amount at which the photoresist R is not completely dissolved by the first development. In FIG. 4B, the length of the arrow represents the amount of exposure.

例えば、フォトレジストＲが１回目の現像によって溶解するために要する露光量が５０ｍＪ／ｃｍ２である場合、第１の露光量は７０ｍＪ／ｃｍ２、第２の露光量は３５ｍＪ／ｃｍ２とすることができる。なお、どのようにしてこのように露光するかについては後述する。 For example, when the exposure amount required for the photoresist R to dissolve by the first development is 50 mJ / cm 2 , the first exposure amount is 70 mJ / cm 2 and the second exposure amount is 35 mJ / cm 2 . be able to. Note that how to perform exposure in this way will be described later.

図４（ｃ）に、露光されたフォトレジストＲの状態を示す。第１の露光量で露光された部分を第１のレジスト領域Ｒ１、第２の露光量で露光された部分を第２のレジスト領域とし、露光されていない部分を第３のレジスト領域Ｒ３とする。   FIG. 4C shows the state of the exposed photoresist R. A portion exposed with the first exposure amount is defined as a first resist region R1, a portion exposed with the second exposure amount as a second resist region, and a portion not exposed is defined as a third resist region R3. .

次に、図５（ａ）に示すように、フォトレジストＲを現像（１回目現像）する（ＳＴ３）。現像は、フォトレジストＲを現像液に浸漬させることによってすることができる。この際、浸漬時間を、第１のレジスト領域Ｒ１が全て除去され、第２のレジスト領域Ｒ２が一部除去される時間とする。これにより、第１のレジスト領域Ｒ１は完全に除去され、第２のレジスト領域Ｒ２は減厚され、第３のレジスト領域Ｒ３はほぼそのまま残存する。減厚された第２のレジスト領域Ｒ２と第３のレジスト領域Ｒ３によってエッチングマスクが形成され、除去された第１のレジスト領域Ｒ１に対応する第１の遮光層領域４ａが露出する。現像液は、例えばＡＺデベロッパー（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）とすることができる。   Next, as shown in FIG. 5A, the photoresist R is developed (first development) (ST3). Development can be performed by immersing the photoresist R in a developer. At this time, the immersion time is set to a time for removing all of the first resist region R1 and partially removing the second resist region R2. As a result, the first resist region R1 is completely removed, the second resist region R2 is reduced in thickness, and the third resist region R3 remains almost as it is. An etching mask is formed by the reduced second resist region R2 and the third resist region R3, and the first light shielding layer region 4a corresponding to the removed first resist region R1 is exposed. The developer may be, for example, an AZ developer (manufactured by AZ Electronic Materials).

次に、図５（ｂ）に示すように、第１の遮光層領域４ａをエッチングする（ＳＴ４）。この際、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなる。エッチングは、遮光層４をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングであってもよく、エッチングガスのプラズマ等の暴露によるドライエッチングであってもよい。ただし、本実施形態に係るハーフトーンマスク１の製造方法では他の製造工程もウェットプロセスとすることが可能であるため、当該エッチングをウェットエッチングとすることにより、製造工程の全てをウェットプロセスとすることが可能である。   Next, as shown in FIG. 5B, the first light shielding layer region 4a is etched (ST4). At this time, the second resist region R2 and the third resist region R3 serve as an etching mask. The etching may be wet etching in which the light shielding layer 4 is immersed in an etching solution, or may be dry etching by exposure to plasma of an etching gas. However, in the method of manufacturing the halftone mask 1 according to the present embodiment, other manufacturing processes can be wet processes, so that all the manufacturing processes are wet processes. It is possible.

本実施形態に係るマスクブランクス１’は、半透光層３と遮光層４の間にエッチングストッパ層を有しないが、半透光層３と遮光層４の材料に対してエッチング選択性のあるエッチング液を用いることにより遮光層４のみを除去することが可能である。遮光層４を当該エッチング液に浸漬させることにより、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなり、図５（ｂ）に示すように第１の遮光層領域４ａが除去される。エッチング液は、例えば遮光層４がＭｏＳｉからなる場合、弗化水素酸等の弗素化合物と硫酸等の酸化剤の混合液を用いることができる。本工程により、半透光層３の、第１の遮光層領域４ａの下層に位置していた部分、即ち第１のレジスト領域Ｒ１に対応する部分である半透光層領域３ａが露出する。また、当該エッチングによりフォトレジストＲの表面に表面変質層Ｒｘが形成される場合がある。表面変質層ＲｘはフォトレジストＲが、酸性のエッチング液により化学変化を起こした領域である。   The mask blank 1 ′ according to the present embodiment does not have an etching stopper layer between the semi-transparent layer 3 and the light shielding layer 4, but has etching selectivity with respect to the materials of the semi-transparent layer 3 and the light shielding layer 4. Only the light shielding layer 4 can be removed by using an etching solution. By immersing the light shielding layer 4 in the etching solution, the second resist region R2 and the third resist region R3 serve as an etching mask, and the first light shielding layer region 4a is removed as shown in FIG. 5B. The As the etching solution, for example, when the light shielding layer 4 is made of MoSi, a mixed solution of a fluorine compound such as hydrofluoric acid and an oxidizing agent such as sulfuric acid can be used. By this step, the portion of the semi-transparent layer 3 located under the first light shielding layer region 4a, that is, the semi-transparent layer region 3a corresponding to the first resist region R1 is exposed. Further, the surface altered layer Rx may be formed on the surface of the photoresist R by the etching. The surface-affected layer Rx is a region where the photoresist R has undergone a chemical change by an acidic etchant.

次に、表面変質層Ｒｘを除去する（ＳＴ５）。表面変質層Ｒｘの除去は、フォトレジストＲをオゾン水（オゾンが溶解した水）に浸漬させることによりすることができる。この際、オゾン水の濃度を０．５ｐｐｍ（ｗｔ／ｗｔ）以上８０ｐｐｍ（ｗｔ／ｗｔ）以下とすることにより、オゾン水によりフォトレジストＲが溶解することを防止することが可能である。表面変質層Ｒｘの除去は、フォトレジストＲをアッシングガス、プラズマ等に暴露させるドライプロセスによっても可能であるが、オゾン水によるウェットプロセスとすることで、製造工程の全てをウェットプロセスとすることが可能である。本工程により図５（ｃ）に示すように、表面変質層Ｒｘが除去される。このように表面変質層Ｒｘを除去することにより、後続する２回目の現像において第２のレジスト領域Ｒ２の溶解が表面変質層Ｒｘにより阻害されることが防止される。   Next, the surface altered layer Rx is removed (ST5). The surface altered layer Rx can be removed by immersing the photoresist R in ozone water (water in which ozone is dissolved). At this time, by setting the concentration of ozone water to 0.5 ppm (wt / wt) or more and 80 ppm (wt / wt) or less, it is possible to prevent the photoresist R from being dissolved by ozone water. The surface-modified layer Rx can be removed by a dry process in which the photoresist R is exposed to ashing gas, plasma, or the like, but by using a wet process with ozone water, the entire manufacturing process may be a wet process. Is possible. By this step, as shown in FIG. 5C, the surface altered layer Rx is removed. By removing the surface-modified layer Rx in this way, the dissolution of the second resist region R2 is prevented from being inhibited by the surface-modified layer Rx in the subsequent second development.

次に、図６（ａ）に示すように、フォトレジストＲを再度現像（２回目現像）する（ＳＴ６）。現像は、フォトレジストＲを現像液に浸漬させることによってすることができる。本工程により、第２の露光量で露光され、１回目の現像（ＳＴ３）により減厚されていた第２のレジスト領域が完全に除去される。この際、表面変質層Ｒｘが除去されているため、第２のレジスト領域の溶解が表面変質層Ｒｘによって阻害されることがない。浸漬時間は、第２のレジスト領域Ｒ２が完全に除去されるのに十分な時間とすることができる。これにより、第２のレジスト領域Ｒ２は完全に除去され、第３のレジスト領域Ｒ３はほぼそのまま残存する。第３のレジスト領域Ｒ３によってエッチングマスクが形成され、除去された第２のレジスト領域に対応する第２の遮光層領域４ｂが露出する。現像液は、１回目現像と同一のものを用いてもよく、異なるものを用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 6A, the photoresist R is developed again (second development) (ST6). Development can be performed by immersing the photoresist R in a developer. By this step, the second resist region exposed by the second exposure amount and reduced in thickness by the first development (ST3) is completely removed. At this time, since the surface-modified layer Rx is removed, the dissolution of the second resist region is not inhibited by the surface-modified layer Rx. The immersion time can be a time sufficient for completely removing the second resist region R2. As a result, the second resist region R2 is completely removed, and the third resist region R3 remains almost as it is. An etching mask is formed by the third resist region R3, and the second light shielding layer region 4b corresponding to the removed second resist region is exposed. The same developer as that used in the first development may be used, or a different developer may be used.

