KR101935171B1 - Phase-shift mask blank for display device manufacture, phase-shift mask for display device manufacture and its manufacturing method, and method for manufacturing display device - Google Patents
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Abstract
노광광에 대한 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 위상 시프트막을 구비한, 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크를 제공한다.
위상 시프트 마스크 블랭크(1)는, 투명 기판(2)과, 이 투명 기판(2) 위에 형성된 위상 시프트막(3)을 구비하고 있다. 위상 시프트막(3)은, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함한다. 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm에서의 투과율이 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며, 파장 365nm에서의 위상차가, 160도 이상 200도 이하의 범위이며, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내이다.There is provided a phase shift mask blank for device fabrication having a phase shift film exhibiting optical characteristics in which wavelength dependency of exposure light is suppressed.
The phase shift mask blank 1 includes a transparent substrate 2 and a phase shift film 3 formed on the transparent substrate 2. [ The phase shift film 3 includes a single-layer film or a laminate film having at least one metal silicide-based material layer containing a metal, silicon and any one element of nitrogen and / or oxygen. The phase shift film 3 has a transmittance at a wavelength of 365 nm in a range of 3.5% to 8%, a phase difference at a wavelength of 365 nm in a range of 160 to 200 degrees, a wavelength in a range of 365 nm to 436 nm The change amount of the transmittance depending on the wavelength is within 5.5%.
Description
본 발명은 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크, 이 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법, 및 이 위상 시프트 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phase shift mask blank for manufacturing a display device, a phase shift mask for manufacturing a display device using the phase shift mask blank, a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing a display device using the phase shift mask.
현재, 액정 표시 장치에 채용되고 있는 방식으로서, VA(Vertical alignment) 방식이나 IPS(In Plane Switching) 방식이 있다. 이 방식에 의해, 고정밀, 고속 표시 성능, 광시야각의 액정 표시 장치의 실현이 도모되고 있다. 이 방식을 적용한 액정 표시 장치에서는, 투명 도전막을, 예를 들어 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하여, 라인 앤 스페이스 패턴의 화소 전극을 형성함으로써, 응답 속도, 시야각을 개선할 수 있다. 최근에는, 응답 속도 및 시야각의 한층 더 나아간 향상이나, 액정 표시 장치의 광 이용 효율의 향상, 즉, 액정 표시 장치의 저소비 전력화나 콘트라스트 향상의 관점에서, 라인 앤 스페이스 패턴의 피치 폭의 미세화가 요구되고 있다. 예를 들어, 라인 앤 스페이스 패턴의 피치 폭을 6㎛에서 5㎛로, 또한 5㎛에서 4㎛로 좁게 할 것이 요망되고 있다.At present, there are a VA (vertical alignment) method and an IPS (In Plane Switching) method as a method adopted in a liquid crystal display device. With this method, realization of a liquid crystal display device with high precision, high-speed display performance, and wide viewing angle is being realized. In the liquid crystal display device to which this method is applied, the response speed and the viewing angle can be improved by patterning the transparent conductive film by, for example, a photolithography process and forming a pixel electrode of a line-and-space pattern. In recent years, from the viewpoints of further improving the response speed and the viewing angle, and improving the light utilization efficiency of the liquid crystal display device, that is, lowering the power consumption and improving the contrast of the liquid crystal display device, . For example, it is desired to narrow the pitch width of the line-and-space pattern from 6 탆 to 5 탆 and from 5 탆 to 4 탆.
또한, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치의 제조 시에는, 필요한 패터닝이 실시된, 복수의 도전막이나 절연막을 적층함으로써 트랜지스터 등의 반도체 소자를 형성한다. 그때, 적층되는 개개의 막의 패터닝에도, 포토리소그래피 공정을 이용하는 경우가 많다. 예를 들어, 이 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터나 LSI에는, 포토리소그래피 공정에 의해, 절연층에 콘택트 홀을 형성하여, 상층의 패턴과 하층의 패턴을 접속하는 구성을 갖는 것이 있다. 최근에는, 이러한 표시 장치에 있어서, 밝고, 세밀한 상을, 충분한 동작 속도를 갖고 표시하고, 또한, 소비 전력을 저감시키는 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해서, 표시 장치의 구성 소자를, 미세화하고, 고집적화할 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 콘택트 홀의 직경을 3㎛에서 2.5㎛, 2㎛, 1.5㎛로 작게 할 것이 요망되고 있다.In manufacturing a liquid crystal display device or an organic EL display device, a semiconductor device such as a transistor is formed by stacking a plurality of conductive films and insulating films which are subjected to necessary patterning. At this time, a photolithography process is often used for patterning individual films to be laminated. For example, a thin film transistor or LSI used in this display device has a structure in which a contact hole is formed in an insulating layer by a photolithography process, and a pattern in an upper layer and a pattern in a lower layer are connected. In recent years, there has been a growing demand for displaying a bright, detailed image with a sufficient operation speed and reducing power consumption in such a display device. In order to meet such a demand, it is required that the constitutional elements of the display device are made finer and highly integrated. For example, it is desired to reduce the diameter of the contact hole from 3 탆 to 2.5 탆, 2 탆 and 1.5 탆.
이러한 배경으로부터, 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있는 표시 장치 제조용의 포토마스크가 요망되고 있다.From such a background, there is a demand for a photomask for manufacturing a display device capable of coping with the miniaturization of line-and-space patterns and contact holes.
라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화를 실현함에 있어서, 종래의 포토마스크에서는, 표시 장치 제조용의 노광기의 해상 한계가 3㎛이기 때문에, 충분한 공정 우도(Process Margin) 없이, 해상 한계에 가까운 최소 선 폭의 제품을 생산해야 한다. 이로 인해, 표시 장치의 불량률이 높아지는 문제가 있었다.In realizing a line-and-space pattern or a contact hole, in the conventional photomask, since the resolution limit of the exposure apparatus for manufacturing a display device is 3 m, the minimum line width close to the marginal limit The product must be produced. As a result, there has been a problem that the defective rate of the display device is increased.
예를 들어, 콘택트 홀을 형성하기 위한 홀 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여, 이것을 피전사체에 전사하는 것을 고려한 경우, 직경이 3㎛를 초과하는 홀 패턴이라면 종래의 포토마스크로 전사할 수 있었다. 그러나, 직경이 3㎛ 이하인 홀 패턴, 특히, 직경이 2.5㎛ 이하인 홀 패턴을 전사하는 것은 매우 곤란하였다. 직경이 2.5㎛ 이하인 홀 패턴을 전사하기 위해서는, 예를 들어 고 NA를 갖는 노광기로 전환하는 것도 생각할 수 있지만, 큰 투자가 필요해진다.For example, in the case of using a photomask having a hole pattern for forming a contact hole and considering transferring the photomask to a transfer target, if the hole pattern has a diameter exceeding 3 mu m, the transfer can be performed using a conventional photomask. However, it is very difficult to transfer a hole pattern having a diameter of 3 mu m or less, particularly, a hole pattern having a diameter of 2.5 mu m or less. In order to transfer a hole pattern having a diameter of 2.5 mu m or less, it is conceivable to switch to, for example, an exposure machine having a high NA, but a large investment is required.
따라서, 해상도를 향상시켜서, 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응하기 위해, 표시 장치 제조용의 포토마스크로서, 위상 시프트 마스크가 주목받고 있다.Therefore, a phase shift mask has attracted attention as a photomask for manufacturing a display device in order to cope with miniaturization of a line-and-space pattern and a contact hole by improving the resolution.
최근 들어, 액정 표시 장치 제조용의 포토마스크로서, 크롬계 위상 시프트막을 구비한 위상 시프트 마스크가 개발되었다.In recent years, a phase shift mask having a chrome phase shift film has been developed as a photomask for manufacturing a liquid crystal display device.
특허문헌 1에는, 투명 기판과, 투명 기판 위에 형성된 차광층과, 차광층의 주위에 형성되고, 300nm 이상 500nm 이하의 파장 영역 중 어느 하나의 광에 대하여 180도의 위상차를 부여하는 것이 가능한 산화질화 크롬계 재료를 포함하는 단층의 위상 시프트층을 구비한 하프톤형 위상 시프트 마스크가 기재되어 있다. 이 위상 시프트 마스크는, 투명 기판 위의 차광층을 패터닝하고, 차광층을 피복하도록 위상 시프트층을 투명 기판 위에 형성하고, 위상 시프트층 위에 포토레지스트층을 형성하여, 포토레지스트층을 포토리소그래피 공정에서 노광 및 현상함으로써 레지스트 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 위상 시프트층을 패터닝함으로써 제조된다.
또한, 이 단층의 크롬계 위상 시프트층은, 질소(N2) 가스가 이산화탄소(CO2) 가스를 포함하는 혼합 가스를 포함하는 스퍼터 가스 분위기 중에서 성막된다(특허문헌 1의 도 2의 샘플 No.1 내지 5를 참조). 이로 인해, 당해 위상 시프트층은, 크롬산화질화물(CrON)뿐만 아니라, 크롬 산화탄화질화물(CrOCN)로 형성되는 경우도 있다고 추정된다.The chromium phase shift layer of this single layer is formed in a sputter gas atmosphere containing a mixed gas of nitrogen (N 2 ) gas and carbon dioxide (CO 2 ) gas (see the sample No. 2 in FIG. 2 of Patent Document 1). 1 to 5). Therefore, it is presumed that the phase-shifting layer is formed of chromium oxynitride (CrOCN) as well as chromium oxide (CrON).
이러한 위상 시프트 마스크는, 다양한 노광기로부터 출력되는 다양한 파장의 노광광을 받는다.Such phase shift masks receive exposure light of various wavelengths outputted from various exposure apparatuses.
예를 들어, 액정 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 경우, 포토리소그래피 공정에 사용되는 노광기로서, 예를 들어 i선(365nm), h선(405nm) 및 g선(436nm)에 각각 피크 강도를 갖는 복합 광을 출력하는 광원(초고압 UV 램프)을 구비한 것이 알려져 있다. 예를 들어, 최근의 액정 표시 장치의 대형화에 따라 사이즈가 확대되고 있는 마더 유리 기판의 주 표면 위에 위상 시프트 마스크의 마스크 패턴을 전사하는 경우의 노광광으로서, 그 복합 광을 사용하면, 광량을 모을 수 있고, 택트 타임의 단축화를 도모하는 것이 가능하게 된다.For example, in the case of a phase shift mask for manufacturing a liquid crystal display device, as an exposure device used in a photolithography process, for example, an i-line (365 nm), h line (405 nm), and g line (436 nm) And a light source (ultrahigh-pressure UV lamp) for outputting composite light. For example, when the complex light is used as the exposure light for transferring the mask pattern of the phase shift mask onto the main surface of the mother glass substrate whose size has been enlarged in accordance with recent enlargement of the liquid crystal display device, And it is possible to shorten the tact time.
또한, 일반적으로, 어떤 파장의 광에 있어서, 어느 정도의 투과율을 나타내는 막은, 그 투과율을 포함하는 광학 특성이 파장에 의존하여 변화하는 것, 즉 파장 의존성을 가진다는 것이 알려져 있다.In general, it is known that, in a light having a certain wavelength, a film showing a certain degree of transmittance has a wavelength dependency, that is, a wavelength dependency, in optical characteristics including its transmittance.
위상 시프트막은, 노광광의 위상을 바꾸는 성질을 갖는 막이기 때문에, 그 성질상, 그 노광광에 있어서, 어느 정도의 투과율을 나타낸다. 이로 인해, 상기 지식에 의하면, 위상 시프트막은, 노광광에서의 투과율, 반사율 및 위상차에 파장 의존성이 존재하게 된다.Since the phase shift film is a film having a property of changing the phase of exposure light, it exhibits a certain degree of transmittance in the exposure light in its nature. Therefore, according to the above knowledge, the phase shift film has wavelength dependency on transmittance, reflectance and phase difference in exposure light.
그리고 특허문헌 2에서는, 위상차 편차나 투과율 편차를 억제한 위상 시프트막을 갖는 포토마스크가 기재되어 있다.
그러나, 상술한 특허문헌 1, 2에 구체적으로 기재되어 있는 위상 시프트막은, 모두 단층의 크롬계 위상 시프트막의 경우이었다. 따라서, 이러한 위상 시프트막 재료에 의해 얻어지는 위상 시프트 마스크를 사용해서, 예를 들어 콘택트 홀 직경이 2.5㎛나 2㎛와 같은 미세한 패턴을 전사하는 경우에, 노광광에서의 투과율 등의 파장 의존성이 충분하지 않거나, 또는, 위상 시프트막 패턴의 단면 형상을 수직화할 수 없음으로써, 해상성이 충분히 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.However, the phase shift films specifically described in the above-mentioned
또한, 마스크 제작용의 묘화기나, 표시 장치 제조 시에 사용되는 노광기에는, 마스크에 설치된 얼라인먼트 마크를 인식하기 위해 얼라인먼트용 광원이 구비되어 있다. 얼라인먼트 광으로서, 예를 들어 파장 365 내지 700nm의 광이 사용되는데, 그 얼라인먼트 광에서의 투명 기판과 얼라인먼트 마크의 투과율의 차를 이용하여 얼라인먼트 마크를 검지한다. 얼라인먼트 광(파장 365 내지 700nm)에서의 투과율의 차가 클수록, 얼라인먼트의 인식이 용이하게 되어, 얼라인먼트 정밀도가 향상되기 때문에, 위상 시프트 마스크의 취급성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 그러나, 상술한 특허문헌 1, 2의 위상 시프트 마스크는, 취급성에 있어서 반드시 충분한 특성을 갖고 있다고는 할 수 없었다.In order to recognize an alignment mark provided on a mask, a light source for alignment is provided in a drawing device for mask production or an exposure device used in manufacturing a display device. As the alignment light, for example, light having a wavelength of 365 to 700 nm is used, and the alignment mark is detected by using the difference in transmittance between the transparent substrate and the alignment mark in the alignment light. The greater the difference in the transmittance in the alignment light (
또한, 마스크 검사 장치로서, 예를 들어 파장 365nm 또는 546nm의 광을 출력하는 광원을 구비한 것이 알려져 있다. 그 마스크 검사 장치의 검사광에서의 투명 기판과 마스크 패턴의 반사율의 차나 투과율의 차를 이용하여, 마스크 패턴을 식별하는 것이 알려져 있다. 이러한 마스크 검사 장치를 사용하면, 예를 들어 마스크 패턴의 형상 불량 결함이나, 마스크 패턴 위의 부착 이물의 유무를 파악하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 상술한 특허문헌 1, 2의 위상 시프트 마스크는, 마스크 검사에서의 위상 시프트막의 광학 특성으로서 반드시 충분한 특성을 갖고 있다고는 할 수 없었다.It is known that a mask inspection apparatus is provided with a light source for outputting light having a wavelength of 365 nm or 546 nm, for example. It is known to identify the mask pattern by using the difference between the reflectance of the transparent substrate and the mask pattern in the inspection light of the mask inspection apparatus and the difference in transmittance. By using such a mask inspection apparatus, it becomes possible to grasp, for example, defective shape defects of the mask pattern and presence or absence of foreign matter adhering to the mask pattern. However, the phase shift masks described in
이 때문에, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 노광광에 대한 각 광학 특성의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 위상 시프트막을 구비한, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크, 이 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법, 및 이 위상 시프트 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a phase shift mask blank for manufacturing a display device having a phase shift film exhibiting optical characteristics in which the wavelength dependency of each optical characteristic to exposure light is suppressed, It is an object of the present invention to provide a phase shift mask using a mask blank, a manufacturing method thereof, and a manufacturing method of a display device using the phase shift mask.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.
(구성 1) 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,(Composition 1) In a phase shift mask blank for producing a display device,
투명 기판과,A transparent substrate,
해당 투명 기판 위에 형성된 위상 시프트막The phase shift film formed on the transparent substrate
을 구비하고,And,
상기 위상 시프트막은, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함하고,Wherein the phase shift film includes a single layer film or a lamination film having at least one layer of a metal silicide-based material layer containing a metal, silicon and any one element of nitrogen and / or oxygen,
상기 위상 시프트막은,The phase-
파장 365nm의 광에서의 투과율이, 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며,The transmittance in the light having a wavelength of 365 nm is in the range of 3.5% or more and 8% or less,
파장 365nm의 광에서의 위상차가, 160도 이상 200도 이하의 범위이며,The retardation in the light having a wavelength of 365 nm is in the range of 160 to 200 degrees,
파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내인The amount of change in the transmittance in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less depending on the wavelength is within 5.5%
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.Wherein the phase shift mask blank is a phase shift mask blank.
(구성 2) 상기 위상 시프트막은,(Constitution 2)
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 20% 이내인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.The phase shift mask blank according to
(구성 3) 상기 위상 시프트막은,(Constitution 3) The phase-
파장 365nm에서 부여되는 위상차와, 파장 436nm에서 부여되는 위상차의 차가 30도 이하인,Wherein a difference between a retardation imparted at a wavelength of 365 nm and a retardation imparted at a wavelength of 436 nm is 30 degrees or less,
것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.Wherein the phase shift mask blank is a phase shift mask blank.
(구성 4) 상기 위상 시프트막은,(Constitution 4) The phase-
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율이, 5% 이상 45% 이하인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.The phase shift mask blank according to any one of
(구성 5) 상기 위상 시프트막은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의, 파장에 의존하는 변화량이 5% 이내인 것을 특징으로 하는 구성 4에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.(Constitution 5) The phase shift mask blank according to
(구성 6) 상기 위상 시프트막은, 적어도 1층의 금속 실리사이드계 재료층과, 적어도 1층의 크롬계 재료층으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.(Constitution 6) The phase shift mask blank according to any one of
(구성 7) 상기 금속 실리사이드계 재료층은, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 산화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 탄화 질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물 및 금속 실리사이드의 산화탄화질화물 중 적어도 1종의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.(Composition 7) The metal silicide-based material layer may be formed of at least one of a nitride of a metal suicide, an oxide of a metal suicide, an oxynitride of a metal suicide, a carbonitride of a metal suicide, an oxycarbide of a metal suicide, Of the phase shift mask blank according to any one of
(구성 8) 상기 크롬계 재료층은, 크롬의 질화물, 크롬의 산화물, 크롬의 탄화물, 크롬의 산화질화물, 크롬의 탄화 질화물, 크롬의 산화탄화물 및 크롬의 산화탄화질화물 중 적어도 1종의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 구성 6에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.(Constitution 8) The chromium-based material layer is made of at least one material selected from among nitride of chromium, oxide of chromium, carbide of chromium, nitride of oxynitride of chromium, carbonitride of chromium, oxide of carbide of chromium and oxide carbonitride of chromium Wherein the phase shift mask blank is configured such that the phase shift mask blank is configured such that the phase shift mask blank is formed.
