JP7422579B2 - フォトマスクブランクおよびフォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
表示装置製造用のフォトマスクを作製する際に用いられるフォトマスクブランクであって、
露光光に対して実質的に透明な材料からなる透明基板と、
前記透明基板上に設けられ、前記露光光に対して実質的に不透明な材料からなる遮光膜と、を有し、
前記遮光膜は、前記透明基板側から第1反射抑制層と遮光層と第2反射抑制層と、を備え、
前記第1反射抑制層は、クロムと酸素と窒素とを含有し、窒素に対する酸素の割合が相対的に少ない第1低酸化クロム層と、クロムと酸素と窒素とを含有し、窒素に対する酸素の割合が相対的に多い第1高酸化クロム層と、を前記透明基板側から順に備え、
前記第2反射抑制層は、クロムと酸素と窒素とを含有し、窒素に対する酸素の割合が相対的に少ない第2低酸化クロム層と、クロムと酸素と窒素とを含有し、窒素に対する酸素の割合が相対的に多い第2高酸化クロム層と、を前記透明基板側から順に備え、
前記遮光膜の表面及び裏面の前記露光光の露光波長300nm~436nmに対する反射率がそれぞれ15%以下であって、かつ光学濃度が3.0以上となるように、少なくとも前記第1反射抑制層、前記遮光層、及び前記第2反射抑制層の組成、及び膜厚が設定されていることを特徴とするフォトマスクブランク。
前記遮光層は、クロムの含有率が97原子%以上100原子%以下であるクロム系材料から形成されることを特徴とする構成1に記載のフォトマスクブランク。
前記第2高酸化クロム層における窒素に対する酸素の割合が、2.5以上10以下であることを特徴とする構成1又は2記載のフォトマスクブランク。
前記第1高酸化クロム層における窒素に対する酸素の割合が、2.5以上10以下であることを特徴とする構成1乃至3のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
前記第1反射抑制層に炭素が含まれていることを特徴とする構成1乃至4のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
前記第2反射抑制層に炭素が含まれていることを特徴とする構成1乃至5のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
前記第1反射抑制層は、クロムの含有率が25原子%以上75原子%以下、酸素の含有率が15原子%以上45原子%以下、窒素の含有率が2原子%以上30原子%以下であって、
前記第2反射抑制層は、クロムの含有率が25原子%以上75原子%以下、酸素の含有率が15原子%以上60原子%以下、窒素の含有率が2原子%以上30原子%以下であることを特徴とする構成1乃至6のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
前記第1反射抑制層および前記第2反射抑制層は、ぞれぞれ、酸素および窒素のうち少なくともいずれか一方の元素の含有率が膜厚方向に沿って連続的あるいは段階的に組成変化する領域を有することを特徴とする構成1乃至7のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
前記透明基板と前記第1反射抑制層との間、前記第1反射抑制層と前記遮光層の間、および前記遮光層と前記第2反射抑制層との間に、前記第1反射抑制層、前記遮光層および前記第2反射抑制層を構成する元素が連続的に組成傾斜する組成傾斜領域を有することを特徴とする構成1乃至8のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
前記遮光膜の表面の前記露光光の露光波長に対する反射率の面内均一性が3%以下であることを特徴とする構成1乃至9のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
前記透明基板と前記遮光膜との間に、前記遮光膜の光学濃度よりも低い光学濃度を有する半透光膜をさらに備えることを特徴とする構成1乃至10のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
前記透明基板と前記遮光膜との間に位相シフト膜をさらに備えることを特徴とする構成1乃至10のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
構成1~12のいずれかに記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に遮光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フォトマスクの製造方法。