次に、図６（ｂ）に示すように、半透光層領域３ａをエッチングする（ＳＴ７）。この際、第２の遮光層領域４ｂ及び第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなる。エッチングは、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれであってもよいが、全ての製造工程をウェットプロセスとする場合はウェットエッチングとする。第２の遮光層領域４ｂを侵食しないように、半透光層３と遮光層４の材料に対してエッチング選択性のあるエッチング液を用いることが必要である。エッチング液は、例えば半透光層３がＣｒ系材料からなる場合、硝酸セリウムアンモニウムを用いることができる。   Next, as shown in FIG. 6B, the semi-transparent layer region 3a is etched (ST7). At this time, the second light shielding layer region 4b and the third resist region R3 serve as an etching mask. Etching may be either wet etching or dry etching. However, when all the manufacturing steps are wet processes, the wet etching is used. In order not to erode the second light shielding layer region 4b, it is necessary to use an etching solution having etching selectivity with respect to the materials of the semi-transparent layer 3 and the light shielding layer 4. For example, when the semi-transparent layer 3 is made of a Cr-based material, cerium ammonium nitrate can be used as the etching solution.

次に、図６（ｃ）に示すように、第２の遮光層領域４ｂをエッチングする（ＳＴ８）。この際、第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなる。エッチングは、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれであってもよいが、全ての製造工程をウェットプロセスとする場合はウェットエッチングとする。半透光層３と遮光層４の材料に対してエッチング選択性のあるエッチング液を用いる。エッチング液は、例えば遮光層４がＭｏＳｉからなる場合、弗化水素酸等の弗素化合物と硫酸等の酸化剤の混合液を用いることができる。   Next, as shown in FIG. 6C, the second light shielding layer region 4b is etched (ST8). At this time, the third resist region R3 serves as an etching mask. Etching may be either wet etching or dry etching. However, when all the manufacturing steps are wet processes, the wet etching is used. An etching solution having etching selectivity with respect to the material of the semi-transparent layer 3 and the light shielding layer 4 is used. As the etching solution, for example, when the light shielding layer 4 is made of MoSi, a mixed solution of a fluorine compound such as hydrofluoric acid and an oxidizing agent such as sulfuric acid can be used.

次に、フォトレジストＲを剥離させる（ＳＴ９）。フォトレジストＲの剥離は、レジスト剥離液（ＡＺリムーバー：ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を用いてすることができる。これにより、図１に示すハーフトーンマスク１が製造される。   Next, the photoresist R is peeled off (ST9). The photoresist R can be stripped using a resist stripper (AZ remover: manufactured by AZ Electronic Materials). Thereby, the halftone mask 1 shown in FIG. 1 is manufactured.

フォトレジストＲを露光する工程（ＳＴ２）の詳細について説明する。上述のように、第１のレジスト領域Ｒ１は第１の露光量で露光し、第２のレジスト領域Ｒ２は、第１の露光量より小さい第２の露光量で露光することにより形成される。即ち、ハーフトーンマスク１において透光部１Ａとしたい領域を第１の露光量で露光し、半透光部１Ｂとしたい領域を第２の露光量で露光し、遮光部１Ｃとしたい領域を露光しないようにする必要がある。別途用意したバイナリマスク又はハーフトーンマスクを用いてこのように露光することも可能であるが、当該マスクをさらに作成する必要があり、また、当該マスクのずれ、転写不良によりパターンの精度が低下するおそれがある。   Details of the step of exposing the photoresist R (ST2) will be described. As described above, the first resist region R1 is formed by exposing with the first exposure amount, and the second resist region R2 is formed by exposing with the second exposure amount smaller than the first exposure amount. That is, in the halftone mask 1, an area desired to be the translucent portion 1A is exposed with the first exposure amount, an area desired to be the semi-transparent portion 1B is exposed with the second exposure amount, and an area desired to be the light shielding portion 1C is exposed. It is necessary not to do. Although it is possible to perform exposure using a binary mask or a halftone mask prepared separately, it is necessary to further create the mask, and the accuracy of the pattern is reduced due to the displacement of the mask and transfer defects. There is a fear.

そこで、ビーム走査によりフォトレジストＲを露光する方法を以下に説明する。図７はビーム走査の様子を示す模式図であり、フォトレジストＲが塗布されたマスクブランクス１’を、フォトレジストＲ側からみた平面図である。   A method for exposing the photoresist R by beam scanning will be described below. FIG. 7 is a schematic view showing the state of beam scanning, and is a plan view of the mask blanks 1 ′ coated with the photoresist R as seen from the photoresist R side.

図７（ａ）に示すように、フォトレジストＲ上に、所定の強度を有するビーム（レーザー、高圧水銀灯の収束光等）を走査する。走査された領域を第１の走査領域Ｌ１として示す。次に、図７（ｂ）に示すように、フォトレジストＲ上に、第１の走査領域Ｌ１と部分的に重複するようにビームを再び走査する。走査された領域を第２の走査領域Ｌ２として示す。ビームをこのように走査することにより、第１の走査領域Ｌ１と第２の走査領域Ｌ２が重複する領域はビームが２度照射された領域となり、第１の走査領域Ｌ１と第２の走査領域Ｌ２が重複しない領域はビームが１度照射された領域となる。このため、同一の照射強度及び同一の走査速度で走査した場合であっても、ビームが２度照射された領域は、１度照射された領域の露光量の２倍の露光量で露光される。このため、ビームが２度照射された領域を第１のレジスト領域とし、１度照射された領域を第２のレジスト領域とすることが可能である。また、ビームが照射されなかった領域が第３のレジスト領域となる。   As shown in FIG. 7A, a beam having a predetermined intensity (laser, convergent light of a high-pressure mercury lamp, etc.) is scanned on the photoresist R. The scanned area is shown as a first scanning area L1. Next, as shown in FIG. 7B, the beam is scanned again on the photoresist R so as to partially overlap the first scanning region L1. The scanned area is shown as a second scanning area L2. By scanning the beam in this way, the region where the first scanning region L1 and the second scanning region L2 overlap is the region irradiated with the beam twice, and the first scanning region L1 and the second scanning region A region where L2 does not overlap is a region irradiated with the beam once. For this reason, even when scanning is performed with the same irradiation intensity and the same scanning speed, the region irradiated with the beam twice is exposed with an exposure amount twice the exposure amount of the region irradiated once. . Therefore, the region irradiated twice with the beam can be used as the first resist region, and the region irradiated once with the beam can be used as the second resist region. Further, the region not irradiated with the beam becomes the third resist region.

また、このようにビームを走査する以外にも、第２のレジスト領域としたい領域上をビーム走査し、第１のレジスト領域としたい領域においてビームの走査速度を遅くする、あるいは照射強度を大きくすることによっても第１のレジスト領域と第２のレジスト領域を形成することが可能である。以上のように、ビームを走査することで、第１、第２及び第３のレジスト領域を高精度で形成することが可能である。   In addition to scanning the beam in this way, the region desired to be the second resist region is beam-scanned, and the beam scanning speed is decreased or the irradiation intensity is increased in the region desired to be the first resist region. In this way, the first resist region and the second resist region can be formed. As described above, the first, second, and third resist regions can be formed with high accuracy by scanning the beam.

以上のようにして、ハーフトーンマスク１が製造される。   The halftone mask 1 is manufactured as described above.

本実施形態に係るハーフトーンマスク１の製造方法によれば、フォトレジストＲを２回現像（ＳＴ３及びＳＴ６）することで、単一のフォトレジストＲを第１の遮光層領域４ａ及び第２の遮光層領域４ｂのエッチングマスクとして使用することができる。これにより、単一のフォトレジストＲにより透光部１Ａ、半透光部１Ｂ及び遮光部１Ｃを有するハーフトーンマスク１を製造することが可能である。即ち、積層された各層（半透光層３及び透光層４）をパターニングする毎にフォトレジストを塗布し、露光する工程が不要でありながら、アッシング処理を行うことなくハーフトーンマスクを製造することが可能である。   According to the method of manufacturing the halftone mask 1 according to the present embodiment, the photoresist R is developed twice (ST3 and ST6), so that the single photoresist R is converted into the first light shielding layer region 4a and the second light shielding layer region 4a. It can be used as an etching mask for the light shielding layer region 4b. Thereby, it is possible to manufacture the halftone mask 1 having the translucent part 1A, the semi-translucent part 1B, and the light-shielding part 1C with a single photoresist R. That is, a photoresist is applied every time the laminated layers (semi-transparent layer 3 and translucent layer 4) are patterned, and a halftone mask is manufactured without performing an ashing process while an exposure step is unnecessary. It is possible.