(구성 9) 상기 금속 실리사이드계 재료층의 막 두께는, 상기 크롬계 재료층의 막 두께보다 큰 것을 특징으로 하는, 구성 6에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.(Constitution 9) The phase shift mask blank according to
(구성 10) 상기 위상 시프트막 위에 형성된 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.(Constitution 10) The phase shift mask blank according to any one of
(구성 11) 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크에 있어서,(Configuration 11) In a phase shift mask for manufacturing a display device,
투명 기판과,A transparent substrate,
해당 투명 기판 위에 형성된 위상 시프트막 패턴The phase shift film pattern formed on the transparent substrate
을 구비하고,And,
상기 위상 시프트막 패턴은, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함하고,Wherein the phase shift film pattern includes a single layer film or a laminated film having at least one layer of a metal silicide-based material layer containing a metal, silicon and any one element of nitrogen and / or oxygen,
상기 위상 시프트막 패턴은,The phase shift film pattern may be formed,
파장 365nm의 광에서의 투과율이, 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며,The transmittance in the light having a wavelength of 365 nm is in the range of 3.5% or more and 8% or less,
파장 365nm의 파장광에서의 위상차가, 160도 이상 200도 이하의 범위이며,The phase difference at a wavelength of 365 nm is in the range of 160 to 200 degrees,
파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내인,Wherein the amount of change in the transmittance in the wavelength range from 365 nm to 436 nm is within 5.5%
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.Wherein the phase shift mask is a phase shift mask.
(구성 12) 상기 위상 시프트막 패턴은,(Constitution 12) In the phase shift film pattern,
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 20% 이내인 것을 특징으로 하는, 구성 11에 기재된 위상 시프트 마스크.The phase shift mask according to Structure 11, characterized in that the amount of change in the transmittance in the wavelength range of 365 nm to 700 nm is 20% or less.
(구성 13) 상기 위상 시프트막 패턴은,(Constitution 13) The phase shift film pattern according to <
파장 365nm에서 부여되는 위상차와, 파장 436nm에서 부여되는 위상차의 차가, 30도 이하인 것을 특징으로 하는, 구성 11 또는 12에 기재된 위상 시프트 마스크.Wherein the difference between the retardation imparted at a wavelength of 365 nm and the retardation imparted at a wavelength of 436 nm is 30 degrees or less.
(구성 14) 상기 위상 시프트막 패턴은,(Constitution 14) The phase shift film pattern is characterized in that,
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율이, 15% 이상 30% 이하인 것을 특징으로 하는, 구성 11 내지 13 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크.The phase shift mask according to any one of Structures 11 to 13, wherein the reflectance in the wavelength range of 365 nm to 700 nm is 15% or more and 30% or less.
(구성 15) 상기 위상 시프트막 패턴은,(Constitution 15) In the phase shift film pattern,
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의, 파장에 의존하는 변화량이 5% 이내인 것을 특징으로 하는, 구성 14에 기재된 위상 시프트 마스크.The phase shift mask according to Structure 14, characterized in that the amount of change in wavelength dependence of the reflectance in the wavelength range of 365 nm to 700 nm is within 5%.
(구성 16) 상기 위상 시프트막 패턴 위에 형성된 차광막 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는, 구성 11 내지 15 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크.(Constitution 16) The phase shift mask according to any one of structures 11 to 15, characterized by comprising a light-shielding film pattern formed on the phase shift film pattern.
(구성 17) 상기 위상 시프트막 패턴의 아래에 형성된 차광막 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는, 구성 11 내지 16 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크.(Constitution 17) The phase shift mask according to any one of structures 11 to 16, further comprising a light-shielding film pattern formed under the phase shift film pattern.
(구성 18) 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 있어서,(Constitution 18) A method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
구성 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 위에 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과,A resist pattern forming step of forming a resist pattern on the phase shift film of the phase shift mask blank according to any one of
상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트막을 습식 에칭해서 위상 시프트막 패턴을 형성하는 위상 시프트막 패턴 형성 공정A phase shift film pattern forming step of wet-etching the phase shift film using the resist pattern as a mask to form a phase shift film pattern
을 갖는 것을 특징으로, 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.Wherein the phase shift mask is formed on the substrate.
(구성 19) 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 있어서,(Constitution 19) A method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
구성 10에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 차광막 위에 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과,A resist pattern forming step of forming a resist pattern on the light-shielding film of the phase shift mask blank described in
상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 습식 에칭해서 차광막 패턴을 형성하는 차광막 패턴 형성 공정과,Forming a light-shielding film pattern by wet-etching the light-shielding film using the resist pattern as a mask;
상기 차광막 패턴을 마스크로 하여 위상 시프트막을 습식 에칭해서 위상 시프트막 패턴을 형성하는 위상 시프트막 패턴 형성 공정A phase shift film pattern forming step of wet-etching the phase shift film using the light-shielding film pattern as a mask to form a phase shift film pattern
을 갖는 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크의 제조 방법.Wherein the phase shift mask is formed on the substrate.
(구성 20) 표시 장치의 제조 방법에 있어서,(Composition 20) A method of manufacturing a display device,
기판 위에 레지스트막이 형성된 레지스트막 구비 기판에 대하여, 구성 11 내지 17 중 어느 하나에 기재된 위상 시프트 마스크, 또는, 구성 18 또는 19에 기재된 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크를, 상기 레지스트막에 대향하여 배치하는 위상 시프트 마스크 배치 공정과,A phase shift mask according to any one of Structures 11 to 17 or a phase shift mask obtained by a method for manufacturing a phase shift mask according to Structure 18 or 19 is applied to a substrate having a resist film on which a resist film is formed on the substrate, A phase shift mask disposing step of disposing the phase shift mask,
i선, h선 및 g선을 포함하는 복합 노광광을 상기 위상 시프트 마스크에 조사하여, 상기 레지스트막을 노광하는 레지스트막 노광 공정a resist film exposing step for exposing the resist film by irradiating the phase shift mask with composite exposure light including i line, h line and g line,
을 갖는 것을 특징으로 하는, 표시 장치의 제조 방법.The method comprising the steps of:
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크에 의하면, 투명 기판과, 해당 투명 기판 위에 형성된 위상 시프트막을 구비하고 있다. 위상 시프트막은, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함한다. 위상 시프트막은, 파장 365nm의 광에서의 투과율이 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며, 파장 365nm의 광에서의 위상차가 160도 이상 200도 이하의 범위이며, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내이다. 이러한 위상 시프트막은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위의 광에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다.As described above, according to the phase shift mask blank for manufacturing a display device according to the present invention, a transparent substrate and a phase shift film formed on the transparent substrate are provided. The phase shift film includes a single layer film or a laminated film having at least one layer of metal, silicon, and a metal silicide-based material layer containing any one element of nitrogen and / or oxygen. The phase shift film has a transmittance in a wavelength of 365 nm in a range of 3.5% to 8%, a retardation in a wavelength of 365 nm in a range of 160 to 200 degrees, a transmittance in a wavelength range of 365 nm to 436 nm Of the wavelength-dependent variation is within 5.5%. Such a phase shift film exhibits optical characteristics in which the wavelength dependence of the transmittance in the light in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less is suppressed.
이로 인해, 당해 파장 범위의 노광광을 받았을 때에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 해상도의 향상을 도모할 수 있는 위상 시프트막을 구비한 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻을 수 있다. 또한, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사를 강하게 하여, 해상도를 향상시켜, 양호한 CD 특성을 갖는 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있는 위상 시프트막 패턴으로의 패터닝이 가능한 위상 시프트막을 구비한 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻을 수 있다.This makes it possible to obtain a phase shift mask blank provided with a phase shift film which can sufficiently exhibit the phase shift effect and improve the resolution when exposure light of the wavelength range is received. Further, a phase shift mask blank having a phase shift film capable of patterning into a phase shift film pattern capable of enhancing the resolution and enhancing the light intensity tilt at the pattern boundary portion and obtaining a desired transfer pattern shape having good CD characteristics Can be obtained.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크에 의하면, 투명 기판과, 해당 투명 기판 위에 형성된 위상 시프트막 패턴을 구비하고 있다. 위상 시프트막 패턴은, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함한다. 위상 시프트막 패턴은, 파장 365nm의 광에서의 투과율이 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며, 파장 365nm의 광에서의 위상차가 160도 이상 200도 이하의 범위이며, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내이다. 이러한 위상 시프트막 패턴은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위의 광에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다.Further, according to the phase shift mask for manufacturing a display device according to the present invention, a transparent substrate and a phase shift film pattern formed on the transparent substrate are provided. The phase shift film pattern includes a single layer film or a laminated film having at least one layer of a metal silicide-based material layer containing a metal, silicon, and any one element of nitrogen and / or oxygen. The phase shift film pattern has a transmittance in a wavelength of 365 nm in a range of 3.5% to 8%, a phase difference in a wavelength of 365 nm in a range of 160 to 200 degrees, a wavelength in a range of 365 nm to 436 nm Of the transmittance depending on the wavelength is within 5.5%. Such a phase shift film pattern exhibits optical characteristics in which the wavelength dependence of the transmittance in the light in the wavelength range of 365 nm or more and 436 nm or less is suppressed.
이로 인해, 당해 파장 범위의 노광광을 받았을 때에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사를 강하게 할 수 있어, 양호한 CD 특성을 갖는 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있는 위상 시프트막 패턴을 구비한 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 이 위상 시프트 마스크는, 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있다.This makes it possible to sufficiently exhibit the phase shift effect when exposure light of the wavelength range is received, to strengthen the inclination of the optical intensity at the pattern boundary portion, to provide a phase shift capable of obtaining a desired transferred pattern shape having good CD characteristics A phase shift mask having a film pattern can be obtained. This phase shift mask can cope with the miniaturization of a line-and-space pattern or a contact hole.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의하면, 상술한 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하여 위상 시프트 마스크를 제조한다. 이로 인해, 노광광에 대한 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 위상 시프트막 패턴을 구비한 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 이 위상 시프트 마스크에 의하면, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사를 강하게 할 수 있어, 양호한 CD 특성을 갖는 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있다.Further, according to the method for manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device according to the present invention, the phase shift mask is manufactured using the phase shift mask blank described above. This makes it possible to produce a phase shift mask having a phase shift film pattern exhibiting optical characteristics in which the wavelength dependence of the exposure light is suppressed. According to this phase shift mask, the phase shift effect can be sufficiently exhibited, the optical intensity gradient at the pattern boundary portion can be strengthened, and a desired transfer pattern shape having good CD characteristics can be obtained.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의하면, 상술한 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 위에 형성된 차광막을 구비한 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하여, 위상 시프트막 패턴 위에 형성된 차광막 패턴을 구비한 위상 시프트 마스크를 제조한다. 이로 인해, 노광광에 대한 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 위상 시프트막 패턴을 구비한 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 이 위상 시프트 마스크에 의하면, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 차광막 패턴이 적층되어 있지 않은 위상 시프트막 패턴의 패턴 경계 부분의 광 강도 경사를 강하게 할 수 있어, 양호한 CD 특성을 갖는 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있다.According to the method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device according to the present invention, a phase shift mask blank having a light shielding film formed on the phase shift film of the above-mentioned phase shift mask blank is used, Thereby producing a phase shift mask having a pattern. This makes it possible to produce a phase shift mask having a phase shift film pattern exhibiting optical characteristics in which the wavelength dependence of the exposure light is suppressed. According to this phase shift mask, the phase shift effect can be sufficiently exhibited, the optical intensity gradient at the pattern boundary portion of the phase shift film pattern in which the light-shielding film pattern is not laminated can be strengthened, and the desired transfer pattern shape Can be obtained.
또한, 본 발명에 따른 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 상술한 위상 시프트 마스크 또는 상술한 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크를 사용하여 표시 장치를 제조함으로써, 미세한 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀을 갖는 표시 장치를 제조할 수 있다. 또한, 표시 장치의 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 정확한 위치 정렬이 가능하게 되어, 표시 장치의 제조 수율도 향상시킬 수 있다.Further, according to the method for manufacturing a display device according to the present invention, by manufacturing the display device using the phase shift mask or the phase shift mask obtained by the above-mentioned method for manufacturing a phase shift mask, A display device having a hole can be manufactured. In addition, it is possible to precisely align the line-and-space pattern of the display device and the contact hole, thereby improving the manufacturing yield of the display device.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도다.
도 4는 위상 시프트 마스크 블랭크(실시예 1, 2, 5, 6 및 9, 비교예 1 및 2)의 각 위상 시프트막의 투과율 스펙트럼이다.
도 5는 위상 시프트 마스크 블랭크(실시예 3, 4, 7, 8 및 9, 비교예 1 및 2)의 각 위상 시프트막의 투과율 스펙트럼이다.
도 6은 위상 시프트 마스크 블랭크(실시예 1, 2, 5, 6 및 9, 비교예 1 및 2)의 각 위상 시프트막의 반사율을 나타내는 반사율 스펙트럼이다.
도 7은 위상 시프트 마스크 블랭크(실시예 3, 4, 7, 8 및 9, 비교예 1 및 2)의 각 위상 시프트막 반사율을 나타내는 반사율 스펙트럼이다.
도 8은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막의 광학 특성을 나타내는 표이다.
도 9는 위상 시프트 마스크(실시예 1, 3, 7 및 9, 비교예 2)를 통과한 광의 공간상의 시뮬레이션 결과(광 강도 분포)이다.
도 10은 위상 시프트 마스크(실시예 2, 4, 6 및 8, 비교예 1)를 통과한 광의 공간상의 시뮬레이션 결과(광 강도 분포)이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a phase shift mask blank for manufacturing a display device according to
2 is a cross-sectional view for explaining a configuration of a phase shift mask for manufacturing a display device according to
3 is a view for explaining a method of manufacturing a phase shift mask using a phase shift mask blank.
4 is a transmittance spectrum of each phase shift film of the phase shift mask blank (Examples 1, 2, 5, 6 and 9, Comparative Examples 1 and 2).
5 is a transmittance spectrum of each phase shift film of the phase shift mask blank (Examples 3, 4, 7, 8 and 9, Comparative Examples 1 and 2).
6 is a reflectance spectrum showing the reflectance of each phase shift film of the phase shift mask blank (Examples 1, 2, 5, 6 and 9, and Comparative Examples 1 and 2).
7 is a reflectance spectrum showing the phase shift film reflectance of the phase shift mask blank (Examples 3, 4, 7, 8 and 9, Comparative Examples 1 and 2).
8 is a table showing the optical characteristics of the phase shift film of the phase shift mask blank.
9 is a simulation result (light intensity distribution) on the space of light that has passed through the phase shift mask (
10 is a simulation result (light intensity distribution) on the space of light that has passed through the phase shift mask (Examples 2, 4, 6 and 8 and Comparative Example 1).
이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크, 이 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법, 및 이 위상 시프트 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a phase shift mask blank for manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention, a phase shift mask for manufacturing a display device using the phase shift mask blank, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a display device using the phase shift mask Will be described in detail.
실시 형태 1.