構成1~12のいずれかに記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に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前記半透光膜をエッチングして前記透明基板上に半透光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フォトマスクの製造方法。
構成1~12のいずれかに記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に遮光膜パターンを形成する工程と、
前記光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前記透明基板上に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フォトマスクの製造方法。
構成13~15のいずれかに記載されたフォトマスクの製造方法により得られたフォトマスクを露光装置のマスクステージに載置し、前記フォトマスク上に形成された遮光膜パターン、前記半透光膜パターン、前記位相シフト膜パターンの少なくとも一つの遮光膜パターンを表示装置基板上に形成されたレジストに露光転写する露光工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
本発明者らは、遮光膜が透明基板側から順に第1反射抑制層、遮光層および第2反射抑制層を積層させて構成されるフォトマスクブランクについて光学特性を改善すべく検討を行った。しかし、フォトマスクブランクにおける遮光膜の表面および裏面の反射率をただ低下させるだけでは、被転写体に転写される転写パターンが高精度とならないことが確認された。
以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、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。また、図中、同一又は相当する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ことがある。また、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
まず、本発明の一実施形態に係るフォトマスクブランクについて説明する。本実施形態のフォトマスクブランクは、例えば300nm~436nmの波長帯域から選択される単波長の光、又は複数の波長の光(例えば、j線(波長313nm)、波長334nm、i線(波長365nm)、h線(405nm)、g線(波長436nm))を含む複合光を露光する表示装置製造用のフォトマスクを作製する際に用いられるものである。
透明基板11は、露光光に対して実質的に透明な材料から形成され、透光性を有する基板であれば特に限定されない。露光波長に対する透過率としては85%以上、好ましくは90%以上の基板材料が使用される。透明基板11を形成する材料としては、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、低熱膨張ガラスが挙げられる。
遮光膜12は、露光光に対して実質的に不透明な材料から形成され、透明基板11側から順に第1反射抑制層13、遮光層14および第2反射抑制層15が積層されて構成されている。なお、本明細書では、フォトマスクブランク1の両面のうち、遮光膜12側の面を表面、透明基板11側の面を裏面とする。
そして、遮光膜12の表面及び裏面の上記露光光の露光波長300nm~436nmに対する反射率がそれぞれ15%以下であって、かつ光学濃度が3.0以上となるように、少なくとも第1反射抑制層13、遮光層14および第2反射抑制層15の組成、及び、膜厚が設定される。また、遮光膜12の裏面側からの露光光の代表波長365nm~436nmに対して、10%以下となるように、少なくとも第1反射抑制層13における第1低酸化クロム層13a、および第1高酸化クロム層13bの組成比、膜厚を調整してもよい。
第1反射抑制層13は、遮光膜12において、遮光層14の透明基板11に近い側の面に設けられ、フォトマスクブランク1を用いて作製されたフォトマスクを使用してパターン転写を行う場合に、露光装置(露光光源)に近い側に配置される。フォトマスクを用いて露光処理を行う場合、フォトマスクの透明基板11側(裏面側)から露光光を照射し、被転写体である表示装置用基板上に形成されたレジスト膜にパターン転写像を転写することになる。このとき、露光光が、遮光膜パターンの裏面側で反射された反射光は、露光装置の光学系に入射され、再びフォトマスクの透明基板11側から入射されることにより、遮光膜パターンの迷光となり、ゴースト像の形成やフレア量の増加といった転写パターンの劣化要因となる。第1反射抑制層13によれば、フォトマスクを使用してパターン転写を行うときに、遮光膜12の裏面側での露光光の反射を抑制できるので、転写パターンの劣化を抑制して転写特性の向上させることができる。
