JP6983641B2 - A phase shift mask blank for manufacturing a display device, a method for manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device, and a method for manufacturing a display device. - Google Patents

A phase shift mask blank for manufacturing a display device, a method for manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device, and a method for manufacturing a display device. Download PDF

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Description

本発明は、表示装置製造用の位相シフトマスクブランク、表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a phase shift mask blank for manufacturing a display device, a method for manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device, and a method for manufacturing a display device.

液晶表示装置や有機EL表示装置の製造の際には、必要なパターニングが施された、複数の導電膜や絶縁膜を積層することによってトランジスタなどの半導体素子を形成する。その際、積層される個々の膜のパターニングには、フォトリソグラフィー工程を利用することが多い。例えば、これらの表示装置に用いられる薄膜トランジスタやLSIには、フォトリソグラフィー工程によって、絶縁層にコンタクトホールを形成し、上層のパターンと下層のパターンとを電気的に接続する構成を有するものがある。最近では、このような表示装置において、明るく、精細な像を、十分な動作速度を持って表示し、かつ、消費電力を低減させるニーズが高まっている。こうした要求を満たすために、表示装置の構成素子を、微細化し、高集積化することが求められている。例えば、コンタクトホールの径を3μmから2.5μm、2μm、1.8μm、1.5μmへと小さくすることが望まれている。また、例えば、ラインアンドスペースパターンのピッチ幅を3μmから2.5μm、2μm、1.8μm、1.5μmへと微細化することが望まれている。 When manufacturing a liquid crystal display device or an organic EL display device, a semiconductor element such as a transistor is formed by laminating a plurality of conductive films or insulating films having necessary patterns. At that time, a photolithography process is often used for patterning the individual films to be laminated. For example, some thin film transistors and LSIs used in these display devices have a structure in which a contact hole is formed in an insulating layer by a photolithography process and the upper layer pattern and the lower layer pattern are electrically connected. Recently, in such a display device, there is an increasing need to display a bright and fine image with a sufficient operating speed and to reduce power consumption. In order to meet these demands, it is required that the constituent elements of the display device be miniaturized and highly integrated. For example, it is desired to reduce the diameter of the contact hole from 3 μm to 2.5 μm, 2 μm, 1.8 μm, and 1.5 μm. Further, for example, it is desired to reduce the pitch width of the line and space pattern from 3 μm to 2.5 μm, 2 μm, 1.8 μm, and 1.5 μm.

このような背景から、ラインアンドスペースパターンやコンタクトホールの微細化に対応できる表示装置製造用のフォトマスクが望まれている。 Against this background, there is a demand for photomasks for manufacturing display devices that can handle line-and-space patterns and miniaturization of contact holes.

ラインアンドスペースパターンやコンタクトホールの微細化を実現するに当たり、従来のフォトマスクでは、表示装置製造用の露光機の解像限界が3μmであるため、十分な工程尤度(Process Margin)なしに、解像限界に近い最小線幅の製品を生産しなければならない。このため、表示装置の不良率が高くなる問題があった。 In order to realize the miniaturization of line-and-space patterns and contact holes, the resolution limit of the exposure machine for manufacturing display devices is 3 μm in the conventional photomask, so there is no sufficient process likelihood (Process Margin). Products with the minimum line width close to the resolution limit must be produced. Therefore, there is a problem that the defect rate of the display device becomes high.

例えば、コンタクトホールを形成するためのホールパターンを有するフォトマスクを使用し、これを被転写体に転写することを考えた場合、直径が3μmを超えるホールパターンであれば従来のフォトマスクで転写することができた。しかしながら、直径が3μm以下のホールパターン、特に、直径が2.5μm以下のホールパターンを転写することは非常に困難であった。直径が2.5μm以下のホールパターンを転写するためには、例えば高NAを持つ露光機へ転換することも考えられるが、大きな投資が必要となる。 For example, when a photomask having a hole pattern for forming a contact hole is used and it is considered to transfer this to a transfer target, if the hole pattern has a diameter of more than 3 μm, it is transferred with a conventional photomask. I was able to. However, it has been very difficult to transfer a hole pattern having a diameter of 3 μm or less, particularly a hole pattern having a diameter of 2.5 μm or less. In order to transfer a hole pattern having a diameter of 2.5 μm or less, it is conceivable to switch to an exposure machine having a high NA, for example, but a large investment is required.

そこで、解像度を向上させて、ラインアンドスペースパターンやコンタクトホールの微細化に対応するため、表示装置製造用のフォトマスクとして、位相シフトマスクが注目されている。 Therefore, in order to improve the resolution and cope with the miniaturization of line-and-space patterns and contact holes, a phase shift mask is attracting attention as a photomask for manufacturing a display device.

例えば、特許文献1では、透明基板上に、2層以上の薄膜が積層された構成の位相シフト膜を備えた表示装置用の位相シフトマスクブランクが提案されている。この位相シフト膜を構成する各薄膜は、互いに異なる組成を持つが、共に同じエッチング溶液によってエッチング可能な物質からなり、組成が相異なることで異なるエッチング速度を持つ。特許文献1では、位相シフト膜のパターニング時に位相シフト膜パターンのエッジ部分の断面傾斜が急角度(急勾配に)で形成されるように、位相シフト膜を構成する各薄膜のエッチング速度が調整されている。
特許文献1に具体的に記載されている位相シフト膜は、互いに異なる組成を持つクロム炭化酸化窒化物(CrCON)の層を3層、5層又は6層積層した構造のクロム系位相シフト膜である。
For example, Patent Document 1 proposes a phase shift mask blank for a display device provided with a phase shift film having a structure in which two or more thin films are laminated on a transparent substrate. Each thin film constituting this phase shift film has a different composition from each other, but both are made of substances that can be etched by the same etching solution, and have different etching rates due to the different compositions. In Patent Document 1, the etching rate of each thin film constituting the phase shift film is adjusted so that the cross-sectional inclination of the edge portion of the phase shift film pattern is formed at a steep angle (to a steep slope) when the phase shift film is patterned. ing.
The phase shift film specifically described in Patent Document 1 is a chromium-based phase shift film having a structure in which three, five, or six layers of chromium carbonized nitride (CrCON) having different compositions are laminated. be.

特許文献2では、透明基板上に順次、位相反転膜、前記位相反転膜のエッチングマスクとして用いられる金属膜及びレジスト膜を積層したFPD用位相反転ブランクマスクが記載されている。ここで、位相反転膜は、例えば、MoSi、MoSiO、MoSiN、MoSiC、MoSiCO、MoSiON、MoSiCN、MoSiCONのうち1つからなり、金属膜(エッチングマスク膜)は、位相反転膜とエッチング選択比を有する物質、例えば、Cr、CrO、CrN、CrC、CrCO、CrON、CrCN、CrCONのうち1つからなることが記載されている。
特許文献2では、位相反転膜は、複合波長の露光光に対して1%〜40%の透過率を有し、望ましくは5%〜20%の透過率を有し、10%以下の透過率偏差を有することが望ましいことが記載されている。また、位相反転膜は、複合波長の露光光に対して30%以下、望ましくは15%以下の反射率を有し、10%以下の反射率偏差を有することが望ましいことが記載されている。(ここで、偏差はi線、h線、g線の露光光による各透過率、反射率の値のうち、最大値と最小値の差をいう。)
しかし、特許文献2では、これらの光学特性を満たすための具体的な位相反転膜および金属膜(エッチングマスク膜)の材料を特定した例は記載されていない。
Patent Document 2 describes a phase inversion blank mask for FPD in which a phase inversion film, a metal film used as an etching mask for the phase inversion film, and a resist film are sequentially laminated on a transparent substrate. Here, the phase inversion film is composed of, for example, one of MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiCO, MoSiON, MoSiCN, and MoSiCON, and the metal film (etching mask film) has an etching selectivity with the phase inversion film. It is described that the substance is composed of one of Cr, CrO, CrN, CrC, CrCO, CrON, CrCN and CrCON, for example.
In Patent Document 2, the phase inversion film has a transmittance of 1% to 40%, preferably 5% to 20%, and a transmittance of 10% or less with respect to the exposure light having a composite wavelength. It is stated that it is desirable to have a deviation. Further, it is described that the phase inversion film has a reflectance of 30% or less, preferably 15% or less, and preferably has a reflectance deviation of 10% or less with respect to the exposure light having a composite wavelength. (Here, the deviation means the difference between the maximum value and the minimum value among the values of the transmittance and the reflectance of the i-line, h-line, and g-line exposed light.)
However, Patent Document 2 does not describe an example in which a specific material for a phase inversion film and a metal film (etching mask film) for satisfying these optical characteristics is specified.

このような位相シフトマスクは、種々の露光機から出力される、様々な波長の露光光を受ける。
例えば、表示装置製造用の位相シフトマスクの場合、マスクパターンを転写する工程に使用される露光機として、例えば、i線(365nm)、h線(405nm)及びg線(436nm)にそれぞれピーク強度をもつ複合光を出力する光源(超高圧UVランプ)を備えたものが知られている。例えば、近年の表示装置の大型化に伴ってサイズが拡大しつつあるマザーガラス基板の主表面上に位相シフトマスクのマスクパターンを転写する場合の露光光として、その複合光を用いると、光量を稼ぐことができ、タクトタイムの短縮化を図ることが可能となる。
Such a phase shift mask receives exposure light of various wavelengths output from various exposure machines.
For example, in the case of a phase shift mask for manufacturing a display device, as an exposure machine used in the process of transferring a mask pattern, for example, peak intensities are applied to i-line (365 nm), h-line (405 nm) and g-line (436 nm), respectively. A light source (ultra-high pressure UV lamp) that outputs a composite light is known. For example, when the composite light is used as the exposure light when the mask pattern of the phase shift mask is transferred onto the main surface of the mother glass substrate whose size is increasing with the increase in size of the display device in recent years, the amount of light is reduced. It is possible to earn money and shorten the tact time.

韓国登録特許第1282040号公報Korean Registered Patent No. 1282040 Gazette 韓国登録特許第1624995号公報Korean Registered Patent No. 1624995

第1に、表示装置用位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブランクにおいては、「波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率の変動幅(変化量)(適宜、所定の透過率波長依存性という)」が小さい(例えば5.5%以内)位相シフト膜は、実現することが基本的に非常に難しいという事情がある(課題1)。この理由は、必須の光学特性(位相差、透過率)を満たすべく位相シフト膜を構成する各層の組成および膜厚が調整され(こちらが優先される)、これに伴い位相シフト膜の透過率波長依存性は決まってしまうので、透過率波長依存性だけを独立して自由に制御(独立して所望の値に調整)することができないからである。このようなことから、具体的に位相シフト膜の層構成および各層の材料を特定した具体例について、実際に透過率、反射率を測定した値は報告されていない。
そこで、上記課題1に対し、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜の提供が望まれる。
First, in the phase shift mask for display devices and the phase shift mask blank, "the fluctuation range (change amount) of the transmittance in the range of wavelength 365 nm or more and 436 nm or less (appropriately referred to as predetermined transmittance wavelength dependence)". A small (for example, within 5.5%) phase shift film is basically very difficult to realize (Problem 1). The reason for this is that the composition and film thickness of each layer constituting the phase shift film are adjusted (priority is given to this) in order to satisfy the essential optical characteristics (phase difference, transmittance), and the transmittance of the phase shift film is adjusted accordingly. This is because the wavelength dependence is fixed, so that only the transmittance wavelength dependence cannot be independently and freely controlled (independently adjusted to a desired value). For these reasons, no actual measured values of transmittance and reflectance have been reported for specific examples in which the layer structure of the phase shift film and the material of each layer are specified.
Therefore, for the above-mentioned problem 1, it is desired to provide a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependence.

上記のことに加えて、特に、高透過率(例えば15%以上、特に18%以上)タイプの表示装置用位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブランクにおいては、透過率波長依存性が小さい(例えば5.5%以内)位相シフト膜は、実現することが格別に難しいという事情がある(課題2)。この理由は、(1)高透過率に適した材料が限られること、(2)一般的には高透過率にするに従い、透過率波長依存性が大きくなる傾向があること、(3)この傾向のため、透過率波長依存性を小さくするためには、透過率波長依存性を大きく低減させることが必要となるが、このことは基本的に難しいこと、が挙げられる。 In addition to the above, in particular, in a phase shift mask and a phase shift mask blank for a display device of a high transmittance (for example, 15% or more, particularly 18% or more) type, the transmittance wavelength dependence is small (for example, 5. (Within 5%) There is a situation that it is extremely difficult to realize a phase shift film (Problem 2). The reasons for this are (1) the materials suitable for high transmittance are limited, (2) generally, the higher the transmittance, the larger the transmittance wavelength dependence tends to be, and (3) this. Due to the tendency, in order to reduce the transmittance wavelength dependence, it is necessary to greatly reduce the transmittance wavelength dependence, but this is basically difficult.

このような高透過率を有する位相シフト膜において、例えば、所定の透過率波長依存性が5.5%より小さい透過率波長依存性を有する具体例は報告されていない(課題3)。 In a phase shift film having such a high transmittance, for example, a specific example having a transmittance wavelength dependence having a predetermined transmittance wavelength dependence of less than 5.5% has not been reported (Problem 3).

第2に、上述の特許文献1において従来提案されている表示装置用の位相シフトマスクに用いられる位相シフト膜は、位相シフト膜パターンを形成するために用いるレジスト膜のパターニング時に使用するレーザー描画光の反射によるレジスト膜への影響を考慮して設計されていない。このため、レーザー描画光(通常350nm〜436nmの波長域のある1つの波長)に対する位相シフト膜の表面反射率が20%を超える。その結果、レジスト膜中に定在波が発生し、レジスト膜パターンのエッジ部分のラフネスが悪化する。これに伴い、位相シフト膜パターンのエッジ部分のラフネスが悪化するという問題がある。
上述の特許文献2においては、位相反転膜が、複合波長の露光光に対して30%以下、望ましくは15%以下の反射率を有することは記載されているが、それを実現するための膜構成や膜材料についての具体例は報告されていない。
なお、レーザー描画光の波長における表面反射率は、理想的には、10%以下、さらには5%以下であるが、各種光学特性等を満たした上で表面反射率10%以下を実現することは実際には非常に難しいという事情がある。
詳しくは、遮光膜の場合は、遮光性(光学濃度)を満たせば良いので反射防止層を設け表面反射率の特性を付加することは比較的容易である。これに対し、位相シフト膜の場合は、反射防止層を設けることで位相差および透過率も変動してしまうので、位相差および透過率を満たした上で表面反射率の特性を兼備させる膜設計を行うことは容易でない。したがって、位相シフト膜に、位相差、透過率に加え、透過率波長依存性を満たした上で表面反射率の特性を兼備させることはさらに容易ではない(課題4)。
なお、特許文献2に記載された反射率のレベル(例えば「15%以下」)を超えることが要望される。具体的には、例えば、波長365nm以上436nm以下の範囲における反射率が10%以下や、波長350nm以上436nm以下の範囲における反射率が15%以下である具体例は報告されていない。
Secondly, the phase shift film used for the phase shift mask for the display device conventionally proposed in Patent Document 1 described above is laser drawing light used when patterning the resist film used for forming the phase shift film pattern. It is not designed in consideration of the influence of the reflection on the resist film. Therefore, the surface reflectance of the phase shift film with respect to the laser drawing light (usually one wavelength having a wavelength range of 350 nm to 436 nm) exceeds 20%. As a result, a standing wave is generated in the resist film, and the roughness of the edge portion of the resist film pattern deteriorates. Along with this, there is a problem that the roughness of the edge portion of the phase shift film pattern deteriorates.
In the above-mentioned Patent Document 2, it is described that the phase inversion film has a reflectance of 30% or less, preferably 15% or less with respect to exposure light having a composite wavelength, but a film for realizing this. No specific examples of the composition or membrane material have been reported.
The surface reflectance at the wavelength of the laser drawing light is ideally 10% or less, further 5% or less, but the surface reflectance should be 10% or less while satisfying various optical characteristics and the like. Is actually very difficult.
Specifically, in the case of a light-shielding film, it is only necessary to satisfy the light-shielding property (optical density), so it is relatively easy to provide an antireflection layer and add the characteristics of surface reflectance. On the other hand, in the case of a phase shift film, the phase difference and transmittance also fluctuate by providing an antireflection layer, so a film design that satisfies the phase difference and transmittance and also has the characteristics of surface reflectance. Is not easy to do. Therefore, it is not even easier to equip the phase shift film with the characteristics of surface reflectance while satisfying the transmittance wavelength dependence in addition to the phase difference and transmittance (Problem 4).
In addition, it is required to exceed the level of reflectance described in Patent Document 2 (for example, "15% or less"). Specifically, for example, no specific example has been reported in which the reflectance in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less is 10% or less, or the reflectance in the wavelength range of 350 nm or more and 436 nm or less is 15% or less.

さらに、上述の特許文献1、2において従来提案されている表示装置用の位相シフトマスクに用いられる位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における裏面反射率を考慮して設計されていない。
このため、裏面反射率が相対的に低い場合、それに応じて膜による露光光の熱吸収による熱膨張によるパターン位置ずれを生じるおそれがある。
したがって、位相シフト膜に、位相差、透過率に加え、所定の透過率波長依存性を満たした上で裏面反射率の特性を兼備させることは容易ではない(課題5)。
Further, the phase shift film used for the phase shift mask for the display device conventionally proposed in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 is not designed in consideration of the back surface reflectance in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less.
Therefore, when the back surface reflectance is relatively low, there is a possibility that the pattern position shift due to thermal expansion due to heat absorption of the exposure light by the film.
Therefore, it is not easy for the phase shift film to have the characteristics of backside reflectance while satisfying a predetermined transmittance wavelength dependence in addition to the phase difference and transmittance (Problem 5).

本発明は、上述した課題1に対し、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜の提供を第1の目的とする。
本発明は、上述した課題1に対し、透過率波長依存性に優れると共に他の特性についても優れる新たな位相シフト膜の提供を第2の目的とする。
本発明は、上述した課題2、3に対し、高透過率であっても、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜の提供を第3の目的とする。
本発明は、上述した課題1、2、3に対し、透過率波長依存性に格別に優れる新たな位相シフト膜の提供を第4の目的とする。
本発明は、上述した課題4に対し、透過率波長依存性に優れると共に表面反射率特性についても優れる新たな位相シフト膜の提供を第5の目的とする。
本発明は、上述した課題5に対し、透過率波長依存性に優れると共に裏面反射率特性についても優れる新たな位相シフト膜の提供を第6の目的とする。
本発明は、上記本発明に係る位相シフト膜を備えた、表示装置製造用の位相シフトマスクブランク、この位相シフトマスクブランクを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びにこの位相シフトマスクを用いた表示装置の製造方法の提供を目的とする。
The first object of the present invention is to provide a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependence for the above-mentioned problem 1.
A second object of the present invention is to provide a new phase shift film which is excellent in transmittance wavelength dependence and also excellent in other characteristics with respect to the above-mentioned problem 1.
A third object of the present invention is to provide a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependence even with high transmittance, in response to the above-mentioned problems 2 and 3.
A fourth object of the present invention is to provide a new phase shift film having exceptionally excellent transmittance wavelength dependence for the above-mentioned problems 1, 2 and 3.
A fifth object of the present invention is to provide a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependence and excellent surface reflectance characteristics in response to the above-mentioned problem 4.
A sixth object of the present invention is to provide a new phase shift film which is excellent in transmittance wavelength dependence and also excellent backside reflectance characteristics in response to the above-mentioned problem 5.
The present invention comprises a phase shift mask blank for manufacturing a display device provided with the phase shift film according to the present invention, a method for manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank, and a display using the phase shift mask. The purpose is to provide a method for manufacturing the device.

本発明者は、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜を提供すべく鋭意研究開発を行った。
まず、ZrとSiとを含有するZrSi系材料は、露光光の波長域(i線、h線、g線を含む複数波長)で透過率が15%以上の透過率を有する高透過率用の位相シフト膜に用いられる材料として好適であることを本発明者は見出した。
また、位相シフト膜は、高透過率にするほど透過率の波長依存性を小さくすることが相対的に難しいと考えられていた。具体的には、各種の調整をしたとしても、例えば、波長365nm以上436nm以下の範囲(適宜、「所定の波長範囲」という)において、通常、透過率が20%程度であると、所定の波長範囲における透過率波長依存性(透過率の変動幅)は10%程度までしか低減できないと考えられていた。
さらに、位相シフト膜では、「波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性」(適宜、「所定の透過率波長依存性」という)は、ZrSi系材料(例えばZrSiON、ZrSiN、ZrSiO)に比べ、MoSi系材料(例えばMoSiN、MoSiON、MoSiOCN)の方が、透過率波長依存性が良いと考えられていた。
さらに、本発明者は、検討の過程で、ZrSi系材料(例えばZrSiON、ZrSiN、ZrSiO)は、組成を調整して(例えば高酸化にして)高透過率(例えば波長365nmで16%、20%、30%、40%の透過率)にするに従い、所定の透過率波長依存性がどんどん大きくなる傾向があること(例えば所定の透過率波長依存性は、11%、18%、21%、25%、になる)ことを知見した。この傾向のため、所定の透過率波長依存性を低減することが非常に難しいことを知見した。
The present inventor has carried out diligent research and development to provide a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependence.
First, the ZrSi-based material containing Zr and Si is for high transmittance having a transmittance of 15% or more in the wavelength range of the exposed light (multiple wavelengths including i-line, h-line, and g-line). The present inventor has found that it is suitable as a material used for a phase shift film.
Further, it has been considered that it is relatively difficult for the phase shift film to reduce the wavelength dependence of the transmittance as the transmittance is increased. Specifically, even if various adjustments are made, for example, in a wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less (appropriately referred to as “predetermined wavelength range”), when the transmittance is usually about 20%, a predetermined wavelength It was thought that the transmittance wavelength dependence (fluctuation range of transmittance) in the range could be reduced only to about 10%.
Further, in the phase shift film, the "transmittance wavelength dependence in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less" (appropriately referred to as "predetermined transmittance wavelength dependence") is applied to ZrSi-based materials (for example, ZrSiON, ZrSiN, ZrSiO). In comparison, MoSi-based materials (for example, MoSiN, MoSiON, MoSiOCN) were considered to have better transmittance wavelength dependence.
Further, in the process of study, the present inventor adjusts the composition of ZrSi-based materials (for example, ZrSiON, ZrSiN, ZrSiO) to have high transmittance (for example, 16% and 20% at a wavelength of 365 nm). , 30%, 40% transmittance), the predetermined transmittance wavelength dependence tends to become larger and larger (for example, the predetermined transmittance wavelength dependence is 11%, 18%, 21%, 25). %, Will be). Due to this tendency, it was found that it is very difficult to reduce the predetermined transmittance wavelength dependence.

さらに、本発明者は、ZrSi系の単層膜(特に、酸素(O)が含まれるZrSiON、ZrSiOなど)は、透過率の面内分布の制御が非常に難しいという問題があることを知見した。この理由は、酸素(O)が含まれたZrSi系の単層膜は、波長300nmから波長400nm辺りで、透過率が急激に変化する(透過率−波長曲線の角度が急峻になる)特性があるからと考えられる。このとき、酸素(O)が含まれたZrSi系の単層膜の膜厚が変動すると、透過率−波長曲線も短波長側あるいは長波長側に移動し、透過率が変動する。このため、酸素(O)が含まれたZrSi系の単層膜の膜厚の面内ばらつきによって、透過率の面内分布の制御が難しくなる。 Furthermore, the present inventor has found that a ZrSi-based single-layer film (particularly, ZrSiON, ZrSiO, etc. containing oxygen (O)) has a problem that it is very difficult to control the in-plane distribution of transmittance. .. The reason for this is that the ZrSi-based single-layer film containing oxygen (O) has a characteristic that the transmittance changes sharply (the angle of the transmittance-wavelength curve becomes steep) in the wavelength range from 300 nm to 400 nm. It is thought that there is. At this time, when the film thickness of the ZrSi-based single-layer film containing oxygen (O) fluctuates, the transmittance-wavelength curve also moves to the short wavelength side or the long wavelength side, and the transmittance fluctuates. Therefore, it becomes difficult to control the in-plane distribution of the transmittance due to the in-plane variation in the film thickness of the ZrSi-based single-layer film containing oxygen (O).