실시 형태 1에서는, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.In
우선, 실시 형태 1의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.First, the phase shift mask blank for manufacturing the display device of
도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 의한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크의 구성을 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a structure of a phase shift mask blank for manufacturing a display device according to
실시 형태 1에 의한 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는, 투명 기판(2)과, 이 투명 기판(2) 위에 형성된 위상 시프트막(3)을 구비하고 있다. 또한, 위상 시프트막(3) 위에 차광막(4)을 형성한 구성이어도 된다. 또한, 위상 시프트막(3) 또는 차광막(4) 위에 레지스트막(5)을 형성한 구성이어도 된다.The phase shift mask blank 1 according to the first embodiment includes a
투명 기판(2)은, 사용하는 노광광에 대하여 투광성을 갖는 것이다. 투명 기판(2)의 재료는, 사용하는 노광광에 대하여 투광성을 갖는 재료라면, 특별히 제한되지 않는다. 투광성을 갖는 재료로서, 예를 들어, 합성 석영 유리, 소다석회 유리, 무알칼리 유리를 들 수 있다.The
위상 시프트막(3)은, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함하는 것이다. 위상 시프트막(3) 전체의 광학 특성은, 위상 시프트막(3)이 단층막을 포함하는 경우, 그 위상 시프트막(3)을 구성하는 재료층을 구성하는 재료의 종류나 막 두께 등에 따라 결정되는 재료층의, 예를 들어 굴절률, 투과율 및 반사율 등의 광학 특성에 의해 정해지고, 위상 시프트막(3)이 적층막을 포함하는 경우, 그 위상 시프트막(3)을 구성하는 복수의 재료층을 구성하는 재료의 종류나 막 두께 등에 따라 결정되는 당해 광학 특성의 조합, 및 각 재료층의 적층순 및 적층 수 등의 구성에 의해 정해진다. 여기서, 위상 시프트막(3)이 단층막을 포함하는 경우에 있어서의 그 단층막이란, 단일한 재료로 형성된 막이다. 따라서, 단일한 재료를 포함하는 적층 구조의 막도 단층막이다. 또한, 위상 시프트막(3)이 적층막을 포함하는 경우에 있어서의 그 적층막이란, 단일한 재료 또는 동종의 재료로 형성된 막과, 이 막과는 상이한 재료로 형성된 막과의 조합에 의해 구성된 막이다.The
이러한 위상 시프트막(3)은, 위상 시프트막(3)을 구성하는 재료층의 선택에 의해, 특정 파장의 광에서의 투과율이 이하와 같은 범위로 제어되고, 또한, 특정 파장의 광에서의 투과율 및 위상차가 이하와 같은 범위로 제어되고, 또한 특정한 파장 범위의 광에서의 투과율, 위상차 및 반사율의, 파장에 의존하는 변화량이 이하와 같은 범위로 억제된다.The
구체적으로는, 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm에서의 투과율(이하, T%(365)라고 하는 경우가 있음)이 3.5% 이상 8% 이하의 범위이다. 이로 인해, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사가 강해져, 해상도의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다. T%(365)가 3.5% 미만이면, 원하는 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있는데 필요한 투과광의 광량을 모으기가 곤란해진다. 또한, T%(365)가 8%를 초과하면, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사가 약해져, 해상도의 향상을 도모하는 것이 곤란해진다.Specifically, the
또한, 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량(이하, ΔT%(436-365)라고 하는 경우가 있음)이 5.5% 이내이다. 당해 파장 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제되어 있으므로, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사가 강해져, 해상도의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다. ΔT%(436-365)가 5.5%를 초과하면, i선(365nm) 이외의 피크 강도를 갖는 h선(405nm) 및 g선(436nm)의 투과광의 영향을 받아, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사가 약해져, 해상도의 향상을 도모하는 것이 곤란해진다. 또한, 위상 시프트막(3)은, g선(436nm)의 투과율이 10% 미만인 경우, 특히 해상성이 향상되므로 바람직하다.The
또한, 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm에서의 위상차(이하, P(365)라고 하는 경우가 있음)가 160도 이상 200도 이하의 범위이다. 이 때문에, 대략 180도 부근의 위상차를 얻을 수 있어, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능하게 된다. P(365)가 160도 미만인 경우나 200도를 초과하는 경우, 대략 180도 부근의 위상차를 얻을 수 없어, 위상 시프트 효과를 발휘하는 것이 곤란해진다.The
또한, 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량(이하, ΔT%(700-365)라고 하는 경우가 있음)이 20% 이내인 것이 바람직하다. 이 경우, 위상 시프트막(3)은, 당해 파장 범위에서도, 투과율의 파장 의존성이 억제되어 있으므로, 표시 장치 제조 시의 노광기에 있어서, 마스크에 설치된 얼라인먼트 마크의 인식이 용이하게 되어, 얼라인먼트 정밀도가 향상된다. 또한, 마스크 검사 장치에 있어서, 투명 기판과 마스크 패턴의 투과율의 차를 이용하여, 마스크 패턴을 식별하는 검사 장치인 경우, 마스크 패턴의 형상 불량 결함 등의 결함을 인식하기 쉬워지므로 바람직하다.The
또한, 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm에서 부여되는 위상차와 파장 436nm에서 부여되는 위상차의 차(ΔP(365-436))가 30도 이하다. 당해 파장 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제되어 있으므로, 더욱 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사가 강해져, 해상도의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.In the
또한, 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율(이하, R%(700-365)라고 하는 경우가 있음)이 5% 이상 45% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 위상 시프트막(3)은 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율(R%(700-365))이 5% 이상 45% 이하며, 또한 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의, 파장에 의존하는 변화량(이하, ΔR%(700-365)라고 하는 경우가 있음)이 5% 이내인 것이 바람직하다. 이 경우, 위상 시프트막(3)은, 위상 시프트막(3) 위에 레지스트막을 형성하고, 레이저 묘화기 등에 의해 패턴 묘화를 행할 때, 묘화에 사용하는 광과 그 반사광이 중첩됨으로써 발생하는 정재파의 영향을 받는 경우가 적다. 이로 인해, 패턴 묘화 시에 있어서, 위상 시프트막(3) 위의 레지스트 패턴 단면의 에지 부분의 조도를 억제할 수 있어, 패턴 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 패턴 묘화 시의 얼라인먼트의 취득이 용이하게 되고, 길이 치수(MMS) 측정에 의한 마스크 패턴 계측이 용이하게 되기 때문에, 마스크 패턴을 고정밀도로 인식하는 것이 가능하게 된다. 또한, 위상 시프트 마스크를 사용해서 패턴 전사를 행하여 표시 장치를 제조하는 경우, 투명 기판과 얼라인먼트 마크의 반사율의 차를 이용하여 얼라인먼트 마크를 검지하는 경우에는, 마스크 얼라인먼트의 인식이 용이하게 되어, 얼라인먼트 정밀도가 향상된다. 또한, 위상 시프트 마스크를 사용해서 패턴 전사를 행하여 표시 장치를 제조하는 경우, 플레어 현상의 영향을 억제할 수 있으므로, 양호한 CD 특성을 얻을 수 있고, 해상도의 향상을 도모할 수 있어, 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있다.The
이러한 광학 특성을 나타내는 위상 시프트막(3)은, 상술한 바와 같이, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막으로 구성되어 있다.As described above, the
소정의 파장 범위에서, 위상 시프트막(3)의 투과율, 위상차, 반사율의 파장 의존성을 억제하기 위해서, 더욱 바람직하게는, 광학 특성이 상이한 복수의 재료층으로 구성되는 적층막으로 하는 것이 좋다. 광학 특성이 상이한 복수의 재료층으로서는, 적어도 1층의 금속 실리사이드계 재료층과, 적어도 1층의 크롬계 재료층으로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고 이 경우에 있어서, 위상 시프트막(3) 전체의 광학 특성은, 금속 실리사이드계 재료층이나 크롬계 재료층을 구성하는 재료의 종류나 막 두께 등에 따라 결정되는 당해 각 재료층의, 예를 들어 굴절률, 투과율 및 반사율 등의 광학 특성의 조합, 및 당해 각 재료층의 적층순 및 적층 수 등의 구성에 의해 정해진다.In order to suppress the wavelength dependency of the transmittance, the phase difference, and the reflectance of the
구체적으로는, 위상 시프트막(3)은, 투명 기판(2) 위에 형성된 금속 실리사이드계 재료층과, 이 금속 실리사이드계 재료층 위에 형성된 크롬계 재료층으로 구성되는 2층 구조를 갖는 적층막으로 할 수 있다. 또한, 그 크롬계 재료층 위에 형성된 2층째의 금속 실리사이드계 재료층으로 구성되는 3층 구조를 갖는 적층막으로 할 수 있다. 또한, 이 경우, 크롬계 재료층이나 금속 실리사이드계 재료층을 또한 적층하여, 위상 시프트막(3)을 4층 이상으로 할 수도 있다.Specifically, the
또한, 위상 시프트막(3)은, 투명 기판(2) 위에 형성된 크롬계 재료층과, 이 크롬계 재료층 위에 형성된 금속 실리사이드계 재료층으로 구성되는 2층 구조를 갖는 적층막으로 할 수 있다. 또한, 그 금속 실리사이드계 재료층 위에 형성된 2층째의 크롬계 재료층으로 구성되는 3층 구조를 갖는 적층막으로 할 수 있다. 또한, 이 경우, 금속 실리사이드계 재료층이나 크롬계 재료층을 또한 적층하여, 위상 시프트막(3)을 4층 이상으로 할 수도 있다.The
이와 같은 구성의 위상 시프트막(3)은, 소정의 파장 범위에서의 투과율, 위상차, 반사율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다. 이로 인해, 당해 파장 범위의 노광광을 받았을 때에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있어, 해상도의 향상을 도모할 수 있다.The
또한, 위상 시프트막(3)을 구성하는 금속 실리사이드계 재료층 및 크롬계 재료층은, 모두 각각 1층으로 형성된 것일 수도 있고, 또는, 복수의 층으로 형성된 것일 수도 있다. 금속 실리사이드계 재료층 및 크롬계 재료층을 각각 복수의 층으로 형성하는 경우, 각 재료층의 각 층을 구성하는 재료는, 층마다 상이할 수도 있고, 또는, 각 층 모두 동일해도 된다.In addition, the metal silicide-based material layer and the chromium-based material layer constituting the
위상 시프트막(3)을, 적어도 1층의 금속 실리사이드계 재료층과, 적어도 1층의 크롬계 재료층으로 구성하는 경우에 있어서, 투명 기판(2)측에 형성되는 위상 시프트막(3)의 최하층으로서는, 크롬계 재료층으로 하는 것이, 투과율, 위상차, 반사율의 파장 의존성의 억제 효과, 및 위상 시프트막(3)을 패터닝할 때의 투명 기판(2)에 대한 대미지 억제의 점에서 바람직하다. 또한, 위상 시프트막(3) 위에 레지스트막(5)을 형성하는 경우에 있어서, 위상 시프트막(3)의 최상층으로서는, 크롬계 재료층으로 하는 것이, 레지스트막의 밀착성이 향상되고, 위상 시프트막(3)의 패턴 형상을 수직화할 수 있는 점에서 바람직하다.In the case where the
이러한 위상 시프트막(3)의 막 두께는, 그 위상 시프트 효과를 발휘하기 위해 필요해지는, 노광광에 있어서 부여되는 원하는 위상차, 노광광에서의 원하는 투과율이나 반사율을 얻기 위해서, 위상 시프트막(3)을 구성하는 금속 실리사이드계 재료층이나 크롬계 재료층의 각 형성 재료, 적층순, 막 두께 등에 따라 적절히 결정된다.The film thickness of the
또한, 위상 시프트막(3)을 구성하는 금속 실리사이드계 재료층의 두께는, 그 금속 실리사이드계 재료층, 또는 금속 실리사이드계 재료층, 및 그 아래 또는 위에 형성되는 크롬계 재료층과의 조합에 있어서, 위상 시프트막(3)이 원하는 위상차나 투과율을 나타내는 것을 고려하여 적절히 결정된다. 위상 시프트막(3)에서의 금속 실리사이드계 재료층의 두께는, 예를 들어 90nm 이상 140nm 이하의 범위인 것이 바람직하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.Further, the thickness of the metal silicide-based material layer constituting the
또한, 위상 시프트막(3)이, 적어도 금속 실리사이드계 재료층과 크롬계 재료층을 갖는 구성인 경우에, 크롬계 재료층의 두께는, 그 크롬계 재료층의 아래 또는 위에 형성되는 금속 실리사이드계 재료층과의 조합에 있어서, 위상 시프트막(3)이 원하는 위상차나 투과율을 나타내는 것을 고려하여 적절히 결정되며, 예를 들어 2.5nm 이상 15nm 이하의 범위인 것이 바람직하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 크롬계 재료층을 2.5nm 미만의 두께로 성막하는 것이 실질적으로 곤란하다. 또한, 15nm를 초과하는 두께로 크롬계 재료층을 성막하면, 투과율이 저하되어, 예를 들어 파장 365nm에서의 위상 시프트막(3)의 투과율이 3.5%를 하회할 가능성이 있다.In the case where the
금속 실리사이드계 재료층을 구성하는 금속 실리사이드계 재료는, 금속과 규소(Si)를 포함하는 것이면, 특별히 제한되지 않는다. 금속 실리사이드계 재료층을 구성하는 금속과 규소(Si)의 조성은, 위상 시프트막(3) 전체의 광학 특성의 관점에서 조정한다. 금속과 규소의 비율은, 금속의 종류나 금속 실리사이드계 재료층에 요구되는 광학 특성에 따라 적절히 선택되며, 금속:규소=1:1 이상 1:9 이하가 바람직하다.The metal silicide-based material constituting the metal silicide-based material layer is not particularly limited as long as it contains a metal and silicon (Si). The composition of the metal and silicon (Si) constituting the metal silicide-based material layer is adjusted in view of the optical characteristics of the entire
금속으로서, 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 등의 전이 금속을 들 수 있다. 금속 실리사이드계 재료층을 구성하는 금속 실리사이드계 재료로서, 예를 들어, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 산화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물 및 금속 실리사이드의 산화탄화질화물 중 적어도 1종의 재료를 들 수 있다.Examples of metals include transition metals such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), and titanium (Ti). As the metal suicide-based material constituting the metal silicide-based material layer, for example, a nitride of a metal suicide, an oxide of a metal suicide, an oxynitride of a metal suicide, a carbonitride of a metal suicide, an oxide carbide of a metal suicide, And at least one material of carbonitride.
본 발명과 같은 표시 장치 제조용에 사용되는 위상 시프트 마스크 블랭크는 일반적으로, 한 변이 350mm 이상인 대형의 위상 시프트 마스크 블랭크이기 때문에, 위상 시프트 마스크 제작에서는 습식 에칭이 채용되고 있다. 또한, 대형의 위상 시프트 마스크에서의 결함 수정의 관점에서도, 위상 시프트 마스크 블랭크에서의 위상 시프트막의 결함 품질에 있어서, 어떤 품질 이상의 것이 요구되고 있다. 위상 시프트막의 결함 품질과, 습식 에칭에 의한 위상 시프트막 패턴의 단면 형상의 제어성, 위상 시프트막의 투과율, 위상차의 제어성의 관점에서, 금속 실리사이드계 재료는, 질소를 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다. 금속 실리사이드계 재료로서는, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화질화물이 바람직하고, 특히, 금속 실리사이드의 질화물이 바람직하다.Since the phase shift mask blank used for manufacturing the display device according to the present invention is generally a large phase shift mask blank having one side of 350 mm or more, wet etching is employed in the production of the phase shift mask. Further, from the viewpoint of defect correction in a large phase shift mask, a defect quality of the phase shift film in the phase shift mask blank is required to be higher than a certain quality. From the viewpoint of the defect quality of the phase shift film, the controllability of the cross-sectional shape of the phase shift film pattern by wet etching, the transmittance of the phase shift film, and the controllability of the phase difference, the metal silicide material is preferably made of a material containing nitrogen . As the metal silicide-based material, a nitride of a metal suicide, an oxynitride of a metal suicide, and an oxidized carbonitride of a metal suicide are preferable, and a nitride of a metal suicide is particularly preferable.
위상 시프트막 패턴의 단면 형상이 수직으로 제어되고 있으면, 위상 시프트막 패턴과 투명 기판의 패턴 경계 부분에 대하여 충분한 콘트라스트를 취할 수 있으므로, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사를 강하게 하기 쉬워진다.If the cross-sectional shape of the phase shift film pattern is vertically controlled, a sufficient contrast can be obtained with respect to the pattern boundary portion of the phase shift film pattern and the transparent substrate, so that the inclination of the light intensity at the pattern boundary portion becomes easy.
이하, 금속 실리사이드계 재료를 구체적으로 든다.Hereinafter, a metal silicide-based material is specifically mentioned.
몰리브덴실리사이드(MoSi)의 경우에는, 몰리브덴실리사이드(MoSi)의 질화물, 몰리브덴실리사이드(MoSi)의 산화물, 몰리브덴실리사이드(MoSi)의 산화질화물, 몰리브덴실리사이드(MoSi)의 탄화질화물, 몰리브덴실리사이드(MoSi)의 산화탄화물, 몰리브덴실리사이드(MoSi)의 산화탄화질화물을 들 수 있다.In the case of molybdenum silicide (MoSi), a nitride of molybdenum silicide (MoSi), an oxide of molybdenum silicide (MoSi), an oxide nitride of molybdenum silicide (MoSi), a carbonitride of molybdenum silicide (MoSi) Carbide, and oxycarbonitride of molybdenum silicide (MoSi).
탄탈륨실리사이드(TaSi)의 경우에는, 탄탈륨실리사이드(TaSi)의 질화물, 탄탈륨실리사이드(TaSi)의 산화물, 탄탈륨실리사이드(TaSi)의 산화질화물, 탄탈륨실리사이드(TaSi)의 탄화질화물, 탄탈륨실리사이드(TaSi)의 산화탄화물, 탄탈륨실리사이드(TaSi)의 산화탄화질화물을 들 수 있다.In the case of tantalum silicide (TaSi), a nitride of tantalum silicide (TaSi), an oxide of tantalum silicide (TaSi), an oxynitride of tantalum silicide (TaSi), a carbonitride of tantalum silicide (TaSi), an oxide of tantalum silicide Carbide, and oxycarbonitride of tantalum silicide (TaSi).
텅스텐실리사이드(WSi)의 경우에는, 텅스텐실리사이드(WSi)의 질화물, 텅스텐실리사이드(WSi)의 산화물, 텅스텐실리사이드(WSi)의 산화질화물, 텅스텐실리사이드(WSi)의 탄화질화물, 텅스텐실리사이드(WSi)의 산화탄화물, 텅스텐실리사이드(WSi)의 산화탄화질화물을 들 수 있다.In the case of tungsten suicide (WSi), a nitride of tungsten suicide (WSi), an oxide of tungsten suicide (WSi), an oxynitride of tungsten suicide (WSi), a carbonitride of tungsten suicide (WSi), an oxide of tungsten suicide Carbide, and oxycarbonitride of tungsten suicide (WSi).
티타늄실리사이드(TiSi)의 경우에는, 티타늄실리사이드(TiSi)의 질화물, 티타늄실리사이드(TiSi)의 산화물, 티타늄실리사이드(TiSi)의 산화질화물, 티타늄실리사이드(TiSi)의 탄화질화물, 티타늄실리사이드(TiSi)의 산화탄화물, 티타늄실리사이드(TiSi)의 산화탄화질화물을 들 수 있다.In the case of titanium silicide (TiSi), a nitride of titanium silicide (TiSi), an oxide of titanium silicide (TiSi), an oxynitride of titanium silicide (TiSi), a carbonitride of titanium silicide (TiSi), an oxide of titanium silicide Carbide, and oxycarbonitride of titanium silicide (TiSi).
또한, 이러한 금속 실리사이드계 재료에는, 상술한 바와 같이, 습식 에칭에 의한 위상 시프트막 패턴의 단면 형상의 제어성의 관점에서, 금속 실리사이드계 재료층의 습식 에칭 속도를 느리게 하는 성분이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 금속 실리사이드계 재료층의 습식 에칭 속도를 느리게 하는 성분으로서, 예를 들어 상술한 질소(N)를 들 수 있다. 이 경우, 금속 실리사이드계 재료층을 구성하는 금속과 규소(Si)와 질소의 조성은, 위상 시프트막(3) 전체의 광학 특성의 관점에서 조정한다. 질소를 포함하는 경우의 질소 함유량은, 25원자% 이상 55원자% 이하, 더욱 바람직하게는 30원자% 이상 50원자% 이하가 바람직하다. 또한, 금속 실리사이드계 재료에는, 본 발명의 효과를 일탈하지 않는 범위에서, 상기에 예로 든 것 이외의 원소가 포함되어도 된다.It is preferable that such a metal silicide-based material contains a component that slows the wet etching rate of the metal silicide-based material layer from the viewpoint of controllability of the cross-sectional shape of the phase shift film pattern by wet etching as described above Do. As a component for slowing the wet etching rate of the metal silicide-based material layer, for example, the above-mentioned nitrogen (N) can be mentioned. In this case, the composition of the metal constituting the metal silicide-based material layer and silicon (Si) and nitrogen is adjusted in view of the optical characteristics of the entire
크롬계 재료층을 구성하는 크롬계 재료로서, 크롬(Cr)과, 산소(O), 질소(N), 탄소(C)에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 크롬 화합물을 사용한다. 크롬 화합물로서는, 예를 들어 크롬(Cr)의 질화물, 크롬의 산화물, 크롬의 탄화물, 크롬의 산화질화물, 크롬의 탄화질화물, 크롬의 산화탄화물 및 크롬의 산화탄화질화물 중 적어도 1종의 재료를 들 수 있다.As the chromium-based material constituting the chromium-based material layer, chromium (Cr) and a chromium compound containing at least one selected from oxygen (O), nitrogen (N) and carbon (C) are used. Examples of the chromium compound include at least one of a nitride of chromium (Cr), an oxide of chromium, a carbide of chromium, an oxynitride of chromium, a nitride of chromium, an oxide carbide of chromium and an oxide carbonitride of chromium .
이러한 크롬계 재료 중, 크롬의 질화물, 또는, 크롬의 산화질화물은, 투과율의 파장 의존성을 제어하기 쉬운 점에서 바람직하다.Of these chromium-based materials, a nitride of chromium or an oxynitride of chromium is preferable from the viewpoint of easily controlling the wavelength dependence of the transmittance.
또한, 크롬계 재료에는, 본 발명의 효과를 일탈하지 않는 범위에서, 상기에 예로 든 것 이외의 원소가 포함되어 있어도 된다.The chromium-based material may contain elements other than the above-mentioned elements within a range not deviating from the effect of the present invention.