また、現像（ＳＴ３及びＳＴ６）、エッチング（ＳＴ４、ＳＴ７及びＳＴ８）、表面変質層除去（ＳＴ５）及びレジスト剥離（ＳＴ９）の各工程をウェットプロセスで行うことが可能である。即ち、全製造工程においてドライプロセスを使用する必要がなく、真空チャンバ等のドライプロセスに要求される設備が必要ない。   Further, development (ST3 and ST6), etching (ST4, ST7 and ST8), surface alteration layer removal (ST5) and resist stripping (ST9) can be performed by a wet process. That is, it is not necessary to use a dry process in all the manufacturing steps, and equipment required for the dry process such as a vacuum chamber is not necessary.

さらに、２回目の現像（ＳＴ６）の前に行われる第１の遮光層領域４ａのエッチング（ＳＴ４）において、フォトレジストＲに表面変質層Ｒｘが形成される場合であっても、２回目の現像（ＳＴ６）の前に表面変質層Ｒｘが除去される。これにより、表面変質層Ｒｘが第２のレジスト領域Ｒ２の溶解を阻害することによる第２のレジスト領域Ｒ２の残留を防止し、第２のレジスト領域Ｒ２の残留が原因となるパターニング精度の低下を防止することが可能である。   Further, in the etching (ST4) of the first light shielding layer region 4a performed before the second development (ST6), the second development is performed even when the surface-modified layer Rx is formed on the photoresist R. The surface altered layer Rx is removed before (ST6). As a result, the surface-affected layer Rx prevents the second resist region R2 from remaining due to the dissolution of the second resist region R2, and the patterning accuracy is reduced due to the remaining second resist region R2. It is possible to prevent.

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法について説明する。
第１の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法と重複する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法は、第１の実施形態と同様にマスクブランクス１’をパターニングしてハーフトーンマスク１を製造するものである。本実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法は第１の実施形態に係る製造方法に対し、半透光層領域３ａをエッチングする工程が２回目の現像工程の後である点で異なる。 (Second Embodiment)
A method for manufacturing a halftone mask according to the second embodiment of the present invention will be described.
The same components as those in the method of manufacturing the halftone mask according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The halftone mask manufacturing method according to the present embodiment is a method of manufacturing the halftone mask 1 by patterning the mask blanks 1 ′ as in the first embodiment. The halftone mask manufacturing method according to this embodiment is different from the manufacturing method according to the first embodiment in that the step of etching the semi-transparent layer region 3a is after the second development step.

図８は、本実施形態に係るハーフトーンマスク１の製造プロセスを示すフローチャートである。図９は、本実施形態に係るハーフトーンマスク１の製造プロセスを示す模式図である。   FIG. 8 is a flowchart showing a manufacturing process of the halftone mask 1 according to this embodiment. FIG. 9 is a schematic diagram showing a manufacturing process of the halftone mask 1 according to the present embodiment.

本実施形態に係るハーフトーンマスク１の製造方法では、第１の実施形態に係るハーフトーンマスク１の製造方法と同様に、マスクブランクス１’にフォトレジストＲを塗布する（ＳＴ２０１）。次に、フォトレジストＲが第１のレジスト領域Ｒ１、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３に区分されるように露光する（ＳＴ２０２）。続いて、フォトレジストＲを現像（１回目現像）し（ＳＴ２０３）、第１の遮光層領域４ａをエッチングする（ＳＴ２０４）。これにより、図９（ａ）に示すように、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３によってマスクされた半透光層領域３ａが露出する。   In the method for manufacturing the halftone mask 1 according to the present embodiment, the photoresist R is applied to the mask blanks 1 ′, similarly to the method for manufacturing the halftone mask 1 according to the first embodiment (ST 201). Next, exposure is performed so that the photoresist R is divided into a first resist region R1, a second resist region R2, and a third resist region R3 (ST202). Subsequently, the photoresist R is developed (first development) (ST203), and the first light shielding layer region 4a is etched (ST204). As a result, as shown in FIG. 9A, the translucent layer region 3a masked by the second resist region R2 and the third resist region R3 is exposed.

次に、第１の実施形態と異なり、図９（ｂ）に示すように、半透光層領域３ａをエッチングする（ＳＴ２０５）。ここで、フォトレジストＲに表面変質層Ｒｘが存在していても、エッチングマスクとしては支障がない。   Next, unlike the first embodiment, as shown in FIG. 9B, the semi-transparent layer region 3a is etched (ST205). Here, even if the surface-modified layer Rx exists in the photoresist R, there is no problem as an etching mask.

次に、図９（ｃ）に示すように、表面変質層Ｒｘを除去する（ＳＴ２０６）。表面変質層Ｒｘの除去は、フォトレジストＲをオゾン水に暴露させることによってすることができる。続いて、図９（ｄ）に示すように、フォトレジストＲを再度現像（２回目現像）する（ＳＴ２０７）。以降の工程は、第１の実施形態に係る製造方法と同一である。即ち、第２の遮光層領域４ｂをエッチングし（ＳＴ２０８）、フォトレジストＲを剥離させる（ＳＴ２０９）。   Next, as shown in FIG. 9C, the surface altered layer Rx is removed (ST206). The surface altered layer Rx can be removed by exposing the photoresist R to ozone water. Subsequently, as shown in FIG. 9D, the photoresist R is developed again (second development) (ST207). The subsequent steps are the same as those in the manufacturing method according to the first embodiment. That is, the second light shielding layer region 4b is etched (ST208), and the photoresist R is peeled off (ST209).

以上のようにして、図１に示すハーフトーンマスク１が製造される。   As described above, the halftone mask 1 shown in FIG. 1 is manufactured.

本実施形態に係るハーフトーンマスク１の製造方法によれば、フォトレジストＲを２回現像（ＳＴ２０３及びＳＴ２０７）することで、単一のフォトレジストＲを第１の遮光層領域４ａ及び第２の遮光層領域４ｂのエッチングマスクとして使用することができる。これにより、単一のフォトレジストＲにより透光部１Ａ、半透光部１Ｂ及び遮光部１Ｃを有するハーフトーンマスク１を製造することが可能である。即ち、積層された各層（半透光層３及び透光層４）をパターニングする毎にフォトレジストを塗布し、露光する工程が不要でありながら、アッシング処理を行うことなくハーフトーンマスクを製造することが可能である。   According to the method of manufacturing the halftone mask 1 according to the present embodiment, the photoresist R is developed twice (ST203 and ST207), so that the single photoresist R is converted into the first light shielding layer region 4a and the second light shielding layer region 4a. It can be used as an etching mask for the light shielding layer region 4b. Thereby, it is possible to manufacture the halftone mask 1 having the translucent part 1A, the semi-translucent part 1B, and the light-shielding part 1C with a single photoresist R. That is, a photoresist is applied every time the laminated layers (semi-transparent layer 3 and translucent layer 4) are patterned, and a halftone mask is manufactured without performing an ashing process while an exposure step is unnecessary. It is possible.

また、現像（ＳＴ２０３及びＳＴ２０７）、エッチング（ＳＴ２０４、ＳＴ２０５及びＳＴ２０８）、表面変質層除去（ＳＴ２０６）及びレジスト剥離（ＳＴ２０９）の各工程をウェットプロセスで行うことが可能である。即ち、全製造工程においてドライプロセスを使用する必要がなく、真空チャンバ等のドライプロセスに要求される設備が必要ない。   Further, development (ST203 and ST207), etching (ST204, ST205, and ST208), surface alteration layer removal (ST206), and resist stripping (ST209) can be performed by a wet process. That is, it is not necessary to use a dry process in all the manufacturing steps, and equipment required for the dry process such as a vacuum chamber is not necessary.

さらに、２回目の現像（ＳＴ２０７）の前に行われる第１の遮光層領域４ａのエッチング（ＳＴ２０４）及び半透光層領域３ａのエッチング（２０５）において、フォトレジストＲに表面変質層Ｒｘが形成される場合であっても、２回目の現像（ＳＴ２０７）の前に表面変質層Ｒｘが除去される。これにより、表面変質層Ｒｘが第２のレジスト領域Ｒ２の溶解を阻害することによる第２のレジスト領域Ｒ２の残留を防止し、第２のレジスト領域Ｒ２の残留が原因となるパターニング精度の低下を防止することが可能である。   Further, in the etching (ST204) of the first light shielding layer region 4a and the etching (205) of the semi-translucent layer region 3a performed before the second development (ST207), the surface-modified layer Rx is formed on the photoresist R. Even in such a case, the surface deteriorated layer Rx is removed before the second development (ST207). As a result, the surface-affected layer Rx prevents the second resist region R2 from remaining due to the dissolution of the second resist region R2, and the patterning accuracy is reduced due to the remaining second resist region R2. It is possible to prevent.