以上のような状況下、本発明者は、位相シフト層(例えばZrSiON。高透過率用に組成を調整したもの)と、メタル層(例えばZrSi。上記位相シフト層に含まれるZrの含有率や、上記位相シフト層に含まれるZrとSiの合計含有率よりも、Zrの含有率やZrとSiの合計含有率が多いZrSi)とを組み合わせることによって、意外にも、上記一般認識に反し、所定の波長範囲において高透過率(例えば、15%以上、16%以上、さらには18%以上)とした場合であっても(機能5)、所定の透過率波長依存性を、上記一般認識と比べ相対的に非常に小さくできる(例えば5.5%以内にできる)こと(機能1)、すなわち機能5と機能1の双方の要件を満たすことができること、を知見した。このとき、メタル層(例えばZrSi。上記位相シフト層に含まれるZrの含有率や、位相シフト層に含まれるZrとSiの合計含有率よりも、Zrの含有率やZrとSiの合計含有率が多いZrSi)は、位相シフト層(例えばZrSiON)が単層で有する所定の透過率波長依存性を調整できる作用・機能を有することを知見した。具体的には、メタル層(例えばZrSi)は、位相シフト層(例えばZrSiON)が単層で有する所定の透過率波長依存性を所定値(所定幅)(例えば10%)以上低減できる(例えば所定の透過率波長依存性を15%以上の値から5.5%以内の値に10%以上低減できる)作用・機能(透過率波長依存性低減機能)を有することを知見した。
透過率が高くて(例えば15%以上、16%以上、さらには18%以上であって)、所定の波長依存性がこれだけ低い(例えば5.5%以内である)と、解像性が非常にいい。この理由は、365nm以外の波長の光(405nm、436nm)が365nmの光に干渉する量が少なくなるからである。解像性が非常によいことから、微細なパターン(例えば1.8μm以下)を有する表示装置の製造が可能となる。
さらに、本発明では、所定の波長範囲において、透過率も反射率も単層の場合に比べ、波長依存性を小さくできる(透過率−波長曲線の傾きはフラットに(傾きは小さく)なる)ので、成膜過程で膜厚が面内(例えば中心部と外周部で)で多少ばらついても透過率および反射率の面内分布は非常に良いものとなる。このため、微細なパターンのCD精度の面内ばらつきが小さい表示装置の製造が可能となる。
Under the above circumstances, the present inventor has determined that the phase shift layer (for example, ZrSiON; the composition is adjusted for high transmittance) and the metal layer (for example, ZrSi; the content of Zr contained in the phase shift layer). By combining ZrSi), which has a higher Zr content and a higher total Zr and Si content than the total content of Zr and Si contained in the phase shift layer, surprisingly, contrary to the above general recognition, Even when the transmittance is high (for example, 15% or more, 16% or more, and further 18% or more) in a predetermined wavelength range (function 5), the predetermined transmittance wavelength dependence is regarded as the above general recognition. It was found that the relative size can be made relatively small (for example, within 5.5%) (function 1), that is, the requirements of both function 5 and function 1 can be satisfied. At this time, the content of Zr or the total content of Zr and Si is higher than the content of Zr contained in the metal layer (for example, ZrSi; the phase shift layer) or the total content of Zr and Si contained in the phase shift layer. It has been found that ZrSi), which has a large amount of zirconium, has an action / function capable of adjusting the predetermined transmission wavelength dependence of the phase shift layer (for example, ZrSiON) as a single layer. Specifically, the metal layer (for example, ZrSi) can reduce the predetermined transmittance wavelength dependence of the phase shift layer (for example, ZrSiON) as a single layer by a predetermined value (predetermined width) (for example, 10%) or more (for example, predetermined). It was found that the transmittance wavelength dependence of the transmittance can be reduced by 10% or more from a value of 15% or more to a value of 5.5% or less) (transmittance wavelength dependence reduction function).
High transmittance (for example, 15% or more, 16% or more, and even 18% or more) and low predetermined wavelength dependence (for example, within 5.5%) have very high resolution. Good for. The reason for this is that the amount of light having a wavelength other than 365 nm (405 nm, 436 nm) interfering with the light of 365 nm is reduced. Since the resolution is very good, it is possible to manufacture a display device having a fine pattern (for example, 1.8 μm or less).
Further, in the present invention, the transmittance and the reflectance in a predetermined wavelength range can be reduced in wavelength dependence as compared with the case of a single layer (the slope of the transmittance-wavelength curve becomes flat (the slope becomes small)). Even if the film thickness varies slightly in the plane (for example, in the central portion and the outer peripheral portion) in the film forming process, the in-plane distribution of the transmittance and the reflectance becomes very good. Therefore, it is possible to manufacture a display device having a small in-plane variation in the CD accuracy of a fine pattern.

さらに、本発明者は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する位相シフト層(例えば、ZrSiON)と露光光に対する透過率波長依存性を調整する機能を有するメタル層(露光光に対する透過率波長依存性を低減させる機能を有するメタル層(例えば、ZrSi))との組み合わせによって、所定の透過率波長依存性が4.0%より小さく透過率波長依存性が格別に優れる位相シフト膜(課題3)を実現できることを知見した。 Further, the present inventor mainly has a phase shift layer (for example, ZrSiON) for adjusting the transmittance and the phase difference with respect to the exposure light, and a metal layer (for the exposure light) having a function of adjusting the transmittance wavelength dependence with respect to the exposure light. A phase shift film having a predetermined transmittance wavelength dependence of less than 4.0% and an exceptionally excellent transmittance wavelength dependence in combination with a metal layer (for example, ZrSi) having a function of reducing the transmittance wavelength dependence. It was found that (Problem 3) can be realized.

また、本発明者は、以上のことは、メタル層を、MoSi、TiSiなどの金属シリサイド系材料で置き換えた場合においても、程度の差はあるものの、同様であることを知見した。 Further, the present inventor has found that the above is the same even when the metal layer is replaced with a metal silicide-based material such as MoSi or TiSi, although the degree is different.

本発明者は、以上のことは、位相シフト層(MoSiON)(露光波長に対し1%から12%程度の透過率を有する通常透過率用から、露光波長に対し15%以上の透過率を有する高透過率用までを含む)と、メタル層(MoSi)とを組み合わせた場合や、位相シフト層(TiSiON)(通常透過率用から高透過率用までを含む)と、メタル層(TiSi)とを組み合わせた場合においても、程度の差はあるものの、同様であることを知見した。 The present inventor has described the above as a phase shift layer (MoSiON) (for a normal transmittance having a transmittance of about 1% to 12% with respect to an exposure wavelength, and having a transmittance of 15% or more with respect to an exposure wavelength. When a combination of a metal layer (MoSi) and a metal layer (MoSi), a phase shift layer (TiSiON) (including normal transmittance to high transmittance), and a metal layer (TiSi) It was found that the same is true even when these are combined, although the degree is different.

本発明者は、さらに検討を進めた結果、2層以上の積層膜からなる位相シフト膜において、所定の位相シフト層(例えば、ZrSiON、MoSiON、TiSiONなど)と、所定のメタル層(例えばZrSi、MoSi、TiSiなど)と、を組み合わせる(順不同)ことによって、所定の透過率波長依存性を非常に小さくできる(例えば5.5%以内にできる)こと(機能1)、および裏面反射率を制御できること(機能4)ことを知見した。 As a result of further studies, the present inventor has a predetermined phase shift layer (for example, ZrSiON, MoSiON, TiSiON, etc.) and a predetermined metal layer (for example, ZrSi, etc.) in a phase shift film composed of two or more laminated films. By combining with MoSi, TiSi, etc. (in no particular order), the predetermined transmittance wavelength dependence can be made very small (for example, within 5.5%) (function 1), and the backside reflectance can be controlled. (Function 4) It was found.

また、本発明者は、3層の積層膜からなる位相シフト膜において、基板側から順次、所定の位相シフト層(例えば、ZrSiON、MoSiON、TiSiONなど)と、所定のメタル層(例えばZrSi、MoSi、TiSiなど)と、所定の反射率低減層(例えば、ZrSiON、MoSiON、TiSiON、CrO、CrOCN、CrONなど)とを組み合わせることによって、所定の透過率波長依存性を小さくできる(機能1)(例えば5.5%以内にできる)ことと、表面反射率を低減できること(機能2)、しかも表面反射率を小さくできる(例えば10%以下)こと(機能3)、裏面反射率を制御できること(機能4)、のすべてを兼ね備えることができることを知見した。 Further, the present inventor has a phase shift film composed of three laminated films, in which a predetermined phase shift layer (for example, ZrSiON, MoSiON, TiSiON, etc.) and a predetermined metal layer (for example, ZrSi, MoSi) are sequentially formed from the substrate side. , TiSi, etc.) and a predetermined reflectance reducing layer (for example, ZrSiON, MoSiON, TiSiON, CrO, CrOCN, CrON, etc.) can reduce the predetermined transmittance wavelength dependence (function 1) (for example). It can be done within 5.5%), the surface reflectance can be reduced (function 2), the surface reflectance can be reduced (for example, 10% or less) (function 3), and the back surface reflectance can be controlled (function 4). ), It was found that all of them can be combined.

なお、上記2層以上または3層の積層膜からなる位相シフト膜において、最上層をCr系の材料を使用した位相シフト膜は、その上に形成するレジスト膜の密着性が良好である。 In the phase shift film composed of the above-mentioned two or more or three layers of laminated film, the phase shift film using a Cr-based material as the uppermost layer has good adhesion of the resist film formed on the phase shift film.

本発明は以下の構成を有する。
(構成1)
表示装置製造用の位相シフトマスクブランクにおいて、
透明基板と、該透明基板上に形成された位相シフト膜とを備え、
前記位相シフト膜は、2層以上の積層膜からなり、
前記位相シフト膜は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する位相シフト層と、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性を調整する機能を有するメタル層とを少なくとも有し、
前記位相シフト膜は、露光光に対する前記位相シフト膜の透過率と位相差とが所定の光学特性を有し、
前記位相シフト層は、金属とケイ素と、窒素および酸素のうちから選ばれる一つまたは二つ以上の元素とを含む材料からなり、
前記メタル層は、金属とケイ素で構成される材料、または、金属とケイ素と、炭素、フッ素、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成される材料からなり、
前記メタル層に含まれる金属の含有率は、前記位相シフト層に含まれる金属の含有率よりも多い、若しくは、前記メタル層に含まれる金属とケイ素の合計含有率は、前記位相シフト層に含まれる金属とケイ素の合計含有率よりも多く、
前記位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性が、5.5%以内である
ことを特徴とする位相シフトマスクブランク。
(構成2)
表示装置製造用の位相シフトマスクブランクにおいて、
透明基板と、該透明基板上に形成された位相シフト膜とを備え、
前記位相シフト膜は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する位相シフト層と、該位相シフト層の上側に配置され、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する反射率低減層と、前記位相シフト層と前記反射率低減層との間に配置され、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性を調整する機能を有するメタル層を有し、
前記位相シフト層、前記メタル層および前記反射率低減層の積層構造により、露光光に対する前記位相シフト膜の透過率と位相差とが所定の光学特性を有し、
前記位相シフト層は、金属とケイ素と、窒素および酸素のうちの少なくとも一種とを含む材料からなり、
前記メタル層は、金属とケイ素で構成される材料、または、金属とケイ素と、炭素、フッ素、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成される材料からなり、
前記メタル層に含まれる金属の含有率は、前記位相シフト層に含まれる金属の含有率よりも多い、若しくは、前記メタル層に含まれる金属とケイ素の合計含有率は、前記位相シフト層に含まれる金属とケイ素の合計含有率よりも多く、
前記位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性が、5.5%以内である
ことを特徴とする位相シフトマスクブランク。
(構成3)
前記位相シフト膜は、波長365nmにおける透過率が、1%以上50%以下の範囲であることを特徴とする構成1または2に記載の位相シフトマスクブランク。
(構成4)
前記位相シフト膜は、波長365nmにおける透過率が、15%以上50%以下の範囲であることを特徴とする構成1または2に記載の位相シフトマスクブランク。
(構成5)
前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の表面反射率が、365nm〜436nmの波長域において10%以下であることを特徴とする構成2から4のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成6)
前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の表面反射率が、350nm〜436nmの波長域において15%以下であることを特徴とする構成2から5のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成7)
前記透明基板の裏面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の裏面反射率が、365nm〜436nmの波長域において20%以上であることを特徴とする構成1から6のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成8)
前記反射率低減層は、金属とケイ素と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種とを含む材料、あるいは、金属と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種とを含む材料からなることを特徴とする構成2から7のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成9)
前記位相シフト層を構成する金属は、Zr、Mo、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つであり、
前記メタル層を構成する金属は、Zr、Mo、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つであり、
前記反射率低減層を構成する金属は、Zr、Mo、Cr、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする構成2から8のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成10)
前記位相シフト層および前記メタル層の各層を構成する金属、あるいは、前記位相シフト層、前記メタル層および前記反射率低減層の各層を構成する金属は、同一の金属であることを特徴とする構成1から9のいずれか記載の位相シフトマスクブランク。
(構成11)
前記位相シフト膜上に形成された遮光膜を備えることを特徴とする構成1から10のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
(構成12)
前記遮光膜は、前記遮光膜の表面側より入射される光に対する前記遮光膜の膜面反射率が、350nm〜436nmの波長域において15%以下であることを特徴とする構成11記載の位相シフトマスクブランク。
The present invention has the following configurations.
(Structure 1)
In a phase shift mask blank for manufacturing display devices
A transparent substrate and a phase shift film formed on the transparent substrate are provided.
The phase shift film is composed of two or more laminated films.
The phase shift film mainly includes a phase shift layer having a function of adjusting the transmittance and a phase difference with respect to exposure light, and a metal layer having a function of adjusting the transmittance wavelength dependence in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less. Have at least
The phase shift film has predetermined optical characteristics in terms of the transmittance and phase difference of the phase shift film with respect to the exposure light.
The phase shift layer is made of a material containing a metal, silicon, and one or more elements selected from nitrogen and oxygen.
The metal layer is made of a material composed of metal and silicon, or a material composed of metal and silicon, and at least one of carbon, fluorine, nitrogen, and oxygen.
The content of the metal contained in the metal layer is higher than the content of the metal contained in the phase shift layer, or the total content of the metal and silicon contained in the metal layer is contained in the phase shift layer. More than the total content of metal and silicon
The phase shift mask is a phase shift mask blank having a transmittance wavelength dependence of 5.5% or less in a wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less.
(Structure 2)
In a phase shift mask blank for manufacturing display devices
A transparent substrate and a phase shift film formed on the transparent substrate are provided.
The phase shift film is mainly a phase shift layer having a function of adjusting the transmittance and a phase difference with respect to the exposure light, and light incident on the upper side of the phase shift layer and incident from the surface side of the phase shift film. A function of adjusting the transmittance wavelength dependence in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less, which is arranged between the phase shift layer and the reflectance reducing layer, and a reflectance reducing layer having a function of reducing the transmittance with respect to the light. Has a metal layer to have
Due to the laminated structure of the phase shift layer, the metal layer and the reflectance reducing layer, the transmittance and phase difference of the phase shift film with respect to the exposure light have predetermined optical characteristics.
The phase shift layer is made of a material containing metal, silicon, and at least one of nitrogen and oxygen.
The metal layer is made of a material composed of metal and silicon, or a material composed of metal and silicon, and at least one of carbon, fluorine, nitrogen, and oxygen.
The content of the metal contained in the metal layer is higher than the content of the metal contained in the phase shift layer, or the total content of the metal and silicon contained in the metal layer is contained in the phase shift layer. More than the total content of metal and silicon
The phase shift mask is a phase shift mask blank having a transmittance wavelength dependence of 5.5% or less in a wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less.
(Structure 3)
The phase shift mask blank according to the configuration 1 or 2, wherein the phase shift film has a transmittance in the range of 1% or more and 50% or less at a wavelength of 365 nm.
(Structure 4)
The phase shift mask blank according to the configuration 1 or 2, wherein the phase shift film has a transmittance in the range of 15% or more and 50% or less at a wavelength of 365 nm.
(Structure 5)
The phase shift film has configurations 2 to 4 characterized in that the surface reflectance of the phase shift film with respect to light incident from the surface side of the phase shift film is 10% or less in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. The phase shift mask blank described in any of.
(Structure 6)
The phase shift film has configurations 2 to 5 characterized in that the surface reflectance of the phase shift film with respect to light incident from the surface side of the phase shift film is 15% or less in the wavelength range of 350 nm to 436 nm. The phase shift mask blank described in any of.
(Structure 7)
The phase according to any one of configurations 1 to 6, wherein the back surface reflectance of the phase shift film with respect to light incident from the back surface side of the transparent substrate is 20% or more in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Shift mask blank.
(Structure 8)
The reflectance reducing layer is composed of a material containing metal and silicon and at least one of nitrogen, oxygen and carbon, or a material containing metal and at least one of nitrogen, oxygen and carbon. The phase shift mask blank according to any one of the features 2 to 7.
(Structure 9)
The metal constituting the phase shift layer is any one of Zr, Mo, Ti, Ta, and W.
The metal constituting the metal layer is any one of Zr, Mo, Ti, Ta, and W.
The phase shift mask according to any one of configurations 2 to 8, wherein the metal constituting the reflectance reducing layer is any one of Zr, Mo, Cr, Ti, Ta, and W. blank.
(Structure 10)
The metal constituting each of the phase shift layer and the metal layer, or the metal constituting each layer of the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reducing layer is the same metal. The phase shift mask blank according to any one of 1 to 9.
(Structure 11)
The phase shift mask blank according to any one of configurations 1 to 10, further comprising a light-shielding film formed on the phase shift film.
(Structure 12)
The phase shift according to configuration 11, wherein the light-shielding film has a film surface reflectance of 15% or less in a wavelength range of 350 nm to 436 nm with respect to light incident from the surface side of the light-shielding film. Mask blank.

(構成13)
表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法において、
構成1から10のいずれかに記載の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、レジスト膜を形成し、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いた描画処理、および現像処理により、レジスト膜パターンを形成する工程と、
前記レジスト膜パターンをマスクにして前記位相シフト膜をエッチングして位相シフト膜パターンを形成する工程と
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
(構成14)
表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法において、
構成11または12に記載の位相シフトマスクブランクの遮光膜上に、レジスト膜を形成し、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いた描画処理、および現像処理により、レジスト膜パターンを形成する工程と、
前記レジスト膜パターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
前記遮光膜パターンをマスクにして位相シフト膜をエッチングして位相シフト膜パターンを形成する工程と
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
(構成15)
表示装置の製造方法において、
基板上にレジスト膜が形成されたレジスト膜付き基板に対して、構成13又は14記載の位相シフトマスクの製造方法によって得られた位相シフトマスクを、前記レジスト膜に対向して配置する位相シフトマスク配置工程と、
i線、h線及びg線を含む複合露光光を前記位相シフトマスクに照射して、前記位相シフト膜パターンを転写するパターン転写工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
(Structure 13)
In the method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist film is formed on the phase shift film of the phase shift mask blank according to any one of configurations 1 to 10, and a drawing process using a laser beam having any wavelength selected from the wavelength range of 350 nm to 436 nm is used. , And the process of forming a resist film pattern by development processing,
A method for manufacturing a phase shift mask, which comprises a step of etching the phase shift film using the resist film pattern as a mask to form a phase shift film pattern.
(Structure 14)
In the method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist film is formed on the light-shielding film of the phase shift mask blank according to the configuration 11 or 12, and a drawing process and a developing process using a laser beam having any wavelength selected from the wavelength range of 350 nm to 436 nm are used. The process of forming a resist film pattern and
A step of forming the light-shielding film pattern by etching the light-shielding film using the resist film pattern as a mask.
A method for manufacturing a phase shift mask, which comprises a step of etching a phase shift film using the light shielding film pattern as a mask to form a phase shift film pattern.
(Structure 15)
In the manufacturing method of display devices
A phase shift mask in which a phase shift mask obtained by the method for manufacturing a phase shift mask according to the configuration 13 or 14 is arranged facing the resist film on a substrate with a resist film having a resist film formed on the substrate. Placement process and
A method for manufacturing a display device, which comprises a pattern transfer step of irradiating the phase shift mask with composite exposure light including i-line, h-line, and g-line to transfer the phase-shift film pattern.

本発明によれば、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、透過率波長依存性に優れると共に他の特性についても優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、高透過率であっても、透過率波長依存性に優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、透過率波長依存性に格段に優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、透過率波長依存性に優れると共に表面反射率特性についても優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、透過率波長依存性に優れると共に裏面反射率特性についても優れる新たな位相シフト膜を提供できる。
本発明によれば、上記本発明に係る位相シフト膜を備えた、表示装置製造用の位相シフトマスクブランク、この位相シフトマスクブランクを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びにこの位相シフトマスクを用いた表示装置の製造方法を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependence.
According to the present invention, it is possible to provide a new phase shift film which is excellent in transmittance wavelength dependence and also excellent in other characteristics.
According to the present invention, it is possible to provide a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependence even with a high transmittance.
According to the present invention, it is possible to provide a new phase shift film having a significantly excellent transmittance wavelength dependence.
According to the present invention, it is possible to provide a new phase shift film having excellent transmittance wavelength dependence and excellent surface reflectance characteristics.
According to the present invention, it is possible to provide a new phase shift film which is excellent in transmittance wavelength dependence and also excellent backside reflectance characteristics.
According to the present invention, a phase shift mask blank for manufacturing a display device provided with the phase shift film according to the present invention, a method for manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank, and the phase shift mask are used. It is possible to provide a method for manufacturing a display device that has been used.

本発明に係る位相シフトマスクブランクの膜構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the film structure of the phase shift mask blank which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクブランクの他の膜構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other film composition of the phase shift mask blank which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクブランクの他の膜構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other film composition of the phase shift mask blank which concerns on this invention. 本発明の実施例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の透過率スペクトルである。It is a transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の表面反射率スペクトルである。It is a surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の裏面反射率スペクトルである。It is a back surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の透過率スペクトルである。It is a transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の表面反射率スペクトルである。It is a surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の裏面反射率スペクトルである。It is a back surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 2 of this invention. 比較例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の透過率スペクトルである。It is a transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of the comparative example 1. FIG. 比較例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の表面反射率スペクトルである。It is the surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of the comparative example 1. FIG. 比較例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の裏面反射率スペクトルである。It is a back surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of the comparative example 1. FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiments are one embodiment for embodying the present invention, and do not limit the present invention to the scope thereof. In the drawings, the same or equivalent parts may be designated by the same reference numerals to simplify or omit the description.

(実施の形態1)
実施の形態1では、位相シフトマスクブランクについて説明する。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, the phase shift mask blank will be described.

図1は位相シフトマスクブランク10の膜構成を示す模式図である。
位相シフトマスクブランク10は、露光光に対して透明な(透光性を有する)透明基板20と、透明基板20上に配置された位相シフト膜30とを備える。図1においては、位相シフト膜30は、透明基板20側から順に配置された、位相シフト層31とメタル層33とを有する積層構造であるが、位相シフト膜30は、透明基板20側から順に配置された、位相シフト層31とメタル層33とを有する積層構造であっても良い。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the film configuration of the phase shift mask blank 10.
The phase shift mask blank 10 includes a transparent substrate 20 that is transparent (having translucency) with respect to exposure light, and a phase shift film 30 arranged on the transparent substrate 20. In FIG. 1, the phase shift film 30 has a laminated structure having a phase shift layer 31 and a metal layer 33 arranged in order from the transparent substrate 20 side, but the phase shift film 30 is sequentially arranged from the transparent substrate 20 side. It may be a laminated structure having an arranged phase shift layer 31 and a metal layer 33.