遮光層14は、遮光膜12において第1反射抑制層13と第2反射抑制層15との間に設けられる。遮光層14は、遮光膜12が露光光に対して実質的に不透明となるための光学濃度を有するように調整する機能を有している。ここで露光光に対して実質的に不透明とは、光学濃度で3.0以上の遮光性をいい、転写特性の観点から、好ましくは、光学濃度は4.0以上、さらに好ましくは4.5以上が好ましい。
第2反射抑制層15は、遮光膜12において、遮光層14の透明基板11から遠い側の面に設けられる。第2反射抑制層15は、その上にレジスト膜を形成してこのレジスト膜に描画装置(例えばレーザー描画装置)の描画光(レーザー光)により所定のレジストパターンを形成するときに、遮光膜12の表面側での前記描画光の反射を抑制する機能を有する。これにより、レジストパターン、そして、それに基づいて形成される遮光膜パターンのCD均一性を高めることができる。一方、第2反射抑制層15は、フォトマスクを使用する際には、被転写体側に配置され、被転写体で反射された光がフォトマスクの遮光膜12の表面側で再び反射されて被転写体に戻ることを抑制する。これにより、転写パターンの劣化を抑制して転写特性の向上に寄与する。
続いて、遮光膜12における第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層の各層の形成材料について説明する。
続いて、遮光膜12における各層の組成について具体的に説明する。なお、後述する各元素の含有率は、X線光電分光法(XPS)により測定された値とする。
第1高酸化クロム層13bを形成するクロム系材料は、クロム(Cr)と酸素(O)と窒素(N)を含み、Nに対するOの割合が2.5以上10以下であることが好ましい。さらに、第1高酸化クロム層13bは、クロム(Cr)を30~95原子%、酸素(O)を7~50原子%、窒素(N)を2~25原子%の含有率でそれぞれ含み、Nに対するOの割合が2.5以上10以下であることが好ましい。
第1低酸化クロム層13aおよび第1高酸化クロム層13bに含まれるCrの含有率は、遮光層14に含まれるCrよりも低いことが好ましい。また、第1低酸化クロム層13aおよび第1高酸化クロム層13bに含まれるOおよびNの合計含有率は7~75原子%であることが好ましい。
第2高酸化クロム層15bを形成するクロム系材料は、クロム(Cr)と酸素(O)と窒素(N)を含み、Nに対するOの割合が2.5以上10以下であることが好ましい。更に、第2高酸化クロム層15bは、クロム(Cr)を30~70原子%、酸素(O)を15~60原子%、窒素(N)を2~30原子%の含有率でそれぞれ含み、Nに対するOの割合が2.5~10であることが好ましい。
第2低酸化クロム層15aおよび第2高酸化クロム層15bに含まれるCrの含有率は、遮光層14に含まれるCrよりも低いことが好ましい。また、第2低酸化クロム層15aおよび第2高酸化クロム層15bに含まれるOおよびNの合計含有率は7~75原子%であることが好ましい。
遮光膜12において、第1反射抑制層13、遮光層14、第2反射抑制層15のそれぞれの厚さは特に限定されず、遮光膜12に要求される光学濃度や反射率に応じて適宜調整するとよい。
フォトマスクブランク1は以下のような光学特性を有する。
また、フォトマスクブランク1の遮光膜12の裏面に露光光を照射したときに得られる、遮光膜12の裏面の反射率スペクトルは、露光波長300nm~436nmの範囲内の代表波長において、裏面反射率が好ましくは15%以下、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは10%以下である。さらに好ましくは、遮光膜12の裏面の反射スペクトルは、露光波長300nm~436nmの範囲内において、裏面反射率が好ましくは15%以下、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは10%以下である。また、遮光膜12の裏面の反射率スペクトルは、露光波長365nm~436nmの範囲内の代表波長において、裏面反射率が好ましくは10%以下、より好ましくは7.5%以下、さらに好ましくは5%以下である。さらに好ましくは、遮光膜12の裏面の反射スペクトルは、露光波長365nm~436nmの範囲内において、裏面反射率が好ましくは10%以下、より好ましくは7.5%以下、さらに好ましくは5%以下である。
具体的には、遮光膜12の表面反射率は、3%以下(レンジ)に抑えることができる。遮光膜12の表面反射率の面内均一性は、フォトマスクブランク1の表面において、周縁部50mmを除いた、フォトマスクブランク面内の11×11=121点に関して反射率計を用いて測定した表面反射率の結果に基づいて算出する。
また、遮光膜12の裏面反射率は、5%以下(レンジ)に抑えることができる。遮光膜12の裏面反射率の面内均一性は、フォトマスクブランク1の代わりに、フォトマスクブランク1の面内に複数枚敷き詰めたダミー基板(例えば、6インチ×6インチのサイズ)に対して、遮光膜12を構成する第1反射抑制層13、遮光層14及び第2反射抑制層15を形成し、ダミー基板に形成された遮光膜12の裏面の反射率を、反射率計を用いて測定した裏面反射率の結果に基づいて計算される。
