JP5306507B2 - Blank mask and photomask - Google Patents
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Description
本発明は、ブランクマスク及びそれから製造されたフォトマスクに係り、より詳細には、フラットパネルディスプレイの製造に利用されるブランクマスク及びフォトマスクに関する。 The present invention relates to a blank mask and a photomask manufactured therefrom, and more particularly to a blank mask and a photomask used for manufacturing a flat panel display.
半導体集積回路(Large Scale Integration:以下、LSIという)デバイスや、フラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display:以下、FPDという)デバイスを製造するためのリソグラフィー工程では、共通的にブランクマスクから製造されたフォトマスクを利用するパターンの転写が行われている。 In a lithography process for manufacturing a semiconductor integrated circuit (Large Scale Integration: hereinafter referred to as LSI) device or a flat panel display (hereinafter referred to as FPD) device, a photomask commonly manufactured from a blank mask. The pattern is transferred using.
ブランクマスクは、合成石英ガラスなどからなる透光性基板の主表面上に金属材料を含む薄膜が形成され、かつ薄膜上にレジスト膜が形成されたものである。フォトマスクは、かかるブランクマスクから薄膜がパターニングされたものである。ここで薄膜は、光学的特徴によって、遮光膜、反射防止膜、位相反転膜、半透光膜、反射膜などに分けられ、これらの薄膜のうち二つ以上の薄膜が混用されて使われてもよい。 The blank mask is obtained by forming a thin film containing a metal material on the main surface of a translucent substrate made of synthetic quartz glass or the like, and forming a resist film on the thin film. The photomask is obtained by patterning a thin film from such a blank mask. Here, the thin film is divided into a light shielding film, an antireflection film, a phase inversion film, a semi-transparent film, a reflection film, etc. according to optical characteristics, and two or more of these thin films are used in combination. Also good.
LSIデバイス製造用フォトマスクは、一般的に一辺が6インチ(152mm)であり、FPDデバイス製造用フォトマスクは、一辺が300mm以上であってLSIデバイス製造用フォトマスクに比べて相対的に大型である。 An LSI device manufacturing photomask is generally 6 inches (152 mm) on a side, and an FPD device manufacturing photomask is 300 mm or more on a side and is relatively large compared to an LSI device manufacturing photomask. is there.
LSIデバイスは、FPDデバイスに比べてその集積度が大きい。制限された領域に多くのパターンを刻み付けねばならないため、LSIデバイスの線幅はFPDデバイスに比べて微細である。だが、フォトマスクのパターン線幅を狭めるには限界があるため、LSIデバイスは、縮少露光装置を利用して製造される。すなわち、LSIデバイスは、フォトマスクのパターン線幅に対して4:1または5:1に縮少させた露光装置で製造される。 LSI devices have a higher degree of integration than FPD devices. Since many patterns have to be engraved in a limited area, the line width of an LSI device is finer than that of an FPD device. However, since there is a limit to reducing the pattern line width of the photomask, LSI devices are manufactured using a reduced exposure apparatus. That is, the LSI device is manufactured by an exposure apparatus reduced to 4: 1 or 5: 1 with respect to the pattern line width of the photomask.
従来LSIデバイスの高集積化による設計ルールの微細化につれて、微細パターンの形成に使われるフォトマスクのパターンも、高精密度の微細化が要求された。LSIデバイスでさらに微細なパターンを形成するためには、高いパターンの解像度が必要である。解像度を高める方法としては、パターン形成に使われる光源の波長を短くして、レンズを大径化することである。そのため、パターンの解像度を高めるために、光源の波長は、g−line(436nm)、i−line(365nm)、KrF(248nm)、ArF(193nm)、F2(157nm)と益々短くなり、レンズ口径は、0.4、0.5、0.6、0.7と益々大きくなっている。 With the miniaturization of design rules due to the high integration of conventional LSI devices, the photomask pattern used to form the fine pattern has also been required to be highly precise. In order to form a finer pattern with an LSI device, a high pattern resolution is required. A method for increasing the resolution is to shorten the wavelength of the light source used for pattern formation to increase the diameter of the lens. Therefore, in order to increase the resolution of the pattern, the wavelength of the light source becomes shorter and shorter as g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF (248 nm), ArF (193 nm), and F 2 (157 nm). The caliber is increasingly larger, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7.
ところが、光源の波長を短くしてレンズを大径化すれば、パターンの解像度は高めることができるが、レンズの焦点深度が低くて実用的なパターンの解像度を得るには限界がある。この限界を乗り越えるために、位相反転膜を利用した位相反転フォトマスクは、バイナリーフォトマスクよりパターンの解像度を高めることができた。 However, if the wavelength of the light source is shortened to increase the diameter of the lens, the resolution of the pattern can be increased, but there is a limit to obtaining a practical pattern resolution because the focal depth of the lens is low. In order to overcome this limitation, the phase-reversal photomask using the phase-reversal film was able to increase the pattern resolution compared to the binary photomask.