位相シフト層31は、透明基板20の主表面上に配置される。位相シフト層31は、露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する。
位相シフト層31は、金属(M)とケイ素(Si)と、窒素(N)および酸素(O)のうちの少なくとも一種とを含む材料で形成される。また、位相シフト層31は、金属(M)とケイ素(Si)と、窒素(N)および酸素(O)のうちの少なくとも一種とを含み、さらに、炭素(C)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種を含む材料で形成されてもよい。例えば、位相シフト層31を形成する材料として、金属シリサイド酸化窒化物(MSiON)、金属シリサイド窒化物(MSiN)、金属シリサイド酸化物(MSiO)、金属シリサイド酸化炭化窒化物(MSiOCN)、金属シリサイド炭化窒化物(MSiCN)、金属シリサイド酸化炭化物(MSiOC)、金属シリサイド酸化窒化フッ化物(MSiONF)、金属シリサイド窒化フッ化物(MSiNF)、金属シリサイド酸化フッ化物(MSiOF)、金属シリサイド酸化炭化窒化フッ化物(MSiOCNF)、金属シリサイド炭化窒化フッ化物(MSiCNF)、金属シリサイド酸化炭化フッ化物(MSiOCF)などが挙げられる。
位相シフト層31を構成する金属(M)は、代表的にはジルコニウム(Zr)であり、次いでモリブデン(Mo)である。位相シフト層31を構成する他の金属(M)としては、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などの遷移金属が挙げられる。
例えば、位相シフト層31を形成する材料としては、ZrSiON、ZrSiN、ZrSiO、ZrSiOCN、ZrSiCN、ZrSiCO、ZrSiONF、ZrSiNF、ZrSiOF、ZrSiOCNF、ZrSiCNF、ZrSiCOFが挙げられる。
例えば、位相シフト層31を形成する材料としては、MoSiON、MoSiN、MoSiO、MoSiOCN、MoSiCN、MoSiCO、MoSiONF、MoSiNF、MoSiOF、MoSiOCNF、MoSiCNF、MoSiCOFが挙げられる。
例えば、位相シフト層31を形成する材料としては、TiSiON、TiSiN、TiSiO、TiSiOCN、TiSiCN、TiSiCO、TiSiONF、TiSiNF、TiSiOF、TiSiOCNF、TiSiCNF、TiSiCOFが挙げられる。
位相シフト層31には、本発明の効果を逸脱しない範囲で、上記に挙げた以外の元素が含まれてもよい。また、位相シフト層31の金属シリサイド(MSi)の金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、本発明の位相シフト膜30の光学特性を得るために、M:Si=1:1以上1:9以下が好ましい。位相シフト膜30を、ウェットエッチングによりパターニングする場合には、パターン断面を良好にする視点から、位相シフト層31の金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、M:Si=1:1以上1:8以下、さらに好ましくは、M:Si=1:1以上1:4以下が望ましい。
また、位相シフト層31を構成する金属(M)は、上述に挙げた金属を1種以上含む合金であっても構わない。
位相シフト層31は、スパッタリング法により形成することができる。
The phase shift layer 31 is arranged on the main surface of the transparent substrate 20. The phase shift layer 31 has a function of adjusting the transmittance and the phase difference with respect to the exposure light.
The phase shift layer 31 is formed of a material containing metal (M), silicon (Si), and at least one of nitrogen (N) and oxygen (O). Further, the phase shift layer 31 contains a metal (M), silicon (Si), at least one of nitrogen (N) and oxygen (O), and further of carbon (C) and fluorine (F). It may be formed of a material containing at least one of. For example, as a material for forming the phase shift layer 31, metal silicide oxide nitride (MSiON), metal silicide nitride (MSiN), metal silicide oxide (MSiO), metal silicide oxide carbide (MSiOCN), metal silicide carbonized. Nitride (MSICN), Metal silicide oxide carbide (MSiOC), Metal silicide oxide nitride fluoride (MSiONF), Metal silicide fluoride nitride (MSINF), Metal silicide oxide fluoride (MSiOF), Metal silicide oxide carbide fluoride (MSiOF) MSiOCNF), metal silicide carbide fluorinated fluoride (MSiCNF), metal silicide oxidized carbide fluoride (MSiOCF) and the like can be mentioned.
The metal (M) constituting the phase shift layer 31 is typically zirconium (Zr) and then molybdenum (Mo). Examples of the other metal (M) constituting the phase shift layer 31 include transition metals such as titanium (Ti), tantalum (Ta), and tungsten (W).
For example, examples of the material forming the phase shift layer 31 include ZrSiON, ZrSiN, ZrSiO, ZrSiOCN, ZrSiCN, ZrSiCO, ZrSiONF, ZrSiNF, ZrSiOF, ZrSiOCNF, ZrSiCNF, and ZrSiCOF.
For example, examples of the material forming the phase shift layer 31 include MoSiON, MoSiN, MoSiO, MoSiOCN, MoSiCN, MoSiCO, MoSiONF, MoSiNF, MoSiOF, MoSiOCNF, MoSiCNF, and MoSiCOF.
For example, examples of the material forming the phase shift layer 31 include TiSiON, TiSiN, TiSiO, TiSiOCN, TiSiCN, TiSiCO, TiSiONF, TiSiNF, TiSiOF, TiSiOCNF, TiSiCNF, and TiSiCOF.
The phase shift layer 31 may contain elements other than those listed above as long as the effects of the present invention are not deviated. Further, the ratio (atomic ratio) of the metal (M) and silicon (Si) of the metal silicide (MSi) of the phase shift layer 31 is M: Si = 1 in order to obtain the optical characteristics of the phase shift film 30 of the present invention. It is preferably 1 or more and 1: 9 or less. When the phase shift film 30 is patterned by wet etching, the ratio (atomic ratio) of the metal (M) and silicon (Si) of the phase shift layer 31 is M: Si = from the viewpoint of improving the pattern cross section. It is preferably 1: 1 or more and 1: 8 or less, more preferably M: Si = 1: 1 or more and 1: 4 or less.
Further, the metal (M) constituting the phase shift layer 31 may be an alloy containing one or more of the metals mentioned above.
The phase shift layer 31 can be formed by a sputtering method.

反射率低減層32は、位相シフト層31の上側に配置される。反射率低減層32は、位相シフト膜30の表面側(すなわち、反射率低減層32に対して透明基板20側とは反対側)より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する。
反射率低減層32は、金属(M)とケイ素(Si)と、窒素(N)および酸素(O)のうちの少なくとも一種とを含む材料で形成できる。また、反射率低減層32は、金属(M)とケイ素(Si)と、窒素(N)および酸素(O)のうちの少なくとも一種とを含み、さらに、炭素(C)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種を含む材料で形成されてもよい。例えば、反射率低減層32を形成する材料としては、上述した位相シフト層31を形成する材料と同様の材料を使用することができる。
また、反射率低減層32は、金属(M)と、窒素(N)、酸素(O)、炭素(C)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種を含む材料、あるいは、金属(M)とケイ素(Si)と、窒素(N)、酸素(O)、炭素(C)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種を含む材料、で形成できる。例えば、反射率低減層32を形成する材料として、金属酸化物(MO)、金属酸化窒化物(MON)、金属酸化炭化窒化物(MOCN)、金属酸化炭化物(MOC)、金属酸化フッ化物(MOF)、金属酸化窒化フッ化物(MONF)、金属酸化炭化窒化フッ化物(MOCNF)、金属酸化炭化フッ化物(MOCF)、金属窒化物(MN)、金属炭化窒化物(MCN)、金属フッ化物(MF)、金属窒化フッ化物(MNF)、金属炭化窒化フッ化物(MCNF)、金属炭化フッ化物(MCF)などが挙げられる。
反射率低減層32を構成する金属(M)は、代表的にはジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)である。反射率低減層32を構成する他の金属(M)としては、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などの遷移金属が挙げられる。
例えば、反射率低減層32を形成する材料としては、ZrSiON、ZrSiN、ZrSiO、ZrSiOCN、ZrSiCN、ZrSiCO、ZrSiONF、ZrSiNF、ZrSiOF、ZrSiOCNF、ZrSiCNF、ZrSiCOFが挙げられる。
例えば、反射率低減層32を形成する材料としては、MoSiON、MoSiN、MoSiO、MoSiOCN、MoSiCN、MoSiCO、MoSiONF、MoSiNF、MoSiOF、MoSiOCNF、MoSiCNF、MoSiCOFが挙げられる。
例えば、反射率低減層32を形成する材料としては、TiSiON、TiSiN、TiSiO、TiSiOCN、TiSiCN、TiSiCO、TiSiONF、TiSiNF、TiSiOF、TiSiOCNF、TiSiCNF、TiSiCOFが挙げられる。
例えば、反射率低減層32は、クロム酸化物(CrO)、クロム酸化窒化物(CrON)、クロム酸化炭化窒化物(CrOCN)、クロム酸化炭化物(CrCO)、クロム酸化フッ化物(CrOF)、クロム酸化窒化フッ化物(CrONF)、クロム酸化炭化窒化フッ化物(CrOCNF)、クロム酸化炭化フッ化物(CrOCF)、クロム窒化物(CrN)、クロム炭化窒化物(CrCN)、クロムフッ化物(CrF)、クロム窒化フッ化物(CrNF)、クロム炭化窒化フッ化物(CrCNF)、クロム炭化フッ化物(CrCF)などのクロム系材料で形成できる。
反射率低減層32には、本発明の効果を逸脱しない範囲で、上記に挙げた以外の元素が含まれてもよい。
また、反射率低減層32の材料が、金属シリサイド(MSi)系材料の場合、金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、本発明の位相シフト膜30の光学特性を得るために、M:Si=1:1以上1:9以下が好ましい。位相シフト膜30を、ウェットエッチングによりパターニングする場合には、パターン断面を良好にする視点から、反射率低減層32の金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、M:Si=1:2以上1:8以下、さらに好ましくは、M:Si=1:2以上1:4以下が望ましい。
また、位相シフト層31を構成する金属(M)は、上述に挙げた金属を1種以上含む合金であっても構わない。
反射率低減層32は、スパッタリング法により形成することができる。
The reflectance reducing layer 32 is arranged above the phase shift layer 31. The reflectance reducing layer 32 has a function of reducing the reflectance for light incident from the surface side of the phase shift film 30 (that is, the side opposite to the transparent substrate 20 side with respect to the reflectance reducing layer 32).
The reflectance reducing layer 32 can be formed of a material containing metal (M), silicon (Si), and at least one of nitrogen (N) and oxygen (O). Further, the reflectance reducing layer 32 contains metal (M), silicon (Si), at least one of nitrogen (N) and oxygen (O), and further contains carbon (C) and fluorine (F). It may be formed of a material containing at least one of them. For example, as the material for forming the reflectance reducing layer 32, the same material as the material for forming the phase shift layer 31 described above can be used.
Further, the reflectance reducing layer 32 includes a metal (M), a material containing at least one of nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C) and fluorine (F), or a metal (M). It can be formed of silicon (Si) and a material containing at least one of nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C) and fluorine (F). For example, as a material for forming the reflectance reducing layer 32, a metal oxide (MO), a metal oxide nitride (MON), a metal oxide carbide (MOCN), a metal oxide carbide (MOC), and a metal oxide fluoride (MOF) are used. ), Metal Oxidized Hydroxide (MONF), Metal Oxidized Carbide Fluoride (MOCNF), Metal Oxidized Carbide (MOCF), Metal Nitride (MN), Metal Carbide (MCN), Metal Fluoride (MF) ), Metal nitride fluoride (MNF), metal carbide fluoride (MCNF), metal carbide fluoride (MCF) and the like.
The metal (M) constituting the reflectance reducing layer 32 is typically zirconium (Zr), molybdenum (Mo), and chromium (Cr). Examples of the other metal (M) constituting the reflectance reducing layer 32 include transition metals such as titanium (Ti), tantalum (Ta), and tungsten (W).
For example, examples of the material forming the reflectance reducing layer 32 include ZrSiON, ZrSiN, ZrSiO, ZrSiOCN, ZrSiCN, ZrSiCO, ZrSiONF, ZrSiNF, ZrSiOF, ZrSiOCNF, ZrSiCNF, and ZrSiCOF.
For example, examples of the material forming the reflectance reducing layer 32 include MoSiON, MoSiN, MoSiO, MoSiOCN, MoSiCN, MoSiCO, MoSiONF, MoSiNF, MoSiOF, MoSiOCNF, MoSiCNF, and MoSiCOF.
For example, examples of the material forming the reflectance reducing layer 32 include TiSiON, TiSiN, TiSiO, TiSiOCN, TiSiCN, TiSiCO, TiSiONF, TiSiNF, TiSiOF, TiSiOCNF, TiSiCNF, and TiSiCOF.
For example, the reflectance reducing layer 32 includes chromium oxide (CrO), chromium oxide nitride (CrON), chromium oxide nitride (CrOCN), chromium oxide carbide (CrCO), fluoride fluoride (CrOF), and chromium oxide. Fluoride Nitride (CrONF), Chromium Nitride Carbide Nitride (CrOCNF), Chromium Nitride Carbide (CrOCF), Chromium Nitride (CrN), Chromium Nitride (CrCN), Chromium Fluoride (CrF), Chromium Nitride Fluoride It can be formed of a chromium-based material such as a compound (CrNF), a chromium nitrided fluoride (CrCNF), or a chromium nitride fluoride (CrCF).
The reflectance reducing layer 32 may contain elements other than those listed above as long as the effects of the present invention are not deviated.
When the material of the reflectance reducing layer 32 is a metal silicide (MSi) -based material, the ratio (atomic ratio) of the metal (M) to silicon (Si) obtains the optical characteristics of the phase shift film 30 of the present invention. Therefore, M: Si = 1: 1 or more and 1: 9 or less is preferable. When the phase shift film 30 is patterned by wet etching, the ratio (atomic ratio) of the metal (M) and silicon (Si) of the reflectance reduction layer 32 is M: Si from the viewpoint of improving the pattern cross section. = 1: 2 or more and 1: 8 or less, more preferably M: Si = 1: 2 or more and 1: 4 or less.
Further, the metal (M) constituting the phase shift layer 31 may be an alloy containing one or more of the metals mentioned above.
The reflectance reducing layer 32 can be formed by a sputtering method.

メタル層33は、位相シフト層31と反射率低減層32との間に配置される。メタル層33は、主に位相シフト層31が単層で有する透過率波長依存性を調整できる作用・機能を有する。具体的には、メタル層33は、主に位相シフト層31が単層で有する透過率波長依存性を所定値(所定幅)以上低減できる作用・機能を有する。メタル層33は、位相シフト膜30が積層体全体で有する透過率波長依存性が所定値以下となるよう制御する作用・機能を有する。これらの作用・機能に加え、メタル層33は、露光光に対する透過率を調整する機能を有するとともに、反射率低減層32と組み合わさって、位相シフト膜30の表面側(透明基板20側とは反対側)より入射される光に対する反射率を低減させる機能を有する。メタル層33は、位相シフト層31と組み合わさって、位相シフト膜30に透明基板20の裏面側より入射される光に対する裏面反射率を高くする機能を有する。透明基板20の裏面は、透明基板20の2つの主面のうち位相シフト膜30とは反対側の主面を意味する。
メタル層33は、金属(M)とケイ素(Si)とで構成される材料、または、金属(M)とケイ素(Si)と、炭素(C)、フッ素(F)、窒素(N)、酸素(O)のうちの少なくとも一種とで構成される。また、メタル層33に含まれる金属の含有率は、位相シフト層31に含まれる金属の含有率よりも多いか、又はメタル層33に含まれる金属とケイ素の合計含有率は、位相シフト層31に含まれる金属とケイ素の合計含有率よりも多い材料からなる。
例えば、メタル層33を形成する材料として、金属シリサイド(MSi)、金属シリサイド炭化物(MSiC)、金属シリサイド炭化フッ化物(MSiCF)が挙げられる。
メタル層33を構成する金属(M)は、代表的にはジルコニウム(Zr)である。メタル層33を構成する他の金属(M)としては、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などの遷移金属が挙げられる。
例えば、メタル層33を形成する材料として、ZrSi、ZrSiC、ZrSiCF、ZrSiN、ZrSiCNなどが挙げられる。
例えば、メタル層33を形成する材料として、MoSi、MoSiC、MoSiCF、MoSiN、MoSiCNなどが挙げられる。
例えば、メタル層33を形成する材料として、TiSi、TiSiC、TiSiCF、TiSiN、TiSiCNなどが挙げられる。
メタル層33が金属シリサイド(MSi)である場合は、本発明の位相シフト膜30の光学特性を得るために、メタル層33の金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、M:Si=1:1以上 1:9以下が好ましい。位相シフト膜30を、ウェットエッチングによりパターニングする場合には、パターン断面を良好にする視点から、メタル層33の金属(M)とケイ素(Si)の比率(原子比)は、M:Si=1:2以上1:8以下、さらに好ましくは、M:Si=1:2以上1:4以下が望ましい。
また、メタル層33を構成する金属(M)は、上述に挙げた金属を1種以上含む合金であっても構わない。
また、メタル層33を備えることにより、位相シフト膜のシート抵抗が下がるため、位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクのチャージアップを防止することができる。メタル層33を備えていない場合、チャージアップによって、異物の付着や、静電気破壊が起こりやすい。
メタル層33には、本発明の効果を逸脱しない範囲で、上記に挙げた以外の元素が含まれてもよい。
メタル層33は、スパッタリング法により形成することができる。
The metal layer 33 is arranged between the phase shift layer 31 and the reflectance reducing layer 32. The metal layer 33 mainly has an action / function capable of adjusting the transmittance wavelength dependence of the phase shift layer 31 as a single layer. Specifically, the metal layer 33 has an action / function capable of reducing the transmittance wavelength dependence of the phase shift layer 31 as a single layer by a predetermined value (predetermined width) or more. The metal layer 33 has an action / function of controlling the transmittance wavelength dependence of the phase shift film 30 in the entire laminated body to be equal to or less than a predetermined value. In addition to these actions and functions, the metal layer 33 has a function of adjusting the transmittance with respect to the exposure light, and in combination with the reflectance reducing layer 32, the surface side of the phase shift film 30 (with respect to the transparent substrate 20 side). It has a function of reducing the reflectance for light incident from the opposite side). The metal layer 33, in combination with the phase shift layer 31, has a function of increasing the back surface reflectance with respect to the light incident on the phase shift film 30 from the back surface side of the transparent substrate 20. The back surface of the transparent substrate 20 means the main surface of the two main surfaces of the transparent substrate 20 opposite to the phase shift film 30.
The metal layer 33 is a material composed of metal (M) and silicon (Si), or metal (M) and silicon (Si), carbon (C), fluorine (F), nitrogen (N), and oxygen. It is composed of at least one of (O). Further, the content of the metal contained in the metal layer 33 is higher than the content of the metal contained in the phase shift layer 31, or the total content of the metal and silicon contained in the metal layer 33 is the phase shift layer 31. It consists of materials that are higher than the total content of metal and silicon contained in.
For example, examples of the material forming the metal layer 33 include metal silicide (MSi), metal silicide carbide (MSIC), and metal silicide carbide fluoride (MSiCF).
The metal (M) constituting the metal layer 33 is typically zirconium (Zr). Examples of the other metal (M) constituting the metal layer 33 include transition metals such as molybdenum (Mo), titanium (Ti), tantalum (Ta), and tungsten (W).
For example, examples of the material forming the metal layer 33 include ZrSi, ZrSiC, ZrSiCF, ZrSiN, and ZrSiCN.
For example, examples of the material forming the metal layer 33 include MoSi, MoSiC, MoSiCF, MoSiN, and MoSiCN.
For example, examples of the material forming the metal layer 33 include TiSi, TiSiC, TiSiCF, TiSiN, and TiSiCN.
When the metal layer 33 is a metal silicide (MSi), the ratio (atomic ratio) of the metal (M) and silicon (Si) of the metal layer 33 is set in order to obtain the optical characteristics of the phase shift film 30 of the present invention. M: Si = 1: 1 or more and 1: 9 or less is preferable. When the phase shift film 30 is patterned by wet etching, the ratio (atomic ratio) of the metal (M) and silicon (Si) of the metal layer 33 is M: Si = 1 from the viewpoint of improving the pattern cross section. : 2 or more and 1: 8 or less, more preferably M: Si = 1: 2 or more and 1: 4 or less.
Further, the metal (M) constituting the metal layer 33 may be an alloy containing one or more of the above-mentioned metals.
Further, by providing the metal layer 33, the sheet resistance of the phase shift film is lowered, so that it is possible to prevent the phase shift mask blank and the phase shift mask from being charged up. When the metal layer 33 is not provided, foreign matter adheres and electrostatic breakdown is likely to occur due to charge-up.
The metal layer 33 may contain elements other than those listed above as long as the effects of the present invention are not deviated.
The metal layer 33 can be formed by a sputtering method.

メタル層33は、反射率低減層32の金属元素(M)含有率(原子%)よりも高い金属元素(M)含有率(原子%)を有するか、メタル層33は、反射率低減層32の金属元素(M)とケイ素(Si)の合計含有率(原子%)よりも、高い金属元素(M)とケイ素(Si)の合計含有率(原子%)とする。
メタル層33の金属元素(M)含有率と反射率低減層32の金属元素(M)含有率との差は、若しくは、メタル層33の金属元素(M)とケイ素(Si)の合計含有率と、反射率低減層32の金属元素(M)とケイ素(Si)の合計含有率の差は、好ましくは、30〜90原子%であり、より好ましくは、50〜80原子%である。なお、上記金属元素(M)含有率、若しくは金属元素(M)とケイ素(Si)の合計含有率の差が、60〜80原子%であると、メタル層33と反射率低減層32との界面の上記波長域(365nmの波長、または、365nm〜436nmの波長域)における反射率を高めることができるので、より反射率低減効果が発揮されるので好ましい。
なお、メタル層33のエッチング速度は、金属(M)とケイ素(Si)の金属シリサイド系材料に、炭素(C)、フッ素(F)、窒素(N)、酸素(O)を含有させることにより調整することができる。例えば、金属(M)とケイ素(Si)の金属シリサイド系材料に、炭素(C)やフッ素(F)や窒素(N)を含有させることにより、ウェットエッチング速度を遅くすることができる。また、メタル層33の上下に形成されている位相シフト層31および反射率低減層32のエッチング速度は、金属(M)とケイ素(Si)の金属シリサイド系材料に、炭素(C)やフッ素(F)や窒素(N)を含有させることにより、ウェットエッチング速度を遅くすることができ、金属(M)とケイ素(Si)の金属シリサイド系材料に、酸素(O)を含有させることにより、ウェットエッチング速度を速くすることができる。これらのことにより、位相シフト膜30を構成している各層のエッチング速度を制御して、エッチング後の位相シフト膜30の断面形状を良好にすることができる。
なお、メタル層33は、位相シフト層31の金属元素(M)含有率(原子%)よりも高い金属元素(M)含有率(原子%)を有している。
メタル層33の金属元素(M)含有率と位相シフト層31の金属元素(M)含有率との差は、好ましくは、30〜90原子%であり、より好ましくは、50〜80原子%である。メタル層33と位相シフト層31の金属元素(M)含有率の差が、60〜80原子%であると、メタル層33と位相シフト層31との界面の上記波長域(365nmの波長、または、365nm〜436nmの波長域)における裏面反射率を高めることができるので、より裏面反射率を高めることができるので好ましい。
金属元素(M)含有率は、X線光電子分光装置(XPS、ESCA)を用いて測定することができる。
The metal layer 33 has a metal element (M) content (atomic%) higher than the metal element (M) content (atomic%) of the reflectance reduction layer 32, or the metal layer 33 has a reflectance reduction layer 32. The total content of the metal element (M) and silicon (Si) is higher than the total content of the metal element (M) and silicon (Si) (atomic%).
The difference between the metal element (M) content of the metal layer 33 and the metal element (M) content of the reflectance reduction layer 32, or the total content of the metal element (M) and silicon (Si) of the metal layer 33. The difference in the total content of the metal element (M) and silicon (Si) in the reflectance reducing layer 32 is preferably 30 to 90 atomic%, more preferably 50 to 80 atomic%. When the difference between the metal element (M) content or the total content of the metal element (M) and silicon (Si) is 60 to 80 atomic%, the metal layer 33 and the reflectance reducing layer 32 are used. Since the reflectance in the above wavelength range of the interface (wavelength of 365 nm or wavelength range of 365 nm to 436 nm) can be increased, the effect of reducing the reflectance is further exhibited, which is preferable.
The etching rate of the metal layer 33 is determined by including carbon (C), fluorine (F), nitrogen (N), and oxygen (O) in the metal silicide-based material of metal (M) and silicon (Si). Can be adjusted. For example, the wet etching rate can be slowed down by containing carbon (C), fluorine (F), or nitrogen (N) in the metal silicide-based material of metal (M) and silicon (Si). Further, the etching rates of the phase shift layer 31 and the reflectance reducing layer 32 formed above and below the metal layer 33 are as follows: carbon (C) and fluorine (C) and fluorine (C) and fluorine (C) and fluorine ( The wet etching rate can be slowed down by containing F) and nitrogen (N), and by containing oxygen (O) in the metal silicide-based material of metal (M) and silicon (Si), wet. The etching speed can be increased. As a result, the etching rate of each layer constituting the phase shift film 30 can be controlled to improve the cross-sectional shape of the phase shift film 30 after etching.
The metal layer 33 has a metal element (M) content (atomic%) higher than the metal element (M) content (atomic%) of the phase shift layer 31.
The difference between the metal element (M) content of the metal layer 33 and the metal element (M) content of the phase shift layer 31 is preferably 30 to 90 atomic%, more preferably 50 to 80 atomic%. be. When the difference in the metal element (M) content between the metal layer 33 and the phase shift layer 31 is 60 to 80 atomic%, the above wavelength range (wavelength of 365 nm, or a wavelength of 365 nm) at the interface between the metal layer 33 and the phase shift layer 31 is used. Since the back surface reflectance in the wavelength range of 365 nm to 436 nm can be increased, the back surface reflectance can be further increased, which is preferable.
The metal element (M) content can be measured using an X-ray photoelectron spectrometer (XPS, ESCA).