なお、反射率の面内均一性とは、当該マスクブランクの任意の複数点における反射率の最大値と最小値の差分をいう。
続いて、上述したフォトマスクブランク1の製造方法について説明する。
露光光に対して実質的に透明な透明基板11を準備する。なお、透明基板11は、平坦でかつ平滑な主表面となるように、研削工程、研磨工程などの任意の加工工程を必要に応じて行うとよい。研磨後には、洗浄を行って透明基板11の表面の異物や汚染を除去するとよい。洗浄としては、例えば、硫酸、硫酸過水(SPM)、アンモニア、アンモニア過水(APM)、OHラジカル洗浄水、オゾン水、温水等を用いることができる。
続いて、透明基板11上に第1反射抑制層13を形成する。本実施形態では、透明基板11側から第1低酸化クロム層13aおよび第1高酸化クロム層13bを順に積層させて、第1反射抑制層13を形成する。
続いて、第1反射抑制層13上に遮光層14を形成する。この形成は、Crを含むスパッタターゲットと、希ガスを含むスパッタリングガスを用いたスパッタリングによる成膜を行う。この際、成膜条件として、スパッタリングガスに含まれる反応性ガスの流量がメタルモードとなる流量を選択する。
続いて、遮光層14上に第2反射抑制層15を形成する。この形成は、第1反射抑制層13と同様に、反応性ガスの流量およびスパッタターゲットへの印加電力をメタルモードとなるような条件に設定し、Crを含むスパッタターゲットを用いて、反応性スパッタリングによる成膜を行う。これにより、遮光層14上に、Nに対するOの割合が相対的に小さな第2低酸化クロム層15aを成膜し、その上に、Nに対するOの割合が相対的に大きな第2高酸化クロム層15bを成膜することで、第2反射抑制層15を形成する。第2低酸化クロム層15aは、メタルモードかつ低パワーで、第2高酸化クロム層15bに比べてO含有率が低くなるように成膜する。第2高酸化クロム層15bは、メタルモードかつ低パワーで、第2低酸化クロム層15aに比べてO含有率が高くなるように成膜する。
続いて、上述したフォトマスクブランク1を用いて、フォトマスクを製造する方法について説明する。
まず、フォトマスクブランク1の遮光膜12における第2反射抑制層15上にレジストを塗布し、乾燥してレジスト膜を形成する。レジストとしては、使用する描画装置に応じて適切なものを選択する必要があるが、ポジ型またはネガ型のレジストを用いることができる。
続いて、描画装置を用いてレジスト膜に所定のパターンを描画する。通常、表示装置製造用のフォトマスクを作製する際、レーザー描画装置が使用される。描画後、レジスト膜に現像およびリンスを施すことにより、所定のレジストパターンを形成する。
続いて、レジストパターンをマスクとして遮光膜12をエッチングすることにより、遮光膜パターンを形成する。エッチングはウェットエッチングでもドライエッチングでも構わない。通常、表示装置製造用のフォトマスクでは、ウェットエッチングが行われ、ウェットエッチングで使用されるエッチング液(エッチャント)としては、例えば、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むクロムエッチング液を用いることができる。
続いて、レジストパターンを剥離し、透明基板11上に遮光膜パターン(遮光膜パターン)が形成されたフォトマスクを得る。
続いて、上述したフォトマスクを用いて、表示装置を製造する方法について説明する。
まず、表示装置の基板上にレジスト膜が形成されたレジスト膜付き基板を準備する。続いて、上述した製造方法により得られたフォトマスクを、露光装置の投影光学系を介して、レジスト膜付き基板のレジスト膜に対向するように、露光装置のマスクステージに載置する。
次に、露光光をフォトマスクに照射して、表示装置の基板上に形成されたレジスト膜にパターンを転写するレジスト露光工程を行う。
露光光は、例えば、300nm~436nmの波長帯域から選択される単波長の光(j線(波長313nm)、波長334nm、i線(波長365nm)、h線(波長405nm)、g線(波長436nm)等)、又は複数の波長の光(例えば、j線(波長313nm)、波長334nm、i線(波長365nm)、h線(405nm)、g線(波長436nm))を含む複合光を用いる。大型のフォトマスクを用いる場合であれば、露光光としては、光量の観点から複合光を用いるとよい。
本実施形態では、遮光膜パターン(遮光膜パターン)の表裏面の反射率が低減され、かつ、これら反射率の面内均一性が高いフォトマスクを使用して表示装置(表示パネル)を製造するので、精度の高い転写パターンを形成することができる。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施例では、インライン型スパッタリング装置を用いて、上述した実施形態に示す手順により、図1に示すような、基板サイズが1220mm×1400mmの透明基板上に第1低酸化クロム層、第1高酸化クロム層、遮光層、第2低酸化クロム層、および第2高酸化クロム層を順に積層させて遮光膜を備えるフォトマスクブランクを製造した。