図1は、従来の技術による位相反転フォトマスクの光学的特性を示す図面である。図1に示したように、位相反転フォトマスクは、透明基板1上に透過率が約3%〜30%の位相反転膜2が形成されたものである。位相反転膜2を透過した露光光の位相は、位相反転膜2を透過していない露光光の位相と約180゜の位相差を表して、位相反転膜2の境界で相殺干渉により解像度を高めることができる。図2に示したように、位相反転フォトマスクは、バイナリーフォトマスクに比べて微細パターンを高い解像度で露光させることができる。
FIG. 1 is a view showing optical characteristics of a conventional phase-reversal photomask. As shown in FIG. 1, the phase inversion photomask is obtained by forming a
それに比べてFPDデバイスは、LSIデバイスに比べて、その集積度に余裕があるため、フォトマスクのパターン線幅を1:1で従う等倍露光装置で製造される。縮少露光装置を利用すれば、フォトマスクのパターン線幅が1/4または1/5に縮小し、ウェーハで単位面積当り受ける露光光の強度が4倍または5倍に大きくなるので、LSIデバイスを製造する時には単一波長の露光光を使用すればよい。一方、等倍露光装置では、露光光の強度が同一であるため、高い露光強度を得て生産性を向上させるために、複数の露光光を使用する。一般的に、FPDデバイスの製造に使われる複数の露光光は、i線(365nm)、h線(405nm)、及びg線(436nm)を含み、これは、約3倍の露光強度を得る。この複数の露光光は、主に超高圧水銀灯から放射される光源から得られる。 On the other hand, the FPD device has a higher degree of integration than the LSI device, and therefore is manufactured by a 1 × exposure apparatus that follows the pattern line width of the photomask at 1: 1. If a reduced exposure apparatus is used, the pattern line width of the photomask is reduced to 1/4 or 1/5, and the intensity of exposure light received per unit area on the wafer is increased 4 or 5 times. When manufacturing the above, exposure light having a single wavelength may be used. On the other hand, in the same-size exposure apparatus, since the intensity of the exposure light is the same, a plurality of exposure lights are used in order to obtain high exposure intensity and improve productivity. In general, a plurality of exposure lights used for manufacturing an FPD device includes i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm), which obtains about three times the exposure intensity. The plurality of exposure lights are obtained mainly from a light source emitted from an ultrahigh pressure mercury lamp.
前述したように、従来LSIデバイス製造用フォトマスクのパターンは、高精度の微細化が要求され、今後にもさらに微細なパターンが要求されるであろう。これと同様に、最近FPDデバイス製造用フォトマスクのパターンも微細化が要求されている。FPDデバイスは、さらに広い画面にさらに鮮明な画質が要求されているため、画素のサイズを縮めるしかなく、したがって、パターンの微細化は必然的に要求されるであろう。 As described above, the pattern of a conventional photomask for manufacturing an LSI device is required to be highly accurate and finer, and a finer pattern will be required in the future. In the same manner, the photomask pattern for manufacturing FPD devices has recently been required to be miniaturized. Since the FPD device is required to have a clearer image quality on a wider screen, there is no choice but to reduce the size of the pixels. Therefore, pattern miniaturization will inevitably be required.
しかし、フォトマスクのパターン線幅を狭めるには限界がある。しかも、FPDデバイスは等倍露光装置を利用して製造されるため、LSIデバイスのパターン線幅だけ狭めるのはほとんど不可能である。LSIデバイス製造用フォトマスクは、一辺が6インチ(152mm)で小型である一方、FPDデバイス製造用フォトマスクは、一辺が300mm以上で大型であり、そのサイズも多様なので、それに合う縮少露光装置を開発するということも容易ではない。 However, there is a limit to reducing the pattern line width of the photomask. In addition, since the FPD device is manufactured by using a 1 × exposure apparatus, it is almost impossible to reduce the pattern line width of the LSI device. A photomask for manufacturing LSI devices is 6 inches (152 mm) on a side and is small, while a photomask for manufacturing FPD devices is 300 mm or more on a side and is large in size and has various sizes. It is not easy to develop.
本発明者らは、等倍露光装置を利用してFPDデバイスの製造に利用されるフォトマスクで解像度を向上させるために、LSIデバイス製造用フォトマスクに使われる位相反転膜を適用することを想到し、この時に発生する次のような問題点を認識した。 The present inventors conceived to apply a phase inversion film used for a photomask for manufacturing LSI devices in order to improve the resolution with a photomask used for manufacturing an FPD device by using a 1 × exposure apparatus. Then, the following problems that occurred at this time were recognized.
第1に、位相反転膜の材料選択が容易ではない。従来LSIデバイス製造用フォトマスクで使われる位相反転膜は、主にMoSiを含む物質で形成され、ドライエッチングを通じてパターニングされた。しかし、FPDデバイス製造用フォトマスクの場合、大面積に好適なウェットエッチングを利用した。MoSiは、ドライエッチングに好適な物質であってウェットエッチングが容易ではない。したがって、MoSiではないウェットエッチングに好適な物質を考えねばならない。 First, the material selection of the phase inversion film is not easy. Conventionally, a phase inversion film used in a photomask for manufacturing an LSI device is mainly formed of a material containing MoSi and patterned through dry etching. However, in the case of a photomask for manufacturing an FPD device, wet etching suitable for a large area was used. MoSi is a material suitable for dry etching and is not easily wet etched. Therefore, a material suitable for wet etching other than MoSi must be considered.