位相シフト膜3における位相シフト層31の厚さは、例えば、50nm以上140nm以下、さらには60nm以上120nm以下の範囲であることが好ましいが、これに限定されるものではない。裏面反射率を高くする観点からは、位相シフト層31の厚さは、70nm以上95nm以下、さらに好ましくは、70nm以上85nm以下が好ましい。
位相シフト膜3におけるメタル層33の厚さは、位相シフト層の厚さよりも、薄いことが好ましい。位相シフト膜3におけるメタル層33の厚さは、反射率低減層の厚さよりも、薄いことが好ましい。位相シフト膜3におけるメタル層33の厚さは、金属(M)の種類により異なるので一概に言えないが、例えば、2.5nm以上50nm以下、さらには2.5nm以上40nm以下の範囲であることが好ましいが、これに限定されるものではない。メタル層を2.5nm未満の厚さで基板面内にわたって均一に成膜することが実質的に困難である。また、50nmを超える厚さでメタル層を成膜すると、透過率が低下し、例えば、波長365nmにおける位相シフト膜3の透過率が1%を下回る可能性がある。表面反射率を高くする観点からは、メタル層33の厚さは厚い方が良い。裏面反射率を高くする観点からは、メタル層33の厚さは25nm以上である。上述の観点から、メタル層33の膜厚は、好ましくは25nm以上50nm以下、さらに好ましくは25nm以上40nm以下が望ましい。
位相シフト膜3における反射率低減層32の厚さは、例えば、15nm以上40nm以下、さらには20nm以上35nm以下の範囲であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
The thickness of the phase shift layer 31 in the phase shift film 3 is preferably, but is not limited to, in the range of, for example, 50 nm or more and 140 nm or less, and further 60 nm or more and 120 nm or less. From the viewpoint of increasing the back surface reflectance, the thickness of the phase shift layer 31 is preferably 70 nm or more and 95 nm or less, more preferably 70 nm or more and 85 nm or less.
The thickness of the metal layer 33 in the phase shift film 3 is preferably thinner than the thickness of the phase shift layer. The thickness of the metal layer 33 in the phase shift film 3 is preferably thinner than the thickness of the reflectance reducing layer. The thickness of the metal layer 33 in the phase shift film 3 varies depending on the type of metal (M) and cannot be unequivocally determined, but is, for example, in the range of 2.5 nm or more and 50 nm or less, and further 2.5 nm or more and 40 nm or less. Is preferable, but the present invention is not limited to this. It is substantially difficult to form a metal layer uniformly over the substrate surface with a thickness of less than 2.5 nm. Further, if the metal layer is formed with a thickness of more than 50 nm, the transmittance may decrease, and for example, the transmittance of the phase shift film 3 at a wavelength of 365 nm may be less than 1%. From the viewpoint of increasing the surface reflectance, the thickness of the metal layer 33 should be thick. From the viewpoint of increasing the back surface reflectance, the thickness of the metal layer 33 is 25 nm or more. From the above viewpoint, the film thickness of the metal layer 33 is preferably 25 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 25 nm or more and 40 nm or less.
The thickness of the reflectance reducing layer 32 in the phase shift film 3 is preferably, but is not limited to, in the range of, for example, 15 nm or more and 40 nm or less, and further 20 nm or more and 35 nm or less.

位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々は、365nm〜436nmの波長域において、2.0以上の屈折率を有することが好ましい。2.0以上の屈折率を有すると、所望の光学特性(透過率および位相差)を得るために必要な位相シフト膜30の膜厚を薄膜化することができる。したがって、該位相シフト膜30を備えた位相シフトマスクブランク10を用いて作製される位相シフトマスクは、優れたパターン断面形状および優れたCD均一性を有する位相シフト膜パターンを備えることができる。
屈折率は、n&kアナライザーやエリプソメータなどを用いて測定することができる。
Each of the phase shift layer 31, the metal layer 33 and the reflectance reducing layer 32 preferably has a refractive index of 2.0 or more in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Having a refractive index of 2.0 or more makes it possible to reduce the film thickness of the phase shift film 30 required to obtain desired optical characteristics (transmittance and phase difference). Therefore, the phase shift mask produced by using the phase shift mask blank 10 provided with the phase shift film 30 can be provided with a phase shift film pattern having an excellent pattern cross-sectional shape and excellent CD uniformity.
The refractive index can be measured using an n & k analyzer, an ellipsometer, or the like.

位相シフト層31、メタル層33の積層構造、もしくは、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の積層構造により、露光光に対する位相シフト膜30の透過率および位相差は所定の光学特性を有すると共に、透過率波長依存性(透過率の変動幅)が所定の値を有する。
露光光に対する位相シフト膜30の透過率は、位相シフト膜30として必要な値を満たす。位相シフト膜30の透過率は、露光光に含まれる所定の波長の光(以下、代表波長という)に対して、好ましくは、1%以上50%以下である。高透過率タイプの場合、位相シフト膜30の透過率は、15%以上50%以下である。すなわち、露光光がj線(波長:313nm)、i線(波長:365nm)、h線(波長405nm)、g線(波長:436nm)を含む複合光である場合、位相シフト膜30は、その波長範囲に含まれる代表波長の光に対して、上述した透過率を有する。また、例えば、露光光がi線、h線およびg線を含む複合光である場合、位相シフト膜30は、i線、h線およびg線のいずれかに対して、上述した透過率を有する。
露光光に対する位相シフト膜30の位相差は、位相シフト膜30として必要な値を満たす。位相シフト膜30の位相差は、露光光に含まれる代表波長の光に対して、好ましくは、160°〜200°であり、より好ましくは、170°〜190°である。これにより、露光光に含まれる代表波長の光の位相を160°〜200°に変えることができる。このため、位相シフト膜30を透過した代表波長の光と透明基板20のみを透過した代表波長の光との間に160〜200°の位相差が生じる。すなわち、露光光が313nm以上436nm以下の波長範囲の光を含む複合光である場合、位相シフト膜30は、その波長範囲に含まれる代表波長の光に対して、上述した位相差を有する。例えば、露光光がi線、h線およびg線を含む複合光である場合、位相シフト膜30は、i線、h線およびg線のいずれかに対して、上述した位相差を有する。
位相シフト膜30は、波長が365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性が、5.5%以内である。
位相シフト膜30の透過率、透過率波長依存性および位相差は、位相シフト膜30を構成する位相シフト層31およびメタル層33、もしくは、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さを調整することにより制御することができる。このため、この実施の形態では、位相シフト膜30の透過率、透過率波長依存性および位相差が上述した所定の光学特性を有するように、位相シフト層31およびメタル層33、もしくは、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さが調整されている。なお、位相シフト膜30の透過率および透過率波長依存性は、主に、位相シフト層31およびメタル層33の材料、組成および厚さに影響される。位相シフト膜30の屈折率および位相差(位相シフト量)は、主に、位相シフト層31の材料、組成および厚さに影響される。
透過率および位相差は、位相シフト量測定装置などを用いて測定することができる。
Due to the laminated structure of the phase shift layer 31 and the metal layer 33, or the laminated structure of the phase shift layer 31, the metal layer 33 and the reflectance reduction layer 32, the transmittance and the phase difference of the phase shift film 30 with respect to the exposure light are predetermined optics. In addition to having characteristics, the transmittance wavelength dependence (fluctuation range of transmittance) has a predetermined value.
The transmittance of the phase shift film 30 with respect to the exposure light satisfies the value required for the phase shift film 30. The transmittance of the phase shift film 30 is preferably 1% or more and 50% or less with respect to the light having a predetermined wavelength (hereinafter referred to as a representative wavelength) contained in the exposure light. In the case of the high transmittance type, the transmittance of the phase shift film 30 is 15% or more and 50% or less. That is, when the exposure light is composite light including j-line (wavelength: 313 nm), i-line (wavelength: 365 nm), h-line (wavelength: 405 nm), and g-line (wavelength: 436 nm), the phase shift film 30 is the composite light. It has the above-mentioned transmittance for light of a representative wavelength included in the wavelength range. Further, for example, when the exposure light is a composite light including i-line, h-line and g-line, the phase shift film 30 has the above-mentioned transmittance for any of i-line, h-line and g-line. ..
The phase difference of the phase shift film 30 with respect to the exposure light satisfies the value required for the phase shift film 30. The phase difference of the phase shift film 30 is preferably 160 ° to 200 °, and more preferably 170 ° to 190 ° with respect to the light of the representative wavelength contained in the exposure light. This makes it possible to change the phase of the light of the representative wavelength included in the exposure light from 160 ° to 200 °. Therefore, a phase difference of 160 to 200 ° occurs between the light having the representative wavelength transmitted through the phase shift film 30 and the light having the representative wavelength transmitted only through the transparent substrate 20. That is, when the exposure light is a composite light containing light in a wavelength range of 313 nm or more and 436 nm or less, the phase shift film 30 has the above-mentioned phase difference with respect to the light of the representative wavelength included in the wavelength range. For example, when the exposure light is a composite light including i-line, h-line, and g-line, the phase shift film 30 has the above-mentioned phase difference with respect to any of i-line, h-line, and g-line.
The phase shift film 30 has a transmittance wavelength dependence of 5.5% or less in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less.
The transmittance, transmittance wavelength dependence and phase difference of the phase shift film 30 are determined by the phase shift layer 31 and the metal layer 33 constituting the phase shift film 30, or the phase shift layer 31, the metal layer 33 and the reflectance reducing layer 32. It can be controlled by adjusting the material, composition and thickness of each of the above. Therefore, in this embodiment, the phase shift layer 31 and the metal layer 33, or the phase shift, so that the transmittance, the transmittance wavelength dependence, and the phase difference of the phase shift film 30 have the above-mentioned predetermined optical characteristics. The materials, compositions, and thicknesses of the layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reducing layer 32 are adjusted. The transmittance and transmittance wavelength dependence of the phase shift film 30 are mainly affected by the material, composition and thickness of the phase shift layer 31 and the metal layer 33. The refractive index and phase difference (phase shift amount) of the phase shift film 30 are mainly affected by the material, composition and thickness of the phase shift layer 31.
The transmittance and the phase difference can be measured by using a phase shift amount measuring device or the like.

位相シフト膜30の表面側より入射される光に対する位相シフト膜30の表面反射率は、365nm〜436nmの波長域において10%以下、及び/又は、位相シフト膜30の表面側より入射される光に対する位相シフト膜30の表面反射率は、350nm〜436nmの波長域において15%以下である。位相シフト膜30の表面反射率が365nm〜436nmの波長域において10%以下、及び/又は、位相シフト膜30の表面反射率が350nm〜436nmの波長域において15%以下であると、位相シフト膜上にレジスト膜を形成して、レーザー描画機などによりパターン描画を行う際、描画に使用する光とその反射光が重なり合うことによって生じる定在波の影響を受けることが少ない。このため、パターン描画時において、位相シフト膜30上のレジスト膜パターン断面のエッジ部分のラフネスを抑制でき、パターン精度を向上させることが可能となる。このため、優れたパターン精度を有する位相シフトマスクを形成することができる。また、露光光に対する表面反射率が低減するため、位相シフトマスクを使用してパターン転写を行って表示装置を製造する場合に、表示装置基板からの反射光に起因する転写パターンのぼやけ(フレア)やCDエラーを防止することができる。
位相シフト膜30の表面反射率の変動幅は、好ましくは、365nm〜436nmの波長域において10%以下、さらに好ましくは、8%以下、さらに好ましくは、5%以下、さらに好ましくは3%以下である。また、位相シフト膜30の表面反射率の変動幅は、好ましくは、350nm〜436nmの波長域において、12%以下、さらに好ましくは、10%以下、さらに好ましくは、8%以下、さらに好ましくは5%以下である。
位相シフト膜30の、透明基板20の裏面側より入射される光に対する裏面反射率は、i線(365nm)、h線(405nm)及びg線(436nm)のうちの1つ、好ましくは2つ以上の波長において、さらに好ましくは365nm〜436nmの波長域において、15%以上、より好ましくは18%以上、より好ましくは20%以上、さらに好ましくは30%以上である。これにより、位相シフト膜30が露光光を熱吸収し熱膨張によって生じるパターン位置ずれを低減できる。また、位相シフト膜30の裏面反射率の変動幅は、365nm〜436nmの波長域において20%以下、さらに好ましくは、15%以下、さらに好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下とするのが好ましい。
位相シフト膜30の表面反射率およびその変動幅は、位相シフト膜30を構成する位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の屈折率、消衰係数および厚さを調整することにより制御することができる。消衰係数および屈折率は、組成を調整することにより制御することができるため、この実施の形態では、位相シフト膜30の表面反射率およびその変動幅が上述した所定の物性を有するように、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さが調整されている。位相シフト膜30の裏面反射率についても同様である。なお、位相シフト膜30の表面反射率およびその変動幅は、主に、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さに影響される。また、位相シフト膜30の裏面反射率およびその変動幅は、主に、メタル層33および位相シフト層31の各々の材料、組成および厚さに影響される。
表面反射率および裏面反射率は、分光光度計などを用いて測定することができる。表面反射率の変動幅は、350nm〜436nmの波長域、もしくは、365nm〜436nmの波長域における最大の反射率と最小の反射率との差から求められる。また、裏面反射率の変動幅は、365nm〜436nmの波長域における最大の反射率と最小の反射率との差から求められる。
The surface reflectance of the phase shift film 30 with respect to the light incident from the surface side of the phase shift film 30 is 10% or less in the wavelength range of 365 nm to 436 nm, and / or the light incident from the surface side of the phase shift film 30. The surface reflectivity of the phase shift film 30 is 15% or less in the wavelength range of 350 nm to 436 nm. When the surface reflectance of the phase shift film 30 is 10% or less in the wavelength range of 365 nm to 436 nm and / or the surface reflectance of the phase shift film 30 is 15% or less in the wavelength range of 350 nm to 436 nm, the phase shift film When a resist film is formed on the surface and a pattern is drawn by a laser drawing machine or the like, it is less affected by the standing wave generated by the overlapping of the light used for drawing and the reflected light. Therefore, at the time of pattern drawing, the roughness of the edge portion of the resist film pattern cross section on the phase shift film 30 can be suppressed, and the pattern accuracy can be improved. Therefore, it is possible to form a phase shift mask having excellent pattern accuracy. Further, since the surface reflectance with respect to the exposure light is reduced, when a display device is manufactured by performing pattern transfer using a phase shift mask, the transfer pattern is blurred (flare) due to the reflected light from the display device substrate. And CD error can be prevented.
The fluctuation range of the surface reflectance of the phase shift film 30 is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, still more preferably 5% or less, still more preferably 3% or less in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. be. The fluctuation range of the surface reflectance of the phase shift film 30 is preferably 12% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 8% or less, still more preferably 5 in the wavelength range of 350 nm to 436 nm. % Or less.
The back surface reflectance of the phase shift film 30 with respect to the light incident from the back surface side of the transparent substrate 20 is one, preferably two, of i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm). At the above wavelengths, it is more preferably 15% or more, more preferably 18% or more, still more preferably 20% or more, still more preferably 30% or more in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. As a result, the phase shift film 30 can absorb the exposure light and reduce the pattern position shift caused by thermal expansion. The fluctuation range of the back surface reflectance of the phase shift film 30 is 20% or less, more preferably 15% or less, still more preferably 10% or less, still more preferably 5% or less in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Is preferable.
The surface reflectance of the phase shift film 30 and its fluctuation width adjust the refractive index, extinction coefficient, and thickness of each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 constituting the phase shift film 30. It can be controlled by this. Since the extinction coefficient and the refractive index can be controlled by adjusting the composition, in this embodiment, the surface reflectance of the phase shift film 30 and the fluctuation range thereof have the above-mentioned predetermined physical properties. The materials, compositions, and thicknesses of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reducing layer 32 are adjusted. The same applies to the back surface reflectance of the phase shift film 30. The surface reflectance of the phase shift film 30 and its fluctuation range are mainly affected by the materials, compositions, and thicknesses of the metal layer 33 and the reflectance reducing layer 32, respectively. Further, the back surface reflectance of the phase shift film 30 and its fluctuation range are mainly affected by the materials, compositions and thicknesses of the metal layer 33 and the phase shift layer 31, respectively.
The front surface reflectance and the back surface reflectance can be measured using a spectrophotometer or the like. The fluctuation range of the surface reflectance is obtained from the difference between the maximum reflectance and the minimum reflectance in the wavelength range of 350 nm to 436 nm or the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Further, the fluctuation range of the back surface reflectance is obtained from the difference between the maximum reflectance and the minimum reflectance in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

位相シフト層31は、組成の均一な単一の膜からなる場合であってもよいし、組成の異なる複数の膜からなる場合であってもよいし、厚さ方向に組成が連続的に変化する単一の膜からなる場合であってもよいし、組成の異なる複数の膜からなると共にその複数の膜はそれぞれ厚さ方向に組成が連続的に変化する膜からなる場合であってもよい。メタル層33および反射率低減層32についても同様である。 The phase shift layer 31 may be composed of a single film having a uniform composition, may be composed of a plurality of films having different compositions, or the composition may be continuously changed in the thickness direction. It may be composed of a single film, or it may be composed of a plurality of films having different compositions and the plurality of films may be composed of a film whose composition continuously changes in the thickness direction. .. The same applies to the metal layer 33 and the reflectance reducing layer 32.

図2は位相シフトマスクブランク10の他の膜構成を示す模式図である。図2に示すように、位相シフトマスクブランク10は、透明基板20と位相シフト膜30との間に遮光性膜パターン40を備えるものであってもよい。 FIG. 2 is a schematic diagram showing another film configuration of the phase shift mask blank 10. As shown in FIG. 2, the phase shift mask blank 10 may include a light-shielding film pattern 40 between the transparent substrate 20 and the phase shift film 30.

位相シフトマスクブランク10が遮光性膜パターン40を備える場合、遮光性膜パターン40は、透明基板20の主表面上に配置される。遮光性膜パターン40は、露光光の透過を遮る機能を有する。
遮光性膜パターン40を形成する材料は、露光光の透過を遮る機能を有する材料であれば、特に制限されない。例えば、クロム系材料、前述した金属(M)(M:Zr、Mo、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つ)を含む材料、前述した金属(M)とケイ素(Si)を含む材料などが挙げられる。クロム系材料として、クロム(Cr)、または、クロム(Cr)と、炭素(C)および窒素(N)のうちの少なくとも一種とを含むクロム化合物が挙げられる。その他、クロム(Cr)と、酸素(O)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種とを含むクロム化合物、または、クロム(Cr)と、炭素(C)および窒素(N)のうちの少なくとも一種とを含み、さらに、酸素(O)およびフッ素(F)のうちの少なくとも一種を含むクロム化合物が挙げられる。例えば、遮光性膜パターン40を形成する材料として、Cr、CrC、CrN、CrO、CrCN、CrON、CrCO、CrCONが挙げられる。
遮光性膜パターン40は、スパッタリング法により成膜した遮光性膜を、エッチングによりパターニングすることにより形成することができる。
When the phase shift mask blank 10 includes the light-shielding film pattern 40, the light-shielding film pattern 40 is arranged on the main surface of the transparent substrate 20. The light-shielding film pattern 40 has a function of blocking the transmission of exposure light.
The material forming the light-shielding film pattern 40 is not particularly limited as long as it is a material having a function of blocking the transmission of exposure light. For example, it contains a chromium-based material, a material containing the above-mentioned metal (M) (one of M: Zr, Mo, Ti, Ta, and W), and the above-mentioned metal (M) and silicon (Si). Materials and the like can be mentioned. Examples of the chromium-based material include chromium (Cr) or a chromium compound containing chromium (Cr) and at least one of carbon (C) and nitrogen (N). In addition, a chromium compound containing chromium (Cr) and at least one of oxygen (O) and fluorine (F), or at least one of chromium (Cr), carbon (C) and nitrogen (N). And further include chromium compounds containing at least one of oxygen (O) and fluorine (F). For example, examples of the material forming the light-shielding film pattern 40 include Cr, CrC, CrN, CrO, CrCN, CrON, CrCO, and CrCON.
The light-shielding film pattern 40 can be formed by patterning a light-shielding film formed by a sputtering method by etching.

位相シフト膜30と遮光性膜パターン40とが積層する部分において、露光光に対する光学濃度は、好ましくは3以上であり、より好ましくは、4以上、さらに好ましくは5以上である。
光学濃度は、分光光度計もしくはODメーターなどを用いて測定することができる。
In the portion where the phase shift film 30 and the light-shielding film pattern 40 are laminated, the optical density with respect to the exposure light is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, still more preferably 5 or more.
The optical density can be measured using a spectrophotometer, an OD meter, or the like.

遮光性膜パターン40は、組成が均一な単一の膜からなる場合であってもよいし、組成が異なる複数の膜からなる場合であってもよいし、厚さ方向に組成が連続的に変化する単一の膜からなる場合であってもよいし、組成の異なる複数の膜からなると共にその複数の膜はそれぞれ厚さ方向に組成が連続的に変化する膜からなる場合であってもよい。 The light-shielding film pattern 40 may be composed of a single film having a uniform composition, may be composed of a plurality of films having different compositions, or may have a continuous composition in the thickness direction. It may consist of a single changing film, or it may consist of a plurality of films having different compositions, and the plurality of films may each consist of a film whose composition continuously changes in the thickness direction. good.

なお、図1、2において、位相シフトマスクブランク10は、位相シフト膜30上にレジスト膜を備えるものであってもよい。 In FIGS. 1 and 2, the phase shift mask blank 10 may include a resist film on the phase shift film 30.

図3は位相シフトマスクブランク10の他の膜構成を示す模式図である。
本発明の位相シフトマスクブランク10は、透明基板20と、この透明基板20上に形成された位相シフト膜30とを備え、さらに位相シフト30膜上に遮光膜45を形成した構成であってもよい。また、遮光膜45上にレジスト膜(図示省略)を形成した構成であってもよい。
この場合、遮光膜45としては、遮光性膜パターン40で説明した内容と同様の内容を適用できる。例えば、遮光膜45の材料としては、遮光性膜パターン40を形成する材料と同様の材料を使用できる。必要に応じて、遮光膜45の表面側に入射される光に対する遮光膜45の膜面反射率を低減するための表面反射率低減層47を形成した反射防止機能を有する遮光膜45としても構わない。この場合、遮光膜45は、位相シフト膜30側から露光光の透過を遮る機能を有する遮光層46と、表面反射率低減層47とを備えた構成となる。なお、遮光膜45が、表面反射率低減層47を備える場合、表面反射率低減層は、365nm〜436nmの波長域において10%以下、及び/又は、表面反射率低減層47の膜面反射率が350nm〜436nmの波長域において15%以下となる特性を有することが好ましい。また、必要に応じて、位相シフト膜30と遮光性膜パターン40との間(図2参照)、位相シフト膜30と遮光膜45との間、遮光膜45上に、他の機能膜を形成することもできる。前記機能膜としては、エッチング阻止膜やエッチングマスク膜などが挙げられる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another film configuration of the phase shift mask blank 10.
Even if the phase shift mask blank 10 of the present invention includes a transparent substrate 20 and a phase shift film 30 formed on the transparent substrate 20, a light shielding film 45 is further formed on the phase shift 30 film. good. Further, a resist film (not shown) may be formed on the light-shielding film 45.
In this case, as the light-shielding film 45, the same contents as those described in the light-shielding film pattern 40 can be applied. For example, as the material of the light-shielding film 45, the same material as the material forming the light-shielding film pattern 40 can be used. If necessary, the light-shielding film 45 may have an antireflection function in which a surface reflectance reducing layer 47 for reducing the film surface reflectance of the light-shielding film 45 with respect to light incident on the surface side of the light-shielding film 45 is formed. No. In this case, the light-shielding film 45 is configured to include a light-shielding layer 46 having a function of blocking the transmission of exposure light from the phase shift film 30 side, and a surface reflectance reducing layer 47. When the light-shielding film 45 includes the surface reflectance reducing layer 47, the surface reflectance reducing layer is 10% or less in the wavelength range of 365 nm to 436 nm, and / or the film surface reflectance of the surface reflectance reducing layer 47. Is preferably 15% or less in the wavelength range of 350 nm to 436 nm. Further, if necessary, another functional film is formed between the phase shift film 30 and the light-shielding film pattern 40 (see FIG. 2), between the phase shift film 30 and the light-shielding film 45, and on the light-shielding film 45. You can also do it. Examples of the functional film include an etching blocking film and an etching mask film.

次に、この実施の形態の位相シフトマスクブランク10の製造方法について説明する。
位相シフトマスクブランク10は、以下の準備工程と位相シフト膜形成工程とを行うことによって製造される。
以下、各工程を詳細に説明する。
Next, a method of manufacturing the phase shift mask blank 10 of this embodiment will be described.
The phase shift mask blank 10 is manufactured by performing the following preparation steps and a phase shift film forming step.
Hereinafter, each step will be described in detail.

(準備工程)
準備工程では、先ず、透明基板20を準備する。透明基板20の材料は、使用する露光光に対して透光性を有する材料であれば、特に制限されない。例えば、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラスが挙げられる。透明基板20は、例えば、表面反射ロスが無いとしたときに、露光光に対して85%以上の透過率、好ましくは90%以上の透過率を有する。
遮光性膜パターン40を備える位相シフトマスクブランク10を製造する場合にあっては、透明基板20上に、スパッタリングにより、例えば、クロム系材料からなる遮光性膜を形成する。その後、遮光性膜上にレジスト膜パターンを形成し、レジスト膜パターンをマスクにして遮光性膜をエッチングして、遮光性膜パターン40を形成する。その後、レジスト膜パターンを剥離する。これらの工程は、遮光性膜パターン40の無い位相シフトマスクブランク10を製造する場合にあっては、省略する。
(Preparation process)
In the preparation step, first, the transparent substrate 20 is prepared. The material of the transparent substrate 20 is not particularly limited as long as it is a material having translucency with respect to the exposure light used. For example, synthetic quartz glass, soda lime glass, and non-alkali glass can be mentioned. The transparent substrate 20 has a transmittance of 85% or more, preferably 90% or more, with respect to the exposure light, for example, assuming that there is no surface reflection loss.
In the case of manufacturing the phase shift mask blank 10 provided with the light-shielding film pattern 40, a light-shielding film made of, for example, a chromium-based material is formed on the transparent substrate 20 by sputtering. After that, a resist film pattern is formed on the light-shielding film, and the light-shielding film is etched by using the resist film pattern as a mask to form the light-shielding film pattern 40. Then, the resist film pattern is peeled off. These steps are omitted in the case of manufacturing the phase shift mask blank 10 without the light-shielding film pattern 40.