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法について説明する。
本実施形態に係る製造方法により製造されるハーフトーンマスク１１は、エッチングストッパ層（以下ＥＳ層）１５を有する点で、第１の実施形態に係る製造方法により製造されるハーフトーンマスク１と異なる。 (Third embodiment)
A method for manufacturing a halftone mask according to the third embodiment of the present invention will be described.
The halftone mask 11 manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment is different from the halftone mask 1 manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment in that it has an etching stopper layer (hereinafter referred to as ES layer) 15. .

図１０は、本実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法により製造されるハーフトーンマスク１１を示す模式図である。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a halftone mask 11 manufactured by the method of manufacturing a halftone mask according to this embodiment.

図１０に示すように、ハーフトーンマスク１１は、透光部１１Ａ、半透光部１１Ｂ及び遮光部１１Ｃを有する。これらの大きさ、配置は所望の露光パターンにより異なる。ハーフトーンマスク１１は、透光層１２、半透光層１３、ＥＳ層１５、遮光層１４が積層されて形成されている。透光部１１Ａには透光層１２が存在し、半透光部１１Ｂには透光層１２上に半透光層１３が積層され、遮光部１１Ｃには透光層１２上に半透光層１３、ＥＳ層１５及び遮光層１４が積層されている。   As shown in FIG. 10, the halftone mask 11 includes a translucent part 11A, a semi-transparent part 11B, and a light shielding part 11C. These sizes and arrangements differ depending on the desired exposure pattern. The halftone mask 11 is formed by laminating a light transmissive layer 12, a semi light transmissive layer 13, an ES layer 15, and a light shielding layer 14. The translucent part 11A has a translucent layer 12, the semi-transparent part 11B has a semi-transparent layer 13 laminated on the translucent layer 12, and the light-shielding part 11C has a semi-translucent layer on the translucent layer 12. The layer 13, the ES layer 15, and the light shielding layer 14 are laminated.

ハーフトーンマスク１に照射された光のうち、透光部１１Ａに到達した光は透光層１２（光透過率１００％）を減衰することなく透過する。半透光部１１Ｂに到達した光は、透光層１２及び半透光層１３（光透過率５０％）を透過して減衰される。遮光部１１Ｃに到達した光は、遮光層（光透過率０％）により遮断される。なお、各層の光透過率は例示である。また、遮光部１１Ｃに到達した光を遮光層１４のみによって遮蔽してもよく、遮光層１４とＥＳ層１５によって、又は遮光層１４、ＥＳ層１５及び半透光層１３によって遮蔽してもよい。   Of the light irradiated to the halftone mask 1, the light reaching the light transmitting portion 11A is transmitted through the light transmitting layer 12 (light transmittance 100%) without being attenuated. The light that has reached the semi-transparent portion 11B passes through the translucent layer 12 and the semi-transparent layer 13 (light transmittance 50%) and is attenuated. The light reaching the light shielding part 11C is blocked by the light shielding layer (light transmittance 0%). The light transmittance of each layer is an example. Further, the light reaching the light shielding part 11C may be shielded only by the light shielding layer 14, or may be shielded by the light shielding layer 14 and the ES layer 15, or by the light shielding layer 14, the ES layer 15 and the semi-transparent layer 13. .

図１１は、ハーフトーンマスク１１の原版となるマスクブランクス１１’を示す模式図である。
マスクブランクス１１’に対して、本実施形態に示す製造方法を適用することにより図１０に示すハーフトーンマスク１１が製造される。 FIG. 11 is a schematic view showing a mask blank 11 ′ that is an original plate of the halftone mask 11.
The halftone mask 11 shown in FIG. 10 is manufactured by applying the manufacturing method shown in this embodiment to the mask blanks 11 ′.

マスクブランクス１１’は、光層１２、半透光層１３、ＥＳ層１５及び遮光層１４がこの順に積層された構造を有する。透光層１２は光透過率の高い材料からなる基板とすることができる。このような材料としてはガラス、石英等が挙げられる。半透光層１３は所望の光透過率とすることが可能な材料からなる薄膜とすることができる。このような材料としては、例えば、ＭｏＳｉ，Ｃｒ系材料（ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＮＣ、ＣｒＯＮＣ等）が挙げられる。ＥＳ層１５は、半透光層１３及び遮光層１４とエッチング選択性が異なる材料からなる薄膜とすることができる。このような材料としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｈｆのいずれか一つ又は複数が含有された物質が上げられる。遮光層１４は光を遮蔽することが可能な材料からなる薄膜とすることができる。このような材料としては、例えばＣｒ系材料が挙げられる。なお、本実施形態に係るマスクブランクス１１’はＥＳ層１５を有するため、半透光層１３と遮光層１４はエッチング選択性のない材料の組み合わせとすることができる。例えば半透光層１３及び遮光層１４はＣｒ系材料からなるものとすることができる。   The mask blank 11 'has a structure in which the optical layer 12, the semi-transparent layer 13, the ES layer 15, and the light shielding layer 14 are laminated in this order. The light transmissive layer 12 can be a substrate made of a material having a high light transmittance. Examples of such a material include glass and quartz. The semi-transmissive layer 13 can be a thin film made of a material capable of achieving a desired light transmittance. Examples of such materials include MoSi and Cr-based materials (CrO, CrN, CrC, CrON, CrOC, CrNC, CrONC, etc.). The ES layer 15 can be a thin film made of a material having different etching selectivity from the semi-transparent layer 13 and the light shielding layer 14. Examples of such a material include substances containing any one or more of Ni, Co, Fe, Al, Ti, Nb, Ta, Mo, W, Zr, and Hf. The light shielding layer 14 can be a thin film made of a material capable of shielding light. An example of such a material is a Cr-based material. Since the mask blank 11 ′ according to the present embodiment includes the ES layer 15, the semi-transparent layer 13 and the light shielding layer 14 can be a combination of materials having no etching selectivity. For example, the semi-transparent layer 13 and the light shielding layer 14 can be made of a Cr-based material.

マスクブランクス１１’は、例えば、透光層１２上に半透光層１３となる材料を成膜し、半透光層１３上にＥＳ層１５となる材料を成膜し、ＥＳ層１５上に遮光層１４となる材料を成膜することによって形成することができる。これらの材料の成膜には、電子ビーム蒸着法、イオンアシストスパッタ法等の種々の成膜方法を用いることができる。Ｃｒ系材料からなる半透光層１３及び遮光層１４は、例えば、Ｃｒをスパッタリングターゲットとして、Ｏ２、ＣＯ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、Ｎ２、ＣＨ４等を反応性ガスとして反応性スパッタにより形成することが可能である。なお、磁場印加型のスパッタ法により大面積に均一に成膜することが可能である。 For example, the mask blank 11 ′ is formed by forming a material to be the semi-transparent layer 13 on the light-transmitting layer 12, forming a material to be the ES layer 15 on the semi-transparent layer 13, and forming the material on the ES layer 15. The light shielding layer 14 can be formed by depositing a material. For film formation of these materials, various film formation methods such as an electron beam vapor deposition method and an ion assist sputtering method can be used. The translucent layer 13 and the light shielding layer 14 made of a Cr-based material are, for example, reactive sputtered using Cr as a sputtering target and O 2 , CO 2 , NO, N 2 O, N 2 , CH 4 or the like as a reactive gas. Can be formed. Note that it is possible to form a uniform film over a large area by a magnetic field application type sputtering method.

図１２は、ハーフトーンマスク１１の製造プロセスを示すフローチャートである。図１３及び図１５は、ハーフトーンマスク１の製造プロセスを示す模式図である。   FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing process of the halftone mask 11. 13 and 15 are schematic views showing a manufacturing process of the halftone mask 1.

第１の実施形態にかかる製造方法と同様に、マスクブランクス１１’上にフォトレジストＲを塗布し（ＳＴ３０１）、当該フォトレジストＲを露光する（ＳＴ３０２）。この際、ハーフトーンマスク１１の透光部１１Ａに対応するフォトレジストＲの部分が第１の露光量、半透光部１１Ｂに対応する部分が第２の露光量となるように露光し、遮光部１１Ｃに対応する部分には露光しない（わずかな露光量であれば許容される）。   Similar to the manufacturing method according to the first embodiment, a photoresist R is applied onto the mask blank 11 '(ST301), and the photoresist R is exposed (ST302). At this time, the portion of the photoresist R corresponding to the translucent portion 11A of the halftone mask 11 is exposed to the first exposure amount, and the portion corresponding to the semi-transparent portion 11B is exposed to the second exposure amount to block the light. The portion corresponding to the portion 11C is not exposed (a slight exposure amount is acceptable).