第2に、位相反転膜と遮光膜との材料を同じ物質とした場合、同じエッチング物質で同時にエッチングできるため、第1の問題点は解決できるが、デバイスパターン領域と遮光領域とのエッチング速度差が生じて、デバイスパターン領域のオーバーエッチング問題が新たに生じる。 Second, if the same material is used for the phase inversion film and the light shielding film, the first problem can be solved because the same etching substance can be used for etching simultaneously, but the etching rate difference between the device pattern region and the light shielding region can be solved. As a result, an over-etching problem in the device pattern region newly occurs.
第3に、LSIデバイスを製造するための縮少露光装置では単一波長の露光光を利用するが、FPDデバイスの製造に利用される等倍露光装置は、単一波長ではない複数の波長を利用するため、露光光の波長によって異なって現れる位相差を、複数の波長について考慮せねばならない。 Third, a reduced exposure apparatus for manufacturing an LSI device uses exposure light having a single wavelength, but an equal magnification exposure apparatus used for manufacturing an FPD device has a plurality of wavelengths other than a single wavelength. In order to use it, the phase difference that appears differently depending on the wavelength of the exposure light must be considered for a plurality of wavelengths.
このように、本発明は前記のような問題点を解決するためのものであり、等倍露光装置を利用してFPDデバイスを製造するに当って高い解像度を表すことができ、特に、複数の露光光を利用する等倍露光装置に好適なブランクマスク及びフォトマスクを提供するのにその目的がある。 As described above, the present invention is for solving the above-described problems, and can express a high resolution when manufacturing an FPD device by using an equal magnification exposure apparatus. The object is to provide a blank mask and a photomask suitable for a 1 × magnification exposure apparatus using exposure light.
また、本発明は、FPDデバイス製造用のブランクマスク及びフォトマスクにおいて、従来に考察されていないウェットエッチングに好適な位相反転膜の材料及びフォトマスクの構造、製造方法を提供するところにその目的がある。 Another object of the present invention is to provide a phase inversion film material suitable for wet etching, a photomask structure, and a manufacturing method that have not been considered in the past for blank masks and photomasks for manufacturing FPD devices. is there.
本発明の実施形態によるFPD製造用フォトマスクは、ブラインド領域に遮光領域及び透光領域が備えられ、メイン領域に位相反転領域及び透光領域が備えられたFPD製造用フォトマスクであり、前記ブラインド領域は、透明基板上に遮光膜パターン及び位相反転膜が積層されて構成され、前記ブラインド領域の透光領域は、前記位相反転膜及び遮光膜パターンが順次にエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、前記メイン領域の透光領域は、透明基板上に積層された位相反転膜がエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、前記遮光膜パターンのエッチング速度は、同じエッチング物質に対して前記位相反転膜のエッチング速度より速い。 An FPD manufacturing photomask according to an embodiment of the present invention is an FPD manufacturing photomask in which a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a phase inversion region and a light transmitting region. The area is configured by laminating a light shielding film pattern and a phase inversion film on a transparent substrate, and the transparent area of the blind area is exposed by sequentially etching the phase inversion film and the light shielding film pattern. The transparent region of the main region includes the transparent substrate region exposed by etching the phase inversion film stacked on the transparent substrate, and the etching rate of the light shielding film pattern is the same etching material. On the other hand, it is faster than the etching rate of the phase inversion film.
また、本発明の実施形態によるFPD製造用フォトマスクは、ブラインド領域に遮光領域及び透光領域が備えられ、メイン領域に遮光領域、位相反転領域及び透光領域が備えられたFPD製造用フォトマスクであり、前記ブラインド領域は、透明基板上に遮光膜パターン及び位相反転膜が積層されて構成され、前記ブラインド領域の透光領域は、前記位相反転膜及び遮光膜パターンが順次にエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、前記メイン領域の透光領域は、透明基板上に積層された遮光膜パターンを包むように、前記透明基板及び前記遮光膜パターン上に積層された位相反転膜がエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、前記遮光膜パターンのエッチング速度は、同じエッチング物質に対して前記位相反転膜のエッチング速度より速い。 The FPD manufacturing photomask according to the embodiment of the present invention includes an FPD manufacturing photomask in which a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a light shielding region, a phase inversion region, and a light transmitting region. The blind area is formed by laminating a light shielding film pattern and a phase inversion film on a transparent substrate, and the light transmitting area of the blind area is exposed by sequentially etching the phase inversion film and the light shielding film pattern. The transparent substrate region is etched, and the transparent region of the main region is etched by the transparent substrate and the phase inversion film laminated on the light shielding film pattern so as to wrap the light shielding film pattern laminated on the transparent substrate. The transparent substrate region exposed, and the etching rate of the light shielding film pattern is the same as the phase inversion film with respect to the same etching substance. Faster than the etch rate.
前記ブラインド領域とメイン領域との境界に配置された前記遮光膜パターンの側面に、前記位相反転膜がエッチングされて形成された位相反転膜パターンが配置される。 A phase inversion film pattern formed by etching the phase inversion film is disposed on a side surface of the light shielding film pattern disposed at a boundary between the blind region and the main region.
前記遮光膜パターン及び前記位相反転膜は、それぞれの厚さd1及びd2と同じエッチング物質に対するエッチング速度V1及びV2に対して、d1/V1≦d2/V2の関係を持つ。 The light shielding film pattern and the phase inversion film have a relationship of d 1 / V 1 ≦ d 2 / V 2 with respect to etching rates V 1 and V 2 for the same etching substance as the thicknesses d 1 and d 2 , respectively. Have.