実施例1のフォトマスクブランクについて、遮光膜の光学濃度、遮光膜の表裏面の反射率を以下に示す方法により評価した。
図3に示すように、実施例1のフォトマスクブランクは、幅広い波長の光に対して反射率を大きく低減できることが確認された。具体的には、波長300nm~436nmにおいて、遮光膜の表面反射率は、15.0%以下(12.2%(波長300nm)、10.9nm(波長313nm)、8.2%(波長334nm)、4.3%(波長365nm)、1.8%(波長405nm)、1.7%(波長413nm)、2.0%(波長436nm))、波長365nm~436nmにおいて、遮光膜の表面反射率は、10.0%以下(4.3%(波長365nm)、1.8%(波長405nm)、1.7%(波長413nm)、2.0%(波長436nm))であった。また、遮光膜の裏面反射率は、波長350nm~436nmおよび波長365nm~436nmにおいて、7.5%以下(7.4%(波長300nm)、6.2%(波長313nm)、3.9%(波長334nm)、1.7%(波長365nm)、0.9%(波長405nm)、2.1%(波長436nm))であった。
また、露光波長300nm~436nmの範囲内における遮光膜の表面反射率の依存性は10.6%であり、裏面反射率の依存性は6.6%であった。また、露光波長365nm~436nmの範囲内における遮光膜の表面反射率の依存性は2.7%であり、裏面反射率の依存性は1.3%と良好であった。
波長300nm~500nmに渡る波長帯域において、表面反射率および裏面反射率の最小値(ボトムピーク)に対応する波長(ボトムピーク波長)は、表面反射率が436nmで、裏面反射率が415.5nmであった。
実施例1のフォトマスクブランクを使用して、透明基板上に遮光膜パターンを形成した。具体的には、透明基板上の遮光膜上にノボラック系のポジ型レジスト膜を形成した後、レーザー描画(波長413nm)・現像処理してレジストパターンを形成した。その後、レジストパターンをマスクにしてクロムエッチング液によってウェットエッチングして、透明基板上に遮光膜パターンを形成した。遮光膜パターンの評価は、2.5μmのラインアンドスペースパターンを形成して遮光膜パターンの断面形状を走査電子顕微鏡(SEM)により観察して行った。その結果、遮光膜パターンの側面と透明基板とのなす角が77°であることが確認された。このことから、遮光膜パターンの断面形状を垂直に近い状態に形成できることが確認された。
得られたフォトマスクブランクの遮光膜の表面反射率の面内均一性を測定した。基板の周縁部50mmを除く、基板面内の11×11=121点に関して反射率計を用いて測定した表面反射率の評価結果に基づいて、表面反射率の面内均一性を算出した結果、2.0%(レンジ)であった。また、裏面反射率は、上述の通りダミー基板を用いての遮光膜の裏面反射率の面内均一性を算出した結果、3.5%(レンジ)であった。
次に、実施例1のフォトマスクブランクを用いて、フォトマスクを作製した。
まず、フォトマスクブランクの遮光膜上にノボラック系のポジ型レジストを形成した。そして、レーザー描画装置を用いて、このレジスト膜にTFTパネル用の回路パターンのパターンを描画し、さらに現像・リンスすることによって、所定のレジストパターンを形成した(上述の回路パターンの最小線幅は0.75μm)。
その後、レジストパターンをマスクとして、クロムエッチング液を使用して、遮光膜をウェットエッチングでパターニングし、最後にレジスト剥離液によりレジストパターンを剥離して、透明基板上に遮光膜パターン(遮光膜パターン)が形成されたフォトマスクを得た。このフォトマスクは、透明基板上に形成された遮光膜パターン(遮光膜パターン)の開口率、すなわち、遮光膜パターンが形成されたフォトマスク全面の領域に占める遮光膜パターンが形成されていない透明基板の露出割合が45%であった。
このフォトマスクの遮光膜パターンを走査電子顕微鏡(SEM)により観察したところ、遮光膜パターンの断面形状は77°と良好であった。このフォトマスクの遮光膜パターンのCD均一性を、セイコーインスツルメンツナノテクノロジー株式会社製「SIR8000」により測定した。CD均一性の測定は、基板の周縁領域を除外した1100mm×1300mmの領域について、11×11の地点で測定した。その結果、CD均一性は、60nm未満であり、得られたフォトマスクのCD均一性は良好であった。
この実施例1で作製したフォトマスクを露光装置のマスクステージにセットし、表示装置(TFT)用の基板上にレジスト膜が形成された被転写体に対してパターン露光を行ってTFTアレイを作製した。露光光としては、波長365nmのi線、波長405nmのh線、及び波長436nmのg線を含む複合光を用いた。