次にフォトレジストＲを現像（１回目現像）する（ＳＴ３０３）。ここまでの工程により図１３（ａ）に示す状態のマスクブランクス１１’が得られる。本工程により、第１のレジスト領域Ｒ１は完全に除去され、第２のレジスト領域Ｒ２は減厚され、第３のレジスト領域Ｒ３はほぼそのまま残存する。減厚された第２のレジスト領域Ｒ２と第３のレジスト領域Ｒ３によってエッチングマスクが形成され、除去された第１のレジスト領域Ｒ１に対応する第１の遮光層領域１４ａが露出する。   Next, the photoresist R is developed (first development) (ST303). The mask blanks 11 'shown in FIG. 13A is obtained through the steps up to here. By this step, the first resist region R1 is completely removed, the second resist region R2 is reduced in thickness, and the third resist region R3 remains almost as it is. An etching mask is formed by the thinned second resist region R2 and the third resist region R3, and the first light shielding layer region 14a corresponding to the removed first resist region R1 is exposed.

次に、図１３（ｂ）に示すように、第１の遮光層領域１４ａをエッチングする（ＳＴ３０４）。この際、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなる。エッチングは、遮光層１４をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングであってもよく、ドライエッチングであってもよい。ただし、当該エッチングをウェットエッチングとすることにより、製造工程の全てをウェットプロセスとすることが可能である。   Next, as shown in FIG. 13B, the first light shielding layer region 14a is etched (ST304). At this time, the second resist region R2 and the third resist region R3 serve as an etching mask. The etching may be wet etching in which the light shielding layer 14 is immersed in an etching solution, or may be dry etching. However, if the etching is wet etching, the entire manufacturing process can be a wet process.

本実施形態に係るマスクブランクス１１’は、半透光層１３と遮光層１４の間にＥＳ層１５を有する。このため、半透光層３と遮光層４の材料に対してエッチング選択性のないエッチング液を用いる場合であっても、遮光層４のみを除去することが可能である。遮光層１４を当該エッチング液に浸漬させることにより、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなり、図１３（ｂ）に示すように第１の遮光層領域１４ａが除去される。エッチング液は、例えば遮光層１４がＣｒ系材料からなる場合、硝酸セリウムアンモニウムを用いることができる。本工程により、ＥＳ層１５の、第１の遮光層領域１４ａの下層に位置していた部分、即ち第１のレジスト領域Ｒ１に対応する部分である第１のＥＳ層領域１５ａが露出する。また、当該エッチングによりフォトレジストＲの表面に表面変質層Ｒｘが形成される場合がある。   The mask blank 11 ′ according to this embodiment includes an ES layer 15 between the semi-transparent layer 13 and the light shielding layer 14. For this reason, even when an etching solution having no etching selectivity with respect to the material of the semi-transparent layer 3 and the light shielding layer 4 is used, only the light shielding layer 4 can be removed. By immersing the light shielding layer 14 in the etching solution, the second resist region R2 and the third resist region R3 serve as an etching mask, and the first light shielding layer region 14a is removed as shown in FIG. 13B. The For example, when the light shielding layer 14 is made of a Cr-based material, cerium ammonium nitrate can be used as the etching solution. By this step, the portion of the ES layer 15 located under the first light shielding layer region 14a, that is, the portion corresponding to the first resist region R1, the first ES layer region 15a is exposed. Further, the surface altered layer Rx may be formed on the surface of the photoresist R by the etching.

次に、図１３（ｃ）に示すように、第１のＥＳ層領域１５ａをエッチングする。この際、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなる。エッチングは、ＥＳ層１５をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングであってもよく、ドライエッチングであってもよい。ただし、当該エッチングをウェットエッチングとすることにより、製造工程の全てをウェットプロセスとすることが可能である。エッチング液は、ＥＳ層１５を溶解させることが可能な物質、例えば硝酸とすることができる。本工程により、半透光層１３の、第１のＥＳ層領域１５ａの下層に位置していた部分、即ち第１のレジスト領域Ｒ１に対応する部分である半透光層領域１３ａが露出する。   Next, as shown in FIG. 13C, the first ES layer region 15a is etched. At this time, the second resist region R2 and the third resist region R3 serve as an etching mask. The etching may be wet etching in which the ES layer 15 is immersed in an etching solution, or may be dry etching. However, if the etching is wet etching, the entire manufacturing process can be a wet process. The etchant may be a substance that can dissolve the ES layer 15, such as nitric acid. By this step, the portion of the semi-transparent layer 13 located under the first ES layer region 15a, that is, the semi-transparent layer region 13a corresponding to the first resist region R1 is exposed.

次に、表面変質層Ｒｘを除去する（ＳＴ３０６）。表面変質層Ｒｘの除去は、第１の実施形態に係る製造方法と同様に、フォトレジストＲをオゾン水に浸漬させることによりすることができる。この際、オゾン水の濃度を０．５ｐｐｍ（ｗｔ／ｗｔ）以上８０ｐｐｍ（ｗｔ／ｗｔ）以下とすることにより、オゾン水によりフォトレジストＲが溶解することを防止することが可能である。本工程により図１３（ｄ）に示すように、表面変質層Ｒｘが除去される。このように表面変質層Ｒｘを除去することにより、後続する２回目の現像において第２のレジスト領域Ｒ２の溶解が表面変質層Ｒｘにより阻害されることが防止される。   Next, the surface altered layer Rx is removed (ST306). The removal of the surface altered layer Rx can be performed by immersing the photoresist R in ozone water, as in the manufacturing method according to the first embodiment. At this time, by setting the concentration of ozone water to 0.5 ppm (wt / wt) or more and 80 ppm (wt / wt) or less, it is possible to prevent the photoresist R from being dissolved by ozone water. By this step, as shown in FIG. 13D, the surface altered layer Rx is removed. By removing the surface-modified layer Rx in this way, the dissolution of the second resist region R2 is prevented from being inhibited by the surface-modified layer Rx in the subsequent second development.

次に、図１４（ａ）に示すように、フォトレジストＲを再度現像（２回目現像）する（ＳＴ３０７）。現像は、フォトレジストＲを現像液に浸漬させることによってすることができる。本工程により、第２の露光量で露光され、１回目の現像（ＳＴ３０３）により減厚されていた第２のレジスト領域が完全に除去される。この際、表面変質層Ｒｘが除去されているため、第２のレジスト領域の溶解が表面変質層Ｒｘによって阻害されることがない。浸漬時間は、第２のレジスト領域Ｒ２が完全に除去されるのに十分な時間とすることができる。これにより、第２のレジスト領域Ｒ２は完全に除去され、第３のレジスト領域Ｒ３はほぼそのまま残存する。第３のレジスト領域Ｒ３によってエッチングマスクが形成され、除去された第２のレジスト領域に対応する第２の遮光層領域１４ｂが露出する。現像液は、１回目現像と同一のものを用いてもよく、異なるものを用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 14A, the photoresist R is developed again (second development) (ST307). Development can be performed by immersing the photoresist R in a developer. By this step, the second resist region exposed by the second exposure amount and reduced in thickness by the first development (ST303) is completely removed. At this time, since the surface-modified layer Rx is removed, the dissolution of the second resist region is not inhibited by the surface-modified layer Rx. The immersion time can be a time sufficient for completely removing the second resist region R2. As a result, the second resist region R2 is completely removed, and the third resist region R3 remains almost as it is. An etching mask is formed by the third resist region R3, and the second light shielding layer region 14b corresponding to the removed second resist region is exposed. The same developer as that used in the first development may be used, or a different developer may be used.

次に、図１４（ｂ）に示すように、半透光層領域１３ａと第２の遮光層領域１４ｂをエッチングする（ＳＴ３０８）。半透光層１３と遮光層１４にはエッチング選択性がなく、本工程により半透光層領域１３ａと第２の遮光層領域１４ｂが同時に除去される。この際、第２の遮光層領域１４ｂに対しては第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなる。また、半透光層領域１３ａに対しては第２の遮光層領域１４ｂが除去されることで露出する第２のＥＳ層領域１５ｂがエッチングマスクとなる。エッチングは、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれであってもよいが、全ての製造工程をウェットプロセスとする場合はウェットエッチングとする。エッチング液は、例えば半透光層１３及び遮光層１４がＣｒ系材からなる場合、硝酸セリウムアンモニウムを用いることができる。   Next, as shown in FIG. 14B, the semi-transparent layer region 13a and the second light shielding layer region 14b are etched (ST308). The semi-transparent layer 13 and the light-shielding layer 14 have no etching selectivity, and the semi-transparent layer region 13a and the second light-shielding layer region 14b are simultaneously removed by this process. At this time, the third resist region R3 serves as an etching mask for the second light shielding layer region 14b. The second ES layer region 15b exposed by removing the second light shielding layer region 14b serves as an etching mask for the semi-transparent layer region 13a. Etching may be either wet etching or dry etching. However, when all the manufacturing steps are wet processes, the wet etching is used. For example, when the semi-transparent layer 13 and the light shielding layer 14 are made of a Cr-based material, cerium ammonium nitrate can be used as the etching solution.