前記遮光膜パターン及び前記位相反転膜は、クロム(Cr)を含む。 The light shielding film pattern and the phase inversion film include chromium (Cr).
前記位相反転膜は、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)のうち一つ以上の物質をさらに含む。 The phase inversion film further includes at least one material selected from oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C).
前記遮光膜パターンの厚さは、1200Å以下である。 The light shielding film pattern has a thickness of 1200 mm or less.
前記位相反転膜の厚さは、500Åないし2500Åである。 The phase inversion film has a thickness of 500 to 2500 mm.
前記位相反転膜は、露光光に対して160゜ないし200゜の位相差を持つ。 The phase inversion film has a phase difference of 160 ° to 200 ° with respect to exposure light.
前記露光光は、i線、h線、g線のうちいずれか一つ以上を含み、前記位相反転膜は、前記露光光であるi線、h線、g線に対する位相差偏差が20゜以下であり、透過率が1%ないし30%であり、透過率偏差が10%以下である。 The exposure light includes at least one of i-line, h-line, and g-line, and the phase inversion film has a phase difference deviation of 20 ° or less with respect to the i-line, h-line, and g-line that is the exposure light. The transmittance is 1% to 30%, and the transmittance deviation is 10% or less.
また、本発明の実施形態によるFPD製造用フォトマスクは、ブラインド領域に遮光領域及び透光領域が備えられ、メイン領域に遮光領域、位相反転領域及び透光領域が備えられたFPD製造用フォトマスクであり、前記ブラインド領域は、透明基板上に遮光膜パターン及び位相反転膜が積層されて構成され、前記ブラインド領域の透光領域は、前記位相反転膜及び遮光膜パターンが順次にエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、前記メイン領域の透光領域は、透明基板の一部分に残留すると共に、前記透明基板上に積層された遮光膜パターンを包むように、前記透明基板及び前記遮光膜パターン上に積層された位相反転膜がエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、前記遮光膜パターンのエッチング速度は、同じエッチング物質に対して前記位相反転膜のエッチング速度より速い。 The FPD manufacturing photomask according to the embodiment of the present invention includes an FPD manufacturing photomask in which a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a light shielding region, a phase inversion region, and a light transmitting region. The blind area is formed by laminating a light shielding film pattern and a phase inversion film on a transparent substrate, and the light transmitting area of the blind area is exposed by sequentially etching the phase inversion film and the light shielding film pattern. The transparent substrate region and the light-transmitting region of the main region remain in a part of the transparent substrate and wrap around the light-shielding film pattern laminated on the transparent substrate. An etching rate of the light shielding film pattern including the transparent substrate region exposed by etching the phase inversion film laminated thereon; Faster than the etch rate of the phase shift film to the etching material.
さらに、本発明の実施形態によるFPD製造用フォトマスクの製造方法は、ブラインド領域に遮光領域及び透光領域が備えられ、メイン領域に位相反転領域及び透光領域が備えられたFPD製造用フォトマスクの製造方法であり、前記ブラインド領域と対応する透明基板上に遮光膜パターンを形成する段階と、前記ブラインド領域の前記遮光膜パターン及び前記メイン領域と対応する透明基板上に、同じエッチング物質に対して前記遮光膜パターンよりエッチング速度の遅い位相反転膜を形成する段階と、前記メイン領域及び前記ブラインド領域の前記透明基板の一部分が露出されるように、前記位相反転膜及び前記遮光膜パターンを順次にエッチングする段階と、を含む。 The FPD manufacturing photomask manufacturing method according to the embodiment of the present invention further includes an FPD manufacturing photomask in which a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a phase inversion region and a light transmitting region. Forming a light shielding film pattern on the transparent substrate corresponding to the blind region, and the same etching substance on the transparent substrate corresponding to the light shielding film pattern and the main region of the blind region. Forming a phase inversion film having a slower etching rate than the light shielding film pattern, and sequentially forming the phase inversion film and the light shielding film pattern so that a part of the transparent substrate in the main region and the blind region is exposed. Etching.
また、本発明の実施形態によるFPD製造用フォトマスクの製造方法は、ブラインド領域に遮光領域及び透光領域が備えられ、メイン領域に遮光領域、位相反転領域及び透光領域が備えられたFPD製造用フォトマスクの製造方法であり、前記ブラインド領域と対応する透明基板及び前記メイン領域と対応する透明基板の一部分上に遮光膜パターンを形成する段階と、前記メイン領域及びブラインド領域の前記遮光膜パターンと前記メイン領域の前記透明基板上に、同じエッチング物質に対して前記遮光膜パターンよりエッチング速度の遅い位相反転膜を形成する段階と、前記メイン領域の前記遮光膜パターンを覆うと共に、前記ブラインド領域及び前記メイン領域の前記透明基板一部分が露出されるように、前記位相反転膜及び前記遮光膜パターンを順次にエッチングする段階と、を含む。 In addition, in the method of manufacturing a photomask for FPD manufacturing according to the embodiment of the present invention, the blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and the main region includes a light shielding region, a phase inversion region, and a light transmitting region. A method for manufacturing a photomask for a semiconductor device, comprising: forming a light shielding film pattern on a part of the transparent substrate corresponding to the blind area and the transparent area corresponding to the main area; and the light shielding film pattern in the main area and the blind area Forming a phase inversion film having an etching rate slower than that of the light shielding film pattern for the same etching substance on the transparent substrate in the main area, and covering the light shielding film pattern in the main area and the blind area And the phase inversion film and the light shielding film so that a part of the transparent substrate in the main region is exposed. Including the steps of sequentially etching the turn, the.