作製したTFTアレイと、カラーフィルター、偏光板、バックライトを組み合わせてTFT-LCDパネルを作製した。その結果、表示ムラのないTFT-LCDパネルが得られた。これは、フォトマスクを用いてパターン露光を行う際、表裏面での光の反射を抑制し、反射光の合計光量を低減できたこと、また反射率の面内均一性を高められたためと考えられる。
参考例1では、第1反射抑制層を単層の酸化クロム層とし、第2反射抑制層を透明基板側から高酸化クロム層と低酸化クロム層の積層構造とし、し、遮光層をCrONとした以外は、実施例1と同様にフォトマスクブランクを作製した。
参考例1のフォトマスクブランクについて、実施例1と同様に、遮光膜の光学濃度を測定したところ、露光光の波長域であるg線(波長436nm)において5.0以上であった。また、遮光膜の表裏面の反射率を分光光度計により測定したところ、図5に示すような反射率スペクトルが得られた。図5は、比較例1のフォトマスクブランクについての表裏面の反射率スペクトルを示し、横軸は波長[nm]を、縦軸は反射率[%]をそれぞれ示す。図5に示すように、参考例1のフォトマスクブランクは、実施例1と同様に、幅広い波長の光に対して反射率を大きく低減できることが確認された。具体的には、波長300nm~436nmにおいて、遮光膜の表面反射率は、15.0%以下(15.0%(波長300nm)、13.3%(波長313nm)、7.7%(波長365nm)、1.8%(波長405nm)、1.1%(波長413nm)、0.3%(波長436nm))、波長365nm~436nmにおいて、遮光膜の表面反射率は、10.0%以下(7.7%(波長365nm)、1.8%(波長405nm)、1.1%(波長413nm)、0.3%(波長436nm))であった。また、波長300nm~436nmにおいて、遮光膜の裏面反射率は、15.0%以下(12.2%(波長300nm)、10.4%(波長313nm)、6.2%(波長365nm)、4.7%(波長405nm)、4.8%(波長436nm))、波長365nm~436nmにおいて、遮光膜の裏面反射率は、7.5%以下(6.2%(波長365nm)、4.7%(波長405nm)、4.8%(波長436nm))であった。波長350nm~436nmにおいて遮光膜の表裏面の反射率を15%以下、または、波長365nm~436nmにおいて遮光膜の表裏面の反射率を10%以下に低減でき、特に波長436nmの光に対する反射率については、表面反射率を0.3%、裏面反射率を4.8%にできることが確認された。
参考例のフォトマスクブランクに対して実施例1と同様に遮光膜パターンを形成し、評価を行った。遮光膜パターンをSEMで観察したところ、遮光膜パターンの断面形状は垂直から傾斜してテーパー状であることが確認された。遮光膜パターンの側面と透明基板とのなす角を測定したところ、54°であることが確認された。
11 透明基板
12 遮光膜
13 第1反射抑制層
13a 第1低酸化クロム層
13b 第1高酸化クロム層
14 遮光層
15 第2反射抑制層
15a 第2低酸化クロム層
15b 第2高酸化クロム層
Claims (16)
- 表示装置製造用のフォトマスクを作製する際に用いられるフォトマスクブランクであって、
露光光に対して実質的に透明な材料からなる透明基板と、
前記透明基板上に設けられ、前記露光光に対して実質的に不透明な材料からなる遮光膜と、を有し、
前記遮光膜は、前記透明基板側から第1反射抑制層と遮光層と第2反射抑制層と、を備え、
前記第1反射抑制層は、クロムと酸素と窒素とを含有し、窒素に対する酸素の割合が相対的に少ない第1低酸化クロム層と、クロムと酸素と窒素とを含有し、窒素に対する酸素の割合が相対的に多い第1高酸化クロム層と、を前記透明基板側から順に備え、
前記第2反射抑制層は、クロムと酸素と窒素とを含有し、窒素に対する酸素の割合が相対的に少ない第2低酸化クロム層と、クロムと酸素と窒素とを含有し、窒素に対する酸素の割合が相対的に多い第2高酸化クロム層と、を前記透明基板側から順に備え、
前記第1低酸化クロム層および前記第1高酸化クロム層の厚さはそれぞれ10nm以上35nm以下であって、前記第1高酸化クロム層と前記第1低酸化クロム層との厚さの比率が1:1~1:7であり、
前記遮光層の厚さは50nm以上200nm以下であり、
第2低酸化クロム層および第2高酸化クロム層の厚さはそれぞれ10nm以上35nm以下であって、前記第2高酸化クロム層と前記第2低酸化クロム層との厚さの比率が1:1~1:7であり、
前記遮光膜の表面及び裏面の前記露光光の露光波長300nm~436nmに対する反射率がそれぞれ15%以下であって、かつ光学濃度が3.0以上となるように、少なくとも前記第1反射抑制層、前記遮光層、及び前記第2反射抑制層の組成、及び、膜厚が設定されていることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 前記遮光層は、クロムの含有率が97原子%以上100原子%以下であるクロム系材料から形成されることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクブランク。