(位相シフト膜形成工程)
位相シフト膜形成工程では、透明基板20上に、スパッタリングにより、位相シフト膜30を形成する。ここで、透明基板20上に遮光性膜パターン40が形成されている場合、遮光性膜パターン40を覆うように、位相シフト膜30を形成する。
(Phase shift film forming process)
In the phase shift film forming step, the phase shift film 30 is formed on the transparent substrate 20 by sputtering. Here, when the light-shielding film pattern 40 is formed on the transparent substrate 20, the phase shift film 30 is formed so as to cover the light-shielding film pattern 40.

位相シフト膜30は、透明基板20の主表面上に位相シフト層31を成膜し、位相シフト層31上にメタル層33を成膜することにより形成される。もしくは、位相シフト膜30は、透明基板20の主表面上に位相シフト層31を成膜し、位相シフト層31上にメタル層33を成膜し、メタル層33上に反射率低減層32を成膜することにより形成される。 The phase shift film 30 is formed by forming a phase shift layer 31 on the main surface of the transparent substrate 20 and forming a metal layer 33 on the phase shift layer 31. Alternatively, the phase shift film 30 has a phase shift layer 31 formed on the main surface of the transparent substrate 20, a metal layer 33 formed on the phase shift layer 31, and a reflectance reducing layer 32 formed on the metal layer 33. It is formed by forming a film.

位相シフト層31および反射率低減層32の成膜は、金属(M)、金属(M)化合物、金属シリサイド(MSi)または金属シリサイド(MSi)化合物を含む1つまたは2つ以上のスパッタターゲットを使用して、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む不活性ガスと、酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、二酸化炭素ガス、炭化水素系ガス、フッ素系ガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む活性ガスとの混合ガスからなるスパッタガス雰囲気で行われる。炭化水素系ガスとしては、例えば、メタンガス、ブタンガス、プロパンガス、スチレンガス等が挙げられる。
メタル層33の成膜は、金属(M)、金属(M)化合物、金属シリサイド(MSi)または金属シリサイド(MSi)化合物を含む1つまたは2つ以上のスパッタターゲットを使用して、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む不活性ガス雰囲気で行われる。メタル層33が炭素を含む場合は、メタル層33の成膜は、上記不活性ガスと上記炭化水素系ガスとの混合ガスからなるスパッタガス雰囲気で行われる。メタル層33が窒素、酸素、フッ素を含む場合は、メタル層33の成膜は、上記位相シフト層31および反射率低減層32の成膜と同様に行われる。
The film formation of the phase shift layer 31 and the reflectance reducing layer 32 involves one or more sputter targets containing a metal (M), a metal (M) compound, a metal silicide (MSi) or a metal silicide (MSi) compound. Inert gas, including at least one selected from the group consisting of, for example, helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas and xenone gas, and oxygen gas, nitrogen gas, nitrogen monoxide gas, nitrogen dioxide gas, dioxide gas. It is carried out in a sputter gas atmosphere consisting of a mixed gas with an active gas containing at least one selected from the group consisting of carbon gas, hydrocarbon gas and fluorine gas. Examples of the hydrocarbon gas include methane gas, butane gas, propane gas, styrene gas and the like.
The film formation of the metal layer 33 is performed using, for example, helium using one or more sputter targets containing a metal (M), a metal (M) compound, a metal silicide (MSi) or a metal silicide (MSi) compound. It is carried out in an inert gas atmosphere containing at least one selected from the group consisting of gas, neon gas, argon gas, krypton gas and xenon gas. When the metal layer 33 contains carbon, the film formation of the metal layer 33 is performed in a sputter gas atmosphere composed of a mixed gas of the inert gas and the hydrocarbon gas. When the metal layer 33 contains nitrogen, oxygen, and fluorine, the film formation of the metal layer 33 is performed in the same manner as the film formation of the phase shift layer 31 and the reflectance reduction layer 32.

位相シフト層31およびメタル層33を成膜する際、もしくは、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32を成膜する際、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の材料、組成および厚さは、位相シフト膜30の透過率および位相差が上述した所定の光学特性を有し、かつ、位相シフト膜30の透過率波長依存性(透過率の変動幅)が上述した所定の特性を有し、さらに、位相シフト膜30の表面反射率およびその変動幅、裏面反射率およびその変動幅が上述した所定の特性を有するように調整される。位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の組成は、スパッタガスの組成および流量などにより制御することができる。位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の厚さは、スパッタパワー、スパッタリング時間などにより制御することができる。また、スパッタリング装置がインライン型スパッタリング装置の場合、基板の搬送速度によっても、位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々の厚さを制御することができる。 When the phase shift layer 31 and the metal layer 33 are formed, or when the phase shift layer 31, the metal layer 33 and the transmittance reduction layer 32 are formed, the phase shift layer 31, the metal layer 33 and the transmittance reduction layer 32 are formed. Each material, composition and thickness of the phase shift film 30 has the predetermined optical characteristics described above for the transmittance and the phase difference of the phase shift film 30, and the transmittance wavelength dependence of the phase shift film 30 (the fluctuation range of the transmittance). ) Has the above-mentioned predetermined characteristics, and further, the front surface transmittance and its fluctuation width, the back surface reflectance and its fluctuation width of the phase shift film 30 are adjusted to have the above-mentioned predetermined characteristics. The composition of each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reducing layer 32 can be controlled by the composition of the sputtering gas, the flow rate, and the like. The thickness of each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 can be controlled by the sputtering power, the sputtering time, and the like. When the sputtering apparatus is an in-line sputtering apparatus, the thicknesses of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reducing layer 32 can be controlled by the transfer speed of the substrate.

位相シフト層31が、組成の均一な単一の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変えずに1回だけ行う。位相シフト層31が、組成の異なる複数の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、成膜プロセス毎にスパッタガスの組成および流量を変えて複数回行う。位相シフト層31が、厚さ方向に組成が連続的に変化する単一の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変化させながら1回だけ行う。位相シフト層31が、組成の異なる複数の膜からなると共にその複数の膜はそれぞれ厚さ方向に組成が連続的に変化する膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変化させながら複数回行う。
メタル層33の成膜および反射率低減層32の成膜についても同様である。成膜プロセスを複数回行う場合、スパッタターゲットに印加するスパッタパワーを小さくすることができる。
When the phase shift layer 31 is composed of a single film having a uniform composition, the above-mentioned film forming process is performed only once without changing the composition and flow rate of the sputtering gas. When the phase shift layer 31 is composed of a plurality of films having different compositions, the above-mentioned film forming process is performed a plurality of times by changing the composition and flow rate of the sputtering gas for each film forming process. When the phase shift layer 31 is composed of a single film whose composition changes continuously in the thickness direction, the above-mentioned film forming process is performed only once while changing the composition and flow rate of the sputtering gas. When the phase shift layer 31 is composed of a plurality of films having different compositions and each of the plurality of films is composed of a film whose composition continuously changes in the thickness direction, the above-mentioned film forming process is carried out with the composition and flow rate of the spatter gas. Do it multiple times while changing.
The same applies to the film formation of the metal layer 33 and the film formation of the reflectance reduction layer 32. When the film forming process is performed a plurality of times, the sputtering power applied to the sputtering target can be reduced.

位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32は、スパッタリング装置を用いて、透明基板20を装置外に取り出すことによって大気に曝すことなく、連続して成膜することが好ましい。装置外に取り出さずに、連続して成膜することにより、意図しない各層の表面酸化や表面炭化を防止することができる。各層の意図しない表面酸化や表面炭化は、位相シフト膜30上に形成されたレジスト膜を描画する際に使用するレーザー光や表示装置基板上に形成されたレジスト膜に位相シフト膜パターンを転写する際に使用する露光光に対する反射率を変化させたり、また、酸化部分や炭化部分のエッチングレートを変化させるおそれがある。
位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32は、インライン型スパッタリング装置やクラスター型スパッタリング装置を用いて、大気に曝すことなく、連続して成膜することができる。
It is preferable that the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reducing layer 32 are continuously formed by using a sputtering device and taking the transparent substrate 20 out of the device without exposing it to the atmosphere. By continuously forming a film without taking it out of the apparatus, it is possible to prevent unintended surface oxidation and surface carbonization of each layer. Unintended surface oxidation or surface carbonization of each layer transfers the phase shift film pattern to the laser beam used when drawing the resist film formed on the phase shift film 30 or the resist film formed on the display device substrate. There is a possibility that the reflectance with respect to the exposure light used may be changed, or the etching rate of the oxidized portion or the carbonized portion may be changed.
The phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reducing layer 32 can be continuously formed by using an in-line sputtering apparatus or a cluster type sputtering apparatus without being exposed to the atmosphere.

なお、図3に示すように位相シフトマスクブランク10が透明基板20上に位相シフト膜30と遮光膜45を備える位相シフトマスクブランク10を製造する場合、上述で説明した位相シフト膜形成工程により位相シフト膜30を形成した後、位相シフト膜30上に遮光膜45を形成する。
(遮光膜形成工程)
遮光膜形成工程では、位相シフト膜30上に、スパッタリングにより、遮光膜45を形成する。
遮光膜45は、位相シフト膜30上に遮光層46、必要に応じて遮光層46上に表面反射率低減層47を成膜することにより形成される。遮光層46および表面反射率低減層47の成膜は、金属(M)、金属(M)化合物、金属シリサイド(MSi)または金属シリサイド(MSi)化合物を含む1つまたは2つ以上のスパッタターゲットを使用して、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスおよびキセノンガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む不活性ガスと、酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、二酸化炭素ガス、炭化水素系ガス、フッ素系ガスからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む活性ガスとの混合ガスからなるスパッタガス雰囲気、あるいは前記不活性ガスの少なくとも一種を含むスパッタガス雰囲気で行われる。炭化水素系ガスとしては、例えば、メタンガス、ブタンガス、プロパンガス、スチレンガス等が挙げられる。
遮光層46および表面反射率低減層47を成膜する際、遮光層46、表面反射率低減層47の各々の材料、組成および厚さは、位相シフト膜30と遮光膜45とが積層する部分において、露光光に対する光学濃度や、膜面反射率が上述した所定の光学特性を有するように調整される。遮光層46、表面反射率低減層47各々の組成は、スパッタガスの組成および流量などにより制御することができる。遮光層46、表面反射率低減層47の各々の厚さは、スパッタパワー、スパッタリング時間などにより成語することができる。また、スパッタリング装置がインライン型スパッタリング装置の場合、基板の搬送速度によっても、遮光層46および表面反射率低減層47の各々の厚さを制御することができる。
遮光層46および表面反射率低減層47の各層が、組成の均一な単一の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変えずに1回だけ行う。遮光層46および表面反射率低減層47の各層が、組成の異なる福栖の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、成膜プロセス毎にスパッタガスの組成および流量を変えて複数回行う。遮光層46および表面反射率低減層47の各層が、厚さ方向に組成が連続的に変化する単一の膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変化させながら1回だけ行う。遮光層46および表面反射率低減層47の各層が、組成の異なる複数の膜からなると共にその複数の膜はそれぞれ厚さ方向に組成が連続的に変化する膜からなる場合、上述した成膜プロセスを、スパッタガスの組成および流量を変化させながら複数回行う。
遮光層46および表面反射率低減層47は、インライン型スパッタリング装置やクラスター型スパッタリング装置を用いて、大気に曝すことなく、連続して成膜することができる。
なお、レジスト膜を備える位相シフトマスクブランク10を製造する場合、次に、遮光膜上にレジスト膜を形成する。
As shown in FIG. 3, when the phase shift mask blank 10 manufactures the phase shift mask blank 10 having the phase shift film 30 and the light shielding film 45 on the transparent substrate 20, the phase is formed by the phase shift film forming step described above. After forming the shift film 30, the light-shielding film 45 is formed on the phase shift film 30.
(Light-shielding film forming process)
In the light-shielding film forming step, the light-shielding film 45 is formed on the phase shift film 30 by sputtering.
The light-shielding film 45 is formed by forming a light-shielding layer 46 on the phase shift film 30 and, if necessary, a surface reflectance reducing layer 47 on the light-shielding layer 46. The film formation of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 involves one or more sputter targets containing a metal (M), a metal (M) compound, a metal silicide (MSi) or a metal silicide (MSi) compound. Inert gases, including, for example, an inert gas comprising at least one selected from the group consisting of helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas and xenone gas, and oxygen gas, nitrogen gas, nitrogen monoxide gas, nitrogen dioxide gas, dioxide gas. It is carried out in a sputter gas atmosphere composed of a mixed gas with an active gas containing at least one selected from the group consisting of a carbon gas, a hydrocarbon gas and a fluorine gas, or a sputter gas atmosphere containing at least one of the inert gases. Examples of the hydrocarbon gas include methane gas, butane gas, propane gas, styrene gas and the like.
When forming the light-shielding layer 46 and the surface reflectance-reducing layer 47, the materials, compositions, and thicknesses of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance-reducing layer 47 are the portions where the phase shift film 30 and the light-shielding film 45 are laminated. In, the optical density with respect to the exposure light and the film surface reflectance are adjusted so as to have the above-mentioned predetermined optical characteristics. The composition of each of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 can be controlled by the composition of the sputtering gas, the flow rate, and the like. The thickness of each of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 can be defined by the sputtering power, the sputtering time, and the like. Further, when the sputtering apparatus is an in-line type sputtering apparatus, the thickness of each of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 can be controlled by the transfer speed of the substrate.
When each of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 is composed of a single film having a uniform composition, the above-mentioned film forming process is performed only once without changing the composition and flow rate of the sputtering gas. When each of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 is made of Fukusu films having different compositions, the above-mentioned film forming process is performed a plurality of times by changing the composition and flow rate of the spatter gas for each film forming process. When each of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 is composed of a single film whose composition changes continuously in the thickness direction, the above-mentioned film forming process is performed while changing the composition and flow rate of the spatter gas. Do it only once. When each of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 is composed of a plurality of films having different compositions and the plurality of films are composed of films whose compositions continuously change in the thickness direction, the above-mentioned film forming process is performed. Is performed a plurality of times while changing the composition and flow rate of the spatter gas.
The light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 can be continuously formed by using an in-line sputtering device or a cluster-type sputtering device without being exposed to the atmosphere.
When manufacturing the phase shift mask blank 10 including the resist film, next, a resist film is formed on the light-shielding film.

この実施の形態1の位相シフトマスクブランク10は、位相シフト膜30として、位相シフト層31とメタル層33を有しているので、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)。さらに、位相シフト層31、メタル層33、反射率低減層32を備えた位相シフト膜30を有する位相シフトマスクブランク10は、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)と共に表面反射率特性についても優れ(10%以下)、裏面反射率特性についても優れる。 Since the phase shift mask blank 10 of the first embodiment has the phase shift layer 31 and the metal layer 33 as the phase shift film 30, the phase shift mask blank 10 satisfies predetermined optical characteristics of phase difference and transmittance. Excellent transmittance wavelength dependence (within 5.5%) in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less. Further, the phase shift mask blank 10 having the phase shift film 30 provided with the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reducing layer 32 satisfies predetermined optical characteristics of phase difference and transmittance, and has a wavelength of 365 nm or more. In the wavelength range of 436 nm or less, the transmittance wavelength dependence is excellent (within 5.5%), the front surface reflectance characteristic is also excellent (10% or less), and the back surface reflectance characteristic is also excellent.

(実施の形態2)
実施の形態2では、実施の形態1の位相シフトマスクブランク10を使用した位相シフトマスクの製造方法について説明する。実施形態2は実施形態2−1と実施形態2−2とを含む。実施の形態2のうち実施の形態2−1は、透明基板20上に位相シフト膜30とレジスト膜が形成された位相シフトマスクブランク10を使用した位相シフトマスクの製造方法である。また、実施の形態2のうち実施の形態2−2は、透明基板20上に位相シフト膜30と遮光膜45とレジスト膜が形成された位相シフトマスクブランク10を使用した位相シフトマスクの製造方法である。実施の形態2−1の位相シフトマスクの製造方法は、以下のレジスト膜パターン形成工程と位相シフト膜パターン形成工程とを行うことによって位相シフトマスクが製造される。また、実施の形態2−1の位相シフトマスクの製造方法は、以下のレジスト膜パターン形成工程と遮光膜パターン形成工程と位相シフト膜パターン形成工程とを行うことによって位相シフトマスクが製造される。
以下、各工程を詳細に説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a method of manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank 10 of the first embodiment will be described. Embodiment 2 includes embodiment 2-1 and embodiment 2-2. Of the second embodiments, the second embodiment is a method for manufacturing a phase shift mask using the phase shift mask blank 10 in which the phase shift film 30 and the resist film are formed on the transparent substrate 20. Further, in the second embodiment of the second embodiment, the second embodiment is a method for manufacturing a phase shift mask using a phase shift mask blank 10 in which a phase shift film 30, a light shielding film 45, and a resist film are formed on a transparent substrate 20. Is. In the method for manufacturing a phase shift mask according to the 2-1 embodiment, the phase shift mask is manufactured by performing the following resist film pattern forming step and phase shift film pattern forming step. Further, in the method for manufacturing the phase shift mask according to the second embodiment, the phase shift mask is manufactured by performing the following resist film pattern forming step, light shielding film pattern forming step, and phase shift film pattern forming step.
Hereinafter, each step will be described in detail.

(レジスト膜パターン形成工程)
レジスト膜パターン形成工程では、先ず、図1又は図2で説明した実施の形態1の位相シフトマスクブランク10の位相シフト膜30上に、レジスト膜を形成する。使用するレジスト膜材料は、特に制限されない。例えば、レジスト膜は、後述する350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光に対して感光するものが使用されるか、又は365nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光に対して感光するものが使用される。また、レジスト膜は、ポジ型、ネガ型のいずれであっても構わない。
その後、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光、もしくは、365nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いて、レジスト膜に所定のパターンを描画する。レジスト膜に描画するパターンとして、ラインアンドスペースパターンやホールパターンが挙げられる。
その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、位相シフト膜30上にレジスト膜パターンを形成する。
なお、位相シフトマスクブランク10が、既に、位相シフト膜30上にレジスト膜を備えるものである場合は、上記した位相シフト膜30上にレジスト膜を形成する工程は省略する。
(Resist film pattern forming step)
In the resist film pattern forming step, first, a resist film is formed on the phase shift film 30 of the phase shift mask blank 10 of the first embodiment described with reference to FIG. 1 or FIG. The resist film material used is not particularly limited. For example, the resist film used is one that is sensitive to laser light having any wavelength selected from the wavelength range of 350 nm to 436 nm described later, or is selected from the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Those that are sensitive to laser light having that wavelength are used. Further, the resist film may be either a positive type or a negative type.
Then, a laser beam having any wavelength selected from the wavelength range of 350 nm to 436 nm or a laser beam having any wavelength selected from the wavelength range of 365 nm to 436 nm is used to apply a predetermined value to the resist film. Draw a pattern. Examples of the pattern drawn on the resist film include a line-and-space pattern and a hole pattern.
Then, the resist film is developed with a predetermined developer to form a resist film pattern on the phase shift film 30.
If the phase shift mask blank 10 already has a resist film on the phase shift film 30, the step of forming the resist film on the phase shift film 30 is omitted.

(遮光膜パターン形成工程)
実施の形態2−2の位相シフトマスクの製造方法における遮光膜パターン形成工程では、レジスト膜パターンをマスクにして遮光膜45(図3)をエッチングして遮光膜パターンを形成する。
遮光膜45をエッチングするエッチング媒質(エッチング溶液、エッチングガス)は、遮光膜45を構成する遮光層46、表面反射率低減層47の各々を選択的にエッチングできるものであれば、特に制限されない。
具体的には、例えば、金属シリサイド系材料をウェットエッチングするエッチング液として、フッ化水素酸、珪フッ化水素酸、及びフッ化水素アンモニウムから選ばれた少なくとも一つのフッ素化合物と、過酸化水素、硝酸、及び硫酸から選ばれた少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液や、過酸化水素とフッ化アンモニウムと、リン酸、硫酸、硝酸から選ばれた少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液が挙げられる。金属シリサイド系材料層をドライエッチングするエッチングガスとして、フッ素系ガス、塩素系ガスが挙げられる。フッ素系ガスとしては、例えば、CF4ガス、CHF3ガス、SF6ガスや、これらのガスにO2ガスを混合したものが挙げられる。
また、例えば、クロム系材料をウェットエッチングするエッチング液として、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むエッチング溶液や、塩素ガスと酸素ガスの混合ガスからなるエッチングガスが挙げられる。
(位相シフト膜パターン形成工程)
位相シフト膜パターン形成工程では、実施の形態2−1の位相シフトマスクの製造方法においては、先ず、レジスト膜パターンをマスクにして位相シフト膜30をエッチングして、位相シフト膜パターンを形成する。一方、実施の形態2−2の位相シフトマスクの製造方法においては、レジスト膜パターンをマスクにして遮光膜45をエッチングして、遮光膜パターンを形成した後、遮光膜パターンをマスクにして位相シフト膜30をエッチングして、位相シフト膜パターンを形成する。
位相シフト膜30をエッチングするエッチング媒質(エッチング溶液、エッチングガス)は、位相シフト膜30を構成する位相シフト層31、メタル層33および反射率低減層32の各々を選択的にエッチングできるものであれば、特に制限されない。
具体的には、例えば、金属シリサイド系材料をウェットエッチングするエッチング液として、フッ化水素酸、珪フッ化水素酸、及びフッ化水素アンモニウムから選ばれた少なくとも一つのフッ素化合物と、過酸化水素、硝酸、及び硫酸から選ばれた少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液や、過酸化水素とフッ化アンモニウムと、リン酸、硫酸、硝酸から選ばれた少なくとも一つの酸化剤とを含むエッチング液が挙げられる。金属シリサイド系材料層をドライエッチングするエッチングガスとして、フッ素系ガス、塩素系ガスが挙げられる。フッ素系ガスとしては、例えば、CF4ガス、CHF3ガス、SF6ガスや、これらのガスにO2ガスを混合したものが挙げられる。
また、例えば、クロム系材料をウェットエッチングするエッチング液として、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むエッチング溶液や、塩素ガスと酸素ガスの混合ガスからなるエッチングガスが挙げられる。
その後、レジスト剥離液を用いて、または、アッシングによって、レジスト膜パターンを剥離する。
実施の形態2−2の位相シフトマスクの製造方法においては、遮光膜45をエッチングするエッチング媒質によって、遮光膜パターンを除去してもよいし、位相シフト膜パターン上に該位相シフト膜パターンサイズと異なるパターンサイズを有する遮光膜パターンを形成する場合においては、再度、遮光膜パターン上にレジスト膜パターンを形成した後、レジスト膜パターンをマスクにして遮光膜パターン形成工程を行う。
(Light-shielding film pattern forming process)
In the light-shielding film pattern forming step in the method for manufacturing a phase shift mask according to the second embodiment, the light-shielding film 45 (FIG. 3) is etched with the resist film pattern as a mask to form the light-shielding film pattern.
The etching medium (etching solution, etching gas) for etching the light-shielding film 45 is not particularly limited as long as it can selectively etch each of the light-shielding layer 46 and the surface reflectance reducing layer 47 constituting the light-shielding film 45.
Specifically, for example, as an etching solution for wet etching a metal silicide-based material, at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrofluoric acid, and ammonium hydrogenfluoride, and hydrogen peroxide. An etching solution containing at least one oxidizing agent selected from nitric acid and sulfuric acid, and an etching solution containing hydrogen peroxide, ammonium fluoride, and at least one oxidizing agent selected from phosphoric acid, sulfuric acid, and nitric acid. Can be mentioned. Examples of the etching gas for dry etching the metal silicide-based material layer include fluorine-based gas and chlorine-based gas. Examples of the fluorine-based gas include CF4 gas, CHF3 gas, SF6 gas, and a mixture of these gases and O2 gas.
Further, for example, examples of the etching solution for wet etching a chromium-based material include an etching solution containing dicerium nitric acid ammonium nitrate and perchloric acid, and an etching gas composed of a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas.
(Phase shift film pattern forming process)
In the phase shift film pattern forming step, in the method of manufacturing the phase shift mask according to the 2-1 embodiment, first, the phase shift film 30 is etched by using the resist film pattern as a mask to form the phase shift film pattern. On the other hand, in the method for manufacturing a phase shift mask according to the second embodiment, the light-shielding film 45 is etched using the resist film pattern as a mask to form a light-shielding film pattern, and then the light-shielding film pattern is used as a mask for phase shift. The film 30 is etched to form a phase shift film pattern.
The etching medium (etching solution, etching gas) for etching the phase shift film 30 may be one capable of selectively etching each of the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reduction layer 32 constituting the phase shift film 30. However, there are no particular restrictions.
Specifically, for example, as an etching solution for wet etching a metal silicide-based material, at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, hydrofluoric acid, and ammonium hydrogenfluoride, and hydrogen peroxide. An etching solution containing at least one oxidizing agent selected from nitric acid and sulfuric acid, and an etching solution containing hydrogen peroxide, ammonium fluoride, and at least one oxidizing agent selected from phosphoric acid, sulfuric acid, and nitric acid. Can be mentioned. Examples of the etching gas for dry etching the metal silicide-based material layer include fluorine-based gas and chlorine-based gas. Examples of the fluorine-based gas include CF4 gas, CHF3 gas, SF6 gas, and a mixture of these gases and O2 gas.
Further, for example, examples of the etching solution for wet etching a chromium-based material include an etching solution containing dicerium nitric acid ammonium nitrate and perchloric acid, and an etching gas composed of a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas.
Then, the resist film pattern is peeled off using a resist stripping solution or by ashing.
In the method for manufacturing a phase shift mask according to the second embodiment, the light-shielding film pattern may be removed by an etching medium for etching the light-shielding film 45, or the phase-shift film pattern size may be displayed on the phase-shift film pattern. When forming a light-shielding film pattern having a different pattern size, the resist film pattern is formed on the light-shielding film pattern again, and then the light-shielding film pattern forming step is performed using the resist film pattern as a mask.