本発明のブランクマスク及びフォトマスクは、等倍露光装置を利用して、FPDデバイスを製造するに当って、高い解像度を表すことができ、特に、複数の露光光を利用する等倍露光装置に好適である。 The blank mask and the photomask of the present invention can express a high resolution in manufacturing an FPD device using an equal magnification exposure apparatus, and particularly in an equal magnification exposure apparatus using a plurality of exposure lights. Is preferred.
また、本発明のブランクマスク及びフォトマスクは、従来に考察されていないウェットエッチングに好適な位相反転膜の材料及びフォトマスクの構造、製造方法を提供する。 The blank mask and photomask of the present invention provide a phase inversion film material suitable for wet etching, a photomask structure, and a manufacturing method, which have not been considered in the past.
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図3は、本発明の第1実施形態によるブランクマスクの平面図である。図3を参照すれば、本発明の実施形態によるブランクマスクは、特に、フラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display:以下、FPDという)を製造するために利用されるブランクマスクである。ブランクマスク100は、ブラインド領域50に備えられた遮光膜パターン20aと、メイン領域60の透明基板10及びブラインド領域50の遮光膜パターン20a上に備えられた位相反転膜30とを含む。ここで、ブラインド領域50は、アラインキーなどを含む補助的なパターンが備えられる領域であり、メイン領域60は、メインパターンが備えられる領域でありうる。位相反転膜30は、露光光に対して160゜ないし200゜の位相差を持ち、これは、位相反転膜30を透過する露光光と、透明基板10を透過する露光光との位相差をいう。遮光膜パターン20aと位相反転膜30とは、同じエッチング物質によりエッチングされる物質からなることが望ましい。遮光膜パターン20aと位相反転膜30とは、クロム(Cr)を含む材料で形成されることがさらに望ましい。
FIG. 3 is a plan view of the blank mask according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a blank mask according to an embodiment of the present invention is a blank mask used for manufacturing a flat panel display (hereinafter referred to as FPD). The
遮光膜パターン20aと位相反転膜30とを形成する材料としては、クロム(Cr)以外にも、例えば、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、プラチナ(Pt)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、セレン(Se)、銅(Cu)、イットリウム(Y)、硫黄(S)、インジウム(In)、スズ(Sn)、ボロン(B)、ベリリウム(Be)、ナトリウム(Na)、タンタル(Ta)、ハフニウム(Hf)、ニオブ(Nb)、シリコン(Si)、モリブデンシリサイド(MoSi)のうちいずれか一つ以上の物質を含む材料を挙げることができる。
As a material for forming the light
FPDは、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)などを含む。本発明で使われる露光光は、i線、h線、g線のうちいずれか一つ以上を含むことが望ましく、i線、h線、g線のうち2つ以上を含むか、またはいずれも含むこともできる。 The FPD includes a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and the like. The exposure light used in the present invention preferably includes one or more of i-line, h-line, and g-line, and includes two or more of i-line, h-line, and g-line, or both. It can also be included.
基板10は、一辺が150mm以上の方形の透明な基板10であり、合成石英ガラス、ソーダライムガラス基板、無アルカリガラス基板、低熱膨脹ガラス基板などを挙げることができる。
The
遮光膜パターン20aと位相反転膜30とは、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)のうちいずれか一つ以上の物質をさらに含む。
The light
位相反転膜30は、i線、h線、g線に対し位相差偏差が40゜以下であることが望ましく、20゜以下であることがさらに望ましい。さらに望ましくは、位相反転膜30のi線、h線、g線に対する位相差偏差は、10゜以下である。位相反転膜30は、i線、h線、g線に対する位相差が180゜に近くなるように形成されることが望ましい。位相差は露光光によって異なるしかないため、露光光に対する位相差偏差を小さくすることが望ましい。i線、h線、g線のうちいかなる露光光に対して位相反転膜30の位相差を180゜とするかは、設計上の問題である。例えば、i線に対する位相反転膜30の位相差を180゜とし、h線、g線に対する位相反転膜30の位相差を180゜±40゜または180゜±20゜または180゜±10゜とするか、またはh線に対する位相反転膜30の位相差を180゜とし、i線、g線に対する位相反転膜30の位相差を180゜±40゜または180゜±20゜または180゜±10゜とするか、またはg線に対する位相反転膜30の位相差を180゜とし、i線、h線に対する位相反転膜30の位相差を180゜±40゜または180゜±20゜または180゜±10゜とする。