- 前記第2高酸化クロム層における窒素に対する酸素の割合が、2.5以上10以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。
- 前記第1高酸化クロム層における窒素に対する酸素の割合が、2.5以上10以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 前記第1反射抑制層に炭素が含まれていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 前記第2反射抑制層に炭素が含まれていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 前記第1反射抑制層は、クロムの含有率が25原子%以上75原子%以下、酸素の含有率が15原子%以上45原子%以下、窒素の含有率が2原子%以上30原子%以下であって、
前記第2反射抑制層は、クロムの含有率が25原子%以上75原子%以下、酸素の含有率が15原子%以上60原子%以下、窒素の含有率が2原子%以上30原子%以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のフォトマスクブランク。 - 前記第1反射抑制層および前記第2反射抑制層は、ぞれぞれ、酸素および窒素のうち少なくともいずれか一方の元素の含有率が膜厚方向に沿って連続的あるいは段階的に組成変化する領域を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 前記透明基板と前記第1反射抑制層との間、前記第1反射抑制層と前記遮光層の間、および前記遮光層と前記第2反射抑制層との間に、前記第1反射抑制層、前記遮光層および前記第2反射抑制層を構成する元素が連続的に組成傾斜する組成傾斜領域を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 前記遮光膜の表面の前記露光光の露光波長に対する反射率の面内均一性が3%以下であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 前記透明基板と前記遮光膜との間に、前記遮光膜の光学濃度よりも低い光学濃度を有する半透光膜をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 前記透明基板と前記遮光膜との間に位相シフト膜をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
- 請求項1~12のいずれかに記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に遮光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フォトマスクの製造方法。 - 請求項1~12のいずれかに記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に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前記半透光膜をエッチングして前記透明基板上に半透光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フォトマスクの製造方法。 - 請求項1~12のいずれかに記載された前記フォトマスクブランクを準備する工程と、
前記遮光膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜から形成したレジストパターンをマスクにして前記遮光膜をエッチングして前記透明基板上に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前記位相シフト膜をエッチングして前記透明基板上に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フォトマスクの製造方法。 - 請求項13~15のいずれかに記載されたフォトマスクの製造方法により得られたフォトマスクを露光装置のマスクステージに載置し、前記フォトマスク上に形成された遮光膜パターン、前記半透光膜パターン、前記位相シフト膜パターンの少なくとも一つの遮光膜パターンを表示装置基板上に形成されたレジストに露光転写する露光工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
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