次に、図１４（ｃ）に示すように、第２のＥＳ層領域１５ｂをエッチングする。この際、第３のレジスト領域Ｒ３がエッチングマスクとなる。エッチングは、ＥＳ層１５をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングであってもよく、ドライエッチングであってもよい。ただし、当該エッチングをウェットエッチングとすることにより、製造工程の全てをウェットプロセスとすることが可能である。エッチング液は、ＥＳ層１５を溶解させることが可能な物質、例えば硝酸とすることができる。   Next, as shown in FIG. 14C, the second ES layer region 15b is etched. At this time, the third resist region R3 serves as an etching mask. The etching may be wet etching in which the ES layer 15 is immersed in an etching solution, or may be dry etching. However, if the etching is wet etching, the entire manufacturing process can be a wet process. The etchant may be a substance that can dissolve the ES layer 15, such as nitric acid.

次に、フォトレジストＲを剥離させる（ＳＴ３１０）。フォトレジストＲの剥離は、レジスト剥離液（ＡＺリムーバー：ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を用いてすることができる。これにより、図１０に示すハーフトーンマスク１１が製造される。   Next, the photoresist R is peeled off (ST310). The photoresist R can be stripped using a resist stripper (AZ remover: manufactured by AZ Electronic Materials). Thereby, the halftone mask 11 shown in FIG. 10 is manufactured.

以上のようにして、ハーフトーンマスク１１が製造される。   The halftone mask 11 is manufactured as described above.

本実施形態に係るハーフトーンマスク１１の製造方法によれば、フォトレジストＲを２回現像（ＳＴ３０３及びＳＴ３０７）することで、単一のフォトレジストＲを第１の遮光層領域１４ａ及び第２の遮光層領域１４ｂのエッチングマスクとして使用することができる。これにより、単一のフォトレジストＲにより透光部１１Ａ、半透光部１１Ｂ及び遮光部１１Ｃを有するハーフトーンマスク１を製造することが可能である。即ち、積層された各層（半透光層１３、透光層１４及びＥＳ層１５）をパターニングする毎にフォトレジストを塗布し、露光する工程が不要でありながら、アッシング処理を行うことなくハーフトーンマスクを製造することが可能である。   According to the method of manufacturing the halftone mask 11 according to the present embodiment, the photoresist R is developed twice (ST303 and ST307), so that the single photoresist R is converted into the first light shielding layer region 14a and the second light shielding layer region 14a. It can be used as an etching mask for the light shielding layer region 14b. Thereby, it is possible to manufacture the halftone mask 1 having the translucent part 11A, the semi-translucent part 11B, and the light-shielding part 11C with a single photoresist R. That is, each time the laminated layers (semi-transparent layer 13, translucent layer 14, and ES layer 15) are patterned, a photoresist is applied and an exposure step is not required, but halftone is performed without performing an ashing process. It is possible to manufacture a mask.

また、現像（ＳＴ３０３及びＳＴ３０７）、エッチング（ＳＴ３０４、ＳＴ３０５、ＳＴ３０８及びＳＴ３０９）、表面変質層除去（ＳＴ３０６）及びレジスト剥離（ＳＴ３１０）の各工程をウェットプロセスで行うことが可能である。即ち、全製造工程においてドライプロセスを使用する必要がなく、真空チャンバ等のドライプロセスに要求される設備が必要ない。   Further, development (ST303 and ST307), etching (ST304, ST305, ST308, and ST309), surface alteration layer removal (ST306), and resist stripping (ST310) can be performed by a wet process. That is, it is not necessary to use a dry process in all the manufacturing steps, and equipment required for the dry process such as a vacuum chamber is not necessary.

また、２回目の現像（ＳＴ３０７）の前に行われる第１の遮光層領域１４ａのエッチング（ＳＴ３０４）あるいは第１のＥＳ層領域１５ａのエッチング（ＳＴ３０５）において、フォトレジストＲに表面変質層Ｒｘが形成される場合がある。この場合であっても、２回目の現像（ＳＴ３０７）の前に表面変質層Ｒｘが除去される。これにより、表面変質層Ｒｘが第２のレジスト領域Ｒ２の溶解を阻害することによる第２のレジスト領域Ｒ２の残留を防止し、第２のレジスト領域Ｒ２の残留が原因となるパターニング精度の低下を防止することが可能である。   Further, in the etching (ST304) of the first light shielding layer region 14a or the etching (ST305) of the first ES layer region 15a performed before the second development (ST307), the surface-modified layer Rx is formed on the photoresist R. May be formed. Even in this case, the surface-modified layer Rx is removed before the second development (ST307). As a result, the surface-affected layer Rx prevents the second resist region R2 from remaining due to the dissolution of the second resist region R2, and the patterning accuracy is reduced due to the remaining second resist region R2. It is possible to prevent.

さらに、本実施形態に係るマスクブランクス１１’はＥＳ層１５を有している。ＥＳ層１５により、遮光層１４がエッチングされる際にその下層に位置する半透光層１３が侵食されることが防止され、精度の高いパターニングが可能である。   Furthermore, the mask blank 11 ′ according to the present embodiment has an ES layer 15. The ES layer 15 prevents the semi-transparent layer 13 located under the light shielding layer 14 from being eroded when the light shielding layer 14 is etched, and enables highly accurate patterning.

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法について説明する。
第３の実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法と重複する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法は、第３の実施形態と同様にマスクブランクス１１’をパターニングしてハーフトーンマスク１１を製造するものである。本実施形態に係るハーフトーンマスクの製造方法は第３の実施形態に係る製造方法に対し、半透光層領域１３ａをエッチングする工程が２回目の現像工程より後である点で異なる。また、これに伴い、半透光層領域１３ａをエッチングする工程と第２の遮光層領域１４ｂをエッチングする工程が別工程となる。 (Fourth embodiment)
A method for manufacturing a halftone mask according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
The same components as those in the method of manufacturing the halftone mask according to the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The halftone mask manufacturing method according to the present embodiment is a method of manufacturing the halftone mask 11 by patterning the mask blanks 11 ′ as in the third embodiment. The halftone mask manufacturing method according to this embodiment is different from the manufacturing method according to the third embodiment in that the step of etching the semi-transparent layer region 13a is after the second development step. Accordingly, the step of etching the translucent layer region 13a and the step of etching the second light shielding layer region 14b are separate steps.

図１５は、本実施形態に係るハーフトーンマスク１１の製造プロセスを示すフローチャートである。図１６及び図１７は、本実施形態に係るハーフトーンマスク１１の製造プロセスを示す模式図である。   FIG. 15 is a flowchart showing a manufacturing process of the halftone mask 11 according to this embodiment. 16 and 17 are schematic views showing a manufacturing process of the halftone mask 11 according to this embodiment.

本実施形態に係るハーフトーンマスク１１の製造方法では、第３の実施形態に係るハーフトーンマスク１１の製造方法と同様に、マスクブランクス１１’にフォトレジストＲを塗布する（ＳＴ４０１）。次に、フォトレジストＲが第１のレジスト領域Ｒ１、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３に区分されるように露光する（ＳＴ４０２）。続いて、フォトレジストＲを現像（１回目現像）し（ＳＴ４０３）、第１の遮光層領域１４ａをエッチングする（ＳＴ４０４）。続いて、第１の遮光層領域１４ａがエッチングされることにより露出した第１のＥＳ層領域１５ａをエッチングする（ＳＴ４０５）。これにより、図１６（ａ）に示すように、第２のレジスト領域Ｒ２及び第３のレジスト領域Ｒ３いよってマスクされた半透光層領域１３ａが露出する。   In the method for manufacturing the halftone mask 11 according to the present embodiment, the photoresist R is applied to the mask blanks 11 ′ as in the method for manufacturing the halftone mask 11 according to the third embodiment (ST 401). Next, exposure is performed so that the photoresist R is divided into a first resist region R1, a second resist region R2, and a third resist region R3 (ST402). Subsequently, the photoresist R is developed (first development) (ST403), and the first light shielding layer region 14a is etched (ST404). Subsequently, the first ES layer region 15a exposed by etching the first light shielding layer region 14a is etched (ST405). As a result, as shown in FIG. 16A, the translucent layer region 13a masked by the second resist region R2 and the third resist region R3 is exposed.