The
位相反転膜30は、i線、h線、g線に対する透過率が1%ないし30%であることが望ましく、1%ないし15%であることがさらに望ましい。位相反転膜30の透過率も設計上の問題である。ただし、i線、h線、g線に対する位相反転膜30の透過率偏差が10%以下であることが望ましく、5%以下であることがさらに望ましく、1%以下であることがさらに望ましい。位相反転膜30の透過率も露光光によって異なるしかないため、露光光に対する透過率偏差を小さくすることが望ましい。i線、h線、g線のうちいかなる露光光を中心として透過率を設定するかは、設計上の問題である。例えば、i線に対する位相反転膜30の透過率を6%に要求する場合、h線、g線に対する位相反転膜30の透過率を6%±5%または6%±3%または6%±1%とするか、またはh線に対する位相反転膜30の透過率を6%に要求する場合、i線、g線に対する位相反転膜30の透過率を6%±5%または6%±3%または6%±1%とするか、またはg線に対する位相反転膜30の透過率を6%に要求する場合、i線、h線に対する位相反転膜30の透過率を6%±5%または6%±3%または6%±1%とする。また、例えば、i線に対する位相反転膜30の透過率を8%に要求する場合、h線、g線に対する位相反転膜30の透過率を8%±5%または8%±3%または8%±1%とするか、またはh線に対する位相反転膜30の透過率を8%に要求する場合、i線、g線に対する位相反転膜30の透過率を8%±5%または8%±3%または8%±1%とするか、またはg線に対する位相反転膜30の透過率を8%に要求する場合、i線、h線に対する位相反転膜30の透過率を8%±5%または8%±3%または8%±1%とする。
The
また、位相反転膜30は、i線、h線、g線に対する反射率偏差が10%以下であることが望ましい。
The
遮光膜パターン20aと位相反転膜30とは、ドライエッチング及びウェットエッチング工程でパターニング及び除去でき、エッチング物質として周知のいろいろな材料を使用できる。例えば、遮光膜パターン20aと位相反転膜30とがクロム(Cr)で形成され、ウェットエッチングする場合、硝酸第2セリウムアンモニウムに過塩素酸を加えた材料を挙げることができる。
The light
遮光膜パターン20aのエッチング速度は、同じエッチング物質に対して位相反転膜30のエッチング速度と同一またはより速いことが望ましく、遮光膜パターン20aのエッチング速度が位相反転膜30のエッチング速度より速いことがさらに望ましい。遮光膜パターン20aは、露光光を遮光する遮光領域のみに形成されており、位相反転膜30は、遮光領域及びパターン形成領域を含む基板の全領域に形成される。したがって、遮光領域及びパターン形成領域のエッチングをほぼ同時に完了するためには、同じエッチング物質に対して、遮光膜パターン20aのエッチング速度を位相反転膜30のエッチング速度よりも非常に速くすることが望ましい。これに加えて、遮光膜パターン20aの厚さを薄くし、かつ位相反転膜30の厚さを厚くして、遮光領域1のエッチングが完了する時間とパターン形成領域2のエッチングが完了する時間との隔たりを低減させる。
The etching rate of the light
具体的には、同じエッチング物質に対して、膜厚さがd1の遮光膜パターン20aと膜厚さd2の位相反転膜30とを同時にエッチングした時、遮光膜パターン20aのエッチング速度をV1とし、位相反転膜30のエッチング速度をV2とすれば、d1/V1≦d2/V2の関係を持つことが望ましい。
Specifically, the same etching material, when the film thickness was etched simultaneously and the
本発明で、遮光膜パターン20aの厚さは1200Å以下であることが望ましく、800Å以下であることがより望ましく、500Å以下であることがさらに望ましい。位相反転膜30の厚さは500Åないし2500Åであることが望ましく、500Åないし1800Åであることがより望ましく、800Åないし1500Åであることがさらに望ましい。
In the present invention, the thickness of the light
遮光膜パターン20aと位相反転膜30とはクロム(Cr)を含む材料で形成されることが望ましく、これに加えて酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)のうちいずれか一つ以上をさらに含む。遮光膜パターン20aと位相反転膜30とのエッチング速度を低減させるか、または増大させるために、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)のうちいずれか一つ以上を適当に添加できる。
The light
遮光膜パターン20a及び位相反転膜20aは、化学的真空蒸着法、物理的真空蒸着法などにより成膜される。特に、本発明で遮光膜パターン20a及び位相反転膜20aは、不活性ガスと反応性ガスとを注入したチャンバ内で、金属を含むターゲットに電圧を印加してスパッタ法により成膜されることが望ましい。
The light
本発明のブランクマスクから遮光膜パターン20a及び位相反転膜30をエッチングして、遮光領域、透光領域及び位相反転領域を持つフォトマスクとして製造される。フォトマスクは、位相反転領域を透過した露光光と、透光領域を透過した露光光との位相差が160゜ないし200゜である。
The light
図4Aは、本発明の第1実施形態によるブランクマスクの製造方法を説明するために示した断面図であり、図4Bは、本発明の第1実施形態によるブランクマスクを利用したフォトマスクの製造方法を説明するために示した断面図である。 FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a blank mask according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B illustrates a photomask manufacturing using the blank mask according to the first embodiment of the present invention. It is sectional drawing shown in order to demonstrate the method.