この実施の形態2の位相シフトマスクは、位相シフト膜30として、位相シフト層31とメタル層33を有しているので、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)。さらに、位相シフト層31、メタル層33、反射率低減層32を備えた位相シフト膜30を有する位相シフトマスクブランク10は、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(5.5%以内)と共に表面反射率特性についても優れ(10%以下)、裏面反射率特性についても優れる。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度を向上できる特性を有する。 Since the phase shift mask of the second embodiment has the phase shift layer 31 and the metal layer 33 as the phase shift film 30, the phase shift mask has a phase difference and a transmittance of 365 nm or more after satisfying predetermined optical characteristics. Excellent transmittance wavelength dependence (within 5.5%) in the wavelength range of 436 nm or less. Further, the phase shift mask blank 10 having the phase shift film 30 provided with the phase shift layer 31, the metal layer 33, and the reflectance reducing layer 32 satisfies predetermined optical characteristics of phase difference and transmittance, and has a wavelength of 365 nm or more. In the wavelength range of 436 nm or less, the transmittance wavelength dependence is excellent (within 5.5%), the front surface reflectance characteristic is also excellent (10% or less), and the back surface reflectance characteristic is also excellent. Further, it has a characteristic that the resolution of the transfer pattern transferred on the display device substrate can be improved corresponding to the excellent characteristic of the phase shift mask.

(実施の形態3)
実施の形態3では、表示装置の製造方法について説明する。表示装置は、以下のマスク載置工程とパターン転写工程とを行うことによって製造される。
以下、各工程を詳細に説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a method of manufacturing the display device will be described. The display device is manufactured by performing the following mask mounting step and pattern transfer step.
Hereinafter, each step will be described in detail.

(載置工程)
載置工程(配置工程)では、実施の形態2で製造された位相シフトマスクを露光装置のマスクステージに載置(配置)する。ここで、位相シフトマスクは、そのパターン形成面側が、露光装置の投影光学系を介して表示装置基板上に形成されたレジスト膜に対向するように配置される。
(Placement process)
In the mounting step (placement step), the phase shift mask manufactured in the second embodiment is placed (placed) on the mask stage of the exposure apparatus. Here, the phase shift mask is arranged so that its pattern forming surface side faces the resist film formed on the display device substrate via the projection optical system of the exposure device.

(パターン転写工程)
パターン転写工程では、位相シフトマスクに露光光を照射して、表示装置基板上に形成されたレジスト膜に位相シフト膜パターンを転写する。露光光は、365nm〜436nmの波長域から選択される複数の波長の光を含む複合光、313nm〜436nmの波長域から選択される複数の波長の光を含む複合光や、313nm〜436nmの波長域からある波長域をフィルターなどでカットし選択された単色光である。例えば、露光光は、i線、h線およびg線を含む複合光や、j線、i線、h線およびg線を含む混合光や、i線の単色光である。露光光として複合光を用いると、露光光強度を高くしてスループットを上げることができるため、表示装置の製造コストを下げることができる。
(Pattern transfer process)
In the pattern transfer step, the phase shift mask is irradiated with exposure light to transfer the phase shift film pattern to the resist film formed on the display device substrate. The exposure light is a composite light containing multiple wavelengths selected from the wavelength range of 365 nm to 436 nm, a composite light containing multiple wavelengths selected from the wavelength range of 313 nm to 436 nm, and a composite light containing light of multiple wavelengths selected from the wavelength range of 313 nm to 436 nm. It is monochromatic light selected by cutting a certain wavelength range from the range with a filter or the like. For example, the exposure light is a composite light including i-line, h-line and g-line, a mixed light including j-line, i-line, h-line and g-line, and i-line monochromatic light. When composite light is used as the exposure light, the exposure light intensity can be increased and the throughput can be increased, so that the manufacturing cost of the display device can be reduced.

この実施の形態3の表示装置の製造方法によれば、高解像度、高精細の表示装置を製造することができる。例えば、微細パターン(例えば1.8μmのコンタクトホール)を形成できる。 According to the method for manufacturing a display device according to the third embodiment, a high-resolution, high-definition display device can be manufactured. For example, a fine pattern (eg, a contact hole of 1.8 μm) can be formed.

(実施の形態4)
実施の形態4では、位相シフトマスクブランクの具体的な態様例について説明する。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, a specific example of the phase shift mask blank will be described.

前述したように、本発明者は、3層の積層膜からなる位相シフト膜において、基板側から順次、所定の位相シフト層(例えば、ZrSiON、MoSiON、TiSiONなど)と、所定のメタル層(中間層)(例えばZrSi、MoSi、TiSiなど)と、所定の反射率低減層(例えば、ZrSiON、MoSiON、TiSiON、CrO、CrOCN、CrONなど)とを組み合わせることによって、所定の透過率波長依存性を小さくできる(機能1)(例えば5.5%以内にできる)ことと、表面反射率を低減できること(機能2)、しかも表面反射率を小さくできる(例えば10%以下)こと(機能3)、裏面反射率を制御できること(機能4)、のすべてを兼ね備えることができることを知見した。これに加え、高透過率の特性(機能5)を兼ね備えることができることを知見した。 As described above, in the phase shift film composed of three laminated films, the present inventor sequentially has a predetermined phase shift layer (for example, ZrSiON, MoSiON, TiSiON, etc.) and a predetermined metal layer (intermediate) from the substrate side. By combining a layer) (for example, ZrSi, MoSi, TiSi, etc.) and a predetermined reflectance reducing layer (for example, ZrSiON, MoSiON, TiSiON, CrO, CrOCN, CrON, etc.), the predetermined transmittance wavelength dependence is reduced. Can be done (function 1) (for example, within 5.5%), surface reflectance can be reduced (function 2), and surface reflectance can be reduced (for example, 10% or less) (function 3), backside reflection. It was found that the rate can be controlled (function 4), and all of them can be combined. In addition to this, it was found that it can have the characteristic of high transmittance (function 5).

上記の代表的な例としては、透明基板側から順次、ZrSiONからなる位相シフト層/ZrSiからなるメタル層/ZrSiONからなる反射率低減層とした3層構成の位相シフト膜が挙げられる。
また、透明基板側から順次、MoSiONからなる位相シフト層/MoSiからなるメタル層/MoSiONからなる反射率低減層とした3層構成の位相シフト膜が挙げられる。
これらを基本として、各層の材料を、各層において選択できる材料として上記で列記した材料で置換した態様が本発明に含まれる。
As a typical example of the above, there is a three-layered phase shift film having a phase shift layer made of ZrSiON, a metal layer made of ZrSi, and a reflectance reducing layer made of ZrSiON, sequentially from the transparent substrate side.
Further, a three-layer phase shift film having a phase shift layer made of MoSiON, a metal layer made of MoSi, and a reflectance reducing layer made of MoSiON can be mentioned in order from the transparent substrate side.
Based on these, the present invention includes an embodiment in which the material of each layer is replaced with the materials listed above as materials that can be selected in each layer.

なお、本発明者は、透明基板側から順次、ZrSiONからなる位相シフト層/ZrSiからなるメタル層/ZrSiONからなる反射率低減層とした3層構成の位相シフト膜において、ZrSiからなるメタル層の膜厚を薄くする(例えば2.5nm以上20nm未満、例えば10nmとする)と、透過率は上がるが、反射率も上がる。反射率の許容範囲を上げれば(例えば、「20%以下」まで上限を上げれば)、透過率は45%程度までは可能であることを知見した。
本発明者は、低反射率の範囲(例えば10%以下)を維持した場合では、高透過率は30%程度までは可能であることを知見した。低反射率の範囲(例えば10%以下)を維持する場合は、ZrSiからなるメタル層の膜厚は、例えば20nm以上35nm以下が適する。
In the phase shift film having a three-layer structure consisting of a phase shift layer made of ZrSiON, a metal layer made of ZrSi, and a reflectance reducing layer made of ZrSiON in order from the transparent substrate side, the present inventor has a metal layer made of ZrSi. When the film thickness is reduced (for example, 2.5 nm or more and less than 20 nm, for example, 10 nm), the transmittance increases, but the reflectance also increases. It was found that if the allowable range of reflectance is increased (for example, if the upper limit is increased to "20% or less"), the transmittance can be up to about 45%.
The present inventor has found that high transmittance can be up to about 30% when the low reflectance range (for example, 10% or less) is maintained. When maintaining a low reflectance range (for example, 10% or less), the film thickness of the metal layer made of ZrSi is suitable, for example, 20 nm or more and 35 nm or less.

また、本発明者は、例えば、上記ZrSi系の3層構成の位相シフト膜において、ZrSiからなるメタル層の膜厚を厚くする(例えば40〜60nm)と、通常透過率(3%以上15%未満、特に3%以上12%以下)や、低透過率(1%以上3%未満)が可能であることを知見した。 Further, the present inventor, for example, in the above-mentioned ZrSi-based three-layer phase shift film, when the film thickness of the metal layer made of ZrSi is increased (for example, 40 to 60 nm), the normal transmittance (3% or more and 15%) is increased. It was found that less than, particularly 3% or more and 12% or less) and low transmittance (1% or more and less than 3%) are possible.

なお、例えば、透明基板側から順次、ZrSiONからなる位相シフト層/ZrSiからなるメタル層/ZrSiONからなる反射率低減層とした3層構成の位相シフト膜において、ZrSiONからなる位相シフト層の酸化度を上げた場合は、高透過率になる(透過率が上がる)。
また、例えば、上記において、ZrSiONからなる位相シフト層の透過率を上げた場合(高透過率に調整した場合)は、その分高透過率になる。また、このとき、透過率が上がった分だけZrSiからなるメタル層の膜厚を厚くすることが可能となる。
For example, in a three-layer phase shift film having a phase shift layer made of ZrSiON, a metal layer made of ZrSi, and a reflectance reducing layer made of ZrSiON in order from the transparent substrate side, the degree of oxidation of the phase shift layer made of ZrSiON. When is increased, the transmittance becomes high (the transmittance increases).
Further, for example, in the above, when the transmittance of the phase shift layer made of ZrSiON is increased (when adjusted to a high transmittance), the transmittance is increased accordingly. Further, at this time, it is possible to increase the film thickness of the metal layer made of ZrSi by the amount that the transmittance is increased.

また、本発明者は、例えば、透明基板側から順次、ZrSiONからなる位相シフト層/ZrSiからなるメタル層/ZrSiONからなる反射率低減層とした3層構成の位相シフト膜において、反射率低減層をZrSiONからCrOCNやMoSiONに置換すると、通常の透過率(例えば6%程度)に制御できることを知見した。 Further, the present inventor has, for example, in a phase shift film having a three-layer structure in which a phase shift layer made of ZrSiON / a metal layer made of ZrSi / a reflectance reducing layer made of ZrSiON are sequentially formed from the transparent substrate side. Was replaced with CrOCN or MoSiON from ZrSiON, and it was found that the normal transmittance (for example, about 6%) could be controlled.

上述したように、ZrSiONからなる位相シフト層、ZrSiONからなる反射率低減層と、ZrSiからなるメタル層との組み合わせによって、透過率が15%以上と高透過率ながら、所定の透過率波長依存性が4.0%より小さく透過率波長依存性が格別に優れる位相シフト膜が得ることが可能となることを本発明者は知見した。 As described above, the combination of the phase shift layer made of ZrSiON, the reflectance reducing layer made of ZrSiON, and the metal layer made of ZrSi has a high transmittance of 15% or more and a predetermined transmittance wavelength dependence. The present inventor has found that it is possible to obtain a phase shift film having a transmittance of less than 4.0% and an exceptionally excellent transmittance wavelength dependence.

本発明においては、前述したZrSiを含む材料の層(適宜、ZrSi系の層という)が2層、ZrSi系の層が3層、ZrSi系の層が多層、である積層構造の位相シフト膜が含まれる。他の金属シリサイド系材料層に関しても同様である。ZrSi系の層が多層である積層構造の位相シフト膜の場合、ZrSi系材料は耐薬品性、ウェットエッチング速度が高く、パターン断面形状も良いよいという利点がある。 In the present invention, the phase shift film having a laminated structure in which the above-mentioned ZrSi-containing material layer (appropriately referred to as a ZrSi-based layer) is two layers, the ZrSi-based layer is three layers, and the ZrSi-based layer is a multilayer. included. The same applies to other metal silicide-based material layers. In the case of a phase shift film having a laminated structure in which ZrSi-based layers are multi-layered, the ZrSi-based material has the advantages of high chemical resistance, high wet etching rate, and good pattern cross-sectional shape.

なお、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率を2%以下、さらには透過率が2%未満1%以上とした低透過率の位相シフト層に対する要望がある。
例えば、位相シフト層の透過率が6%程度であっても、位相シフトマスクにおける位相シフト部を透過した露光光によりレジストは感光してしまい、その分レジストが減ってしまう。これに対し、上記要望を達成することで、位相シフトマスクにおける位相シフト部を透過した露光光による被転写体に形成されたレジスト膜の減膜による影響をより低減できる。
本発明では、上記2層以上の位相シフト層、あるいは、上記3層構成の位相シフト層において、例えば、メタル層の厚さを制御することによって、あるいは、位相シフト層や反射率低減層を透過率の低い材料に変更することによって、上記要望を達成することができることを知見した。
There is a demand for a phase shift layer having a low transmittance of 2% or less in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less, and further having a transmittance of less than 2% and 1% or more.
For example, even if the transmittance of the phase shift layer is about 6%, the resist is exposed to the exposure light transmitted through the phase shift portion of the phase shift mask, and the resist is reduced by that amount. On the other hand, by fulfilling the above requirements, it is possible to further reduce the influence of the thinning of the resist film formed on the transferred body due to the exposure light transmitted through the phase shift portion of the phase shift mask.
In the present invention, in the two or more phase shift layers or the phase shift layer having a three-layer structure, for example, by controlling the thickness of the metal layer, or transmitting through the phase shift layer and the reflectance reducing layer. It was found that the above requirements can be achieved by changing to a material with a lower rate.

本発明において、透明基板側から順次、ZrSiONからなる位相シフト層/ZrSiからなるメタル層とした2層構成の位相シフト層、あるいは、透明基板側から順次、ZrSiONからなる位相シフト層/ZrSiからなるメタル層/ZrSiONからなる反射率低減層とした3層構成の位相シフト層において(明細書中でZiSi系2層またはZiSi系3層と略記することがある)、メタル層をZrSiからTiSiに置換した場合、上記と同様のことが可能である。メタル層をZrSiからMoSiの材料に置換した場合についても上記と同様のことが可能である。 In the present invention, the phase shift layer has a two-layer structure consisting of a phase shift layer made of ZrSiON / a metal layer made of ZrSi sequentially from the transparent substrate side, or a phase shift layer made of ZrSiON / ZrSi sequentially from the transparent substrate side. In the phase shift layer having a three-layer structure as a reflectance reducing layer made of a metal layer / ZrSiON (may be abbreviated as ZiSi-based two layers or ZiSi-based three layers in the specification), the metal layer is replaced with TiSi from ZrSi. If so, the same thing as above is possible. The same can be applied to the case where the metal layer is replaced with a material of MoSi from ZrSi.

本発明において、上記ZiSi系2層またはZiSi系3層で、メタル層をZrSiからMoSiに置換した場合、上記と同様のことが可能である。ただし、メタル層のエッチング速度は変化する。
本発明において、上記ZiSi系2層またはZiSi系3層で、反射率低減層をZrSiONからMoSiONに置換した場合、高透過率は維持できないが、通常の透過率は得られる。その他の点では、上記と同様のことが可能である。
In the present invention, when the metal layer is replaced with MoSi from ZrSi in the ZiSi-based 2 layer or the ZiSi-based 3 layer, the same as above is possible. However, the etching rate of the metal layer changes.
In the present invention, when the reflectance reducing layer is replaced with MoSiON from ZrSiON in the ZiSi-based 2 layer or the ZiSi-based 3 layer, high transmittance cannot be maintained, but normal transmittance can be obtained. In other respects, the same can be done as above.

以下、実施例および比較例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下の実施例1、2は、本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。
実施例1は実施例1−1〜1−3を含む。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples. The following Examples 1 and 2 are examples of the present invention and do not limit the present invention.
Example 1 includes Examples 1-1 to 1-3.

(実施例1−1)
(位相シフトマスクブランク)
実施例1−1では、QZ(透明基板)/ZrSiON/ZrSi/ZrSiONの構成の位相シフトマスクブランクについて説明する。
実施例1−1の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、透明基板側から順に配置された、位相シフト層(ZrSiON、膜厚73nm)とメタル層(ZrSi、膜厚30nm)と反射率低減層(ZrSiON、膜厚30nm)とから構成される。
透明基板として、大きさが800mm×920mmであり、厚さが10mmである合成石英ガラス基板(QZ)を用いた。透明基板の両主表面は鏡面研磨されている。以下の実施例、比較例において使用した透明基板の両主表面も同様に鏡面研磨されている。
(Example 1-1)
(Phase shift mask blank)
In Example 1-1, the phase shift mask blank having the structure of QZ (transparent substrate) / ZrSiON / ZrSi / ZrSiON will be described.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Example 1-1 is a phase shift layer (ZrSiON, film thickness 73 nm), a metal layer (ZrSi, film thickness 30 nm), and a reflectance reducing layer arranged in order from the transparent substrate side. It is composed of (ZrSiON, film thickness 30 nm).
As the transparent substrate, a synthetic quartz glass substrate (QZ) having a size of 800 mm × 920 mm and a thickness of 10 mm was used. Both main surfaces of the transparent substrate are mirror-polished. Both main surfaces of the transparent substrate used in the following Examples and Comparative Examples are mirror-polished in the same manner.

透明基板上に位相シフト層、メタル層、反射率低減層が積層された位相シフト膜の波長365nmにおける屈折率は2.55、波長365nmにおける消衰係数は0.127であった。
なお、位相シフト膜の屈折率および消衰係数は、n&k Technology社製のn&k Analyzer 1280(商品名)を用いて測定した。
The phase shift film in which the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reducing layer were laminated on the transparent substrate had a refractive index of 2.55 at a wavelength of 365 nm and an extinction coefficient of 0.127 at a wavelength of 365 nm.
The refractive index and extinction coefficient of the phase shift film were measured using n & k Analyzer 1280 (trade name) manufactured by n & k Technology.

位相シフト層(ZrSiON)の各元素の含有率は、Zrは22原子%、Siは22原子%、Oは14原子%、Nは42原子%であった。
メタル層(ZrSi)の各元素の含有率は、Zrは50原子%、Siは50原子%であった。
反射率低減層(ZrSiON)の各元素の含有率は、Zrは17原子%、Siは17原子%、Oは20原子%、Nは46原子%であった。
なお、上記各元素の含有率は、X線光電子分光法(XPS)により測定した。以下の実施例、比較例において、元素の含有率の測定には、それぞれ同じ装置を用いた。
The content of each element in the phase shift layer (ZrSiON) was 22 atomic% for Zr, 22 atomic% for Si, 14 atomic% for O, and 42 atomic% for N.
The content of each element in the metal layer (ZrSi) was 50 atomic% for Zr and 50 atomic% for Si.
The content of each element in the reflectance reducing layer (ZrSiON) was 17 atomic% for Zr, 17 atomic% for Si, 20 atomic% for O, and 46 atomic% for N.
The content of each of the above elements was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In the following Examples and Comparative Examples, the same device was used for measuring the element content.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、透過率は、365nmの波長において19.2%であり、405nmの波長において21.7%であり、436nmの波長において23.1%であった。また、この位相シフト膜は、透過率の変動幅(透過率波長依存性)が、365nm〜436nmの波長域において、3.9%であった。 Due to the three-layer structure described above, the phase shift film had a transmittance of 19.2% at a wavelength of 365 nm, 21.7% at a wavelength of 405 nm, and 23.1% at a wavelength of 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the transmittance (transmittance wavelength dependence) was 3.9% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

位相シフト膜の位相差は、上述した3層構造により、365nmの波長において199.7°であり、405nmの波長において174.2°であり、436nmの波長において160.3°であった。また、この位相シフト膜は、位相差の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、39.4°であった。 The phase difference of the phase shift film was 199.7 ° at a wavelength of 365 nm, 174.2 ° at a wavelength of 405 nm, and 160.3 ° at a wavelength of 436 nm due to the above-mentioned three-layer structure. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the phase difference was 39.4 ° in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

図4は、実施例1−1の位相シフトマスククランクの位相シフト膜の透過率スペクトルを示す。
なお、透過率および位相差は、レーザーテック社製のMPM−100(商品名)を用いて測定した。以下の実施例、比較例において、透過率や位相差の測定には、それぞれ同じ装置を用いた。尚、実施例、比較例における透過率の値は、いずれもAir基準の値である。
FIG. 4 shows the transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask crank of Example 1-1.
The transmittance and the phase difference were measured using MPM-100 (trade name) manufactured by Lasertec. In the following examples and comparative examples, the same apparatus was used for measuring the transmittance and the phase difference. The transmittance values in the examples and comparative examples are both Air-based values.

位相シフト膜は、表面反射率が、350nmの波長において10.5%であり、365nmの波長において7.9%であり、405nmの波長において6.3%であり、413nm波長において6.2%であり、436nmの波長において5.7%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、2.2%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、350nm〜436nmの波長域において、4.8%であった。
図5は実施例1−1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の表面反射率スペクトルを示す。
なお、表面反射率は、島津製作所社製のSo1idSpec−3700(商品名)を用いて測定した。以下の実施例、比較例において、表面反射率の測定には、それぞれ同じ装置を用いた。
The phase shift film has a surface reflectance of 10.5% at a wavelength of 350 nm, 7.9% at a wavelength of 365 nm, 6.3% at a wavelength of 405 nm, and 6.2% at a wavelength of 413 nm. It was 5.7% at a wavelength of 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the surface reflectance was 2.2% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the surface reflectance was 4.8% in the wavelength range of 350 nm to 436 nm.
FIG. 5 shows the surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 1-1.
The surface reflectance was measured using So1idSpec-3700 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. In the following Examples and Comparative Examples, the same device was used for measuring the surface reflectance.

位相シフト膜は、裏面反射率が、365nmの波長において24.5%であり、405nmの波長において40.2%であり、436nmの波長において44.4%であった。また、この位相シフト膜は、裏面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、20.0%であった。
図6は実施例1−1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の裏面反射率スペクトルを示す。
なお、裏面反射率は、島津製作所社製のSo1idSpec−3700(商品名)を用いて測定した。以下の実施例、比較例において、裏面反射率の測定には、それぞれ同じ装置を用いた。
The phase shift film had a backside reflectance of 24.5% at a wavelength of 365 nm, 40.2% at a wavelength of 405 nm, and 44.4% at a wavelength of 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the back surface reflectance was 20.0% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.
FIG. 6 shows the back surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 1-1.
The back surface reflectance was measured using So1idSpec-3700 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. In the following Examples and Comparative Examples, the same device was used for measuring the back surface reflectance.

(位相シフトマスクブランクの製造)
実施例1−1の位相シフトマスクブランクは、以下の方法により製造した。
先ず、透明基板である合成石英ガラス基板を準備した。
その後、透明基板をスパッタリング装置のスパッタ室に搬入した。
その後、スパッタ室に配置されたZrSiターゲット(Zr:Si=1:2)(原子(%)比)に5.0kWのスパンタパワーを印加し、ArガスとO2ガスとN2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入しながら、透明基板の主表面上にZrSiONからなる膜厚73nmの位相シフト層を成膜した。ここで、混合ガスは、Arが50sccm、O2が5sccm、N2が50sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、ZrSiターゲット(Zr:Si=1:2)(原子(%)比)に2.0kWのスパッタパワーを印加し、Arガスをスパッタ室内に導入しながら、位相シフト層上にZrSiからなる膜厚30nmのメタル層を成膜した。ここで、Arガスが100sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、ZrSiターゲット(Zr:Si=1:2)(原子(%)比)に5.0kWのスパッタパワーを印加し、ArガスとO2ガスとN2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入しながら、メタル層上にZrSiONからなる膜厚30nmの反射率低減層を成膜した。ここで、混合ガスは、Arが50sccm、O2が10sccm、N2が50sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、位相シフト層(ZrSiON、膜厚73nm)とメタル層(ZrSi、膜厚30nm)と反射率低減層(ZrSiON、膜厚30nm)とから構成される位相シフト膜が形成された透明基板をスパッタリング装置から取り出し、洗浄を行った。
(Manufacturing of phase shift mask blank)
The phase shift mask blank of Example 1-1 was manufactured by the following method.
First, a synthetic quartz glass substrate, which is a transparent substrate, was prepared.
After that, the transparent substrate was carried into the sputtering chamber of the sputtering apparatus.
After that, 5.0 kW of sputter power was applied to the ZrSi target (Zr: Si = 1: 2) (atomic (%) ratio) arranged in the sputtering chamber, and a mixed gas of Ar gas, O2 gas and N2 gas was applied. Was introduced into the sputtering chamber, and a phase shift layer having a film thickness of 73 nm made of ZrSiON was formed on the main surface of the transparent substrate. Here, the mixed gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rates were 50 sccm for Ar, 5 sccm for O2, and 50 sccm for N2.
After that, a sputtering power of 2.0 kW was applied to the ZrSi target (Zr: Si = 1: 2) (atomic (%) ratio), and while introducing Ar gas into the sputtering chamber, a film made of ZrSi was applied on the phase shift layer. A metal layer having a thickness of 30 nm was formed. Here, Ar gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rate was 100 sccm.
After that, a sputtering power of 5.0 kW was applied to the ZrSi target (Zr: Si = 1: 2) (atomic (%) ratio), and a mixed gas of Ar gas, O2 gas and N2 gas was introduced into the sputtering chamber. , A reflectance reducing layer having a film thickness of 30 nm made of ZrSiON was formed on the metal layer. Here, the mixed gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rates were 50 sccm for Ar, 10 sccm for O2, and 50 sccm for N2.
After that, a transparent substrate on which a phase shift film composed of a phase shift layer (ZrSiON, film thickness 73 nm), a metal layer (ZrSi, film thickness 30 nm), and a reflectance reduction layer (ZrSiON, film thickness 30 nm) is formed is sputtered. It was taken out of the device and cleaned.