또한, 상술에서 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 의한 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는, 투명 기판(2)과, 이 투명 기판(2) 위에 형성된 위상 시프트막(3)과, 이 위상 시프트막(3) 위에 차광막(4)을 형성한 구성이어도 된다.As described above, the phase shift mask blank 1 according to the first embodiment includes the
차광막(4)은, 1층으로 구성되는 경우 및 복수의 층으로 구성될 경우 중 어느 것이어도 된다.The light-shielding
차광막(4)이 복수의 층으로 구성되는 경우에는, 예를 들어 위상 시프트막(3)측에 형성되는 차광층과 차광층 위에 형성되는 반사 방지층으로 구성되는 2층 구조를 갖는 경우나, 위상 시프트막(3)과 접하도록 형성되는 절연층과 절연층 위에 형성되는 차광층과 차광층 위에 형성되는 반사 방지층으로 구성되는 3층 구조를 갖는 경우가 있다.In the case where the light-shielding
차광층은, 1층으로 구성되는 경우 및 복수의 층으로 구성되는 경우 중 어느 것이어도 된다. 차광층으로서, 예를 들어 크롬질화막(CrN), 크롬탄화막(CrC), 크롬탄화질화막(CrCN), 몰리브덴실리사이드막(MoSi), 몰리브덴실리사이드질화막(MoSiN) 등을 들 수 있다.The light-shielding layer may be either a single layer or a plurality of layers. Examples of the light-shielding layer include a chromium nitride film (CrN), a chromium carbide film (CrC), a chromium carbide nitride film (CrCN), a molybdenum silicide film (MoSi), and a molybdenum silicide nitride film (MoSiN).
반사 방지층은, 1층으로 구성되는 경우 및 복수의 층으로 구성되는 경우 중 어느 것이어도 된다. 반사 방지층으로서, 예를 들어 크롬산화질화막(CrON), 몰리브덴실리사이드산화막(MoSiO), 몰리브덴실리사이드산화질화막(MoSiON) 등을 들 수 있다.The antireflection layer may be composed of a single layer or a plurality of layers. As the antireflection layer, for example, a chromium oxynitride film (CrON), a molybdenum silicide oxide film (MoSiO), a molybdenum silicide oxynitride film (MoSiON) and the like can be given.
절연층은, 예를 들어 Cr을 50원자% 미만 포함하는 CrCO 또는 CrOCN으로 구성되고, 10nm 이상 50nm 이하의 두께를 갖는다. 금속 실리사이드계 재료층을 최표층에 갖는 위상 시프트막(3) 위에 크롬계 재료로 구성되는 차광막(4)을 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크의 경우에 있어서, 크롬계 재료로 구성되는 차광막(4)을 습식 에칭할 때, 금속 실리사이드계 재료층을 최표층에 갖는 위상 시프트막(3)으로부터 금속 이온이 용출된다. 그때, 전자가 발생한다. 위상 시프트막(3)과 접하도록 절연층을 형성하는 경우, 위상 시프트막(3)으로부터 금속 이온이 용출될 때에 발생한 전자가 차광막에 공급되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 차광막(4)을 습식 에칭할 때의 면 내에서의 에칭 속도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 차광막(4)으로서는, 크롬탄화막(CrC)의 차광층과 크롬산화질화막(CrON)의 반사 방지층의 조합, 또는, 몰리브덴실리사이드막(MoSi)의 차광층과 몰리브덴실리사이드산화질화막(MoSiON)의 반사 방지층의 조합이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.The insulating layer is made of, for example,
상술한 구성을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크(1)에서의 위상 시프트막(3), 차광막(4)은, 공지된 성막 방법에 의해 형성할 수 있다. 성막 방법으로서는, 일반적으로 스퍼터링법을 들 수 있다. 스퍼터링 장치로서는, 클러스터형의 스퍼터링 장치, 인라인형의 스퍼터링 장치 중 어느 것이어도 상관없다.The
위상 시프트막(3)이나 차광막(4)을 구성하는 금속 실리사이드계 재료층이나 크롬계 재료층은, 예를 들어 이하와 같은 스퍼터링 타겟, 스퍼터 가스 분위기에 의해 성막할 수 있다.The metal silicide-based material layer or the chromium-based material layer constituting the
이러한 위상 시프트막(3)이나 차광막(4)을 구비한 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 사용하여 위상 시프트 마스크를 제조하는 경우, 위상 시프트막 패턴 위에 위상 시프트막 패턴보다 좁은 차광막 패턴을 설치함으로써, 예를 들어 노광광의 위상을 대략 180도 바꾸는 위상 시프트부를, 차광막 패턴이 적층되어 있지 않은 위상 시프트막 패턴의 부분에 의해 구성하고, 차광부를, 위상 시프트막 패턴과 차광막 패턴이 적층되어 있는 부분에 의해 구성하고, 광투과부를, 투명 기판(2)이 노출되어 있는 부분에 의해 구성한 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.When the phase shift mask blank 1 including the
금속 실리사이드계 재료층의 성막에 사용되는 스퍼터링 타겟으로서는, 금속과 규소(Si)를 포함하는 것이 선택된다. 구체적으로는, 금속 실리사이드, 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 산화물, 금속 실리사이드의 탄화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물 및 금속 실리사이드의 산화탄화질화물을 들 수 있다.As the sputtering target used for forming the metal silicide-based material layer, a material containing a metal and silicon (Si) is selected. Specifically, there can be mentioned metal silicide, nitride of metal suicide, oxide of metal suicide, carbide of metal suicide, oxynitride of metal suicide, carbonitride of metal suicide, oxycarbide of metal suicide and oxycarbonitride of metal suicide .
금속 실리사이드계 재료층의 성막 시에 있어서의 스퍼터 가스 분위기는, 질소(N2) 가스, 일산화질소(NO) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스 및 산소(O2) 가스를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 활성 가스와, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 크립톤(Kr) 가스 및 크세논(Xe) 가스를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 불활성 가스의 혼합 가스를 포함한다.The atmosphere of the sputter gas at the time of forming the metal silicide-based material layer may be at least one of nitrogen (N 2 ) gas, nitrogen monoxide (NO) gas, nitrogen dioxide (NO 2 ) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, gas, carbon dioxide (CO 2) gas and oxygen (O 2) an active gas, and a helium (He) gas, neon (Ne) gas, argon (Ar) gas including at least one kind selected from the group consisting of gas, A mixed gas of an inert gas containing at least one species selected from the group consisting of krypton (Kr) gas and xenon (Xe) gas.
상술한 스퍼터링 타겟의 형성 재료와 스퍼터 가스 분위기의 가스의 종류와의 조합이나, 스퍼터 가스 분위기 중의 활성 가스와 불활성 가스와의 혼합 비율은, 금속 실리사이드계 재료층을 구성하는 금속 실리사이드계 재료의 종류나 조성에 따라 적절히 결정된다.The combination of the above-described material for forming the sputtering target and the kind of gas in the sputtering gas atmosphere or the mixing ratio of the active gas and the inert gas in the sputtering gas atmosphere is not particularly limited as long as the kind of the metal silicide- It is appropriately determined according to the composition.
크롬계 재료층의 성막에 사용되는 스퍼터링 타겟으로서는, 크롬(Cr) 또는 크롬 화합물을 포함하는 것이 선택된다. 구체적으로는, 크롬(Cr), 크롬의 질화물, 크롬의 산화물, 크롬의 탄화물, 크롬의 산화질화물, 크롬의 탄화질화물, 크롬의 산화탄화물 및 크롬의 산화탄화질화물을 들 수 있다.As the sputtering target used for film formation of the chromium-based material layer, one containing chromium (Cr) or a chromium compound is selected. Specifically, examples thereof include chromium (Cr), a nitride of chromium, an oxide of chromium, a carbide of chromium, an oxide nitride of chromium, a carbon nitride of chromium, an oxide carbide of chromium and an oxide carbonitride of chromium.
크롬계 재료층의 성막 시에 있어서의 스퍼터 가스 분위기는, 질소(N2) 가스, 일산화질소(NO) 가스, 이산화질소(NO2) 가스, 아산화질소(N2O) 가스, 일산화탄소(CO) 가스, 이산화탄소(CO2) 가스, 산소(O2) 가스, 탄화수소계 가스 및 불소계 가스를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 활성 가스와, 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 크립톤(Kr) 가스 및 크세논(Xe) 가스를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 불활성 가스의 혼합 가스를 포함한다. 탄화수소계 가스로서는, 예를 들어 메탄 가스, 부탄 가스, 프로판 가스, 스티렌 가스를 들 수 있다.The atmosphere of the sputter gas at the time of forming the chromium-based material layer is a gas atmosphere of nitrogen (N 2 ) gas, nitrogen monoxide (NO) gas, nitrogen dioxide (NO 2 ) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, carbon monoxide A helium (He) gas, a neon (Ne) gas, an oxygen (O 2 ) gas, an oxygen (O 2 ) gas, a hydrocarbon gas and a fluorine gas, And a mixed gas of an inert gas containing at least one species selected from the group consisting of argon (Ar) gas, krypton (Kr) gas and xenon (Xe) gas. Examples of the hydrocarbon-based gas include methane gas, butane gas, propane gas and styrene gas.
상술한 스퍼터링 타겟의 형성 재료와 스퍼터 가스 분위기의 가스의 종류와의 조합이나, 스퍼터 가스 분위기 중의 활성 가스와 불활성 가스와의 혼합 비율은, 크롬계 재료층을 구성하는 크롬계 재료의 종류나 조성에 따라 적절히 결정된다.The combination of the above-described material for forming the sputtering target and the kind of the gas in the sputter gas atmosphere or the mixing ratio of the inert gas and the active gas in the sputter gas atmosphere is not limited to the kind and composition of the chromium-based material constituting the chromium- Is determined accordingly.
상술에서 설명한 실시 형태 1의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는, 투명 기판(2)과, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 형성된, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막으로 구성되는 위상 시프트막(3)을 구비하고 있다. 위상 시프트막(3)은, 상술한 바와 같이, 파장 365nm의 광에서의 투과율이 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며, 파장 365nm의 광에서의 위상차가 160도 이상 200도 이하의 범위이며, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내이다. 이 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위의 광에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다.The phase
이로 인해, 당해 파장 범위의 노광광을 받았을 때에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있어, 해상도의 향상을 도모할 수 있는 위상 시프트막을 구비한 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻을 수 있다. 또한, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사를 강하게 해서, 해상도를 향상시켜, 양호한 CD 특성을 갖는 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있는 위상 시프트막 패턴으로의 패터닝이 가능한 위상 시프트막(3)을 구비한 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻을 수 있다.This makes it possible to obtain a phase shift mask blank having a phase shift film which can sufficiently exhibit the phase shift effect when exposure light of the wavelength range is received and can improve the resolution. Further, a
또한, 실시 형태 1의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 위상 시프트막(3)의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 20% 이내인 경우, 당해 파장 범위에서도, 위상 시프트막(3)의 투과율의 파장 의존성이 억제되어 있으므로, 표시 장치 제조 시의 노광기에 있어서, 마스크에 설치된 얼라인먼트 마크의 인식이 용이하게 되어, 얼라인먼트 정밀도가 향상된다. 또한, 마스크 검사 장치에 있어서, 투명 기판과 마스크 패턴의 투과율의 차를 이용하여, 마스크 패턴을 식별하는 검사 장치인 경우, 마스크 패턴의 형상 불량 결함 등의 결함을 인식하기 쉬워진다.The phase
또한, 실시 형태 1의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는, 파장 365nm에서 부여되는 위상차와 파장 436nm에서 부여되는 위상차의 차가 30도 이하인 경우, 당해 파장 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제되어 있으므로, 더욱 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사가 강해져, 해상도의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.The phase
또한, 실시 형태 1의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 위상 시프트막(3)의 반사율이 5% 이상 45% 이하고, 더욱 바람직한 실시 형태 1의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 위상 시프트막(3)의 반사율이 5% 이상 45% 이하고, 또한, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의, 파장에 의존하는 변화량이 5% 이내인 경우, 위상 시프트막(3) 위에 레지스트막을 형성하고, 레이저 묘화기 등에 의해 패턴 묘화를 행할 때, 묘화에 사용하는 광과 그 반사광이 중첩됨으로써 발생하는 정재파의 영향을 받는 경우가 적다. 이로 인해, 패턴 묘화 시에 있어서, 위상 시프트막(3) 위의 레지스트 패턴 단면의 에지 부분의 조도를 억제할 수 있어, 패턴 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 패턴 묘화 시의 얼라인먼트의 취득이 용이하게 되어, 길이 치수(MMS) 측정에 의한 마스크 패턴 계측이 용이하게 되기 때문에, 마스크 패턴을 고정밀도로 인식하는 것이 가능하게 된다. 또한, 위상 시프트 마스크를 사용해서 패턴 전사를 행하여 표시 장치를 제조하는 경우, 투명 기판과 얼라인먼트 마크의 반사율의 차를 이용하여 얼라인먼트 마크를 검지하는 경우에는, 마스크 얼라인먼트의 인식이 용이하게 되어, 얼라인먼트 정밀도가 향상된다. 또한, 위상 시프트 마스크를 사용한 패턴 전사를 행하여 표시 장치를 제조하는 경우, 플레어 현상의 영향을 억제할 수 있으므로, 양호한 CD 특성을 얻을 수 있고, 해상도의 향상을 도모할 수 있어, 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있다.The phase
또한, 실시 형태 1의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크(1), 및 후술하는 실시 형태 2의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크(30)는, 등배 노광의 프로젝션 노광에 사용되는 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크에 특히 효과를 발휘한다. 특히, 그 노광 환경으로서는, 개구수(NA)는, 바람직하게는 0.06 내지 0.15, 보다 바람직하게는 0.08 내지 0.10이며, 코히어런스 팩터(σ)는 바람직하게는 0.5 내지 1.0이다.The phase
실시 형태 2.
실시 형태 2에서는, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법에 대해서, 도 2, 도 3을 사용하여 설명한다. 도 2는, 본 발명의 실시 형태 2에 의한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 3은, 위상 시프트막(3) 위에 차광막(4)을 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도다. 도 2와 도 3에서, 도 1과 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다.In
실시 형태 2에 의한 위상 시프트 마스크(30)는, 투명 기판(2)과, 이 투명 기판(2) 위에 형성된 위상 시프트막 패턴(3')을 구비하고 있다(도 2의 (a), 이하, 제1 타입의 위상 시프트 마스크라고도 함). 또한, 위상 시프트막 패턴(3') 위에 차광막 패턴(4')을 형성한 구성이어도 된다(도 2의 (b), 이하, 제2 타입의 위상 시프트 마스크라고도 함). 또한, 위상 시프트막 패턴(3')의 아래에 차광막 패턴(4')을 형성한 구성이어도 된다(도 2의 (c), 이하, 제3 타입의 위상 시프트 마스크라고도 함).The
제1 타입의 위상 시프트 마스크(30)는, 위상 시프트막 패턴(3')으로 구성되는 위상 시프트부와, 투명 기판(2)이 노출되어 있는 부분으로 구성되는 광투과부에 의해 구성된다.The first type of
제2, 제3 타입의 위상 시프트 마스크(30)는, 위상 시프트막 패턴(3') 위, 또는 아래에 차광막 패턴(4')이 형성되어 있지 않은 위상 시프트막 패턴(3')의 부분의 위상 시프트부와, 위상 시프트막 패턴(3') 위, 또는 아래에 차광막 패턴(4')이 형성된 적층 부분의 차광부와, 투명 기판(2)이 노출되어 있는 부분이 광투과부에 의해 구성된다. 제2, 제3 타입의 위상 시프트 마스크(30)는, 위상 시프트부를 투과한 노광광에 의한 피전사체에 형성된 레지스트막의 막 감소를 방지할 수 있다.The second and third types of phase shift masks 30 are formed on the portion of the phase shift film pattern 3 'on which the light shield film pattern 4' is not formed on or below the phase shift film pattern 3 ' The light shielding portion of the laminated portion where the light shielding film pattern 4 'is formed on or below the phase shift film pattern 3' and the portion where the
상술한 제1 타입, 제2 타입 또는 제3 타입의 위상 시프트 마스크(30)에 있어서, 위상 시프트막 패턴(3')은, 금속과 규소와, 질소 및/또는 산소 중 어느 하나의 원소를 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함하는 것이다. 위상 시프트막 패턴(3') 전체의 광학 특성은, 위상 시프트막 패턴(3')이 단층막을 포함하는 경우, 그 위상 시프트막 패턴(3')을 구성하는 재료층을 구성하는 재료의 종류나 막 두께 등에 의해 결정되는 각 재료층의, 예를 들어 굴절률, 투과율 및 반사율 등의 광학 특성에 의해 정해지고, 위상 시프트막 패턴(3')이 적층막을 포함하는 경우, 그 위상 시프트막 패턴(3')을 구성하는 복수의 재료층을 구성하는 재료의 종류나 막 두께 등에 의해 결정되는 당해 광학 특성의 조합, 및 각 재료층의 적층순 및 적층 수 등의 구성에 의해 정해진다.In the
이러한 위상 시프트막 패턴(3')은, 위상 시프트막 패턴(3')을 구성하는 재료층의 조합에 의해, 특정 파장의 광에서의 투과율이 이하와 같은 범위로 제어되고, 또한, 특정 파장의 광에서의 투과율 및 위상차가 이하와 같은 범위로 제어되고, 또한 특정한 파장 범위의 광에서의 투과율, 위상차 및 반사율의, 파장에 의존하는 변화량이 이하와 같은 범위로 억제된다.The phase shift film pattern 3 'is controlled such that the transmittance of light of a specific wavelength is controlled in the following range by the combination of the material layers constituting the phase shift film pattern 3' The transmittance and phase difference in the light are controlled in the following ranges, and the amount of change in the transmittance, the phase difference, and the reflectance depending on the wavelength in the light in the specific wavelength range is suppressed to the following range.
구체적으로는, 위상 시프트막 패턴(3')은, 파장 365nm에서의 투과율이 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며, 파장 365nm에서의 위상차가, 160도 이상 200도 이하의 범위이며, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내이다. 이러한 위상 시프트막 패턴(3')은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위의 광에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다.Specifically, the phase shift film pattern 3 'has a transmittance at a wavelength of 365 nm in a range of 3.5% to 8%, a phase difference at a wavelength of 365 nm in a range of 160 to 200 degrees, a wavelength of 365 nm or more The amount of change in the transmittance in the range of 436 nm or less depending on the wavelength is within 5.5%. This phase shift film pattern 3 'exhibits optical characteristics in which the wavelength dependence of the transmittance in the light in the wavelength range of 365 nm to 436 nm is suppressed.