図4Aを参照すれば、透明基板10上に遮光膜20を成膜し、遮光膜20上にフォトレジスト膜25をコーティングする。次いで、フォトレジスト膜25をパターニングしてフォトレジストパターン25aを形成し、フォトレジストパターン25aをエッチングマスクとして遮光膜20をエッチングして、遮光膜パターン20aを形成する。次いで、前記フォトレジストパターン25aを除去し、透明基板10及び遮光膜パターン20a上に位相反転膜30を形成する。最後に、位相反転膜30上にフォトレジスト膜40をコーティングして、ブラインド領域50に遮光膜パターン20aが備えられ、メイン領域60の透明基板10上に位相反転膜30が備えられたブランクマスク100の製造を完了する。
Referring to FIG. 4A, a
図4Bを参照すれば、前述したブランクマスクのフォトレジスト膜40をパターニングしてフォトレジストパターン40aを形成し、フォトレジストパターン40aをエッチングマスクとして、ブラインド領域50及びメイン領域60に備えられた位相反転膜30及び遮光膜パターン20aを順次にエッチングする。次いで、前記フォトレジストパターン40aを除去すれば、遮光領域102、透光領域104及び位相反転領域106を持つ最終フォトマスク200として製造される。したがって、フォトマスク200のブラインド領域50には、位相反転膜30及び遮光膜パターン20aが順次にエッチングされて露出された透明基板10領域を含む透光領域104と遮光領域102とが備えられる。また、メイン領域60には、位相反転膜30がエッチングされて露出された透明基板10領域を含む透光領域104及び位相反転領域106が備えられる。この時、ブラインド領域50の遮光膜パターン20aの側面には位相反転膜パターン30aが残留し、前記位相反転膜パターン30aにより遮光膜パターン30a側面の解像度が増大する。
Referring to FIG. 4B, the
図5A及び図5Bは、本発明の第2実施形態によるフォトマスク及びその製造方法を説明する断面図である。 5A and 5B are cross-sectional views illustrating a photomask and a manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention.
図5A及び図5Bを参照すれば、本発明の実施形態によるフォトマスク300は、ブラインド領域50及びメイン領域60を含むリムタイプ、すなわち、リム位相転移マスク(Rim
PSM)である。フォトマスク300は、ブラインド領域50及びメイン領域60に遮光膜パターン20aが備えられ、透明基板10及び遮光膜パターン20a上に位相反転膜30が備えられたブランクマスク300aをパターニングして形成する。前記パターニングは前述した図4Bと同様に、遮光領域、透光領域及び位相反転領域を露出させるマスクパターンを形成してエッチングする方法で行う。フォトマスク300のブラインド領域50には、位相反転膜30及び遮光膜パターン20aが順次にエッチングされて露出された透明基板10領域を含む透光領域104と遮光領域102とが備えられる。また、メイン領域60には遮光膜パターン20aを包むように位相反転膜30がエッチングされて、すなわち、パターニングされて露出された透明基板10領域と位相反転領域106とが備えられる。この時、メイン領域60の遮光膜パターン20a側面に配置される位相反転膜パターン30aによりリムタイプの位相転移マスクが具現され、前記位相反転膜パターン30aにより解像度が増大する。さらに、ブラインド領域50の遮光膜パターン20a側面には位相反転膜パターン30aが残留し、前記位相反転膜パターン30aにより解像度が増大する。
Referring to FIGS. 5A and 5B, a
PSM). The
図6は、本発明の第3実施形態によるフォトマスク及びその製造方法を説明する断面図である。図6を参照すれば、本発明の実施形態によるフォトマスク400はブラインド領域50及びメイン領域60を含み、メイン領域60の一部分がリムタイプに具現される。すなわち、フォトマスク400は、前述した図4B及び図5Bのフォトマスク200、300を取り合わせた形態で、メイン領域60の一部分パターンが透明基板10上に前述したリムタイプのパターンを持ち、残りは、位相反転膜パターン30aが備えられる。したがって、フォトマスク400のブラインド領域50には、位相反転膜30及び遮光膜パターン20aが順次にエッチングされて露出された透明基板10領域を含む透光領域104と遮光領域102とが備えられる。また、メイン領域60には、遮光膜パターン20aを包むように位相反転膜30がエッチングされて、すなわち、パターニングされて露出された透明基板10領域と、位相反転膜パターン30aを含む位相反転領域106とが備えられる。この時、メイン領域60の遮光膜パターン20a側面と、ブラインド領域50の遮光膜パターン20a側面とには位相反転膜パターン30aが残留し、前記位相反転膜パターン30aにより解像度が増大する。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a photomask and a manufacturing method thereof according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, a
以上、本発明を最も望ましい実施形態を利用して説明したが、本発明の技術的範囲は、前記実施形態に記載された範囲に限定されるものではない。前記実施形態に多様な変更または改良を加えられるということは当業者に明らかである。かかる変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれるということは、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using the most desirable embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above-described embodiments. It is apparent from the description of the scope of claims that the embodiments added with such changes or improvements are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、ブランクマスク及びフォトマスク関連の技術分野に好適に用いられる。 The present invention is suitably used in the technical fields related to blank masks and photomasks.
10 基板
20 遮光膜
30 位相反転膜
25、40 フォトレジスト膜
102 遮光領域
104 透光領域
106 位相反転領域
100、300a ブランクマスク
200、300、400 フォトマスク
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記ブラインド領域は、透明基板上に遮光膜パターン及び位相反転膜が積層されて構成され、前記ブラインド領域の透光領域は、前記位相反転膜及び遮光膜パターンが順次にエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、
前記メイン領域の透光領域は、透明基板上に積層された位相反転膜がエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、
前記遮光膜パターンのエッチング速度は、同じエッチング物質に対して前記位相反転膜のエッチング速度より速いことを特徴とするフォトマスク。 A photomask for manufacturing a flat panel display (FPD) in which a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a phase inversion region and a light transmitting region.