(位相シフトマスクの製造)
上述した位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法により位相シフトマスクを製造した。
先ず、上述した位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、ノボラック系のポジ型のフォトレジストからなるレジスト膜を形成した。この際、位相シフト膜に対してHMDS処理を施した後、レジスト膜を形成した。
その後、レーザー描画機により、波長413nmのレーザー光を用いて、レジスト膜に所定のパターン(1.8μmのラインアンドスペースパターン)を描画した。
その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、位相シフト膜上にレジスト膜パターンを形成した。このとき、定在波の影響が原因と思われる、レジスト膜パターン断面のエッジ部分のラフネスの悪化は確認されなかった。
その後、レジスト膜パターンをマスクにして位相シフト膜をエッチングして、位相シフト膜パターンを形成した。位相シフト膜を構成する位相シフト層、メタル層および反射率低減層の各々は、ジルコニウム(Zr)とケイ素(Si)を含むジルコニウムシリサイド系材料から形成される。このため、位相シフト層、メタル層および反射率低減層は、同じエッチング溶液によりエッチングすることができる。ここでは、位相シフト膜をエッチングするエッチング溶液として、過酸化水素とフッ化アンモニウムとリン酸との混合溶液を純水で希釈したジルコニウムシリサイドエッチング溶液を用いた。
その後、レジスト剥離液を用いて、レジスト膜パターンを剥離した。
(Manufacturing of phase shift mask)
Using the above-mentioned phase shift mask blank, a phase shift mask was manufactured by the following method.
First, a resist film made of a novolak-based positive photoresist was formed on the phase-shift film of the above-mentioned phase-shift mask blank. At this time, the phase shift film was subjected to HMDS treatment, and then a resist film was formed.
Then, a predetermined pattern (1.8 μm line and space pattern) was drawn on the resist film using a laser beam having a wavelength of 413 nm using a laser drawing machine.
Then, the resist film was developed with a predetermined developer to form a resist film pattern on the phase shift film. At this time, it was not confirmed that the roughness of the edge portion of the resist film pattern cross section was deteriorated, which was considered to be caused by the influence of the standing wave.
Then, the phase shift film was etched by using the resist film pattern as a mask to form the phase shift film pattern. Each of the phase shift layer, the metal layer and the reflectance reducing layer constituting the phase shift film is formed of a zirconium silicide-based material containing zirconium (Zr) and silicon (Si). Therefore, the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reducing layer can be etched with the same etching solution. Here, as the etching solution for etching the phase shift film, a zirconium silicide etching solution obtained by diluting a mixed solution of hydrogen peroxide, ammonium fluoride, and phosphoric acid with pure water was used.
Then, the resist film pattern was peeled off using a resist stripping solution.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターン断面は、マスク特性に影響ない程度のものであった。
なお、位相シフトマスクの位相シフト膜パターン断面は、電子顕微鏡(日本電子株式会社製のJSM7401F(商品名))を用いて観察した。以下の実施例、比較例において、位相シフト膜パターン断面の観測には、それぞれ同じ装置を用いた。
The phase shift film pattern cross section of the phase shift mask manufactured by using the above-mentioned phase shift mask blank was such that the mask characteristics were not affected.
The phase shift film pattern cross section of the phase shift mask was observed using an electron microscope (JSM7401F (trade name) manufactured by JEOL Ltd.). In the following examples and comparative examples, the same device was used for observing the phase shift film pattern cross section.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、55nmであり、良好であった。CDばらつきは、目標とするラインアンドスペースパターン(ラインパターンの幅=1.8μm、スペースパターンの幅:1.8μm)からのずれ幅である。
なお、位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、セイコーインスツルメンツナノテクノロジー社製SIR8000を用いて測定した。以下の実施例、比較例において、位相シフト膜パターンのCDばらつきの測定には、それぞれ同じ装置を用いた。
The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured by using the above-mentioned phase shift mask blank was 55 nm, which was good. The CD variation is the deviation width from the target line-and-space pattern (line pattern width = 1.8 μm, space pattern width: 1.8 μm).
The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask was measured using SIR8000 manufactured by Seiko Instruments Nanotechnology. In the following Examples and Comparative Examples, the same device was used for measuring the CD variation of the phase shift film pattern.

上述した位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクは、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、波長365nmにおいて高透過率(19.2%)とした場合であっても、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(4.0%)と共に表面反射率特性についても優れ(7.9%以下)、裏面反射率特性についても優れ(24.5%以上)、各特性を兼ね備えるものであった。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、パターン転写時の位置ずれも抑制されるとともに、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度が向上し、パターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターンがCDエラー生じることなく転写されることを確認した。なお、表示装置の製造工程における位相シフトマスクを使用したパターン転写工程は、開口数(NA)が0.1の等倍露光のプロジェクション露光であって、露光光はi線、h線およびg線を含む複合光とした。以降、実施例1−2、1−3、実施例2、比較例1における表示装置の製造工程は、この露光条件で行った。 The phase shift mask blank and the phase shift mask described above satisfy the predetermined optical characteristics of the phase difference and the transmittance, and have a high transmittance (19.2%) at a wavelength of 365 nm, but have a transmittance of 365 nm or more. In the wavelength range of 436 nm or less, the transmittance wavelength dependence is excellent (4.0%), the front surface reflectance characteristics are also excellent (7.9% or less), and the back surface reflectance characteristics are also excellent (24.5% or more). , Each characteristic was combined. In addition, in response to the excellent characteristics of the phase shift mask, positional deviation during pattern transfer is suppressed, the resolution of the transfer pattern transferred onto the display device substrate is improved, and the pattern line width is 1.8 μm. It was confirmed that the line-and-space pattern of was transferred without the occurrence of a CD error. The pattern transfer step using the phase shift mask in the manufacturing process of the display device is a projection exposure of 1x exposure with a numerical aperture (NA) of 0.1, and the exposure light is i-line, h-line and g-line. It was a composite light containing. Hereinafter, the manufacturing process of the display device in Examples 1-2, 1-3, Example 2, and Comparative Example 1 was performed under these exposure conditions.

(実施例1−2)
(位相シフトマスクブランク)
実施例1−2では、QZ(透明基板)/ZrSiON/MoSi/ZrSiONの構成の位相シフトマスクブランクについて説明する。
実施例1−2では、実施例1−1の位相シフトマスクブランクとはメタル層だけが異なる。
実施例1−2の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、透明基板側から順に配置された、位相シフト層(ZrSiON、膜厚73nm)とメタル層(MoSi、膜厚10nm)と反射率低減層(ZrSiON、膜厚30nm)とから構成される。
(Example 1-2)
(Phase shift mask blank)
In Example 1-2, the phase shift mask blank having the structure of QZ (transparent substrate) / ZrSiON / MoSi / ZrSiON will be described.
In Example 1-2, only the metal layer is different from the phase shift mask blank of Example 1-1.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Example 1-2 is a phase shift layer (ZrSiON, film thickness 73 nm), a metal layer (MoSi, film thickness 10 nm), and a reflectance reducing layer arranged in order from the transparent substrate side. It is composed of (ZrSiON, film thickness 30 nm).

位相シフト層(ZrSiON)および反射率低減層(ZrSiON)の各元素の含有率の値は実施例1−1と同じである。
メタル層(MoSi)の各元素の含有率は、Moは33原子%、Siは67原子%であった。
The value of the content of each element of the phase shift layer (ZrSiON) and the reflectance reduction layer (ZrSiON) is the same as that of Example 1-1.
The content of each element in the metal layer (MoSi) was 33 atomic% for Mo and 67 atomic% for Si.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、透過率は、実施例1−1に比べ低下し、通常の透過率3%〜10%の範囲内であり、この位相シフト膜の透過率の変動幅(透過率波長依存性)は、365nm〜436nmの波長域において、5.5%以内であった。 Due to the above-mentioned three-layer structure of the phase shift film, the transmittance is lower than that of Example 1-1 and is within the range of the normal transmittance of 3% to 10%, and the transmittance of the phase shift film fluctuates. The width (transmittance wavelength dependence) was within 5.5% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、位相差は、365nmの波長において、160°〜200°の範囲内であった。 Due to the above-mentioned three-layer structure, the phase shift film had a phase difference in the range of 160 ° to 200 ° at a wavelength of 365 nm.

また、位相シフト膜の表面反射率は、365nm〜436nmの波長域において、10%以下であった。さらに、位相シフト膜の表面反射率は、350nm〜436nmの波長域において15%以下であった。
また、位相シフト膜の裏面反射率も、365nm〜436nmの波長域において、20%以上であった。
The surface reflectance of the phase shift film was 10% or less in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Further, the surface reflectance of the phase shift film was 15% or less in the wavelength range of 350 nm to 436 nm.
The back surface reflectance of the phase shift film was also 20% or more in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

(位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクの製造)
実施例1−2では、メタル層の成膜時に、MoSiターゲット(Mo:Si=1:2)(原子(%)比)に1.5kWのスパッタパワーを印加し、Arガスをスパッタ室内に導入しながら、位相シフト層上にMoSiからなる膜厚10nmのメタル層を成膜した。ここで、Arガスが120sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その他の点は実施例1−1と同様の方法により、実施例1−2の位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクを製造した。
(Manufacturing of phase shift mask blank and phase shift mask)
In Example 1-2, 1.5 kW of sputtering power is applied to the MoSi target (Mo: Si = 1: 2) (atomic (%) ratio) at the time of film formation of the metal layer, and Ar gas is introduced into the sputtering chamber. At the same time, a metal layer having a film thickness of 10 nm made of MoSi was formed on the phase shift layer. Here, Ar gas was introduced into the sputtering chamber so as to have a flow rate of 120 sccm.
In other respects, the phase shift mask blank and the phase shift mask of Example 1-2 were manufactured by the same method as in Example 1-1.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、62nmであり、良好であった。上述した位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクは、位相差および透過率の所定の光学特性を満たし、透過率波長依存性に優れると共に表面反射率特性、裏面反射率特性についても優れ、各特性を兼ね備えるものであった。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、パターン転写時の位置ずれも抑制されるとともに、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度が向上し、パターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターンがCDエラー生じることなく転写されることを確認した。 The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured by using the above-mentioned phase shift mask blank was 62 nm, which was good. The above-mentioned phase shift mask blank and phase shift mask satisfy predetermined optical characteristics of phase difference and transmittance, are excellent in transmittance wavelength dependence, and are also excellent in front surface reflectance characteristics and back surface reflectance characteristics, and have each characteristic. It was a thing. In addition, in response to the excellent characteristics of the phase shift mask, positional deviation during pattern transfer is suppressed, the resolution of the transfer pattern transferred onto the display device substrate is improved, and the pattern line width is 1.8 μm. It was confirmed that the line-and-space pattern of was transferred without the occurrence of a CD error.

(実施例1−3)
実施例1−3では、QZ(透明基板)/ZrSiON/ZrSi/Cr系材料からなる遮光膜の構成の位相シフトマスクブランクについて説明する。
実施例1−3では、実施例1−1の位相シフトマスクブランクとは反射率低減層を形成しない位相シフト膜とし、位相シフト膜上に反射防止機能を有するCr系材料からなる遮光膜を形成した点が異なる。
実施例1−3の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、透明基板側から順に配置された、位相シフト層(ZrSiON、膜厚130nm)とメタル層(MoSi、膜厚10nm)とから構成される。また、位相シフト膜上に形成されたCr系材料からなる遮光膜は、CrN(膜厚25nm)/CrCN(膜厚70nm)/CrON(膜厚25nm)からなる反射防止機能を有する遮光膜とした。この遮光膜は、CrN/CrCN/CrONの積層構造により、遮光膜の膜面反射率は、レーザー描画光の波長413nmにおいて10%以下であった。
(Example 1-3)
In Examples 1-3, a phase shift mask blank having a light-shielding film made of QZ (transparent substrate) / ZrSiON / ZrSi / Cr-based material will be described.
In Examples 1-3, the phase shift mask blank of Example 1-1 is a phase shift film that does not form a reflectance reducing layer, and a light shielding film made of a Cr-based material having an antireflection function is formed on the phase shift film. The point is different.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Example 1-3 is composed of a phase shift layer (ZrSiON, film thickness 130 nm) and a metal layer (MoSi, film thickness 10 nm) arranged in order from the transparent substrate side. .. The light-shielding film made of a Cr-based material formed on the phase-shift film is a light-shielding film having an antireflection function consisting of CrN (thickness 25 nm) / CrCN (thickness 70 nm) / CrON (thickness 25 nm). .. Due to the laminated structure of CrN / CrCN / CrON, the light-shielding film had a film surface reflectance of 10% or less at a wavelength of 413 nm of laser drawing light.

位相シフト膜は、上述した2層構造により、透過率は、波長365nmにおいて約12%であり、位相シフト膜の透過率の変動幅(透過率波長依存性)は、365nm〜436nmの波長域において、5.5%以内であった。 The phase shift film has a transmittance of about 12% at a wavelength of 365 nm due to the above-mentioned two-layer structure, and the fluctuation range of the transmittance of the phase shift film (transmittance wavelength dependence) is in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. It was within 5.5%.

位相シフト膜は、上述した2層構造により、位相差は、365nmの波長において、160°〜200°の範囲内であった。
また、実施例1−3の位相シフトマスクブランクは、位相シフト膜の表面反射率は、レーザー描画光の波長413nmにおいて10%以下であり、位相シフト膜の裏面反射率は、365nm〜436nmの波長域において、18%以上であった。
Due to the above-mentioned two-layer structure, the phase shift film had a phase difference in the range of 160 ° to 200 ° at a wavelength of 365 nm.
Further, in the phase shift mask blank of Example 1-3, the surface reflectance of the phase shift film is 10% or less at the wavelength of 413 nm of the laser drawing light, and the back surface reflectance of the phase shift film is a wavelength of 365 nm to 436 nm. In the region, it was 18% or more.

(位相シフトマスクの製造)
上述した位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法により位相シフトマスクを製造した。
先ず、上述した位相シフトマスクブランクの遮光膜上に、ノボラック系のポジ型のフォトレジストからなるレジスト膜を形成した。その後、レーザー描画機により、波長413nmのレーザー光を用いて、レジスト膜に所定のパターン(1.8μmのラインアンドスペースパターン)を描画した。
その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、遮光膜上にレジスト膜パターンを形成した。このとき、このとき、定在波の影響が原因と思われる、レジスト膜パターン断面のエッジ部分のラフネスの悪化は確認されなかった。
その後、レジスト膜パターンをマスクにして遮光膜を硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸を含むクロムエッチング溶液にてエッチングして、遮光膜パターンを形成し、その後、遮光膜パターンをマスクにして、実施例1−1のジルコニウムシリサイドエッチング溶液を用いてエッチングして、位相シフト膜パターンを形成した。
その後、レジスト剥離液を用いて、レジスト膜パターンを剥離し、さらに、クロムエッチング溶液を用いて遮光膜パターンを剥離した。
上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、56nmであり、良好であった。
上述した位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクは、位相差および透過率の所定の光学特性を満たし、透過率波長依存性に優れると共に、裏面反射率特性についても優れ、各特性を兼ね備えるものであった。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、パターン転写時の位置ずれも抑制されるとともに、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度が向上し、パターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターンがCDエラー生じることなく転写されることを確認した。
(Manufacturing of phase shift mask)
Using the above-mentioned phase shift mask blank, a phase shift mask was manufactured by the following method.
First, a resist film made of a novolak-based positive photoresist was formed on the light-shielding film of the phase shift mask blank described above. Then, a predetermined pattern (1.8 μm line and space pattern) was drawn on the resist film using a laser beam having a wavelength of 413 nm using a laser drawing machine.
Then, the resist film was developed with a predetermined developer to form a resist film pattern on the light-shielding film. At this time, it was not confirmed that the roughness of the edge portion of the resist film pattern cross section was deteriorated, which was considered to be caused by the influence of the standing wave.
Then, the light-shielding film is etched with a chromium etching solution containing second cerium nitrate ammonium nitrate and perchloric acid using the resist film pattern as a mask to form a light-shielding film pattern, and then the light-shielding film pattern is used as a mask. A phase shift film pattern was formed by etching with the zirconium silicide etching solution of Example 1-1.
Then, the resist film pattern was peeled off using a resist stripping solution, and further, the light-shielding film pattern was peeled off using a chromium etching solution.
The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured by using the above-mentioned phase shift mask blank was 56 nm, which was good.
The above-mentioned phase shift mask blank and phase shift mask satisfy predetermined optical characteristics of phase difference and transmittance, are excellent in transmittance wavelength dependence, and are also excellent in backside reflectance characteristics, and have each characteristic. .. In addition, in response to the excellent characteristics of the phase shift mask, positional deviation during pattern transfer is suppressed, the resolution of the transfer pattern transferred onto the display device substrate is improved, and the pattern line width is 1.8 μm. It was confirmed that the line-and-space pattern of was transferred without the occurrence of a CD error.

(実施例2)
実施例2では、QZ(透明基板)/MoSiON/MoSi/MoSiONの構成の位相シフトマスクブランクについて説明する。
実施例2の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、透明基板側から順に配置された、位相シフト層(MoSiON、膜厚100nm)とメタル層(MoSi、膜厚10nm)と反射率低減層(MoSiON、膜厚50nm)とから構成される。
(Example 2)
In the second embodiment, the phase shift mask blank having the configuration of QZ (transparent substrate) / MoSiON / MoSi / MoSiON will be described.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Example 2 is a phase shift layer (MoSiON, film thickness 100 nm), a metal layer (MoSi, film thickness 10 nm), and a reflectance reduction layer (MoSiON) arranged in order from the transparent substrate side. , Thickness 50 nm).

透明基板上に位相シフト層、メタル層、反射率低減層が積層された位相シフト膜の波長365nmにおける屈折率は2.06、波長365nmにおける消衰係数は0.354であった。 The phase shift film in which the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reducing layer were laminated on the transparent substrate had a refractive index of 2.06 at a wavelength of 365 nm and an extinction coefficient of 0.354 at a wavelength of 365 nm.

位相シフト層(MoSiON)の各元素の含有率は、Moは30原子%、Siは20原子%、Oは20原子%、Nは30原子%であった。
メタル層(MoSi)の各元素の含有率は、Moは33原子%、Siは67原子%であった。
反射率低減層(MoSiON)の各元素の含有率は、Moは30原子%、Siは20原子%、Oは30原子%、N率20原子%であった。
The content of each element in the phase shift layer (MoSiON) was 30 atomic% for Mo, 20 atomic% for Si, 20 atomic% for O, and 30 atomic% for N.
The content of each element in the metal layer (MoSi) was 33 atomic% for Mo and 67 atomic% for Si.
The content of each element in the reflectance reducing layer (MoSiON) was 30 atomic% for Mo, 20 atomic% for Si, 30 atomic% for O, and 20 atomic% for N ratio.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、透過率は、365nmの波長において4.7%であり、405nmの波長において7.0%であり、436nmの波長において8.8%であった。また、この位相シフト膜は、透過率の変動幅(透過率波長依存性)が、365nm〜436nmの波長域において、4.1%あった。
図7は、実施例2の位相シフトマスククランクの位相シフト膜の透過率スペクトルを示す。
Due to the three-layer structure described above, the phase shift film had a transmittance of 4.7% at a wavelength of 365 nm, 7.0% at a wavelength of 405 nm, and 8.8% at a wavelength of 436 nm. Further, this phase shift film had a transmittance fluctuation range (transmittance wavelength dependence) of 4.1% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.
FIG. 7 shows the transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask crank of the second embodiment.

位相シフト膜は、上述した3層構造により、位相差は、365nmの波長において177.1°であり、405nmの波長において159.0°であり、436nmの波長において147.3°であった。また、この位相シフト膜は、位相差の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、29.8°であった。 Due to the three-layer structure described above, the phase shift film had a phase difference of 177.1 ° at a wavelength of 365 nm, 159.0 ° at a wavelength of 405 nm, and 147.3 ° at a wavelength of 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the phase difference was 29.8 ° in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

位相シフト膜は、表面反射率が、350nmの波長において4.1%であり、365nmの波長において3.0%であり、405nmの波長において2.4%であり、413nmの波長において2.6%であり、436nmの波長において3.5%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、1.1%であった。また、この位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、350nm〜436nmの波長域において、1.7%であった。
図8は実施例2の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の表面反射率スペクトルを示す。
図9は実施例2の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の裏面反射率スペクトルを示す。
The phase shift film has a surface reflectance of 4.1% at a wavelength of 350 nm, 3.0% at a wavelength of 365 nm, 2.4% at a wavelength of 405 nm, and 2.6 at a wavelength of 413 nm. %, Which was 3.5% at a wavelength of 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the surface reflectance was 1.1% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the surface reflectance was 1.7% in the wavelength range of 350 nm to 436 nm.
FIG. 8 shows the surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 2.
FIG. 9 shows the back surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Example 2.

位相シフト膜は、裏面反射率が、365nmの波長において19.6%であり、405nmの波長において23.0%であり、436nmの波長において23.6%であった。また、この位相シフト膜は、裏面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、3.9%であった。 The phase shift film had a backside reflectance of 19.6% at a wavelength of 365 nm, 23.0% at a wavelength of 405 nm, and 23.6% at a wavelength of 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the back surface reflectance was 3.9% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.