이로 인해, 위상 시프트막 패턴(3')이, 당해 파장 및 당해 파장 범위의 광을 받았을 때에, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사를 강하게 할 수 있으므로, 양호한 CD 특성을 갖는 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있는 위상 시프트막 패턴(3')을 구비한 위상 시프트 마스크(30)를 얻을 수 있다. 이 위상 시프트 마스크(30)는, 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있다.Therefore, when the phase shift film pattern 3 'receives light of the wavelength and the wavelength range of interest, the phase shift effect can be sufficiently exhibited and the optical intensity gradient at the pattern boundary portion can be strengthened, A phase shift mask pattern 30 'having a phase shift film pattern 3' capable of obtaining a desired transfer pattern shape having a desired pattern shape can be obtained. This
또한, 상술한 제1 타입, 제2 타입 또는 제3 타입의 위상 시프트 마스크(30)에 있어서, 위상 시프트막 패턴(3')이, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 20% 이내인 경우, 당해 파장 범위에서도, 투과율의 파장 의존성이 억제되어 있으므로, 표시 장치 제조 시의 노광기에 있어서, 마스크에 설치된 얼라인먼트 마크의 인식이 용이하게 되어, 얼라인먼트 정밀도가 향상된다. 또한, 마스크 검사 장치에 있어서, 투명 기판과 마스크 패턴의 투과율의 차를 이용하여, 마스크 패턴을 식별하는 검사 장치인 경우, 마스크 패턴의 형상 불량 결함 등의 결함을 인식하기 쉬워진다.In the
또한, 상술한 제1 타입, 제2 타입 또는 제3 타입의 위상 시프트 마스크(30)에 있어서, 위상 시프트막 패턴(3')이, 파장 365nm에서 부여되는 위상차와 파장 436nm에서 부여되는 위상차의 차(ΔP(365-436))가 30도 이하인 경우, 당해 파장 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제되어 있으므로, 더욱 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사가 강해져, 해상도의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.In the
또한, 상술한 제1 타입, 제2 타입 또는 제3 타입의 위상 시프트 마스크(30)에 있어서, 위상 시프트막 패턴(3')이, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율이 5% 이상 45% 이하, 또한, 위상 시프트막 패턴(3')이, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율이 5% 이상 45% 이하고, 또한 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의, 파장에 의존하는 변화량(ΔR%(700-365))이 5% 이내인 경우에, 길이 치수(MMS) 측정에 의한 마스크 패턴 계측이 용이하게 되기 때문에, 마스크 패턴을 고정밀도로 인식하는 것이 가능하게 된다. 또한, 위상 시프트 마스크를 사용하여 패턴 전사를 행해서 표시 장치를 제조하는 경우, 투명 기판과 얼라인먼트 마크의 반사율의 차를 이용하여 얼라인먼트 마크를 검지하는 경우에는, 마스크 얼라인먼트의 인식이 용이하게 되어, 얼라인먼트 정밀도가 향상된다. 또한, 위상 시프트 마스크를 사용하여 패턴 전사를 행하여 표시 장치를 제조하는 경우, 플레어 현상의 영향을 억제할 수 있으므로, 양호한 CD 특성을 얻을 수 있고, 해상도의 향상을 도모할 수 있어, 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있다.In the
이어서, 도 3을 사용하여 실시의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 3에 도시하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법은, 상술한 제1 타입, 제2 타입의 위상 시프트 마스크(30)의 제조 방법이다.Next, a method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device according to the embodiment will be described with reference to Fig. The manufacturing method of the phase shift mask shown in Fig. 3 is a manufacturing method of the
제1 타입, 제2 타입의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에서는, 우선, 실시 형태 1에 의한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 차광막(4) 위에 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정을 행한다.In the method of manufacturing the phase shift mask for manufacturing the first and second types of display devices, first, a resist film is formed on the light-shielding
상세하게는, 이 레지스트 패턴 형성 공정에서는, 우선, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 차광막(4) 위에 레지스트막(5)을 형성한다. 그 후, 레지스트막(5)에 대하여 소정의 사이즈의 패턴을 묘화한다. 그 후, 레지스트막(5)을 소정의 현상액으로 현상하고, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(5')을 형성한다.Specifically, in this resist pattern forming step, a resist
레지스트막(5)에 묘화하는 패턴으로서, 라인 앤 스페이스 패턴이나 홀 패턴을 들 수 있다.As a pattern to be drawn on the resist
이어서, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 하여 차광막(4)을 습식 에칭해서 차광막 패턴(4')을 형성하는 차광막 패턴 형성 공정을 행한다.Then, as shown in FIG. 3C, the light-shielding film pattern forming step for forming the light-shielding film pattern 4 'by wet-etching the light-shielding
차광막(4)을 습식 에칭하는 에칭액은, 차광막(4)을 형성하는 크롬계 재료나 금속 실리사이드계 재료를 선택적으로 에칭할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 차광막(4)의 형성 재료가 크롬계 재료인 경우에는, 예를 들어 질산 제2세륨암모늄과 과염소산을 포함하는 에칭액을 들 수 있다. 또한, 차광막(4)의 형성 재료가 금속 실리사이드계 재료인 경우에는, 예를 들어 불화수소산, 규불화수소산 및 불화수소암모늄에서 선택된 적어도 하나의 불소 화합물과, 과산화수소, 질산 및 황산에서 선택된 적어도 하나의 산화제를 포함하는 에칭액을 들 수 있다. 구체적으로는, 불화수소암모늄과 과산화수소의 혼합 용액을 순수로 희석한 에칭액을 들 수 있다.The etching solution for wet etching the light-shielding
이어서, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(5')을 박리한 후, 도 3의 (e)에 도시한 바와 같이, 차광막 패턴(4')을 마스크로 하여 위상 시프트막(3)을 습식 에칭해서 위상 시프트막 패턴(3')을 형성하는 위상 시프트막 패턴 형성 공정을 행한다.3 (d), after the resist pattern 5 'is peeled off, using the light-shielding film pattern 4' as a mask, as shown in FIG. 3 (e) The phase shift film pattern 3 'is wet-etched to form the phase shift film pattern 3'.
위상 시프트막(3)을 습식 에칭하는 에칭액은, 위상 시프트막(3)을 구성하는 크롬계 재료층 및 금속 실리사이드계 재료층을 각각 선택적으로 에칭할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 크롬계 재료층을 습식 에칭하는 에칭액으로서, 질산 제2세륨암모늄과 과염소산을 포함하는 에칭액을 들 수 있다. 또한, 금속 실리사이드계 재료층을 습식 에칭하는 에칭액으로서, 불화수소산, 규불화수소산 및 불화수소암모늄에서 선택된 적어도 하나의 불소 화합물과, 과산화수소, 질산 및 황산에서 선택된 적어도 하나의 산화제를 포함하는 에칭액을 들 수 있다.The etching solution for wet etching the
또한, 금속 실리사이드계 재료층 위에 크롬계 재료층이 형성된 위상 시프트막(3)의 경우, 크롬계 재료층을 습식 에칭할 때, 그 하층의 금속 실리사이드계 재료층으로부터 금속 이온이 용출되어, 전자가 크롬계 재료층에 공급되어, 크롬계 재료층의 습식 에칭이 느려진다는 현상이 발생한다. 그러나, 크롬계 재료층 위에 금속 실리사이드계 재료층이 형성된 위상 시프트막(3)의 경우, 그러한 현상은 발생하지 않는다. 이로 인해, 위상 시프트막(3)을 습식 에칭할 때의 면 내에서의 에칭 속도를 균일하게 할 수 있다.In the case of the
이어서, 위상 시프트막 패턴(3')으로 구성되는 위상 시프트부와, 투명 기판(2)이 노출되어 있는 부분으로 구성되는 광투과부를 갖는 타입의 위상 시프트 마스크(30)(제1 타입의 위상 시프트 마스크)를 제조하는 경우에는, 위상 시프트막 패턴 형성 공정 후, 도 3의 (f)에 도시한 바와 같이, 차광막 패턴(4')을 박리한다.Subsequently, a
또한, 위상 시프트막 패턴(3') 위에 위상 시프트막 패턴(3')보다 좁은 차광막 패턴(4')이 설치되고, 차광막 패턴(4')이 적층되어 있지 않은 위상 시프트막 패턴(3')의 부분으로 구성되는 위상 시프트부와, 위상 시프트막 패턴(3')과 차광막 패턴(4')이 적층되어 있는 부분으로 구성되는 차광부와, 투명 기판(2)이 노출되어 있는 부분으로 구성되는 광투과부를 갖는 타입의 위상 시프트 마스크(30)(제2 타입의 위상 시프트 마스크)를 제조하는 경우에는, 위상 시프트막 패턴 형성 공정 후, 도 3의 (g)에 도시한 바와 같이, 차광막 패턴(4')을, 위상 시프트막 패턴(3')보다 좁은 소정의 패턴으로 패터닝한다.A light shielding film pattern 4 'narrower than the phase shift film pattern 3' is provided on the phase shift film pattern 3 'and a phase shift film pattern 3' on which the light shielding film pattern 4 ' And a portion where the phase shift film pattern 3 'and the light-shielding film pattern 4' are laminated and a portion where the
이러한 레지스트 패턴 형성 공정과, 차광막 패턴 형성 공정과, 위상 시프트막 패턴 형성 공정에 의해, 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크(30)가 제조된다.The
또한, 상술한 제1 타입, 제2 타입의 위상 시프트 마스크(30)의 제조 방법은, 상술한 방법에 한정되지 않는다. 제1 타입의 위상 시프트 마스크(30)에서는, 실시 형태 1에 의한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)로서, 차광막(4)이 형성되어 있지 않은 구성의 것을 사용하여, 위상 시프트막(3) 위에 레지스트 패턴(5')을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정을 행하고, 그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 위상 시프트막(3)을 습식 에칭하여 위상 시프트막 패턴(3')을 형성하는 위상 시프트막 패턴 형성 공정을 행하고, 마지막으로 레지스트 패턴(5')을 박리하여, 제1 타입의 위상 시프트 마스크(30)를 얻을 수 있다.The method of manufacturing the
또한, 실시 형태 2의 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의하면, 실시 형태 1의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 사용하여 위상 시프트 마스크를 제조한다. 이로 인해, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사를 강하게 할 수 있어, 양호한 CD 특성을 갖는 원하는 전사 패턴 형상을 얻을 수 있는 위상 시프트막 패턴(3')을 구비한 위상 시프트 마스크(30)를 제조할 수 있다.Further, according to the method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device of
또한, 상술에서는, 제1 타입, 제2 타입의 위상 시프트 마스크(30)의 제조 방법에 대하여 설명했지만, 주 표면 위의 일부에 차광막 패턴이 이미 형성된 투명 기판(2)의 주 표면 위에 위상 시프트막 패턴(3')을 형성한 위상 시프트 마스크(30)(제3 타입의 위상 시프트 마스크)에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 위상 시프트막 패턴(3')이, 주 표면 위의 일부에 이미 형성된 차광막 패턴(4')을 덮도록, 또는, 차광막 패턴(4')이 형성되어 있지 않은 주 표면 위에 형성됨으로써, 그 차광막 패턴과 위상 시프트막 패턴(3')이 적층되어 있지 않은 부분을 위상 시프트부로 할 수 있어, 그 위상 시프트부에 있어서, 위상 시프트 효과를 발휘할 수 있다.Although the method of manufacturing the
이러한, 주 표면 위의 일부에 차광막 패턴(4')이 이미 형성된 투명 기판(2)의 주 표면 위에 위상 시프트막 패턴(3')을 형성한 제3 타입의 위상 시프트 마스크(30)는, 예를 들어 투명 기판(2)의 주 표면 위에 스퍼터링에 의해 차광막을 형성하는 차광막 형성 공정과, 이 차광막 형성 공정 후에, 습식 에칭에 의해, 그 차광막을 패터닝하여 차광막 패턴을 형성하는 차광막 패턴 형성 공정과, 이 차광막 패턴 형성 공정 후에, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 그 차광막 패턴을 덮도록 위상 시프트막(3)을 형성하는 위상 시프트막 형성 공정과, 이 위상 시프트막 형성 공정 후에, 습식 에칭에 의해, 그 위상 시프트막(3)을 패터닝하여 위상 시프트막 패턴(3')을 형성하는 위상 시프트막 패턴 형성 공정에 의해 제조된다.The
실시 형태 3.Embodiment 3:
실시 형태 3에서는, 실시 형태 2에 의한 위상 시프트 마스크를 사용한, 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.In
실시 형태 3의 표시 장치의 제조 방법에서는, 우선, 기판 위에 레지스트막이 형성된 레지스트막 구비 기판에 대하여, 실시 형태 2에 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크(30) 또는 실시 형태 2에 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크(30)를 레지스트막에 대향하여 배치하는 위상 시프트 마스크 배치 공정을 행한다.In the method of manufacturing the display device according to
이어서, 노광광을 위상 시프트 마스크(30)에 조사하여, 레지스트막을 노광하는 레지스트막 노광 공정을 행한다.Then, exposure light is applied to the
노광광은, 예를 들어 300nm 이상 700nm 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 복합 광이다. 구체적으로는, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합 광이다. 노광광에 사용되는 복합 광에서의 i선, h선 및 g선의 강도비는, 표시 장치의 제조에 따라, i선:h선:g선의 강도 비율을 1:1:1이나 2:1:1 등, 적절히 변경할 수 있다.The exposure light is, for example, a composite light containing light in a wavelength range of 300 nm or more and 700 nm or less. Specifically, it is composite light including i-line, h-line and g-line. The intensity ratio of the i-line, the h-line and the g-line in the composite light used for the exposure light is set to be 1: 1: 1 or 2: 1: 1 And so on.
이 실시 형태 3의 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 실시 형태 2에서 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의해 얻어진 위상 시프트 마스크(30), 또는, 실시 형태 2에서 설명한 표시 장치 제조용의 위상 시프트 마스크(30)를 사용하여 표시 장치를 제조한다. 이로 인해, 미세한 라인 앤 스페이스 패턴이나 콘택트 홀을 갖는 표시 장치를 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of the display device of the third embodiment, the
[실시예][Example]
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples.
또한, 이하에서, 합성 석영 유리 기판의 약칭을 QZ로 한다. 또한, QZ/A/B/C라 표기했을 때는, QZ 위에 A층, B층, C층이 이 순서대로 성막된 구성인 것을 나타내는 것으로 한다.In the following, the abbreviation of the synthetic quartz glass substrate is QZ. When QZ / A / B / C is used, QZ / A / B / C indicates that the layers A, B, and C are formed in this order on QZ.
실시예 1.Example 1.
실시예 1에서는, QZ/CrON/MoSiN 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
상술한 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 제조하기 위해서, 우선, 투명 기판(2)으로서, 3345사이즈(330mm×450mm×5mm)의 합성 석영 유리 기판을 준비하였다.In order to manufacture the phase shift mask blank 1 having the above-described configuration, a synthetic quartz glass substrate of 3345 size (330 mm x 450 mm x 5 mm) was first prepared as the
그 후, 투명 기판(2)을 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟과, 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하여, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 10nm)과, 크롬계 재료층 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 120nm)을 성막하여, 위상 시프트막(3)(합계 막 두께: 130nm)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 크롬계 재료층은, 크롬 타깃 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 일산화질소(NO) 가스를 포함하는 혼합 가스(Ar: 30sccm, NO: 30sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 4.0kW, 투명 기판(2)의 반송 속도를 400mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 성막하였다.The chromium-based material layer was formed by introducing a mixed gas (Ar: 30 sccm, NO: 30 sccm) containing argon (Ar) gas and nitrogen monoxide (NO) gas near the chromium target, The film was formed on the main surface of the
또한, 금속 실리사이드계 재료층은, 몰리브덴실리사이드 타겟 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 질소(N2) 가스의 혼합 가스(Ar: 30sccm, N2: 70sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 8.0kW, 투명 기판(2)의 반송 속도를 400mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 크롬계 재료층 위에 성막하였다. 또한, 금속 실리사이드계 재료층은, 원하는 막 두께 120nm를 얻기 위해 동일한 조건에서 복수 회 적층하였다.The metal silicide material layer was formed by introducing a mixed gas (Ar: 30 sccm, N 2 : 70 sccm) of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas near the molybdenum silicide target, The film was formed on the chromium-based material layer by reactive sputtering at a transporting speed of the
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 히타치 하이테크놀로지사 제조의 분광 광도계 U-4100에 의해 투과율을 측정하고, 레이저텍사 제조의 MPM-100에 의해 위상차를 측정하였다. 이하의 실시예, 비교예에서, 투과율이나 위상차의 측정에는, 각각 동일한 장치를 사용하였다. 또한, 이하의 실시예, 비교예에서의 투과율의 값은, 모두 Air 기준의 값이다.The
위상 시프트막(3)의 투과율, 위상차의 측정에는, 동일한 기판 홀더(도시하지 않음)에 세트된 6025사이즈(152mm×152mm)의 투명 기판(2)의 주 표면 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층과 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층으로 구성된 적층 구조의 위상 시프트막(3)(합계 막 두께 130nm)이 성막된 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을 사용하였다.The transmittance and the phase difference of the
그 결과, 도 4에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 1의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 1의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. 파장 365nm에서의 투과율(이하, T%(365)라고도 함)은 4.41%이며, ΔT%(436-365)는 3.91%이었다. 이로 인해, 실시예 1의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 4, the transmittance spectrum of Example 1 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that transmittance variation is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The measurement results of the specific transmittance of Example 1 are shown in Fig. The transmittance at a wavelength of 365 nm (hereinafter, also referred to as T% (365)) was 4.41%, and ΔT% (436-365) was 3.91%. As a result, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 13.35%이었다. 이로 인해, 실시예 1의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.Further, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 13.35%. As a result, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. 파장 365nm에서 부여되는 위상차(이하, P(365)라고도 함)는 181.7도이며, ΔP(365-436)는 28.7도이었다. 이로 인해, 실시예 1의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. (Hereinafter also referred to as P (365)) given at a wavelength of 365 nm was 181.7 degrees, and? P (365-436) was 28.7 degrees. Thus, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 히타치 하이테크놀로지사 제조의 분광 광도계 U-4100에 의해 반사율을 측정하였다. 이하의 실시예, 비교예 및 참고예에서, 반사율의 측정에는, 동일한 장치를 사용하였다.Further, the
그 결과, 도 6에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 1의 반사율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 반사율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 1의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율(이하, R%(700-365)라고도 함)은 17.9% 이상 22.4% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 4.5%이었다. 이로 인해, 실시예 1의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 6, the reflectance spectrum of Example 1 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that reflectance changes are smaller than those of Comparative Examples 1 and 2 described later. The results of measurement of the specific reflectance of Example 1 are shown in Fig. The reflectance (hereinafter also referred to as R% (700-365)) in the wavelength range of 365 nm to 700 nm is 17.9% or more and 22.4% or less, and the range (difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm is 4.5 %. Thus, it was found that the
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 사용하여 위상 시프트 마스크(30)를 제조하기 위해서, 우선, 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3) 위에 레지스트 도포 장치를 사용하여 레지스트 재료를 도포하였다.In order to manufacture the
그 후, 가열·냉각 공정을 거쳐, 막 두께 1000nm의 레지스트막(5)을 형성하였다.Thereafter, a resist
그 후, 레이저 묘화 장치를 사용하여 레지스트막(5)을 묘화하고, 현상·린스 공정을 거쳐, 위상 시프트막(3) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴(도시하지 않음)을 갖는 레지스트 패턴(5')을 형성하였다.Thereafter, the resist
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 불화수소암모늄과 과산화수소의 혼합 용액을 순수로 희석한 몰리브덴실리사이드 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 습식 에칭하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a molybdenum silicide etchant in which a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide is diluted with pure water is used to etch the metal silicide (MoSiN) containing the molybdenum silicide nitride (MoSiN) Based material layer was wet-etched.