The blind area is configured by laminating a light shielding film pattern and a phase inversion film on a transparent substrate, and the light transmitting area of the blind area is exposed by sequentially etching the phase inversion film and the light shielding film pattern. Including transparent substrate area,
The transparent region of the main region includes the transparent substrate region exposed by etching a phase inversion film laminated on a transparent substrate,
The photomask according to claim 1, wherein an etching rate of the light shielding film pattern is higher than an etching rate of the phase inversion film with respect to the same etching substance.
前記ブラインド領域は、透明基板上に遮光膜パターン及び位相反転膜が積層されて構成され、前記ブラインド領域の透光領域は、前記位相反転膜及び遮光膜パターンが順次にエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、
前記メイン領域の透光領域は、透明基板上に積層された遮光膜パターンを包むように、前記透明基板及び前記遮光膜パターン上に積層された位相反転膜がエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、
前記遮光膜パターンのエッチング速度は、同じエッチング物質に対して前記位相反転膜のエッチング速度より速いことを特徴とするフォトマスク。 A photomask for manufacturing an FPD in which a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a light shielding region, a phase inversion region, and a light transmitting region.
The blind area is configured by laminating a light shielding film pattern and a phase inversion film on a transparent substrate, and the light transmitting area of the blind area is exposed by sequentially etching the phase inversion film and the light shielding film pattern. Including transparent substrate area,
The transparent substrate region in which the transparent region of the main region and the phase-inversion film stacked on the light shielding film pattern are etched and exposed so as to wrap the light shielding film pattern stacked on the transparent substrate. Including
The photomask according to claim 1, wherein an etching rate of the light shielding film pattern is higher than an etching rate of the phase inversion film with respect to the same etching substance.
前記ブラインド領域は、透明基板上に遮光膜パターン及び位相反転膜が積層されて構成され、前記ブラインド領域の透光領域は、前記位相反転膜及び遮光膜パターンが順次にエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、
前記メイン領域の透光領域は、透明基板の一部分に残留すると共に、前記透明基板上に積層された遮光膜パターンを包むように、前記透明基板及び前記遮光膜パターン上に積層された位相反転膜がエッチングされて露出された前記透明基板領域を含み、
前記遮光膜パターンのエッチング速度は、同じエッチング物質に対して前記位相反転膜のエッチング速度より速いことを特徴とするフォトマスク。 A photomask for manufacturing an FPD in which a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a light shielding region, a phase inversion region, and a light transmitting region.
The blind area is configured by laminating a light shielding film pattern and a phase inversion film on a transparent substrate, and the light transmitting area of the blind area is exposed by sequentially etching the phase inversion film and the light shielding film pattern. Including transparent substrate area,
The light transmission region of the main region remains on a part of the transparent substrate, and the phase inversion film laminated on the transparent substrate and the light shielding film pattern is wrapped around the light shielding film pattern laminated on the transparent substrate. Including the transparent substrate region exposed by etching;
The photomask according to claim 1, wherein an etching rate of the light shielding film pattern is higher than an etching rate of the phase inversion film with respect to the same etching substance.
前記ブラインド領域と対応する透明基板上に遮光膜パターンを形成する段階と、
前記ブラインド領域の前記遮光膜パターン及び前記メイン領域と対応する透明基板上に、同じエッチング物質に対して前記遮光膜パターンよりエッチング速度の遅い位相反転膜を形成する段階と、
前記メイン領域及び前記ブラインド領域の前記透明基板の一部分が露出されるように、前記位相反転膜及び前記遮光膜パターンを順次にエッチングする段階と、
を含むフォトマスクの製造方法。 A method of manufacturing a photomask for FPD manufacturing, wherein a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a phase inversion region and a light transmitting region.
Forming a light shielding film pattern on the transparent substrate corresponding to the blind region;
On the transparent substrate corresponding to the light shielding film pattern and the main region in the blind region, forming a phase inversion film having an etching rate slower than the light shielding film pattern for the same etching substance;
Etching the phase inversion film and the light shielding film pattern sequentially so that a part of the transparent substrate in the main area and the blind area is exposed;
A method of manufacturing a photomask including:
前記ブラインド領域と対応する透明基板及び前記メイン領域と対応する透明基板の一部分上に遮光膜パターンを形成する段階と、
前記メイン領域及びブラインド領域の前記遮光膜パターンと前記メイン領域の前記透明基板上に、同じエッチング物質に対して前記遮光膜パターンよりエッチング速度の遅い位相反転膜を形成する段階と、
前記メイン領域の前記遮光膜パターンを覆うと共に、前記ブラインド領域及び前記メイン領域の前記透明基板一部分が露出されるように、前記位相反転膜及び前記遮光膜パターンを順次にエッチングする段階と、
を含むフォトマスクの製造方法。 A method for manufacturing a photomask for FPD manufacturing, wherein a blind region includes a light shielding region and a light transmitting region, and a main region includes a light shielding region, a phase inversion region, and a light transmitting region.
Forming a light shielding film pattern on a part of the transparent substrate corresponding to the blind region and the transparent substrate corresponding to the main region;
Forming a phase inversion film having a slower etching rate than the light shielding film pattern on the same etching material on the light shielding film pattern of the main region and the blind region and the transparent substrate of the main region;
Etching the phase inversion film and the light shielding film pattern sequentially so as to cover the light shielding film pattern in the main area and to expose a part of the transparent substrate in the blind area and the main area;
A method of manufacturing a photomask including:
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