実施例2の位相シフトマスクブランクは、以下の方法により製造した。
先ず、透明基板である合成石英ガラス基板を準備した。透明基板の両主表面は鏡面研磨されている。
その後、透明基板をスパッタリング装置のスパッタ室に搬入した。
その後、スパッタ室に配置されたMoSiターゲット(Mo:Si=1:4)(原子(%)比)に5.0kWのスパンタパワーを印加し、ArガスとO2ガスとN2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入しながら、透明基板の主表面上にMoSiONからなる膜厚100nmの位相シフト層を成膜した。ここで、混合ガスは、Arが60sccm、O2が40sccm、N2が50sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、MoSiターゲット(Mo:Si=1:2)(原子(%)比)に6.0kWのスパッタパワーを印加し、Arガスをスパッタ室内に導入しながら、位相シフト層上にMoSiからなる膜厚10nmのメタル層を成膜した。ここで、Arガスが100sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、MoSiターゲット(Mo:Si=1:4)(原子(%)比)に5.0kWのスパッタパワーを印加し、ArガスとO2ガスとN2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入しながら、メタル層上にMoSiONからなる膜厚50nmの反射率低減層を成膜した。ここで、混合ガスは、Arが50sccm、O2が50sccm、N2が60sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、位相シフト層(MoSiON、膜厚100nm)とメタル層(MoSi、膜厚10nm)と反射率低減層(MoSiON、膜厚50nm)とから構成される位相シフト膜が形成された透明基板をスパッタリング装置から取り出し、洗浄を行った。
The phase shift mask blank of Example 2 was manufactured by the following method.
First, a synthetic quartz glass substrate, which is a transparent substrate, was prepared. Both main surfaces of the transparent substrate are mirror-polished.
After that, the transparent substrate was carried into the sputtering chamber of the sputtering apparatus.
After that, 5.0 kW of spanter power was applied to the MoSi target (Mo: Si = 1: 4) (atomic (%) ratio) arranged in the sputter chamber, and a mixed gas of Ar gas, O2 gas and N2 gas was applied. Was introduced into the sputtering chamber, and a phase shift layer having a film thickness of 100 nm made of MoSiON was formed on the main surface of the transparent substrate. Here, the mixed gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rates were 60 sccm for Ar, 40 sccm for O2, and 50 sccm for N2.
After that, a sputtering power of 6.0 kW was applied to the MoSi target (Mo: Si = 1: 2) (atomic (%) ratio), and while introducing Ar gas into the sputtering chamber, a film made of MoSi was applied on the phase shift layer. A metal layer having a thickness of 10 nm was formed. Here, Ar gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rate was 100 sccm.
After that, a sputtering power of 5.0 kW was applied to the MoSi target (Mo: Si = 1: 4) (atomic (%) ratio), and a mixed gas of Ar gas, O2 gas and N2 gas was introduced into the sputtering chamber. , A reflectance reducing layer having a film thickness of 50 nm made of MoSiON was formed on the metal layer. Here, the mixed gas was introduced into the sputtering chamber so that the flow rates were 50 sccm for Ar, 50 sccm for O2, and 60 sccm for N2.
After that, a transparent substrate on which a phase shift film composed of a phase shift layer (MoSiON, film thickness 100 nm), a metal layer (MoSi, film thickness 10 nm), and a reflectance reduction layer (MoSiON, film thickness 50 nm) is formed is sputtered. It was taken out of the device and cleaned.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法により位相シフトマスクを製造した。
先ず、上述した位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、ノボラック系のポジ型のフォトレジストからなるレジスト膜を形成した。この際、位相シフト膜に対してHMDS処理を施した後、レジスト膜を形成した。
その後、レーザー描画機により、波長413nmのレーザー光を用いて、レジスト膜に所定のパターン(1.8μmのラインアンドスペースパターン)を描画した。
その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、位相シフト膜上にレジスト膜パターンを形成した。このとき、定在波の影響が原因と思われる、レジスト膜パターン断面のエッジ部分のラフネスの悪化は確認されなかった。
その後、レジスト膜パターンをマスクにして位相シフト膜をエッチングして、位相シフト膜パターンを形成した。位相シフト膜を構成する位相シフト層、メタル層および反射率低減層の各々は、モリブデン(Mo)とケイ素(Si)を含むモリブデンシリサイド系材料から形成される。このため、位相シフト層、メタル層および反射率低減層は、同じエッチング溶液によりエッチングすることができる。ここでは、位相シフト膜をエッチングするエッチング溶液として、フッ化水素アンモニウムと過酸化水素との混合溶液を純水で希釈したモリブデンシリサイドエッチング溶液を用いた。
その後、レジスト剥離液を用いて、レジスト膜パターンを剥離した。
Using the above-mentioned phase shift mask blank, a phase shift mask was manufactured by the following method.
First, a resist film made of a novolak-based positive photoresist was formed on the phase-shift film of the above-mentioned phase-shift mask blank. At this time, the phase shift film was subjected to HMDS treatment, and then a resist film was formed.
Then, a predetermined pattern (1.8 μm line and space pattern) was drawn on the resist film using a laser beam having a wavelength of 413 nm using a laser drawing machine.
Then, the resist film was developed with a predetermined developer to form a resist film pattern on the phase shift film. At this time, it was not confirmed that the roughness of the edge portion of the resist film pattern cross section was deteriorated, which was considered to be caused by the influence of the standing wave.
Then, the phase shift film was etched by using the resist film pattern as a mask to form the phase shift film pattern. Each of the phase shift layer, the metal layer and the reflectance reducing layer constituting the phase shift film is formed of a molybdenum silicide-based material containing molybdenum (Mo) and silicon (Si). Therefore, the phase shift layer, the metal layer, and the reflectance reducing layer can be etched with the same etching solution. Here, as the etching solution for etching the phase shift film, a molybdenum silicide etching solution obtained by diluting a mixed solution of ammonium hydrogenfluoride and hydrogen peroxide with pure water was used.
Then, the resist film pattern was peeled off using a resist stripping solution.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターン断面は、マスク特性に影響ない程度のものであった。 The phase shift film pattern cross section of the phase shift mask manufactured by using the above-mentioned phase shift mask blank was such that the mask characteristics were not affected.

上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、63nmであり、良好であった。CDばらつきは、目標とするラインアンドスペースパターン(ラインパターンの幅:1.8μmスペースパターンの幅:1.8μm)からのずれ幅である。 The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured by using the above-mentioned phase shift mask blank was 63 nm, which was good. The CD variation is the deviation width from the target line-and-space pattern (line pattern width: 1.8 μm, space pattern width: 1.8 μm).

上述した位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクは、位相差および透過率の所定の光学特性を満たした上で、365nm以上436nm以下の波長範囲において、透過率波長依存性に優れる(4.1%)と共に表面反射率特性についても優れ(3.5%以下)、裏面反射率特性についても優れ(19.64%以上)、各特性を兼ね備えるものであった。また、位相シフトマスクの特性に優れることに対応して、パターン転写時の位置ずれも抑制されるとともに、表示装置基板上に転写される転写パターンの解像度が向上し、パターン線幅が1.8μmのラインアンドスペースパターンがCDエラー生じることなく転写されることを確認した。 The above-mentioned phase shift mask blank and phase shift mask have excellent transmittance wavelength dependence (4.1%) in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less while satisfying predetermined optical characteristics of phase difference and transmittance (4.1%). At the same time, the front surface reflectance characteristics were also excellent (3.5% or less), the back surface reflectance characteristics were also excellent (19.64% or more), and each characteristic was combined. In addition, in response to the excellent characteristics of the phase shift mask, positional deviation during pattern transfer is suppressed, the resolution of the transfer pattern transferred onto the display device substrate is improved, and the pattern line width is 1.8 μm. It was confirmed that the line-and-space pattern of was transferred without the occurrence of a CD error.

(比較例1)
比較例1の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、位相シフト層(CrOCN、膜厚122nm)のみから構成される。比較例1の位相シフトマスクブランクは、位相シフト膜がメタル層と反射率低減層とを備えていない点で上述の実施例の位相シフトマスクブランクと異なる。
比較例1の位相シフトマスクブランクにおける位相シフト膜は、以下の成膜条件により成膜した。
位相シフト膜(CrOCN)の各元素の含有率は、Crは44原子%、Cは8原子%、Oは30原子%、Nは18原子%であった。
位相シフト膜は、透過率は、365nmの波長において4.6%であり、405nmの波長において8.0%であり、436nmの波長において11.0%であった。また、この位相シフト膜は、透過率の変動幅(透過率波長依存性)が、365nm〜436nmの波長域において、6.4%であった。
位相シフト膜は、上述した1層構造により、365nmの波長において位相差179.6°であり、405nmの波長において164.7°であり、413nm波長において161.7°であり、436nmの波長において153.1°であった。また、この位相シフト膜は、位相差の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、26.5°であった。
図10は、比較例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の透過率スペクトルを示す。
また、位相シフト膜は、表面反射率が、365nmの波長において24.0%であり、405nmの波長において25.1%であり、413nm波長において25.3%であり、436nmの波長において26.0%であった。また、位相シフト膜は、表面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、2.0%であった。
図11は比較例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の表面反射率スペクトルを示す。
また、位相シフト膜は、裏面反射率が、365nmの波長において17.9%であり、405nmの波長において19.9%であり、436nmの波長において20.3%であった。また、位相シフト膜は、裏面反射率の変動幅が、365nm〜436nmの波長域において、2.4%であった。
図12は比較例1の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜の裏面反射率スペクトルを示す。
(位相シフトマスクブランクの製造)
比較例1の位相シフトマスクブランクは、以下の方法により製造した。
先ず、透明基板である合成石英ガラス基板を準備した。
その後、透明基板をスパッタリング装置のスパッタ室に搬入した。
その後、スパッタ室に配置されたクロムターゲットに3.5kWのスパッタパワーを印加し、ArガスとN2ガスとCO2ガスとの混合ガスをスパッタ室内に導入してCrOCNからなる膜厚122nmの位相シフト膜を成膜した。ここで、混合ガスは、Arが46sccm、N2が32sccm、CO2が18.5sccmの流量となるようにスパッタ室内に導入した。
その後、位相シフト膜が形成された透明基板をスパッタリング装置から取り出し、洗浄を行った。
(位相シフトマスクの製造)
上述した位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法により位相シフトマスクを製造した。
先ず、上述した位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、ノボラック系のポジ型のフォトレジストからなるレジスト膜を形成した。その後、レーザー描画機により、波長413nmのレーザー光を用いて、レジスト膜に所定のパターン(1.8μmのラインアンドスペースパターン)を描画した。その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、位相シフト膜上にレジスト膜パターンを形成した。
その後、レジスト膜パターンをマスクにして位相シフト膜を硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸を含むクロムエッチング溶液にてエッチングして、位相シフト膜パターンを形成し、その後、レジスト剥離液を用いて、レジスト膜パターンを剥離した。
上述した位相シフトマスクブランクを用いて製造された位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、90nmであり、高解像度、高精細の表示装置の製造に用いられる位相シフトマスクに求められるレベルを達していなかった。
上述した比較例1による位相シフトマスクは、CDばらつきが大きく、また、露光光に対する位相シフト膜パターンの膜面反射率が高いため、上述した位相シフトマスクを用いて、高解像度、高精細の表示装置を製造することができなかった。
(Comparative Example 1)
The phase shift film in the phase shift mask blank of Comparative Example 1 is composed of only a phase shift layer (CrOCN, film thickness 122 nm). The phase shift mask blank of Comparative Example 1 is different from the phase shift mask blank of the above-described embodiment in that the phase shift film does not include the metal layer and the reflectance reducing layer.
The phase shift film in the phase shift mask blank of Comparative Example 1 was formed under the following film forming conditions.
The content of each element in the phase shift film (CrOCN) was 44 atomic% for Cr, 8 atomic% for C, 30 atomic% for O, and 18 atomic% for N.
The phase shift film had a transmittance of 4.6% at a wavelength of 365 nm, 8.0% at a wavelength of 405 nm, and 11.0% at a wavelength of 436 nm. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the transmittance (transmittance wavelength dependence) was 6.4% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.
Due to the one-layer structure described above, the phase shift film has a phase difference of 179.6 ° at a wavelength of 365 nm, 164.7 ° at a wavelength of 405 nm, 161.7 ° at a wavelength of 413 nm, and a wavelength of 436 nm. It was 153.1 °. Further, in this phase shift film, the fluctuation range of the phase difference was 26.5 ° in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.
FIG. 10 shows the transmittance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Comparative Example 1.
Further, the phase shift film has a surface reflectance of 24.0% at a wavelength of 365 nm, 25.1% at a wavelength of 405 nm, 25.3% at a wavelength of 413 nm, and 26. At a wavelength of 436 nm. It was 0%. Further, the phase shift film had a fluctuation range of surface reflectance of 2.0% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.
FIG. 11 shows the surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Comparative Example 1.
Further, the phase shift film had a back surface reflectance of 17.9% at a wavelength of 365 nm, 19.9% at a wavelength of 405 nm, and 20.3% at a wavelength of 436 nm. Further, the phase shift film had a fluctuation range of the back surface reflectance of 2.4% in the wavelength range of 365 nm to 436 nm.
FIG. 12 shows the back surface reflectance spectrum of the phase shift film of the phase shift mask blank of Comparative Example 1.
(Manufacturing of phase shift mask blank)
The phase shift mask blank of Comparative Example 1 was manufactured by the following method.
First, a synthetic quartz glass substrate, which is a transparent substrate, was prepared.
After that, the transparent substrate was carried into the sputtering chamber of the sputtering apparatus.
After that, a sputtering power of 3.5 kW is applied to the chrome target arranged in the sputtering chamber, and a mixed gas of Ar gas, N2 gas and CO2 gas is introduced into the sputtering chamber to introduce a phase shift film having a thickness of 122 nm made of CrOCN. Was formed. Here, the mixed gas was introduced into the sputtering chamber so that Ar had a flow rate of 46 sccm, N2 had a flow rate of 32 sccm, and CO2 had a flow rate of 18.5 sccm.
Then, the transparent substrate on which the phase shift film was formed was taken out from the sputtering apparatus and washed.
(Manufacturing of phase shift mask)
Using the above-mentioned phase shift mask blank, a phase shift mask was manufactured by the following method.
First, a resist film made of a novolak-based positive photoresist was formed on the phase-shift film of the above-mentioned phase-shift mask blank. Then, a predetermined pattern (1.8 μm line and space pattern) was drawn on the resist film using a laser beam having a wavelength of 413 nm using a laser drawing machine. Then, the resist film was developed with a predetermined developer to form a resist film pattern on the phase shift film.
Then, using the resist film pattern as a mask, the phase shift film is etched with a chromium etching solution containing second cerium nitrate ammonium nitrate and perchloric acid to form a phase shift film pattern, and then a resist stripping solution is used. The resist film pattern was peeled off.
The CD variation of the phase shift film pattern of the phase shift mask manufactured by using the above-mentioned phase shift mask blank is 90 nm, which is a level required for the phase shift mask used in the manufacture of high-resolution, high-definition display devices. Did not reach.
Since the phase shift mask according to Comparative Example 1 described above has a large CD variation and a high reflectance on the surface of the phase shift film pattern with respect to the exposure light, the phase shift mask described above is used to display high resolution and high definition. The device could not be manufactured.

以上のように、本発明を実施の形態および実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されない。該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白である。 As described above, the present invention has been described in detail based on the embodiments and examples, but the present invention is not limited thereto. It is clear that a person having ordinary knowledge in the relevant field can make modifications and improvements within the technical idea of the present invention.

10 位相シフトマスクブランク、20 透明基板、30 位相シフト膜、31 位相シフト層、32 反射率低減層、33 メタル層、40 遮光性膜パターン、45 遮光膜、46 遮光層、47 表面反射率低減層 10 Phase shift mask blank, 20 Transparent substrate, 30 Phase shift film, 31 Phase shift layer, 32 Reflectance reduction layer, 33 Metal layer, 40 Light-shielding film pattern, 45 Light-shielding film, 46 Light-shielding layer, 47 Surface reflectance reduction layer

Claims (17)

表示装置製造用の位相シフトマスクブランクにおいて、
透明基板と、該透明基板上に形成された位相シフト膜とを備え、
前記位相シフト膜は、2層以上の積層膜からなり、
前記位相シフト膜は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する位
相シフト層と、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依存性を調
整する機能を有するメタル層とを少なくとも有し、
前記位相シフト膜は、露光光に対する前記位相シフト膜の透過率と位相差とが所定の光
学特性を有し、
前記位相シフト層は、金属とケイ素と、窒素および酸素のうちから選ばれる一つまたは
二つ以上の元素とを含む材料からなり、
前記メタル層は、金属とケイ素で構成される材料、または、金属とケイ素と、炭素、フ
ッ素、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成される材料からなり、
前記メタル層に含まれる金属の含有率は、前記位相シフト層に含まれる金属の含有率より
も多い、若しくは、前記メタル層に含まれる金属とケイ素の合計含有率は、前記位相シフ
ト層に含まれる金属とケイ素の合計含有率よりも多く、
前記位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依
存性が、5.5%以内である
ことを特徴とする位相シフトマスクブランク。
In a phase shift mask blank for manufacturing display devices
A transparent substrate and a phase shift film formed on the transparent substrate are provided.
The phase shift film is composed of two or more laminated films.
The phase shift film mainly includes a phase shift layer having a function of adjusting the transmittance and a phase difference with respect to exposure light, and a metal layer having a function of adjusting the transmittance wavelength dependence in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less. Have at least
The phase shift film has predetermined optical characteristics in terms of the transmittance and phase difference of the phase shift film with respect to the exposure light.
The phase shift layer is made of a material containing a metal, silicon, and one or more elements selected from nitrogen and oxygen.
The metal layer is made of a material composed of metal and silicon, or a material composed of metal and silicon, and at least one of carbon, fluorine, nitrogen, and oxygen.
The content of the metal contained in the metal layer is higher than the content of the metal contained in the phase shift layer, or the total content of the metal and silicon contained in the metal layer is contained in the phase shift layer. More than the total content of metal and silicon
The phase shift mask is a phase shift mask blank having a transmittance wavelength dependence of 5.5% or less in a wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less.
前記位相シフト層を構成する金属は、Zr、Mo、Ti、Ta、およびWのうちのいずThe metal constituting the phase shift layer is any of Zr, Mo, Ti, Ta, and W.
れか一つであり、It ’s one of them,
前記メタル層を構成する金属は、Zr、Mo、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項1記載の位相シフトマスクブランク。 The phase shift mask blank according to claim 1, wherein the metal constituting the metal layer is any one of Zr, Mo, Ti, Ta, and W.
前記位相シフト層および前記メタル層の各層を構成する金属は、同一の金属であることを特徴とする請求項1または2に記載の位相シフトマスクブランク。The phase shift mask blank according to claim 1 or 2, wherein the metal constituting each of the phase shift layer and the metal layer is the same metal. 表示装置製造用の位相シフトマスクブランクにおいて、
透明基板と、該透明基板上に形成された位相シフト膜とを備え、
前記位相シフト膜は、主に露光光に対する透過率と位相差とを調整する機能を有する位
相シフト層と、該位相シフト層の上側に配置され、前記位相シフト膜の表面側より入射さ
れる光に対する反射率を低減させる機能を有する反射率低減層と、前記位相シフト層と前
記反射率低減層との間に配置され、波長365nm以上436nm以下の範囲における透
過率波長依存性を調整する機能を有するメタル層を有し、
前記位相シフト層、前記メタル層および前記反射率低減層の積層構造により、露光光に
対する前記位相シフト膜の透過率と位相差とが所定の光学特性を有し、
前記位相シフト層は、金属とケイ素と、窒素および酸素のうちの少なくとも一種とを含
む材料からなり、
前記メタル層は、金属とケイ素で構成される材料、または、金属とケイ素と、炭素、フ
ッ素、窒素、酸素のうちの少なくとも一種とで構成される材料からなり、
前記メタル層に含まれる金属の含有率は、前記位相シフト層に含まれる金属の含有率よ
りも多い、若しくは、前記メタル層に含まれる金属とケイ素の合計含有率は、前記位相シ
フト層に含まれる金属とケイ素の合計含有率よりも多く、
前記位相シフト膜は、波長365nm以上436nm以下の範囲における透過率波長依
存性が、5.5%以内である
ことを特徴とする位相シフトマスクブランク。
In a phase shift mask blank for manufacturing display devices
A transparent substrate and a phase shift film formed on the transparent substrate are provided.
The phase shift film is mainly a phase shift layer having a function of adjusting the transmittance and a phase difference with respect to the exposure light, and light incident on the upper side of the phase shift layer and incident from the surface side of the phase shift film. A function of adjusting the transmittance wavelength dependence in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less, which is arranged between the phase shift layer and the reflectance reducing layer, and a reflectance reducing layer having a function of reducing the transmittance with respect to the light. Has a metal layer to have
Due to the laminated structure of the phase shift layer, the metal layer and the reflectance reducing layer, the transmittance and phase difference of the phase shift film with respect to the exposure light have predetermined optical characteristics.
The phase shift layer is made of a material containing metal, silicon, and at least one of nitrogen and oxygen.
The metal layer is made of a material composed of metal and silicon, or a material composed of metal and silicon, and at least one of carbon, fluorine, nitrogen, and oxygen.
The content of the metal contained in the metal layer is higher than the content of the metal contained in the phase shift layer, or the total content of the metal and silicon contained in the metal layer is contained in the phase shift layer. More than the total content of metal and silicon
The phase shift mask is a phase shift mask blank having a transmittance wavelength dependence of 5.5% or less in a wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less.
前記位相シフト層を構成する金属は、Zr、Mo、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つであり、
前記メタル層を構成する金属は、Zr、Mo、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つであり
前記反射率低減層を構成する金属は、Zr、Mo、Cr、Ti、Ta、およびWのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項記載の位相シフトマスクブランク。
The metal constituting the phase shift layer is any one of Zr, Mo, Ti, Ta, and W.
The metal constituting the metal layer is any one of Zr, Mo, Ti, Ta, and W, and the metals constituting the reflectance reducing layer are Zr, Mo, Cr, Ti, Ta, and The phase shift mask blank according to claim 4 , wherein the phase shift mask blank is any one of W.
前記位相シフト層および前記メタル層の各層を構成する金属、あるいは、前記位相シフト層、前記メタル層および前記反射率低減層の各層を構成する金属は、同一の金属であることを特徴とする請求項4または5に記載の位相シフトマスクブランク。 A claim characterized in that the metal constituting each of the phase shift layer and the metal layer, or the metal constituting each layer of the phase shift layer, the metal layer and the reflectance reducing layer is the same metal. Item 4. The phase shift mask blank according to Item 4. 前記反射率低減層は、金属とケイ素と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種とを含む材料、あるいは、金属と、窒素、酸素および炭素のうちの少なくとも一種とを含む材料からなることを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。 The reflectance reducing layer is composed of a material containing metal and silicon and at least one of nitrogen, oxygen and carbon, or a material containing metal and at least one of nitrogen, oxygen and carbon. The phase shift mask blank according to any one of claims 4 to 6. 前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する前記位相シ
フト膜の表面反射率が、365nm〜436nmの波長域において10%以下であること
を特徴とする請求項からのいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
Wherein the phase shift film, the surface reflectance of the phase shift film for light incident from the front surface side of the phase shift film, claim 4, characterized in that 10% or less in the wavelength region of 365nm~436nm 7. The phase shift mask blank according to any one of 7.
前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の表面側より入射される光に対する前記位相シ
フト膜の表面反射率が、350nm〜436nmの波長域において15%以下であること
を特徴とする請求項からのいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
According to claim 4, the phase shift film has a surface reflectance of 15% or less in a wavelength range of 350 nm to 436 nm with respect to light incident from the surface side of the phase shift film. 8. The phase shift mask blank according to any one of 8.
前記位相シフト膜は、波長365nmにおける透過率が、1%以上50%以下の範囲であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。 The phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 9, wherein the phase shift film has a transmittance in the range of 1% or more and 50% or less at a wavelength of 365 nm. 前記位相シフト膜は、波長365nmにおける透過率が、15%以上50%以下の範囲
であることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
The phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 10, wherein the phase shift film has a transmittance in the range of 15% or more and 50% or less at a wavelength of 365 nm.
前記透明基板の裏面側より入射される光に対する前記位相シフト膜の裏面反射率が、3
65nm〜436nmの波長域において20%以上であることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。
The back surface reflectance of the phase shift film with respect to the light incident from the back surface side of the transparent substrate is 3.
The phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 11 , wherein the phase shift mask blank is 20% or more in the wavelength range of 65 nm to 436 nm.
前記位相シフト膜上に形成された遮光膜を備えることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の位相シフトマスクブランク。 The phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 12 , further comprising a light-shielding film formed on the phase shift film. 前記遮光膜は、前記遮光膜の表面側より入射される光に対する前記遮光膜の膜面反射率
が、350nm〜436nmの波長域において15%以下であることを特徴とする請求項
13記載の位相シフトマスクブランク。
The light-shielding film is characterized in that the film surface reflectance of the light-shielding film with respect to light incident from the surface side of the light-shielding film is 15% or less in a wavelength range of 350 nm to 436 nm.
13. The phase shift mask blank according to 13.
表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法において、
請求項1から12のいずれかに記載の位相シフトマスクブランクの位相シフト膜上に、
レジスト膜を形成し、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を
有するレーザー光を用いた描画処理、および現像処理により、レジスト膜パターンを形成
する工程と、
前記レジスト膜パターンをマスクにして前記位相シフト膜をエッチングして位相シフト
膜パターンを形成する工程と
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
In the method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
On the phase shift film of the phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 12,
A step of forming a resist film and forming a resist film pattern by a drawing process using a laser beam having any wavelength selected from the wavelength range of 350 nm to 436 nm and a development process.
A method for manufacturing a phase shift mask, which comprises a step of etching the phase shift film using the resist film pattern as a mask to form a phase shift film pattern.
表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法において、
請求項13または14に記載の位相シフトマスクブランクの遮光膜上に、レジスト膜を形成し、350nm〜436nmの波長域から選択されるいずれかの波長を有するレーザー光を用いた描画処理、および現像処理により、レジスト膜パターンを形成する工程と、
前記レジスト膜パターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを
形成する工程と、
前記遮光膜パターンをマスクにして位相シフト膜をエッチングして位相シフト膜パター
ンを形成する工程と
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
In the method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist film is formed on the light-shielding film of the phase shift mask blank according to claim 13 or 14 , and drawing processing and development using a laser beam having any wavelength selected from the wavelength range of 350 nm to 436 nm are used. The process of forming a resist film pattern by processing and
A step of forming the light-shielding film pattern by etching the light-shielding film using the resist film pattern as a mask.
A method for manufacturing a phase shift mask, which comprises a step of etching a phase shift film using the light shielding film pattern as a mask to form a phase shift film pattern.
表示装置の製造方法において、
基板上にレジスト膜が形成されたレジスト膜付き基板に対して、請求項15又は16記載の位相シフトマスクの製造方法によって得られた位相シフトマスクを、前記レジスト膜に対向して配置する位相シフトマスク配置工程と、
i線、h線及びg線を含む複合露光光を前記位相シフトマスクに照射して、前記位相シ
フト膜パターンを転写するパターン転写工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
In the manufacturing method of display devices
A phase shift mask obtained by the method for manufacturing a phase shift mask according to claim 15 or 16 is arranged facing the resist film on a substrate with a resist film having a resist film formed on the substrate. Mask placement process and
A method for manufacturing a display device, which comprises a pattern transfer step of irradiating the phase shift mask with composite exposure light including i-line, h-line, and g-line to transfer the phase-shift film pattern.
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