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 질산 제2세륨암모늄과 과염소산을 포함하는 크롬 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층을 습식 에칭하여 위상 시프트막 패턴(3')을 형성하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a chromium-based material layer containing chromium nitride (CrON) of the
그 후, 레지스트 패턴(5')을 박리하였다.Thereafter, the resist pattern 5 'was peeled off.
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.Thus, a
상술한 위상 시프트막 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크의 위상 시프트 효과에 대해서 시뮬레이션을 행하였다. 시뮬레이션은, 개구수(NA)=0.1, 코히어런스 팩터(σ)=0.5, 노광광으로서, i선(365nm), h선(405nm) 및 g선(436nm)을 포함하고, i선:h선:g선=2:1:1의 광 강도비를 갖는 복합 광으로 하였다.The phase shift effect of the phase shift mask having the phase shift film pattern described above was simulated. The simulation includes the numerical aperture (NA) = 0.1, the coherence factor (sigma) = 0.5, exposure light including i line (365 nm), h line (405 nm), and g line (436 nm) And a line: g line = 2: 1: 1.
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 결과(광 강도 분포)를 도 9에 나타내었다.(Light intensity distribution) obtained by simulating the spatial image of light passing through the phase shift mask having the phase shift film pattern having the contact hole pattern of 2.5 mu m square is shown in Fig.
도 9의 횡축은, 피전사체 위의 레지스트막에 전사되는 콘택트 홀 패턴의 콘택트 홀 중심으로부터의 위치(㎛)이며, 종축은, 강도비(위상 시프트 마스크로부터 투과되는 최대 광량을 1로 했을 때의 강도비)이다. 도 9의 광 강도 분포 곡선은, 콘택트 홀 중심에서 투과광의 광 강도가 피크가 되고, 그 중심으로부터 이격됨에 따라서 투과광의 광 강도가 서서히 낮아진다. 도 9의 광 강도 분포 곡선에 있어서, 피크 강도를 나타내는 콘택트 홀 중심으로부터 ±1㎛의 위치가, 피전사체 위의 레지스트막에 형성되는 2.0㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴의 경계 부분(콘택트 홀 패턴의 직선 부분)에 상당한다. 이 패턴 경계 부분에서의 광 강도 경사는, 패턴 경계 부분의 근방의 광 강도의 차로부터 얻을 수 있다.9, the abscissa axis indicates the position (μm) of the contact hole pattern transferred to the resist film on the transfer body from the center of the contact hole, and the ordinate axis indicates the intensity ratio (the maximum intensity of light transmitted from the phase shift mask is 1 Intensity ratio). In the light intensity distribution curve in Fig. 9, the light intensity of the transmitted light at the center of the contact hole becomes a peak, and the light intensity of the transmitted light gradually decreases as the distance from the center becomes large. In the light intensity distribution curve of Fig. 9, the position of +/- 1 mu m from the center of the contact hole showing the peak intensity is the boundary portion of the contact hole pattern of 2.0 mu m square formed in the resist film on the transfer body Portion). The light intensity gradient in this pattern boundary portion can be obtained from the difference in light intensity near the pattern boundary portion.
도 9에 도시한 바와 같이, 실시예 1의 광 강도 분포 곡선은, 후술하는 비교예에 비해, 콘택트 홀 중심에 날카로운 피크 강도를 갖고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 크고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 작은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 9, the light intensity distribution curve of Example 1 has sharp peak intensity at the center of the contact hole, a change in light intensity is large at the pattern boundary portion, And the change in light intensity is small in the outer peripheral region.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사(해상도)는 0.446이었다. 이로 인해, 실시예 1의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내어, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.The light intensity gradient (resolution) at the pattern boundary was 0.446. As a result, it was found that the phase shift mask of Example 1 showed a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
실시예 2.Example 2.
실시예 2에서는, QZ/CrN/MoSiN 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟과, 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하여, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 크롬질화물(CrN)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 10nm)과, 크롬계 재료층 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 120nm)을 성막하여, 위상 시프트막(3)(합계 막 두께: 130nm)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 크롬계 재료층은, 크롬 타깃 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 질소(N2) 가스를 포함하는 혼합 가스(Ar: 30sccm, N2: 70sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 4.0kW, 투명 기판(2)의 반송 속도를 400mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 성막하였다.In the chrome-based material layer, a mixed gas (Ar: 30 sccm, N 2 : 70 sccm) containing argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas was introduced near the chromium target, The film was formed on the main surface of the
또한, 금속 실리사이드계 재료층은, 실시예 1과 동일한 조건(원하는 막 두께 120nm를 얻기 위해 동일한 조건에서 복수 회 적층)에서 성막하였다.In addition, the metal silicide-based material layer was formed under the same conditions as in Example 1 (laminated a plurality of times under the same conditions to obtain a desired film thickness of 120 nm).
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에, 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation were measured for the obtained
QZ/CrN/MoSiN 구성의 위상 시프트막(3)(합계 막 두께 130nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.(Dummy substrate) on which a
그 결과, 도 4에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 2의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 2의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 3.34%이며, ΔT%(436-365)는 3.28%이었다. 이로 인해, 실시예 2의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 4, the transmittance spectrum of Example 2 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that transmittance variation is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The measurement results of the specific transmittance of Example 2 are shown in Fig. T% (365) was 3.34% and ΔT% (436-365) was 3.28%. Thus, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 12.68%이었다. 이로 인해, 실시예 2의 위상 시프트막(3)은 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.Further, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 12.68%. Thus, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. P(365)는 182.7도이며, ΔP(365-436)는 27.7도이었다. 이로 인해, 실시예 2의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 182.7 degrees, and? P (365-436) was 27.7 degrees. As a result, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 6에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 2의 반사율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 반사율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 2의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. R%(700-365)는 16.6% 이상 24.8% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 8.2%이었다. 이로 인해, 실시예 2의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 6, the reflectance spectrum of Example 2 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that reflectance change is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The results of measurement of the specific reflectance of Example 2 are shown in Fig. The R% (700-365) was 16.6% or more and 24.8% or less, and the range (difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm was 8.2%. Thus, it was found that the
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.A
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 10에 도시한다.10 shows a light intensity distribution curve simulating a spatial image of light passing through a phase shift mask having a phase shift film pattern having a contact hole pattern of 2.5 mu m square.
도 10에 도시한 바와 같이, 실시예 2의 광 강도 분포 곡선은, 후술하는 비교예에 비해, 콘택트 홀 중심에 날카로운 피크 강도를 갖고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 크고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 작은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 10, the light intensity distribution curve of Example 2 has a sharp peak intensity at the center of the contact hole, a larger light intensity change at the pattern boundary, And the change in light intensity is small in the outer peripheral region.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.447이었다. 이로 인해, 실시예 2의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내어, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.The light intensity gradient at the pattern boundary was 0.447. As a result, it was found that the phase shift mask of Example 2 exhibited a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
실시예 3.Example 3.
실시예 3에서는, QZ/CrON/MoSiN/CrON 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟과, 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하고, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 5nm)과, 크롬계 재료층 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 120nm)과, 금속 실리사이드계 재료층 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 5nm)을 성막하여, 위상 시프트막(3)(합계 막 두께: 130nm)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 크롬계 재료층은, 투명 기판(2)의 반송 속도를 800mm/분으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조건에서 성막하였다. 또한, 금속 실리사이드계 재료층도, 실시예 1과 동일한 조건(원하는 막 두께 120nm를 얻기 위해 동일한 조건에서 복수 회 적층)에서 성막하였다.The chromium-based material layer was formed under the same conditions as in Example 1, except that the transporting speed of the
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에, 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation were measured for the obtained
QZ/CrON/MoSiN/CrON 구성의 위상 시프트막(3)(합계 막 두께 130nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.(Dummy substrate) on which a phase shift film 3 (total film thickness: 130 nm) having a QZ / CrON / MoSiN / CrON structure was formed was used for measurement of transmittance and phase difference.
그 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 3의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 3의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 4.03%이며, ΔT%(436-365)는 3.32%이었다. 이로 인해, 실시예 3의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 5, the transmittance spectrum of Example 3 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics of a small change in transmittance as compared with Comparative Examples 1 and 2 described later. The measurement results of the specific transmittance of Example 3 are shown in Fig. T% (365) was 4.03%, and ΔT% (436-365) was 3.32%. As a result, it was found that the
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 12.49%이었다. 이로 인해, 실시예 3의 위상 시프트막(3)은 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.Further, as shown in Fig. 7,? T% (700-365) was 12.49%. Thus, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 7에 나타내었다. P(365)는 181.0도이며, ΔP(365-436)는 28.3도이었다. 이로 인해, 실시예 3의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 181.0 degrees, and? P (365-436) was 28.3 degrees. Thus, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 7에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 3의 반사율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 반사율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 3의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. R%(700-365)는 26.4% 이상 30.0% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 3.5%이었다. 이로 인해, 실시예 3의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 7, the reflectance spectrum of Example 3 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics of a small change in reflectance as compared with Comparative Examples 1 and 2 described later. The results of measurement of the specific reflectance of Example 3 are shown in Fig. The R% (700-365) was 26.4% or more and 30.0% or less, and the range (difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm was 3.5%. As a result, it was found that the
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 사용하여 위상 시프트 마스크(30)를 제조하기 위해, 우선, 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 레지스트 패턴(5')을 형성하였다.In order to manufacture the
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 질산제2세륨암모늄과 과염소산을 포함하는 크롬 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)에 2층째의 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층을 습식 에칭하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a chromium-based material (CrON) containing the second layer chromium oxide (CrON) is deposited on the
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 불화수소암모늄과 과산화수소의 혼합 용액을 순수로 희석한 몰리브덴실리사이드 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 습식 에칭하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a molybdenum silicide etchant in which a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide is diluted with pure water is used to etch the metal silicide (MoSiN) containing the molybdenum silicide nitride (MoSiN) Based material layer was wet-etched.
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 질산제2 세륨암모늄과 과염소산을 포함하는 크롬 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 1층째의 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층을 습식 에칭하여 위상 시프트막 패턴(3')을 형성하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a chromium-based material (CrON) containing the first layer chromium oxide nitride (CrON) of the
그 후, 레지스트 패턴(5')을 박리하였다.Thereafter, the resist pattern 5 'was peeled off.
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.Thus, a
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 9에 나타내었다.A light intensity distribution curve simulating a spatial image of light passing through a phase shift mask having a phase shift film pattern having a contact hole pattern of 2.5 mu m square is shown in Fig.
도 9에 도시한 바와 같이, 실시예 3의 광 강도 분포 곡선은, 후술하는 비교예에 비해, 콘택트 홀 중심에 날카로운 피크 강도를 갖고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 크고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 작은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 9, the light intensity distribution curve of Example 3 has a sharp peak intensity at the center of a contact hole, a change in light intensity is large at the pattern boundary, And the change in light intensity is small in the outer peripheral region.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.447이었다. 이로 인해, 실시예 3의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내고, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.The light intensity gradient at the pattern boundary was 0.447. As a result, it was found that the phase shift mask of Example 3 showed a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
실시예 4.Example 4.
실시예 4에서는, QZ/CrN/MoSiN/CrN 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟과, 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하고, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 크롬질화물(CrN)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 5nm)과, 크롬계 재료층 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 120nm)과, 금속 실리사이드계 재료층 위에 크롬질화물(CrN)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 5nm)을 성막하여, 위상 시프트막(3)(합계 막 두께: 130nm)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 크롬계 재료층은, 투명 기판(2)의 반송 속도를 800mm/분으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조건에서 성막하였다. 또한, 금속 실리사이드계 재료층도, 실시예 1과 동일한 조건(원하는 막 두께 120nm를 얻기 위해 동일한 조건에서 복수 회 적층)에서 성막하였다.The chromium-based material layer was formed under the same conditions as in Example 1, except that the transporting speed of the
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation of the
QZ/CrN/MoSiN/CrN 구성의 위상 시프트막(3)(합계 막 두께 130nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.(Dummy substrate) on which a
그 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 4의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 4의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 3.82%이며, ΔT%(436-365)는 3.33%이었다. 이로 인해, 실시예 4의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 5, the transmittance spectrum of Example 4 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that transmittance change is small compared with Comparative Examples 1 and 2 described later. The measurement results of the specific transmittance of Example 4 are shown in Fig. T% (365) was 3.82%, and ΔT% (436-365) was 3.33%. As a result, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 14.64%이었다. 이로 인해, 실시예 4의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.Further, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 14.64%. Thus, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 7에 나타내었다. P(365)는 180.2도이며, ΔP(365-436)는 26.8도이었다. 이로 인해, 실시예 4의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 180.2 degrees and? P (365-436) was 26.8 degrees. Thus, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 7에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 4의 반사율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 반사율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 4의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. R%(700-365)는 22.4% 이상 27.5% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 5.0%이었다. 이로 인해, 실시예 4의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 7, the reflectance spectrum of Example 4 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that reflectance change is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The results of measurement of the specific reflectance of Example 4 are shown in Fig. The R% (700-365) was 22.4% or more and 27.5% or less, and the range (difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm was 5.0%. Thus, it was found that the
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 3과 마찬가지의 방법에 의해, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.A
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다. 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 10에 도시한다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
도 10에 도시한 바와 같이, 실시예 4의 광 강도 분포 곡선은, 후술하는 비교예에 비해, 콘택트 홀 중심에 날카로운 피크 강도를 갖고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 크고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 작은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 10, the light intensity distribution curve of Example 4 has a sharp peak intensity at the center of the contact hole, a larger light intensity change at the pattern boundary, And the change in light intensity is small in the outer peripheral region.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.447이었다. 이로 인해, 실시예 4의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내고, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.The light intensity gradient at the pattern boundary was 0.447. As a result, it was found that the phase shift mask of Example 4 exhibited a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
실시예 5.Example 5.
실시예 5에서는, QZ/MoSiN/CrN 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟과, 크롬을 포함하는 스퍼터링 타깃이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하고, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 120nm)과, 금속 실리사이드계 재료층 위에 크롬질화물(CrN)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 10nm)을 성막하여, 위상 시프트막(3)(합계 막 두께: 130nm)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 금속 실리사이드계 재료층은, 몰리브덴실리사이드 타겟 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 질소(N2) 가스의 혼합 가스(Ar: 30sccm, N2: 70sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 8.0kW, 투명 기판(2)의 반송 속도를 400mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 성막하였다. 원하는 막 두께 120nm를 얻기 위하여 동일한 조건에서 복수 회 적층하였다.The metal silicide material layer was formed by introducing a mixed gas (Ar: 30 sccm, N 2 : 70 sccm) of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas near the molybdenum silicide target, The film was formed on the main surface of the
또한, 크롬계 재료층은, 크롬 타깃 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 질소(N2) 가스를 포함하는 혼합 가스(Ar: 30sccm, N2: 70sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 4.0kW, 투명 기판(2)의 반송 속도를 800mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 금속 실리사이드계 재료층 위에 성막하였다.In the chrome-based material layer, a mixed gas (Ar: 30 sccm, N 2 : 70 sccm) containing argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas was introduced near the chromium target, The
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation of the
QZ/MoSiN/CrN 구성의 위상 시프트막(3)(합계 막 두께 130nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.(Dummy substrate) on which a
그 결과, 도 4에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 5의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 5의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 3.16%이며, ΔT%(436-365)는 2.88%이었다. 이로 인해, 실시예 5의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in FIG. 4, the transmittance spectrum of Example 5 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that transmittance change is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The measurement results of the specific transmittance of Example 5 are shown in Fig. T% (365) was 3.16% and ΔT% (436-365) was 2.88%. As a result, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 12.21%이었다. 이로 인해, 실시예 5의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.Further, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 12.21%. As a result, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. P(365)는 178.4도이며, ΔP(365-436)는 26.6도이었다. 이로 인해, 실시예 5의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 178.4 degrees, and? P (365-436) was 26.6 degrees. As a result, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 6에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 5의 반사율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 반사율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 5의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. R%(700-365)는 33.6% 이상 44.6% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 11.0%이었다. 이로 인해, 실시예 5의 위상 시프트막(3)은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 6, the reflectance spectrum of Example 5 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that reflectance change is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The results of measurement of the specific reflectance of Example 5 are shown in Fig. R% (700-365) was 33.6% or more and 44.6% or less, and the range (difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm was 11.0%. As a result, it was found that the
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 5와 마찬가지의 방법에 의해, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.A
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 10에 도시한다.10 shows a light intensity distribution curve simulating a spatial image of light passing through a phase shift mask having a phase shift film pattern having a contact hole pattern of 2.5 mu m square.
도 10에 도시한 바와 같이, 실시예 5의 광 강도 분포 곡선은, 후술하는 비교예에 비해, 콘택트 홀 중심에 날카로운 피크 강도를 갖고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 크고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 작은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 10, the light intensity distribution curve of Example 5 has a sharp peak intensity at the center of the contact hole, a larger light intensity change at the pattern boundary, And the change in light intensity is small in the outer peripheral region.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.448이었다. 이로 인해, 실시예 5의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내고, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.The slope of the light intensity at the pattern boundary was 0.448. As a result, it was found that the phase shift mask of Example 5 showed a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
실시예 6.Example 6.
실시예 6에서는, QZ/MoSiN/CrON 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟과, 크롬을 포함하는 스퍼터링 타깃이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하고, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 120nm)과, 금속 실리사이드계 재료층 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 10nm)을 성막하여, 위상 시프트막(3)(합계 막 두께: 130nm)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 금속 실리사이드계 재료층은, 실시예 5와 동일한 조건에서 성막하였다.The metal silicide-based material layer was formed under the same conditions as in Example 5.
또한, 크롬계 재료층은, 크롬 타깃 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 일산화질소(NO) 가스를 포함하는 혼합 가스(Ar: 30sccm, NO: 30sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 4.0kW, 투명 기판(2)의 반송 속도를 800mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 금속 실리사이드계 재료층 위에 성막하였다.The chromium-based material layer was formed by introducing a mixed gas (Ar: 30 sccm, NO: 30 sccm) containing argon (Ar) gas and nitrogen monoxide (NO) gas near the chromium target, The film was formed on the metal silicide-based material layer by reactive sputtering at a transporting speed of 800 mm / min.