次に、第３の実施形態と異なり、図１６（ｂ）に示すように、半透光層領域１３ａをエッチングする（ＳＴ４０６）。ここで、フォトレジストＲに表面変質層Ｒｘが存在していても、エッチングマスクとしては支障がない。   Next, unlike the third embodiment, as shown in FIG. 16B, the semi-transparent layer region 13a is etched (ST406). Here, even if the surface-modified layer Rx exists in the photoresist R, there is no problem as an etching mask.

次に、図１６（ｃ）に示すように、表面変質層Ｒｘを除去する（ＳＴ４０７）。表面変質層Ｒｘの除去は、フォトレジストＲをオゾン水に暴露させることによってすることができる。続いて、図１７（ａ）に示すように、フォトレジストＲを再度現像（２回目現像）する（ＳＴ４０８）。２回目の現像によって第２のレジスト領域Ｒ２が完全に除去され、残存する第３のレジスト領域Ｒ３によってマスクされた第２の遮光層領域１４ｂが露出する。   Next, as shown in FIG. 16C, the surface altered layer Rx is removed (ST407). The surface altered layer Rx can be removed by exposing the photoresist R to ozone water. Subsequently, as shown in FIG. 17A, the photoresist R is developed again (second development) (ST408). By the second development, the second resist region R2 is completely removed, and the second light shielding layer region 14b masked by the remaining third resist region R3 is exposed.

図１７（ｂ）に示すように、第２の遮光層領域１４ｂをエッチングし（ＳＴ４０９）、第３のレジスト領域Ｒ３によってマスクされた第２のＥＳ層領域１５ｂが露出する。以降の工程は、第３の実施形態に係る製造方法と同一である。即ち、第２のＥＳ層領域１５ｂをエッチングし（ＳＴ４１０）、フォトレジストＲを剥離させる（ＳＴ４１１）。   As shown in FIG. 17B, the second light shielding layer region 14b is etched (ST409), and the second ES layer region 15b masked by the third resist region R3 is exposed. The subsequent steps are the same as those in the manufacturing method according to the third embodiment. That is, the second ES layer region 15b is etched (ST410), and the photoresist R is peeled off (ST411).

以上のようにして、図１０に示すハーフトーンマスク１１が製造される。   As described above, the halftone mask 11 shown in FIG. 10 is manufactured.

本実施形態に係るハーフトーンマスク１１の製造方法によれば、フォトレジストＲを２回現像（ＳＴ４０３及びＳＴ４０８）することで、単一のフォトレジストＲを第１の遮光層領域１４ａ及び第２の遮光層領域１４ｂのエッチングマスクとして使用することができる。これにより、単一のフォトレジストＲにより透光部１１Ａ、半透光部１１Ｂ及び遮光部１１Ｃを有するハーフトーンマスク１を製造することが可能である。即ち、積層された各層（半透光層１３、ＥＳ層１５及び透光層１４）をパターニングする毎にフォトレジストを塗布し、露光する工程が不要でありながら、アッシング処理を行うことなくハーフトーンマスクを製造することが可能である。   According to the method of manufacturing the halftone mask 11 according to the present embodiment, the photoresist R is developed twice (ST403 and ST408), so that the single photoresist R is converted into the first light shielding layer region 14a and the second light shielding layer region 14a. It can be used as an etching mask for the light shielding layer region 14b. Thereby, it is possible to manufacture the halftone mask 1 having the translucent part 11A, the semi-translucent part 11B, and the light-shielding part 11C with a single photoresist R. That is, each time the laminated layers (semi-transparent layer 13, ES layer 15, and translucent layer 14) are patterned, a photoresist is applied and an exposure step is not required, but halftone is performed without performing an ashing process. It is possible to manufacture a mask.

また、現像（ＳＴ４０３及びＳＴ４０８）、エッチング（ＳＴ４０４、ＳＴ４０５、ＳＴ４０６、ＳＴ４０９及びＳＴ４１０）、表面変質層除去（ＳＴ４０７）及びレジスト剥離（ＳＴ４１１）の各工程をウェットプロセスで行うことが可能である。即ち、全製造工程においてドライプロセスを使用する必要がなく、真空チャンバ等のドライプロセスに要求される設備が必要ない。   Further, development (ST403 and ST408), etching (ST404, ST405, ST406, ST409 and ST410), surface alteration layer removal (ST407), and resist stripping (ST411) can be performed by a wet process. That is, it is not necessary to use a dry process in all the manufacturing steps, and equipment required for the dry process such as a vacuum chamber is not necessary.

また、２回目の現像（ＳＴ４０８）の前に行われる第１の遮光層領域１４ａのエッチング（ＳＴ４０４）及び半透光層領域１３ａのエッチング（ＳＴ４０６）において、フォトレジストＲに表面変質層Ｒｘが形成される場合であっても、２回目の現像（ＳＴ４０８）の前に表面変質層Ｒｘが除去される。これにより、表面変質層Ｒｘが第２のレジスト領域Ｒ２の溶解を阻害することによる第２のレジスト領域Ｒ２の残留を防止し、第２のレジスト領域Ｒ２の残留が原因となるパターニング精度の低下を防止することが可能である。   Further, in the etching (ST404) of the first light shielding layer region 14a and the etching (ST406) of the semi-transparent layer region 13a (ST406) performed before the second development (ST408), the surface-modified layer Rx is formed on the photoresist R. Even in such a case, the surface-modified layer Rx is removed before the second development (ST408). As a result, the surface-affected layer Rx prevents the second resist region R2 from remaining due to the dissolution of the second resist region R2, and the patterning accuracy is reduced due to the remaining second resist region R2. It is possible to prevent.

さらに、本実施形態に係るマスクブランクス１１’はＥＳ層１５を有している。ＥＳ層１５により、遮光層１４がエッチングされる際にその下層に位置する半透光層１３が侵食されることが防止され、精度の高いパターニングが可能である。   Furthermore, the mask blank 11 ′ according to the present embodiment has an ES layer 15. The ES layer 15 prevents the semi-transparent layer 13 located under the light shielding layer 14 from being eroded when the light shielding layer 14 is etched, and enables highly accurate patterning.

本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。   The present invention is not limited only to the above-described embodiment, and can be changed within a range not departing from the gist of the present invention.

上述の第１及び第２の実施形態では、透光部１Ａと遮光部１Ｃが半透光部１Ｂを介して配置されているハーフトーンマスク１の製造方法を示したが、図１８（ａ）に示すように、透光部１Ａと遮光部１Ｃが隣接するハーフトーンマスク１を製造することも可能である。この場合、第１のレジスト領域Ｒ１と第３のレジスト領域Ｒ３が隣接するように露光することでこのようなハーフトーンマスク１を製造することができる。また、同様に、図１８（ｂ）に示す透光部１１Ａと遮光部１１Ｃが隣接するハーフトーンマスク１１を製造することも可能である。   In the first and second embodiments described above, the method of manufacturing the halftone mask 1 in which the light transmitting portion 1A and the light shielding portion 1C are arranged via the semi-light transmitting portion 1B has been described. FIG. As shown in FIG. 5, it is also possible to manufacture the halftone mask 1 in which the light transmitting portion 1A and the light shielding portion 1C are adjacent to each other. In this case, such a halftone mask 1 can be manufactured by exposing the first resist region R1 and the third resist region R3 to be adjacent to each other. Similarly, it is also possible to manufacture the halftone mask 11 in which the light transmitting portion 11A and the light shielding portion 11C shown in FIG.