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation were measured for the obtained
QZ/MoSiN/CrON 구성의 위상 시프트막(3)(합계 막 두께 130nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.(Dummy substrate) on which a
그 결과, 도 4에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 6의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 6의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 4.21%이며, ΔT%(436-365)는 3.5%이었다. 이로 인해, 실시예 6의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 4, the transmittance spectrum of Example 6 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that transmittance change is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The measurement results of the specific transmittance of Example 6 are shown in Fig. T% (365) was 4.21% and ΔT% (436-365) was 3.5%. As a result, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 12.88%이었다. 이로 인해, 실시예 6의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.In addition, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 12.88%. Thus, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. P(365)는 178.8도이며, ΔP(365-436)는 28도이었다. 이로 인해, 실시예 6의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 178.8 degrees, and? P (365-436) was 28 degrees. As a result, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 6에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 6의 반사율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 반사율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 6의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. R%(700-365)는 30.7% 이상 39.4% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 8.7%이었다. 이로 인해, 실시예 6의 위상 시프트막(3)은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 6, the reflectance spectrum of Example 6 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that reflectance change is small compared with Comparative Examples 1 and 2 described later. The results of measurement of the reflectance in Example 6 are shown in Fig. R% (700-365) was 30.7% or more and 39.4% or less, and the range (difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm was 8.7%. As a result, it was found that the
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 사용하여 위상 시프트 마스크(30)를 제조하기 위해, 우선, 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3) 위에 레지스트 도포 장치를 사용하여 레지스트 재료를 도포하였다.In order to manufacture the
그 후, 가열·냉각 공정을 거쳐, 막 두께 1000nm의 레지스트막(5)을 형성하였다.Thereafter, a resist
그 후, 레이저 묘화 장치를 사용하여 레지스트막(5)을 묘화하고, 현상·린스 공정을 거쳐, 위상 시프트막(3) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴(도시하지 않음)을 갖는 레지스트 패턴(5')을 형성하였다.Thereafter, the resist
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 질산제2세륨암모늄과 과염소산을 포함하는 크롬 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층을 습식 에칭하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a chromium-based material layer containing chromium nitride (CrON) of the
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 불화수소암모늄과 과산화수소의 혼합 용액을 순수로 희석한 몰리브덴실리사이드 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 습식 에칭하여 위상 시프트막 패턴(3')을 형성하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a molybdenum silicide etchant in which a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide is diluted with pure water is used to etch the metal silicide (MoSiN) containing the molybdenum silicide nitride (MoSiN) The base material layer was wet-etched to form the phase shift film pattern 3 '.
그 후, 레지스트 패턴(5')을 박리하였다.Thereafter, the resist pattern 5 'was peeled off.
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.Thus, a
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
그 결과, 패턴 경계 부분의 광 강도 경사는, 실시예 5와 동등하였다. 이로 인해, 실시예 6의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내고, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.As a result, the light intensity gradient at the pattern boundary was the same as in Example 5. [ As a result, it was found that the phase shift mask of Example 6 exhibited a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
실시예 7.Example 7.
실시예 7에서는, QZ/MoSiN/CrON/MoSiN 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In Embodiment 7, a phase shift mask blank having a QZ / MoSiN / CrON / MoSiN structure will be described.
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟과 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하고, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 60nm)과, 금속 실리사이드계 재료층 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 10nm)과, 크롬계 재료층 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 60nm)을 성막하고, 위상 시프트막(3)(합계 막 두께: 130nm)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 금속 실리사이드계 재료층은, 투명 기판(2)의 반송 속도를 약 800mm/분으로 한 것 이외에는, 실시예 6과 동일한 조건에서 성막하였다. 또한, 크롬계 재료층도, 실시예 6과 동일한 조건에서 성막하였다.The metal silicide-based material layer was formed under the same conditions as in Example 6 except that the transporting speed of the
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation of the
QZ/MoSiN/CrON/MoSiN 구성의 위상 시프트막(3)(합계 막 두께 130nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.(Dummy substrate) on which a
그 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 7의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 7의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 4.49%이며, ΔT%(436-365)는 3.92%이었다. 이로 인해, 실시예 7의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 5, the transmittance spectrum of Example 7 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that transmittance variation is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The results of measurement of the specific transmittance of Example 7 are shown in Fig. T% (365) was 4.49% and ΔT% (436-365) was 3.92%. Thus, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 23.78%이었다. 이로 인해, 실시예 7의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.Further, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 23.78%. As a result, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. P(365)는 178.8도이며, ΔP(365-436)는 24도이었다. 이로 인해, 실시예 7의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 178.8 degrees, and? P (365-436) was 24 degrees. As a result, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과를 도 7에 나타내었다. 또한, 실시예 7의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. R%(700-365)는 5.4% 이상 24.4% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 19.0%이었다.The results are shown in Fig. The results of measurement of the reflectance of Example 7 are shown in Fig. The R% (700-365) was 5.4% or more and 24.4% or less, and the range (difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm was 19.0%.
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 상술한 바와 같이 하여 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 사용하여 위상 시프트 마스크(30)를 제조하기 위해, 우선, 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 레지스트 패턴(5')을 형성하였다.In order to manufacture the
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 불화수소암모늄과 과산화수소의 혼합 용액을 순수로 희석한 몰리브덴실리사이드 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 습식 에칭하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a molybdenum silicide etchant in which a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide is diluted with pure water is used to etch the metal silicide (MoSiN) containing the molybdenum silicide nitride (MoSiN) Based material layer was wet-etched.
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 질산제2세륨암모늄과 과염소산을 포함하는 크롬 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 1층째의 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층을 습식 에칭하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a chromium-based material (CrON) containing the first layer chromium oxide nitride (CrON) of the
그 후, 레지스트 패턴(5')을 마스크로 해서, 불화수소암모늄과 과산화수소의 혼합 용액을 순수로 희석한 몰리브덴실리사이드 에칭액에 의해 위상 시프트막(3)의 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층을 습식 에칭하여 위상 시프트막 패턴(3')을 형성하였다.Thereafter, using the resist pattern 5 'as a mask, a molybdenum silicide etchant in which a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide is diluted with pure water is used to etch the metal silicide (MoSiN) containing the molybdenum silicide nitride (MoSiN) The base material layer was wet-etched to form the phase shift film pattern 3 '.
그 후, 레지스트 패턴(5')을 박리하였다.Thereafter, the resist pattern 5 'was peeled off.
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.Thus, a
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 9에 나타내었다.A light intensity distribution curve simulating a spatial image of light passing through a phase shift mask having a phase shift film pattern having a contact hole pattern of 2.5 mu m square is shown in Fig.
도 9에 도시한 바와 같이, 실시예 7의 광 강도 분포 곡선은, 후술하는 비교예에 비해, 콘택트 홀 중심에 날카로운 피크 강도를 갖고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 크고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 작은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 9, the light intensity distribution curve of Example 7 has a sharp peak intensity at the center of the contact hole, a larger light intensity change at the pattern boundary, And the change in light intensity is small in the outer peripheral region.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.446이었다. 이로 인해, 실시예 7의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내고, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.The light intensity gradient at the pattern boundary was 0.446. As a result, it was found that the phase shift mask of Example 7 exhibited a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
실시예 8.Example 8.
실시예 8에서는, QZ/MoSiN/CrN/MoSiN 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In Embodiment 8, a phase shift mask blank having a QZ / MoSiN / CrN / MoSiN structure will be described.
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟과 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하고, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 59nm)과, 금속 실리사이드계 재료층 위에 크롬질화물(CrN)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께: 10nm)과, 크롬계 재료층 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 59nm)을 성막하여, 위상 시프트막(3)(합계 막 두께: 128nm)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 금속 실리사이드층은, 투명 기판(2)의 반송 속도를 약 800mm/분으로 한 것 이외에는, 실시예 5와 동일 조건에서 성막하였다. 또한, 크롬계 재료층도, 실시예 5와 동일한 조건에서 성막하였다.The metal silicide layer was formed under the same conditions as in Example 5 except that the transporting speed of the
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation of the
QZ/MoSiN/CrN/MoSiN 구성의 위상 시프트막(3)(합계 막 두께 128nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.(Dummy substrate) on which a
그 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 8의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 8의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 3.55%이며, ΔT%(436-365)는 3.65%이었다. 이로 인해, 실시예 8의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 5, the transmittance spectrum of Example 8 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that transmittance change is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The measurement results of the specific transmittance of Example 8 are shown in Fig. T% (365) was 3.55% and ΔT% (436-365) was 3.65%. As a result, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 23.62%이었다. 이로 인해, 실시예 8의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.In addition, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 23.62%. As a result, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. P(365)는 178.3도이며, ΔP(365-436)는 22도이었다. 이로 인해, 실시예 8의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 178.3 degrees and DELTA P (365-436) was 22 degrees. Thus, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 7에 나타내었다. 또한, 실시예 8의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. R%(700-365)는 5.1% 이상 24.8% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 19.7%이었다.The results are shown in Fig. The specific reflectance measurement results of Example 8 are shown in Fig. The R% (700-365) was 5.1% or more and 24.8% or less, and the range (the difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm was 19.7%.
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 7과 마찬가지의 방법에 의해, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.A
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 10에 도시한다.10 shows a light intensity distribution curve simulating a spatial image of light passing through a phase shift mask having a phase shift film pattern having a contact hole pattern of 2.5 mu m square.
도 10에 도시한 바와 같이, 실시예 8의 광 강도 분포 곡선은, 후술하는 비교예에 비해, 콘택트 홀 중심에 날카로운 피크 강도를 갖고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 크고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 작은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 10, the light intensity distribution curve of Example 8 has a sharp peak intensity at the center of the contact hole, a larger light intensity change at the pattern boundary, And the change in light intensity is small in the outer peripheral region.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.447이었다. 이로 인해, 실시예 8의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내고, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.The light intensity gradient at the pattern boundary was 0.447. As a result, it was found that the phase shift mask of Example 8 exhibited a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
실시예 9.Example 9.
실시예 9에서는, QZ/MoSiN 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In Embodiment 9, a phase shift mask blank having a QZ / MoSiN structure will be described.
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 몰리브덴실리사이드(Mo:Si=1:4)를 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하고, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)을 포함하는 금속 실리사이드계 재료층(막 두께: 120nm)을 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 금속 실리사이드계 재료층은, 몰리브덴실리사이드 타겟 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 질소(N2) 가스의 혼합 가스(Ar: 30sccm, N2: 70sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 8.0kW, 투명 기판(2)의 반송 속도를 400mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판(2) 위에 성막하였다. 원하는 막 두께 120nm를 얻기 위해 동일한 조건에서 복수 회 적층하였다.The metal silicide material layer was formed by introducing a mixed gas (Ar: 30 sccm, N 2 : 70 sccm) of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas near the molybdenum silicide target, The film was formed on the
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation were measured for the obtained
QZ/MoSiN 구성의 위상 시프트막(3)(막 두께 110nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.A substrate with a phase shift film (dummy substrate) having a QZ / MoSiN phase shift film 3 (110 nm film thickness) formed thereon was used for measurement of transmittance and phase difference.
그 결과, 도 4에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 9의 투과율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 투과율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 9의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 4.36%이며, ΔT%(436-365)는 3.97%이었다. 이로 인해, 실시예 9의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 4, the transmittance spectrum of Example 9 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics of a small change in transmittance as compared with Comparative Examples 1 and 2 described later. The measurement results of the specific transmittance of Example 9 are shown in Fig. T% (365) was 4.36% and ΔT% (436-365) was 3.97%. As a result, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 21.60%이었다. 이로 인해, 실시예 9의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.Further, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 21.60%. As a result, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. P(365)는 180.00도이며, ΔP(365-436)는 24.00도이었다. 이로 인해, 실시예 9의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 180.00 degrees, and? P (365-436) was 24.00 degrees. As a result, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 6에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 실시예 9의 반사율 스펙트럼은, 후술하는 비교예 1 및 2에 비해, 반사율 변화가 작은 특성을 갖고 있다. 실시예 9의 구체적인 반사율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. R%(700-365)는 18.0% 이상 28.3% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 10.4%이었다. 이로 인해, 실시예 9의 위상 시프트막(3)은, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타내는 것을 알았다.As a result, as shown in Fig. 6, the reflectance spectrum of Example 9 at a wavelength of 200 nm to 800 nm has characteristics that reflectance change is small compared to Comparative Examples 1 and 2 described later. The results of measurement of the specific reflectance of Example 9 are shown in Fig. The R% (700-365) was 18.0% or more and 28.3% or less, and the range (the difference between the maximum value and the minimum value) in the range of 700 nm to 365 nm was 10.4%. Thus, it was found that the
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.A
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 9에 나타내었다.A light intensity distribution curve simulating a spatial image of light passing through a phase shift mask having a phase shift film pattern having a contact hole pattern of 2.5 mu m square is shown in Fig.
도 9에 도시한 바와 같이, 실시예 9의 광 강도 분포 곡선은, 후술하는 비교예에 비해, 콘택트 홀 중심에 날카로운 피크 강도를 갖고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 크고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 작은 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 9, the light intensity distribution curve of Example 9 has a sharp peak intensity at the center of the contact hole, a larger light intensity change at the pattern boundary, And the change in light intensity is small in the outer peripheral region.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.444이었다. 이로 인해, 실시예 9의 위상 시프트 마스크에서는, 후술하는 비교예에 비해, 강한 광 강도 경사를 나타내고, 해상도를 향상시키는 것을 알았다.The light intensity gradient at the pattern boundary was 0.444. As a result, it was found that the phase shift mask of Example 9 exhibited a strong light intensity gradient and improved resolution as compared with the comparative example described later.
비교예 1.Comparative Example 1
비교예 1에서는, CrON 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In Comparative Example 1, a phase shift mask blank having a CrON structure will be described.
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하여, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 크롬산화질화물(CrON)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께 157nm)을 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 크롬계 재료층은, 크롬 타깃 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 일산화질소(NO) 가스를 포함하는 혼합 가스(Ar: 46sccm, NO: 70sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 8.0kw, 투명 기판(2)의 반송 속도를 약 400mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판(2) 위에 성막하였다. 원하는 막 두께 157nm를 얻기 위하여 동일한 조건에서 복수 회 적층하였다.In the chromium-based material layer, a mixed gas (Ar: 46 sccm, NO: 70 sccm) containing argon (Ar) gas and nitrogen monoxide (NO) gas was introduced near the chromium target and a sputtering power of 8.0 kw, The film was formed on the
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation of the
QZ/CrON 구성의 위상 시프트막(3)(막 두께 157nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.(Dummy substrate) on which a phase shift film 3 (film thickness: 157 nm) having a QZ / CrON structure was formed was used for measurement of transmittance and phase difference.
그 결과, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 비교예 1의 투과율 스펙트럼은, 투과율 변화가, 파장 300nm를 초과한 부근에서부터 급격하게 커지고, 파장 700nm를 초과한 부근에서부터 투과율 변화가 작아지는 대략 S자 곡선을 나타낸다. 비교예 1의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 7.73%이며, ΔT%(436-365)는 9.82%이다. 이로 인해, 비교예 1의 위상 시프트막(3)은, 상술한 실시예에 비해, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다고는 할 수 없음을 알았다.As a result, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the transmittance spectrum of Comparative Example 1 at a wavelength of 200 nm to 800 nm showed a sharp change from the vicinity of a wavelength exceeding 300 nm to a wavelength exceeding 700 nm Shows a substantially S-shaped curve in which the transmittance change decreases. The measurement results of the specific transmittance of Comparative Example 1 are shown in Fig. T% (365) is 7.73%, and? T% (436-365) is 9.82%. As a result, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 48.00%이었다. 이로 인해, 비교예 1의 위상 시프트막(3)은, 상술한 실시예에 비해, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다고는 할 수 없음을 알았다.Further, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 48.00%. As a result, it was found that the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. P(365)는 181.3도이며, ΔP(365-436)는 32.5도이었다. 이로 인해, 비교예 1의 위상 시프트막(3)은, 상술한 실시예에 비해, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다고는 할 수 없음을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 181.3 degrees, and? P (365-436) was 32.5 degrees. As a result, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 6 및 도 7, 및 도 8의 구체적인 반사율의 측정 결과에 나타낸 바와 같이, R%(700-365)는 7.60% 이상 18.45% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 10.8%가 되어, 상술한 실시예 6과 큰 차이가 없이 양호하였다.As a result, as shown in the specific reflectance measurement results of Figs. 6 and 7 and Fig. 8, the R% (700-365) was 7.60% or more and 18.45% or less, and the range in the range of 700 nm to 365 nm And the minimum value) was 10.8%, which was satisfactory without significant difference from the above-described sixth embodiment.
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.A
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 10에 도시한다.10 shows a light intensity distribution curve simulating a spatial image of light passing through a phase shift mask having a phase shift film pattern having a contact hole pattern of 2.5 mu m square.
도 10에 도시한 바와 같이, 비교예 1의 광 강도 분포 곡선은, 상술한 실시예에 비해, 콘택트 홀 중심의 광 강도의 피크가 그다지 날카롭지 않고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 그다지 크지 않고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 큰 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 10, the light intensity distribution curve of Comparative Example 1 shows that the peak of the light intensity at the center of the contact hole is not so sharp as compared with the above embodiment, the light intensity change is not so large at the pattern boundary portion , And the light intensity change is large in the outer peripheral region of the pattern boundary portion.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.432이었다. 이로 인해, 비교예 1의 위상 시프트 마스크에서는, 상술한 실시예에 비해, 약한 광 강도 경사를 나타내는 것을 알았다.The light intensity gradient at the pattern boundary was 0.432. As a result, it was found that the phase shift mask of Comparative Example 1 exhibited a weak light intensity gradient compared to the above-described embodiment.
비교예 2.Comparative Example 2
비교예 2에서는, CrOCN 구성의 위상 시프트 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.In Comparative Example 2, a phase shift mask blank having a CrOCN structure will be described.