Ｒ フォトレジスト
Ｒ１ 第１のレジスト領域
Ｒ３ 第３のレジスト領域
Ｒ２ 第２のレジスト領域
Ｒｘ 表面変質層
１ ハーフトーンマスク
１’ マスクブランクス
２ 透光層
３ 半透光層
３ａ 半透光層領域
４ 遮光層
４ａ 第１の遮光層領域
４ｂ 第２の遮光層領域
１１ ハーフトーンマスク
１１’ マスクブランクス
１２ 透光層
１３ 半透光層
１３ａ 半透光層領域
１４ 遮光層
１４ａ 第１の遮光層領域
１４ｂ 第２の遮光層領域
１５ エッチングストッパ層（ＥＳ層）
１５ａ 第１のＥＳ層領域
１５ｂ 第２のＥＳ層領域 R Photoresist R1 First resist region R3 Third resist region R2 Second resist region Rx Surface alteration layer 1 Halftone mask 1 ′ Mask blanks 2 Translucent layer 3 Semitranslucent layer 3a Semitranslucent layer region 4 Light shielding Layer 4a First light-shielding layer region 4b Second light-shielding layer region 11 Halftone mask 11 ′ Mask blanks 12 Light-transmitting layer 13 Semi-light-transmitting layer 13a Semi-light-transmitting layer region 14 Light-shielding layer 14a First light-shielding layer region 14b First 2 light shielding layer region 15 Etching stopper layer (ES layer)
15a First ES layer region 15b Second ES layer region

Claims (7)

透光層、半透光層及び遮光層がこの順で積層されたマスクブランクス上にフォトレジストを塗布し、
前記フォトレジストを露光することで、第１のレジスト領域と、前記第１のレジスト領域よりも現像液で除去され難い第２のレジスト領域と、前記第２のレジスト領域よりも前記現像液で除去され難い第３のレジスト領域を形成し、
前記第１のレジスト領域を前記現像液で除去することで、前記第１のレジスト領域に対応する第１の遮光層領域をエッチングするためのマスクを前記第２及び第３のレジスト領域によって形成し、
前記第１の遮光層領域をエッチング液によってエッチングし、
前記第１のレジスト領域に対応する半透光層領域をエッチングし、
エッチング液によって前記フォトレジストの表面に形成された表面変質層をオゾン水によって除去し、
前記表面変質層が除去された前記フォトレジストの前記第２のレジスト領域を前記現像液で除去することで、前記第２のレジスト領域に対応する第２の遮光層領域をエッチングするためのマスクを前記第３のレジスト領域によって形成し、
前記第２の遮光層領域をエッチングする
ハーフトーンマスクの製造方法。 Apply a photoresist on the mask blanks in which the light transmissive layer, the semi-light transmissive layer and the light shielding layer are laminated in this order,
By exposing the photoresist, the first resist region, the second resist region that is more difficult to remove with the developer than the first resist region, and the developer with the developer more than the second resist region are removed. Forming a third resist region,
By removing the first resist region with the developer, a mask for etching the first light shielding layer region corresponding to the first resist region is formed by the second and third resist regions. ,
Etching the first light shielding layer region with an etchant ;
Etching the semi-transparent layer region corresponding to the first resist region;
The surface altered layer formed on the surface of the photoresist by an etching solution is removed with ozone water,
A mask for etching the second light-shielding layer region corresponding to the second resist region is removed by removing the second resist region of the photoresist from which the surface-modified layer has been removed with the developer. Formed by the third resist region;
A method of manufacturing a halftone mask, wherein the second light shielding layer region is etched. 請求項１に記載のハーフトーンマスクの製造方法であって、
前記マスクブランクスは、前記半透光層と前記遮光層の間に積層されたエッチングストッパ層を有し、
前記ハーフトーンマスクの製造方法であって、さらに、
前記第１のレジスト領域に対応する第１のエッチングストッパ層領域をエッチングし、
前記第２のレジスト領域に対応する第２のエッチングストッパ層領域をエッチングする
ハーフトーンマスクの製造方法。 It is a manufacturing method of the halftone mask according to claim 1,
The mask blank has an etching stopper layer laminated between the semi-transparent layer and the light shielding layer,
A method for producing the halftone mask, further comprising:
Etching a first etching stopper layer region corresponding to the first resist region;
A method for manufacturing a halftone mask, comprising: etching a second etching stopper layer region corresponding to the second resist region. 請求項２に記載のハーフトーンマスクの製造方法であって、
前記遮光層と前記半透光層とは、Ｃｒ系材料からなり、
前記第１の遮光層領域をエッチングする工程、前記半透光層領域をエッチングする工程及び前記第２の遮光層領域をエッチングする工程は、前記Ｃｒ系材料を溶解させるエッチング液を用いる
ハーフトーンマスクの製造方法。 It is a manufacturing method of the halftone mask according to claim 2,
The light shielding layer and the semi-translucent layer are made of a Cr-based material,
The step of etching the first light shielding layer region, the step of etching the semi-transparent layer region, and the step of etching the second light shielding layer region use an etching solution that dissolves the Cr-based material. Halftone mask Manufacturing method. 請求項３に記載のハーフトーンマスクの製造方法であって、
前記オゾン水の濃度は０．５ｐｐｍ以上８０ｐｐｍ以下である
ハーフトーンマスクの製造方法。 It is a manufacturing method of the halftone mask according to claim 3 ,
The method for producing a halftone mask, wherein the concentration of the ozone water is 0.5 ppm or more and 80 ppm or less. 請求項４に記載のハーフトーンマスクの製造方法であって、さらに、
第２のエッチングストッパ層領域をエッチングする工程の後に、前記マスクをレジスト剥離液で除去する
ハーフトーンマスクの製造方法。 The method of manufacturing a halftone mask according to claim 4 , further comprising:
A method of manufacturing a halftone mask, wherein the mask is removed with a resist stripping solution after the step of etching the second etching stopper layer region. 請求項５に記載のハーフトーンマスクの製造方法であって、
前記フォトレジストはポジティブ型であり、
前記フォトレジストを露光する工程は、前記第１のレジスト領域を第１の露光量で露光し、前記第２のレジスト領域を前記第１の露光量より小さい第２の露光量で露光する
ハーフトーンマスクの製造方法。 It is a manufacturing method of the halftone mask according to claim 5 ,
The photoresist is positive,
The step of exposing the photoresist includes exposing the first resist region with a first exposure amount and exposing the second resist region with a second exposure amount smaller than the first exposure amount. Mask manufacturing method. 請求項６に記載のハーフトーンマスクの製造方法であって、
前記フォトレジストを露光する工程は、ビームを走査することで前記第１のレジスト領域及び前記第２のレジスト領域を露光する
ハーフトーンマスクの製造方法。 It is a manufacturing method of the halftone mask according to claim 6 ,
The step of exposing the photoresist includes exposing the first resist region and the second resist region by scanning a beam.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6324756B2 (en) * 2013-03-19 2018-05-16 Hoya株式会社 Phase shift mask blank and method for manufacturing the same, method for manufacturing phase shift mask, and method for manufacturing display device
JP2015049282A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 Hoya株式会社 Photomask for manufacturing a display device, manufacturing method of photomask, pattern transfer method, and manufacturing method of display device
JP2015102608A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 Hoya株式会社 Method for manufacturing photomask, photomask, method for transferring pattern, and method for manufacturing display device
JP2015106001A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 Hoya株式会社 Method for manufacturing photomask, method for transferring pattern, and method for manufacturing display device
JP5719948B2 (en) * 2014-02-12 2015-05-20 Hoya株式会社 Optical element manufacturing method
JP6391495B2 (en) * 2015-02-23 2018-09-19 Hoya株式会社 Photomask, photomask set, photomask manufacturing method, and display device manufacturing method
JP5907634B2 (en) * 2015-03-23 2016-04-26 Hoya株式会社 Optical element manufacturing method
JP6456748B2 (en) * 2015-03-28 2019-01-23 Hoya株式会社 Photomask manufacturing method, photomask and flat panel display manufacturing method
JP2017076146A (en) * 2016-12-26 2017-04-20 Hoya株式会社 Method for manufacturing photomask, photomask, method for transferring pattern and method for manufacturing display device
JP2017068281A (en) * 2016-12-27 2017-04-06 Hoya株式会社 Method for manufacturing photomask, pattern transfer method, and method for manufacturing display device
US11187836B2 (en) * 2018-03-06 2021-11-30 Applied Materials, Inc. Method of building a 3D functional optical material layer stacking structure
JP7214593B2 (en) * 2019-08-13 2023-01-30 キオクシア株式会社 Photomask manufacturing method
JP7214815B2 (en) * 2020-04-28 2023-01-30 株式会社エスケーエレクトロニクス Photomask and its manufacturing method
JP2021176002A (en) * 2020-04-28 2021-11-04 株式会社エスケーエレクトロニクス Manufacturing method of photomask

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0749410A (en) * 1993-08-06 1995-02-21 Dainippon Printing Co Ltd Gradation mask and its manufacture
JP4000247B2 (en) * 2001-04-18 2007-10-31 株式会社ルネサステクノロジ Photomask cleaning method
JP4054951B2 (en) * 2001-08-06 2008-03-05 信越化学工業株式会社 Method for manufacturing phase shift mask blank and method for manufacturing phase shift mask
JP4210166B2 (en) * 2003-06-30 2009-01-14 Ｈｏｙａ株式会社 Gray-tone mask manufacturing method
JP5384106B2 (en) * 2006-05-30 2014-01-08 Ｈｏｙａ株式会社 Resist film peeling method, mask blank manufacturing method, and transfer mask manufacturing method

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