A. 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그 제조 방법A. Phase Shift Mask Blank and Manufacturing Method Thereof
투명 기판(2)으로서, 실시예 1과 동일한 사이즈의 투명 기판(2)을 준비하였다.As the
그 후, 투명 기판(2)을 크롬을 포함하는 스퍼터링 타겟이 배치된 인라인형 스퍼터링 장치(도시하지 않음)에 도입하고, 투명 기판(2)의 주 표면 위에 크롬산화탄화질화물(CrOCN)을 포함하는 크롬계 재료층(막 두께 117nm)을 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thereafter, the
또한, 크롬계 재료층은, 크롬 타깃 부근에, 아르곤(Ar) 가스와 이산화탄소(CO2) 가스와 질소(N2) 가스를 포함하는 혼합 가스(Ar: 46sccm, CO2: 35sccm, N2: 46sccm)를 도입하고, 스퍼터 파워 8.0kw, 투명 기판(2)의 반송 속도를 약 400mm/분으로 해서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판(2) 위에 성막하였다. 원하는 막 두께 117nm를 얻기 위하여 동일한 조건에서 복수 회 적층하였다.In addition, chromium-based material layer is in the vicinity of chromium target, argon (Ar) gas and carbon dioxide (CO 2) gas mixture comprising a gas and a nitrogen (N 2) gas (Ar: 46sccm, CO 2: 35 sccm, N 2 : 46 sccm) was introduced, and the sputtering power was 8.0 kw, and the transporting speed of the
이와 같이 하여, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 얻었다.Thus, the phase shift mask blank 1 having the
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 투과율 및 위상차를 측정하였다.The transmittance and the retardation of the
QZ/CrOCN 구성의 위상 시프트막(3)(막 두께 117nm)을 성막한 위상 시프트막 구비 기판(더미 기판)을, 투과율, 위상차의 측정에 사용하였다.A phase shift film-provided substrate (dummy substrate) having a QZ / CrOCN phase shift film 3 (film thickness: 117 nm) formed thereon was used for measurement of transmittance and phase difference.
그 결과, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 파장 200nm 내지 800nm에서의 비교예 2의 투과율 스펙트럼은, 투과율 변화가, 파장 300nm를 초과한 부근에서부터 급격하게 커지고, 파장 600nm를 초과한 부근에서부터 투과율 변화가 작아지는 대략 S자 곡선을 나타낸다. 비교예 2의 구체적인 투과율의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. T%(365)는 5.10%이며, ΔT%(436-365)는 7.58%이었다. 이로 인해, 비교예 2의 위상 시프트막(3)은, 상술한 실시예에 비해, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다고는 할 수 없음을 알았다.As a result, as shown in Fig. 4 and Fig. 5, the transmittance spectrum of Comparative Example 2 at a wavelength of 200 nm to 800 nm showed a sharp change from the vicinity of a wavelength exceeding 300 nm to a wavelength exceeding 600 nm Shows a substantially S-shaped curve in which the transmittance change decreases. The measurement results of the specific transmittance of Comparative Example 2 are shown in Fig. T% (365) was 5.10% and ΔT% (436-365) was 7.58%. As a result, it was found that the
또한, 도 8에 도시한 바와 같이, ΔT%(700-365)는 50.63%이었다. 이로 인해, 비교예 2의 위상 시프트막(3)은, 상술한 실시예에 비해, 파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다고는 할 수 없음을 알았다.In addition, as shown in Fig. 8,? T% (700-365) was 50.63%. As a result, the
위상차의 측정 결과를 도 8에 나타내었다. P(365)는 182.1도이며, ΔP(365-436)는 31.0도이었다. 이로 인해, 비교예 2의 위상 시프트막(3)은, 상술한 실시예에 비해, 파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 위상차의 파장 의존성이 억제된 광학 특성을 나타낸다고는 할 수 없음을 알았다.The measurement result of the phase difference is shown in Fig. P (365) was 182.1 degrees, and? P (365-436) was 31.0 degrees. As a result, it was found that the
또한, 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크(1)의 위상 시프트막(3)에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 반사율을 측정하였다.The reflectance was measured for the
그 결과, 도 6 및 도 7, 및 도 8의 구체적인 반사율의 측정 결과에 나타낸 바와 같이, R%(700-365)는 11.4% 이상 28.7% 이하고, 700nm 내지 365nm의 범위에서의 레인지(최대값과 최소값의 차)는 17.3%가 되어, 상술한 실시예 5와 큰 차이가 없이 양호하였다.As a result, as shown in the specific reflectance measurement results of Figs. 6 and 7 and Fig. 8, the R% (700-365) is 11.4% or more and 28.7% or less and the range in the range of 700 nm to 365 nm And the minimum value) was 17.3%, which was satisfactory without any significant difference from the above-described fifth embodiment.
B. 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법B. Phase shift masks and methods for making them
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 투명 기판(2) 위에 2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴(3')이 형성된 위상 시프트 마스크(30)를 얻었다.A
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 위상 시프트 마스크(30)의 위상 시프트 효과에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.Simulation was performed on the phase shift effect of the
2.5㎛ 사방의 콘택트 홀 패턴을 갖는 위상 시프트막 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크를 통과한 광의 공간상을 시뮬레이션한 광 강도 분포 곡선을 도 9에 나타내었다.A light intensity distribution curve simulating a spatial image of light passing through a phase shift mask having a phase shift film pattern having a contact hole pattern of 2.5 mu m square is shown in Fig.
도 9에 도시한 바와 같이, 비교예 2의 광 강도 분포 곡선은, 상술한 실시예에 비해, 콘택트 홀 중심의 광 강도 피크가 그다지 날카롭지 않고, 패턴 경계 부분에서는, 광 강도 변화가 그다지 크지 않고, 패턴 경계 부분의 외측 주변 영역에서는, 광 강도 변화가 큰 것을 나타내고 있다.As shown in Fig. 9, the light intensity distribution curve of Comparative Example 2 shows that the light intensity peak at the center of the contact hole is not so sharp as compared with the above embodiment, the light intensity variation is not so large at the pattern boundary portion, And the change in the light intensity is large in the outer peripheral region of the pattern boundary portion.
패턴 경계 부분의 광 강도 경사는 0.440이었다. 이로 인해, 비교예 2의 위상 시프트 마스크에서는, 상술한 실시예에 비해, 약한 광 강도 경사를 나타내는 것을 알았다.The light intensity gradient at the pattern boundary was 0.440. As a result, it was found that the phase shift mask of Comparative Example 2 exhibited a weak light intensity gradient compared to the above-described embodiment.
또한, 상술한 실시예에서는, 위상 시프트막(3)을 구성하는 금속 실리사이드계 재료층의 재료로서 몰리브덴실리사이드질화물(MoSiN)의 예를 설명했지만, 이들에 한정되지 않는다. 금속 실리사이드계 재료층의 재료로서 몰리브덴실리사이드산화물(MoSiO), 몰리브덴실리사이드탄화질화물(MoSiCN), 몰리브덴실리사이드산화탄화물(MoSiOC)이어도 된다. 또한, 몰리브덴실리사이드 이외의 금속 실리사이드계 재료의 경우에도 상술과 동등한 효과가 얻어진다.In the above-described embodiments, examples of the molybdenum silicide nitride (MoSiN) as the material of the metal silicide-based material layer constituting the
또한, 상술한 실시예에서는, 위상 시프트막(3)을 구성하는 크롬계 재료층의 재료로서 크롬질화물(CrN), 크롬산화질화물(CrON)의 예를 설명했지만, 이들에 한정되지 않는다. 크롬계 재료층의 재료로서 크롬산화물(CrO), 크롬탄화물(CrC), 크롬탄화질화물(CrCN), 크롬산화탄화물(CrCO), 크롬산화탄화질화물(CrOCN)이어도 된다.In the above-described embodiments, examples of chromium nitride (CrN) and chromium oxide nitride (CrON) as the material of the chromium-based material layer constituting the
또한, 상술한 실시예에서는, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)만을 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크(1) 및 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막 패턴(3')만을 형성한 위상 시프트 마스크(30)의 예를 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3)과 차광막(4)을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크이어도 되고, 또한, 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막 패턴(3')과 차광막 패턴(4')을 갖는 위상 시프트 마스크이어도 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 발휘한다.In the embodiment described above, the phase shift mask blank 1 in which only the
또한, 상술에서 설명한 투명 기판(2) 위에 위상 시프트막(3), 차광막(4)을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 위상 시프트막(3) 위에 형성하는 차광막으로서는, 차광층, 차광층 및 반사 방지층의 적층 구조, 절연층, 차광층 및 반사 방지층의 적층 구조로 해도 된다.The light shielding film formed on the
또한, 상술한 실시예에서는, 습식 에칭에 의해 위상 시프트 마스크(30)를 제작하는 제조 방법에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 위상 시프트 마스크 블랭크(1)를 구성하는 재료로서 금속 실리사이드계 재료층의 경우에는, 불소계 가스(예를 들어, CF4 가스, CHF3 가스, SF6 가스나, 이 가스에 O2 가스를 혼합한 것)를 사용한 건식 에칭에 의해 패터닝해도 되고, 또한, 크롬계 재료층의 경우에는, 염소계 가스(예를 들어, Cl2 가스와 O2 가스의 혼합 가스)에 의한 건식 에칭에 의해 패터닝할 수 있다.In the above-described embodiment, the manufacturing method of manufacturing the
1 : 위상 시프트 마스크 블랭크 2 : 투명 기판
3 : 위상 시프트막 4 : 차광막
5 : 레지스트막 3' : 위상 시프트막 패턴
4' : 차광막 패턴 5' : 레지스트막 패턴
30 : 위상 시프트 마스크1: phase shift mask blank 2: transparent substrate
3: phase shift film 4: light shield film
5: resist film 3 ': phase shift film pattern
4 ': light-shielding film pattern 5': resist film pattern
30: Phase shift mask
Claims (23)
투명 기판과,
상기 투명 기판 위에 형성된 위상 시프트막
을 구비하고,
상기 위상 시프트막은, 금속과 규소와 질소를 포함하는 금속 실리사이드의 질화물로 구성된 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함하고,
상기 위상 시프트막은,
파장 365nm에서의 투과율이 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며,
파장 365nm에서의 위상차가 160도 이상 200도 이하의 범위이며,
파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내인,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.A phase shift for manufacturing a display device for exposure by applying an exposure apparatus having an optical system having a numerical aperture (NA) of 0.06 to 0.15 and an exposure environment using a composite light containing light in a wavelength range of 300 nm to 700 nm as a light source, A phase shift mask blank for fabricating a mask,
A transparent substrate,
The phase shift film formed on the transparent substrate
And,
Wherein the phase shift film includes a single layer film or a laminated film having at least one layer of a metal silicide-based material layer composed of a metal and a nitride of a metal silicide including silicon and nitrogen,
The phase-
The transmittance at a wavelength of 365 nm is in the range of 3.5% or more and 8% or less,
The retardation at a wavelength of 365 nm is in the range of 160 to 200 degrees,
Wherein the amount of change in the transmittance in the wavelength range from 365 nm to 436 nm is within 5.5%
Wherein the phase shift mask blank is a phase shift mask blank.
상기 위상 시프트막은,
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 20% 이내인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크.The method according to claim 1,
The phase-
Wherein the amount of change in the transmittance in the wavelength range from 365 nm to 700 nm is 20% or less.
상기 위상 시프트막은,
파장 365nm에서 부여되는 위상차와, 파장 436nm에서 부여되는 위상차의 차가 30도 이하인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크.3. The method according to claim 1 or 2,
The phase-
Wherein a difference between a retardation imparted at a wavelength of 365 nm and a retardation imparted at a wavelength of 436 nm is 30 degrees or less.
상기 위상 시프트막은,
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율이, 5% 이상 45% 이하인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크.3. The method according to claim 1 or 2,
The phase-
Wherein a reflectance in a wavelength range of 365 nm to 700 nm is 5% or more and 45% or less.
상기 금속 실리사이드계 재료층의 금속과 규소의 비율은, 금속:규소=1:1 이상 1:9 이하인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the ratio of metal to silicon in the metal silicide-based material layer is metal: silicon = 1: 1 or more and 1: 9 or less.
상기 금속 실리사이드계 재료층은, 질소 함량이 25원자% 이상 55원자% 이하인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the metal silicide-based material layer has a nitrogen content of 25 atomic% or more and 55 atomic% or less.
상기 위상 시프트막은, 적어도 1층의 금속 실리사이드계 재료층과, 적어도 1층의 크롬계 재료층으로 구성되고,
상기 크롬계 재료층은, 크롬의 질화물 또는 크롬의 산화물로 구성되는 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the phase shift film is composed of at least one layer of a metal silicide-based material layer and at least one layer of a chromium-based material layer,
Wherein the chromium-based material layer is composed of a nitride of chromium or an oxide of chromium.
상기 위상 시프트막 위에 형성된 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크.3. The method according to claim 1 or 2,
And a light shielding film formed on the phase shift film.
투명 기판과,
상기 투명 기판 위에 형성된 위상 시프트막 패턴
을 구비하고,
상기 위상 시프트막 패턴은, 금속과 규소와 질소를 포함하는 금속 실리사이드의 질화물로 구성된 금속 실리사이드계 재료층을 적어도 1층 갖는 단층막 또는 적층막을 포함하고,
상기 위상 시프트막 패턴은,
파장 365nm에서의 투과율이 3.5% 이상 8% 이하의 범위이며,
파장 365nm에서의 위상차가 160도 이상 200도 이하의 범위이며,
파장 365nm 이상 436nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 5.5% 이내인,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.A phase shift for manufacturing a display device for exposure by applying an exposure apparatus having an optical system having a numerical aperture (NA) of 0.06 to 0.15 and an exposure environment using a composite light containing light in a wavelength range of 300 nm to 700 nm as a light source, As a mask,
A transparent substrate,
The phase shift film pattern formed on the transparent substrate
And,
Wherein the phase shift film pattern includes a single layer film or a lamination film having at least one layer of a metal silicide-based material layer composed of a metal and a nitride of a metal silicide including silicon and nitrogen,
The phase shift film pattern may be formed,
The transmittance at a wavelength of 365 nm is in the range of 3.5% or more and 8% or less,
The retardation at a wavelength of 365 nm is in the range of 160 to 200 degrees,
Wherein the amount of change in the transmittance in the wavelength range from 365 nm to 436 nm is within 5.5%
Wherein the phase shift mask is a phase shift mask.
상기 위상 시프트막 패턴은,
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 투과율의, 파장에 의존하는 변화량이 20% 이내인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크.11. The method of claim 10,
The phase shift film pattern may be formed,
Wherein the amount of change in the transmittance in the wavelength range from 365 nm to 700 nm is 20% or less.
상기 위상 시프트막 패턴은,
파장 365nm에서 부여되는 위상차와, 파장 436nm에서 부여되는 위상차의 차가 30도 이하인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크.The method according to claim 10 or 11,
The phase shift film pattern may be formed,
Wherein the difference between the retardation imparted at a wavelength of 365 nm and the retardation imparted at a wavelength of 436 nm is 30 degrees or less.
상기 위상 시프트막 패턴은,
파장 365nm 이상 700nm 이하의 범위에서의 반사율이, 5% 이상 45% 이하인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크.The method according to claim 10 or 11,
The phase shift film pattern may be formed,
Wherein a reflectance in a wavelength range of 365 nm to 700 nm is 5% or more and 45% or less.
상기 금속 실리사이드계 재료층의 금속과 규소의 비율은, 금속:규소=1:1 이상 1:9 이하인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크.The method according to claim 10 or 11,
Wherein a ratio of metal to silicon in the metal silicide-based material layer is metal: silicon = 1: 1 or more and 1: 9 or less.
상기 금속 실리사이드계 재료층은, 질소 함량이 25원자% 이상 55원자% 이하인 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크.The method according to claim 10 or 11,
Wherein the metal silicide-based material layer has a nitrogen content of 25 atomic% or more and 55 atomic% or less.
상기 위상 시프트막 패턴은, 적어도 1층의 금속 실리사이드계 재료층과, 적어도 1층의 크롬계 재료층으로 구성되고,
상기 크롬계 재료층은, 크롬의 질화물 또는 크롬의 산화물로 구성되는 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크.The method according to claim 10 or 11,
Wherein the phase shift film pattern is composed of at least one metal silicide-based material layer and at least one chromium-based material layer,
Wherein the chromium-based material layer is composed of a nitride of chromium or an oxide of chromium.
상기 위상 시프트막 패턴 위에 형성된 차광막 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크.The method according to claim 10 or 11,
And a light shielding film pattern formed on the phase shift film pattern.
기판 위에 레지스트막이 형성된 레지스트막 구비 기판에 대하여, 제10항 또는 제11항에 기재된 위상 시프트 마스크를, 상기 레지스트막에 대향하여 배치하는 위상 시프트 마스크 배치 공정과,
개구수(NA)가 0.06 내지 0.15의 광학계를 갖고, 300nm 이상 700nm 이하의 파장 범위의 광을 포함하는 복합 광을 광원으로 하는 노광 장치를 사용하여, 상기 위상 시프트 마스크에 상기 복합 광을 조사하여, 상기 레지스트막을 노광하는 레지스트막 노광 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.A manufacturing method of a display device,
A phase shift mask disposing step of disposing the phase shift mask according to claim 10 or 11 on a resist film provided substrate on which a resist film is formed so as to face the resist film;
The composite light is irradiated to the phase shift mask using an exposure apparatus having an optical system having a numerical aperture (NA) of 0.06 to 0.15 and a composite light containing light in a wavelength range of 300 nm to 700 nm as a light source, A resist film exposing process for exposing the resist film
And a step of forming a plurality of pixel electrodes.
상기 복합 광은, i선, h선 및 g선을 포함하는 복합 광인 것을 특징으로 하는, 표시 장치의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the composite light is composite light including i-line, h-line, and g-line.
상기 노광 환경은, 코히어런스 팩터(σ)가 0.5 내지 1.0인 것을 특징으로 하는, 표시 장치의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the exposure environment has a coherence factor (sigma) of 0.5 to 1.0.
제1항에 따른 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 막 상에 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과,
상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 위상 시프트 막을 습식 에칭하여 위상 시프트 막 패턴을 형성하는 위상 시프트 막 패턴 형성 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크의 제조 방법.A method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist pattern forming step of forming a resist pattern on the phase shift film of the phase shift mask blank according to claim 1;
A phase shift film pattern forming step of forming a phase shift film pattern by wet-etching the phase shift film using the resist pattern as a mask
≪ / RTI > characterized in that the step of forming the phase shift mask comprises:
제9항에 따른 위상 시프트 마스크 블랭크의 차광막 상에 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과,
상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 차광막을 습식 에칭하여 차광막 패턴을 형성하는 차광막 패턴 형성 공정과,
상기 차광막 패턴을 마스크로 하여 위상 시프트 막을 습식 에칭하여 위상 시프트 막 패턴을 형성하는 위상 시프트 막 패턴 형성 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크의 제조 방법.A method of manufacturing a phase shift mask for manufacturing a display device,
A resist pattern forming step of forming a resist pattern on the light-shielding film of the phase shift mask blank according to claim 9;
Forming a light-shielding film pattern by wet-etching the light-shielding film using the resist pattern as a mask;
A phase shift film pattern forming step of wet-etching the phase shift film using the light-shielding film pattern as a mask to form a phase shift film pattern
≪ / RTI > characterized in that the step of forming the phase shift mask comprises:
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---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |