KR102044402B1 - Phase shift mask production method, phase shift mask and phase shift mask production device - Google Patents

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Abstract

위상 시프트층의 다단 영역을 구성하는 최상층은, 그것보다 하부의 층에 비해, 산소의 함유량을 많게 하였다. 이에 의해, 노광빛의 입사 측이 되는 최상층은, 반사율이 저감된다. 따라서, 위상 시프트 마스크에서 반사되는 반사광을 줄이고, 반사광에 의한 패턴 형성 정밀도의 저하를 방지하여, 미세하고 고정밀한 패턴 형성을 가능하게 할 수 있다.The uppermost layer constituting the multi-stage region of the phase shift layer has a higher content of oxygen than the lower layer. As a result, the reflectance of the uppermost layer serving as the incident side of the exposure light is reduced. Therefore, it is possible to reduce the reflected light reflected by the phase shift mask, to prevent a decrease in the pattern formation accuracy due to the reflected light, and to enable fine and precise pattern formation.

Description

위상 시프트 마스크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크, 및 위상 시프트 마스크의 제조 장치 {PHASE SHIFT MASK PRODUCTION METHOD, PHASE SHIFT MASK AND PHASE SHIFT MASK PRODUCTION DEVICE}The manufacturing method of a phase shift mask, a phase shift mask, and a manufacturing apparatus of a phase shift mask {PHASE SHIFT MASK PRODUCTION METHOD, PHASE SHIFT MASK AND PHASE SHIFT MASK PRODUCTION DEVICE}

본 발명은, 미세하고 고정밀의 노광 패턴을 형성하는 것이 가능한 위상 시프트 마스크의 제조 방법 및 위상 시프트 마스크에 관한 것으로서, 특히 플랫 패널 디스플레이의 제조에 사용되는 기술에 관한 것이다..TECHNICAL FIELD This invention relates to the manufacturing method and phase shift mask of the phase shift mask which can form a fine and high-precision exposure pattern, and it is related with the technique especially used for manufacture of a flat panel display.

본원은, 2013년 4월 17일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 2013-086983호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority in accordance with Japanese Patent Application No. 2013-086983 for which it applied to Japan on April 17, 2013, and uses the content here.

반도체에 있어서, 고밀도 실장을 행하기 위해, 오랜 기간에 걸쳐 패턴의 미세화가 이루어지고 있다. 이를 위해, 노광 파장을 단파장화하는 것과 동시에, 노광 방법의 개선 등 다양한 방법이 검토되어 왔다.In semiconductors, in order to perform high density mounting, pattern refinement is performed over a long period of time. For this purpose, various methods, such as shortening an exposure wavelength and improving an exposure method, have been examined.

포토 마스크(photomask)에 있어서도 패턴 미세화를 행하기 위해, 복합 파장을 이용하여 차광막 패턴 형성한 포토 마스크부터, 패턴 가장자리에 있어서 광 간섭을 이용하고, 단파장을 이용하여 보다 미세한 패턴 형성 가능한 위상 시프트 마스크가 사용되기에 이르고 있다.In order to perform pattern miniaturization even in a photomask, a phase shift mask capable of forming a finer pattern by using light interference at a pattern edge and using a shorter wavelength from a photomask having a light shielding film pattern formed using a composite wavelength Is being used.

상기에서 설명한 반도체용 위상 시프트 마스크로는, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이, i선 단파장을 이용한 엣지 강조형의 위상 시프트 마스크가 사용되고 있었지만, 한층 더 미세화를 위해, 특허 문헌 2에 나타낸 바와 같이 ArF 단파장까지 노광 파장을 짧게 하고, 또한, 반투과형 위상 시프트 마스크가 사용되어 오고 있다.As the above-described semiconductor phase shift mask, as shown in Patent Document 1, an edge-emphasis type phase shift mask using i-line short wavelength was used, but for further miniaturization, as described in Patent Document 2, the ArF short wavelength was further reduced. The exposure wavelength is shortened until now, and the semi-transmissive phase shift mask has been used.

한편, 플랫 패널 디스플레이에서는, 저가격화를 실현하기 위해, 높은 스루풋(throughput)에서 생산을 실시할 필요가 있어, 노광 파장도 g선, h선, i선의 복합 파장에서의 노광에서 패턴 형성이 행해지고 있다. On the other hand, in a flat panel display, in order to realize a low price, it is necessary to produce at high throughput, and pattern formation is performed by exposure in the compound wavelength of g line | wire, h line | wire, and i line | wire in the exposure wavelength. .

최근, 상기 플랫 패널 디스플레이에서도 고정밀한 화면을 형성하기 위해 패턴 프로파일이 보다 미세화되어 왔으며, 종래부터 사용되어 온 차광막을 패턴화한 포토 마스크가 아닌, 특허 문헌 3에 나타낸 바와 같이, 엣지 강조형의 위상 시프트 마스크가 사용되기에 이르고 있다.In recent years, even in the flat panel display, the pattern profile has been further refined to form a high-precision screen, and as shown in Patent Literature 3, rather than a photomask patterning a light shielding film that has been conventionally used, an edge-emphasis type phase is shown. Shift masks are being used.

<선행 기술 문헌>Prior art literature

<특허 문헌><Patent Documents>

<특허문헌 1> 일본 공개특허공보 특개평 08-272071호 공보<Patent Document 1> Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 08-272071

<특허문헌 2> 일본 공개특허공보 특개 2006-78953호 공보<Patent Document 2> Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-78953

<특허문헌 3> 일본 공개특허공보 특개 2007-271720호 공보<Patent Document 3> Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-271720

최근의 플랫 패널 디스플레이의 고정밀화에 의해 배선 패턴의 미세화에 따라, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 사용되는 포토 마스크에도 미세한 선폭 정밀도의 요구가 높아지고 있다.In recent years, with the miniaturization of wiring patterns due to the high precision of flat panel displays, the demand for fine line width precision is also increasing in photomasks used in the manufacture of flat panel displays.

그러나, 포토 마스크의 미세화에 있어서의 미세화 기술 검토, 또는 미세 패턴 형성에 대한 노광 조건, 현상 조건 등의 검토만으로는 대응이 매우 어려워지고 있어, 한층 더 미세화를 달성하기 위한 새로운 기술이 요구되고 있다. However, it is very difficult to cope with only the examination of the miniaturization technique in miniaturization of the photomask, or the examination of exposure conditions, development conditions, and the like for forming the fine pattern, and a new technique for achieving further miniaturization is required.

상기를 개선하는 방법으로서, 위상 시프트 마스크를 사용하여 플랫 패널의 배선에 전사 시에, 미세한 패턴을 형성하는 방법이 상기에 기재된 바와 같이 사용되기에 이르렀지만, 더욱 미세 패턴을 형성하기 위한 방법이 요구되는 상황이다.As a method of improving the above, a method of forming a fine pattern when transferring to the wiring of a flat panel using a phase shift mask has been used as described above, but a method for forming a finer pattern is required. It is a situation.

상기 과제에 대한 방법으로서, 위상 시프트 마스크에 있어서, 투명 기판 상에 형성한 위상 시프트층의 표층의 반사율을 저감시킬 수 있다. 위상 시프트층이 최상층에 있는 위상 시프트 마스크의 경우, 위상 시프트 마스크에 입사하는 노광빛 전체 가운데, 위상 시프트층의 표층에서 반사되는 노광빛의 비율이 많으면 반사에 의해 간섭파가 형성되기 때문에, 미세한 배선 패턴을 노광시키는 것이 어려워진다. 그러므로, 위상 시프트층의 표층에 있어서의 노광빛의 반사율이 낮은 위상 시프트 마스크가 요구되고 있다.As a method for the above problem, in the phase shift mask, the reflectance of the surface layer of the phase shift layer formed on the transparent substrate can be reduced. In the case of the phase shift mask in which the phase shift layer is at the top layer, when the ratio of the exposure light reflected from the surface layer of the phase shift layer is large among all the exposure light incident on the phase shift mask, an interference wave is formed by reflection, so that fine wiring It becomes difficult to expose the pattern. Therefore, a phase shift mask with low reflectance of exposure light in the surface layer of a phase shift layer is calculated | required.

본 발명의 실시예는, 위상 시프트층의 표층에 있어서 노광빛의 반사율이 낮은 위상 시프트 마스크를 형성하는 것이 가능한 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크, 및 위상 시프트 마스크의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Embodiment of this invention provides the manufacturing method of the phase shift mask, the phase shift mask, and the manufacturing apparatus of a phase shift mask which can form the phase shift mask with low reflectance of exposure light in the surface layer of a phase shift layer. The purpose.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 위상 시프트 마스크의 제조 방법은, Method for manufacturing a phase shift mask according to an embodiment of the present invention,

투명 기판;Transparent substrates;

적어도 상기 투명 기판의 일면 측에 일정 두께로 형성된 부분을 갖는 Cr을 주성분으로 하고, 300 nm이상 내지 500 nm이하의 파장 영역 중 하나의 광에 대해 180˚의 위상차를 갖게 하는 것이 가능한 위상 시프트층을 포함하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법으로서,A phase shift layer capable of having a phase difference of 180 ° with respect to one of light in a wavelength range of 300 nm or more and 500 nm or less as a main component of Cr having at least one portion formed on a surface side of the transparent substrate as a main component As a manufacturing method of a phase shift mask to include,

상기 위상 시프트층을 다단으로 형성하는 공정;Forming the phase shift layer in multiple stages;

상기 위상 시프트층을 에칭하여 상기 위상 시프트층과 상기 투명 기판이 평면으로 볼 때 한 경계 부분을 가지도록 상기 위상 시프트층을 패터닝하여 위상 시프트 패턴을 형성하는 공정;Etching the phase shift layer to pattern the phase shift layer such that the phase shift layer and the transparent substrate have a boundary portion in plan view to form a phase shift pattern;

을 포함하며,Including;

적어도 상기 위상 시프트층을 구성하는 최상단의 층은, 그것과 접하는 하부의 층보다 산소의 함유량을 많게 하는 것을 특징으로 한다.At least the uppermost layer constituting the phase shift layer is characterized by increasing the oxygen content more than the lower layer in contact with the phase shift layer.

상기 위상 시프트층을 구성하는 최상단의 층은, 그것보다 하부의 층에 비해 산소의 함유량을 많게 하는 것을 특징으로 한다.The uppermost layer constituting the phase shift layer is characterized by increasing the content of oxygen in comparison with the lower layer.

상기 위상 시프트층을 구성하는 최상단의 층보다 하부의 층은, 최상단의 층에 가까울수록 산소의 함유량을 많게 하는 것을 특징으로 한다.The lower layer than the uppermost layer constituting the phase shift layer is characterized by increasing the oxygen content as it is closer to the uppermost layer.

상기 위상 시프트층 가운데, 최상단과 접하는 층은, 그것과 접하는 층보다 산소의 함유량을 적게 하는 것을 특징으로 한다.The layer in contact with the uppermost end of the phase shift layer is characterized by having less oxygen content than the layer in contact with it.

상기 투명 기판 상에 Cr를 주성분으로 하는 차광층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And forming a light shielding layer containing Cr as a main component on the transparent substrate.

상기 위상 시프트층은, 적어도 최상단의 층이, 그것과 접하는 하부의 층보다 질소의 함유량이 적은 것을 특징으로 한다.The phase shift layer is characterized in that the at least uppermost layer contains less nitrogen than the lower layer in contact with it.

상기 위상 시프트층 형성 공정에 있어, 성막 분위기 가스 중의 CO2 가스의 함유량을 설정함으로써, 상기 최상단의 층의 산소의 함유량을, 그것보다 하부의 층에 비해 많게 하는 것을 특징으로 한다.By setting the content of the phase shift in the layer forming step, the film forming atmosphere gas of CO 2 gas, characterized in that the oxygen content of the uppermost layer, a lot more than that of the lower layer than that.

상기 위상 시프트층 가운데, 상기 최상단의 층의 반사율이 19% 이하가 되도록 산소의 함유량을 제어한 것을 특징으로 한다.In the said phase shift layer, content of oxygen was controlled so that the reflectance of the uppermost layer might be 19% or less.

상기 위상 시프트층에 있어, 다른 파장의 광이 위상차를 갖도록 상기 각 층의 두께가 대응하는 것을 특징으로 한다.In the phase shift layer, the thicknesses of the respective layers correspond to each other so that light having a different wavelength has a phase difference.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위상 시프트 마스크는, 투명 기판, 및 상기 투명 기판에 거듭 형성된, 적어도 상기 투명 기판의 표면에 일정 두께로 형성된 부분을 갖는 Cr를 주성분으로 하고, 300 nm 이상 내지 500 nm 이하의 파장 영역 중 하나의 광에 대해 180˚의 위상차를 갖게 하는 것이 가능한 위상 시프트층을 포함하는 위상 시프트 마스크이며,A phase shift mask according to still another embodiment of the present invention includes, as a main component, Cr having a transparent substrate and a portion formed on the surface of the transparent substrate at least on the surface of the transparent substrate, and having a thickness of 300 nm or more. It is a phase shift mask containing the phase shift layer which can make phase difference of 180 degrees with respect to the light of one of wavelength ranges below nm,

상기 위상 시프트층에는, 상기 투명 기판과 평면으로 볼 때 경계 부분을 가지는 위상 시프트 패턴이 형성되고, In the phase shift layer, a phase shift pattern having a boundary portion in plan view with the transparent substrate is formed,

평면으로 볼 때 상기 위상 시프트층과 상기 투명 기판의 경계 부분에 있어, 상기 층의 두께를 다단으로 변화시킨 영역을 가지며, 상기 위상 시프트층을 구성하는 최상단의 층은, 그것과 접하는 하부의 층보다 산소의 함유량이 많은 것을 특징으로 한다.In the planar view, the boundary between the phase shift layer and the transparent substrate has a region in which the thickness of the layer is changed in multiple stages, and the uppermost layer constituting the phase shift layer is lower than the lower layer in contact with it. It is characterized by high content of oxygen.

상기 위상 시프트층의 두께가, g선, h선, i선 증 적어도 하나에 대해 위상차 180˚을 갖도록 대응하는 것을 특징으로 한다.The thickness of the phase shift layer corresponds to having a phase difference of 180 ° with respect to at least one of g line, h line, and i line.

상기 각 항 기재의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 사용하는 위상 시프트 마스크의 제조 장치로서, 상기 위상 시프트층을 구성하는 각 단을 개별적으로 형성하는 복수의 성막실을 가지고 있고, 상기 위상 시프트층 가운데, 최상단의 층을 성막하는 성막실은, 그것보다 하부의 층을 형성하는 성막실에 비해, 성막 분위기 가스 중의 CO2 가스의 함유량이 많아지도록 제어하는 것을 특징으로 한다.As a manufacturing apparatus of the phase shift mask used for the manufacturing method of the phase shift mask of each said description, It has a some film-forming chamber which forms each step which comprises the said phase shift layer separately, Among the said phase shift layers, The film forming chamber for forming the uppermost layer is controlled so as to increase the amount of CO 2 gas in the film forming atmosphere gas, as compared with the film forming chamber forming the lower layer.

본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 위상 시프트층을 구성하는 최상단의 층은, 그것과 접하는 하부의 층보다 산소의 함유량을 많게 하였다. 이에 의해, 노광빛의 입사 측이 되는 최상단의 위상 시프트층은, 반사율이 저감된다. 따라서, 위상 시프트 마스크에서 반사되는 반사광을 줄이고, 반사광에 의한 패턴 형성 정밀도의 저하를 방지하여, 미세하고 고정밀한 패턴 형성을 가능하게 할 수 있다.According to the Example of this invention, the uppermost layer which comprises a phase shift layer made oxygen content more than the lower layer which contact | connects it. Thereby, the reflectance of the uppermost phase shift layer used as the incident side of exposure light is reduced. Therefore, it is possible to reduce the reflected light reflected by the phase shift mask, to prevent a decrease in the pattern formation accuracy due to the reflected light, and to enable fine and precise pattern formation.

도 1은 본 발명의 위상 시프트 마스크를 도시한 주요부 확대 단면도이다;
도 2는 본 발명의 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 단면도이다;
도 3은 본 발명의 위상 시프트 마스크의 형성예를 도시한 단면도 및 표이다;
도 4는 본 발명의 위상 시프트 마스크의 형성예를 도시한 단면도 및 표이다;
도 5는 본 발명의 위상 시프트 마스크의 형성예를 도시한 단면도 및 표이다;
도 6은 본 발명의 위상 시프트 마스크의 형성예를 도시한 단면도 및 표이다;
도 7은 본 발명의 위상 시프트 마스크의 형성예를 도시한 단면도 및 표이다;
도 8은 본 발명의 위상 시프트 마스크의 형성예를 도시한 단면도 및 표이다;
도 9는 본 발명의 위상 시프트 마스크의 형성예를 도시한 단면도 및 표이다;
도 10은 본 발명의 위상 시프트 마스크의 형성예를 도시한 단면도 및 표이다;
도 11은 본 발명의 위상 시프트 마스크의 제조 장치를 도시한 개략 구성도이다;
도 12는 본 발명의 위상 시프트 마스크의 효과를 검증한 그래프이다.1 is an enlarged sectional view of an essential part showing a phase shift mask of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the phase shift mask of the present invention;
3 is a sectional view and a table showing an example of formation of a phase shift mask of the present invention;
4 is a sectional view and a table showing an example of formation of a phase shift mask of the present invention;
5 is a sectional view and a table showing an example of formation of a phase shift mask of the present invention;
6 is a sectional view and a table showing an example of formation of a phase shift mask of the present invention;
7 is a sectional view and a table showing an example of formation of a phase shift mask of the present invention;
8 is a sectional view and a table showing an example of formation of a phase shift mask of the present invention;
9 is a sectional view and a table showing an example of formation of a phase shift mask of the present invention;
10 is a sectional view and a table showing an example of formation of a phase shift mask of the present invention;
11 is a schematic configuration diagram showing an apparatus for manufacturing a phase shift mask of the present invention;
12 is a graph verifying the effect of the phase shift mask of the present invention.

도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태 및 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시 형태 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.Although this invention is demonstrated further in detail, referring an embodiment and an Example of this invention, referring drawings, This invention is not limited to such an embodiment and an Example.

또한, 이하의 도면을 사용한 설명에 있어서, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 다르다는 점에 유의해야 하고, 이해의 용이를 위해서 설명에 필요한 부재 이외의 도시는 적절히 생략되어 있다.In addition, in description using the following drawings, it is to be noted that drawings are schematic, and ratios of the respective dimensions are different from those in reality, and illustrations other than the members necessary for explanation are appropriately omitted for ease of understanding. .

(위상 시프트 마스크)(Phase shift mask)

도 1은, 본 실시 형태의 위상 시프트 마스크를 도시한 주요부 확대 단면도이다.1 is an enlarged sectional view of an essential part showing a phase shift mask according to the present embodiment.

본 실시 형태의 위상 시프트 마스크(10)은, 유리 기판(투명 기판, 11), 및 이 유리 기판(11)의 일면(11a) 측에 형성된 위상 시프트층(12)을 포함하고 있다. 위상 시프트층(12)는, 300 ~ 500 nm의 영역에서 180˚의 위상차를 갖게 하는 것이 가능한 위상 시프트 패턴(12p)를 가지는 것으로, 예를 들어 FPD용 유리 기판에 대한 패터닝용 마스크로서 구성된다. 후술하는 바와 같이, 해당 마스크를 사용한 유리 기판의 패터닝에는, 노광 빛에 i선, h선 및 g선의 복합 파장이 이용된다.The phase shift mask 10 of this embodiment contains the glass substrate (transparent board | substrate 11) and the phase shift layer 12 formed in the one surface 11a side of this glass substrate 11. As shown in FIG. The phase shift layer 12 has the phase shift pattern 12p which can make a phase difference of 180 degrees in the 300-500 nm area | region, For example, it is comprised as a mask for patterning with respect to the glass substrate for FPD. As mentioned later, the compound wavelength of i line | wire, h line | wire, and g line | wire is used for exposure light in patterning of the glass substrate using this mask.

위상 시프트 마스크(10)은, 노광 패턴이 형성된 노광 영역에 있어서, 평면으로 볼 때 유리 기판(11)이 노출되는 부분(C)와 형성된 위상 시프트 패턴(12p)의 경계 부분(B1)에서 있어, 위상 시프트 패턴(12p)의 두께가 일정 값(T12)가 되는 균일 두께 영역(B1a)와 T12로부터 두께가 감소하는 다단 영역(B1b)를 가진다. 이러한 다단 영역(B1b)는, 두께의 얇은 층들(12a ~ 12h)를 복수, 본 실시 형태에서는 8층으로 적층시키고, 또한, 단부를 단계적으로 짧게 함으로써 얻을 수 있다. 이러한 다단 영역(B1b)의 엣지 부분은, 전체적으로 보았을 때에 대략 경사면(경사 영역)을 이루고 있다. 다단 영역(B1b)는, 층들(12a ~ 12h)의 단부를, 예를 들어, 습식 에칭하여 형성한다.The phase shift mask 10 is in the exposure area | region in which the exposure pattern was formed, in the part C where the glass substrate 11 is exposed in plan view, and the boundary part B1 of the formed phase shift pattern 12p, It has the uniform thickness area | region B1a whose thickness of the phase shift pattern 12p becomes constant value T12, and the multistage area | region B1b whose thickness decreases from T12. Such multi-stage region B1b can be obtained by stacking a plurality of thin layers 12a to 12h in thickness, in this embodiment, in eight layers, and shortening the ends stepwise. The edge part of this multistage area | region B1b comprises the substantially inclined surface (inclined area) when viewed as a whole. The multi-stage region B1b is formed by, for example, wet etching the ends of the layers 12a-12h.

여기서, 적층수에 있어서는, 8단으로 한정되는 것은 아니고, 적어도 2단 이상 가지고 있으면 된다. 더 나아가, 3단 이상 가지고 있으면 보다 효과적이다.Here, the number of stacked layers is not limited to eight stages, but may be at least two stages or more. Furthermore, it is more effective to have three or more stages.

균일 두께 영역(B1a)에 있어서, 이러한 위상 시프트층(12)의 층들(12a ~ 12h) 끼리의 경계면은, 반드시 명료하지는 않고, 두께 방향으로 일체의 것으로 형성되어 잇을 수 있다. 이하의 설명에서는, 두께가 얇은 위상 시프트층(12)의 층들(12a ~ 12h)를 적층한 전체를, 위상 시프트층(12)로서 설명한다.In the uniform thickness region B1a, the interface between the layers 12a to 12h of the phase shift layer 12 is not necessarily clear and may be formed integrally in the thickness direction. In the following description, the whole which laminated | stacked the layers 12a-12h of the thin phase shift layer 12 is demonstrated as the phase shift layer 12. As shown in FIG.

투명 기판(11)로는, 투명성 및 광학적 등방성이 우수한 재료가 사용되며, 예를 들어, 석영 유리 기판을 사용할 수 있다. 투명 기판(11)의 크기는 특별히 한정되지 않고, 해당 마스크를 사용하여 노광하는 기판(예를 들어, FPD용 기판, 반도체 기판)에 따라 적절히 선정된다. 본 실시 형태에서는, 지름 치수 100 mm 정도의 기판이나, 한 변이 50 ~ 100 mm 정도로부터, 한 변이 300 mm 이상의 구형 기판에 적용 가능하고, 또한, 세로 450 mm, 옆 550 mm, 두께 8 mm의 석영 기판이나, 최대변의 치수가 1000 mm 이상으로, 두께 10 mm 이상의 기판도 사용할 수 있다.As the transparent substrate 11, a material having excellent transparency and optical isotropy is used. For example, a quartz glass substrate can be used. The size of the transparent substrate 11 is not specifically limited, It selects suitably according to the board | substrate (for example, FPD board | substrate, semiconductor substrate) exposed using this mask. In this embodiment, it is applicable to the board | substrate of about 100 mm in diameter, and the rectangular board | substrate of 300 mm or more in one side from about 50-100 mm in one side, and further, quartz of 450 mm in length, 550 mm in side, and 8 mm in thickness. The board | substrate and the dimension of the largest side are 1000 mm or more, and the board | substrate 10 mm or more in thickness can also be used.

또한, 투명 기판(11)의 표면을 연마함으로써, 투명 기판(11)의 평탄도를 향상시킬 수도 있다. 투명 기판(11)의 평탄도는, 예를 들어, 20 ㎛ 이하로 할 수 있다. 이로 인해, 마스크의 초점 심도가 깊어져 미세하고 정밀한 패턴 형성에 크게 기여할 수 있게 된다. 더 상세하게는, 평탄도는 10 ㎛ 이하로 작은 것이 더욱 바람직하다.In addition, the flatness of the transparent substrate 11 can be improved by polishing the surface of the transparent substrate 11. The flatness of the transparent substrate 11 can be 20 micrometers or less, for example. As a result, the depth of focus of the mask is deepened, which can greatly contribute to fine and precise pattern formation. More specifically, the flatness is more preferably as small as 10 μm or less.

위상 시프트층(12)는, Cr(크롬)를 주성분으로 하는 것이며, 구체적으로는, Cr 원소, Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 탄화 질화물 및 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 적어도 1개로 구성할 수가 있고, 또한, 이들 중에서 선택되는 2종 이상을 적층하여 구성할 수도 있다.The phase shift layer 12 is composed mainly of Cr (chromium), and specifically, the phase shift layer 12 may be composed of at least one selected from Cr elements, Cr oxides, nitrides, carbides, oxynitrides, carbide nitrides, and oxidized carbide nitrides. In addition, it can also be laminated | stacked and comprised 2 or more types selected from these.

본 실시 형태의 위상 시프트 마스크(10)은, 예를 들어, FPD용 유리 기판에 대한 패터닝용 마스크로서 구성할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 해당 마스크를 사용한 유리 기판의 패터닝에는, 노광빛에 i선, h선 및 g선의 복합 파장이 이용된다.The phase shift mask 10 of this embodiment can be comprised, for example as a mask for patterning with respect to the glass substrate for FPD. As will be described later, a composite wavelength of i-line, h-line, and g-line is used for patterning the glass substrate using the mask.

위상 시프트층(12)를 구성하는 층들(12a ~ 12h)를 합친 두께가, 노광빛으로서 일반적인 파장인 300 nm 이상 내지 500 nm 이하의 파장 영역 중 하나의 광(예를 들어, 파장 365 nm의 i선, 파장 436 nm의 g선, 파장 405 nm의 h선)에 대해 대략 180ㅀ의 위상차를 갖게 하는 것이 가능한 두께(예를 들어, 90 ~ 170 nm)로 형성된다. 이하의 설명에 있어서는, 노광빛이라고 했을 경우, 파장 436 nm의 g선보다 단파장 측인 광, 예를 들면, 300 nm 이상 내지 500 nm이하의 파장의 광을 지시하는 것으로 한다.The combined thickness of the layers 12a to 12h constituting the phase shift layer 12 is the light of one of the wavelength ranges from 300 nm to 500 nm, i.e., the wavelength of 365 nm, i. Line, g line with a wavelength of 436 nm, h line with a wavelength of 405 nm), and formed to a thickness (for example, 90 to 170 nm) capable of having a phase difference of approximately 180 Hz. In the following description, in the case of exposure light, light having a shorter wavelength side than a g line having a wavelength of 436 nm, for example, light having a wavelength of 300 nm or more and 500 nm or less is indicated.

위상 시프트층(12)는, 예를 들어, 두께가 수 nm ~ 수십 nm정도의 얇은 층들(12a ~ 12h)를 단계적으로 적층한 것이고, 각각의 층들(12a ~ 12h)의 두께는, 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 또는, 투명 기판(11)의 일면(11a)로부터 멀어지는 윗방향으로 갈수록, 층들(12a ~ 12h)의 두께가 점차적으로 감소할 수도 있다.The phase shift layer 12 is, for example, a stepped stack of thin layers 12a to 12h having a thickness of several nm to several tens of nm, and the thickness of each of the layers 12a to 12h may be the same. It may be different and may be different. Alternatively, the thicknesses of the layers 12a to 12h may gradually decrease toward an upward direction away from the one surface 11a of the transparent substrate 11.

각각의 층들(12a ~ 12h) 끼리는, 산소의 함유량이 상이하다. 층들(12a ~ 12h) 가운데, 최상층에 위치하는 층(12a)는, 그것보다 하부에 위치하는 층들(12b ~ 12h)보다, 플랫 패널 제조 공정에 있어서 플랫 패널의 레지스트 막에 반사광 기인의 간섭파가 지나, 미세 패턴 형성이 어려워지지 않도록 노광빛에 대한 반사율이 낮게 설정된다. 또한, 위상 시프트층(12)에 있어서, 산소 함유량의 설정에 의해, 보다 상부에 위치하는 층 쪽이, 노광빛에 대한 반사율이 낮게 설정될 수가 있다. 예를 들어, 노광빛에 대한 반사율은, 층(12a)가 가장 낮고, 그 다음으로 층(12b)가 낮고, 그것보다 하부의 층들(12c ~ 12h)는, 층(12b)보다는 반사율이 높아지는 구성이다.Each of the layers 12a to 12h differs in oxygen content. Among the layers 12a to 12h, the topmost layer 12a has a lower interference level than the layers 12b to 12h below it, and the interference wave due to the reflected light is caused to the resist film of the flat panel in the flat panel manufacturing process. After that, the reflectance with respect to the exposure light is set low so that the formation of the fine pattern is difficult. In addition, in the phase shift layer 12, by setting the oxygen content, the layer located on the upper side can be set to have a low reflectance with respect to the exposure light. For example, the reflectance of the exposure light is the lowest layer 12a, then the layer 12b is lower, the lower layers 12c to 12h, the reflectance is higher than the layer 12b to be.

또한, 위상 시프트층(12)의 각 층의 산소 함유량 설정과 관련, 최상층(12a)부터 3번째까지의 층(12c)에 있어서, 최상층(12a)의 산소 함유량이 가장 높고, 제 3 층(12c)가 제 2 층(12b)보다 높으며, 제 2 층(12b)를 가장 낮게 설정한 경우에서는, 각 층의 반사율이, 최상층(12a)가 가장 낮고, 제 3 층(12c)가 다음으로 낮고, 중간의 층(12b)가 가장 높아진다.In addition, in the uppermost layer 12a to the third layer 12c in relation to the oxygen content setting of each layer of the phase shift layer 12, the oxygen content of the uppermost layer 12a is the highest, and the third layer 12c ) Is higher than the second layer 12b, and when the second layer 12b is set to the lowest, the reflectance of each layer is the lowest at the top layer 12a, and the third layer 12c is next lower, The intermediate layer 12b is the highest.

한편, 최상층(12a)의 산소 함유량이 2번째, 제 2 층(12b)가 3번째로 높고, 제 3 층(12c)를 가장 높게 설정한 경우에서는, 각 층의 반사율이, 최상층(12a)가 2번째로 낮고, 제 2 층(12b)가 가장 높고, 제 3 층(12c)가 가장 낮아진다.On the other hand, when the oxygen content of the uppermost layer 12a is the second highest, the second layer 12b is the third highest, and the third layer 12c is set highest, the reflectance of each layer is the highest layer 12a. The second lowest, the second layer 12b is the highest, and the third layer 12c is the lowest.

노광빛의 입사 측이 되는 층(12a)는, 예를 들어, 반사율이 19%이하가 되도록 형성되어 있다.The layer 12a serving as the incident side of the exposure light is formed to have a reflectance of 19% or less, for example.

이러한 각각의 층들(12a ~ 12h)의 노광빛에 대한 반사율은, 산소의 함유량에 따라 변화한다. 구체적으로는, 각각의 층들(12a ~ 12h)의 성막시에, 성막 환경의 산소 농도가 높을수록, 노광빛에 대한 반사율을 저감시킬 수 있다. 성막 환경의 산소 농도를 높이는 방법으로서, 산소 공급원으로서의 CO2 농도를 높게 하는 것을 들고 있다.The reflectance with respect to the exposure light of each of these layers 12a to 12h changes depending on the content of oxygen. Specifically, at the time of film formation of each of the layers 12a to 12h, the higher the oxygen concentration in the film forming environment, the lower the reflectance of the exposure light can be. A method to increase the oxygen concentration of the film forming environment, and holding to a higher CO 2 concentration as the oxygen source.

또한, 각각의 층들(12a ~ 12h)의 노광빛에 대한 반사율은, 질소의 함유량에 따라서도 변화한다. 구체적으로는, 각각의 층들(12a ~ 12h)의 성막시에, 성막 환경의 질소 농도가 낮을수록, 노광빛에 대한 반사율을 저감시킬 수 있다.In addition, the reflectance with respect to the exposure light of each layer 12a-12h changes also with content of nitrogen. Specifically, at the time of film formation of each of the layers 12a to 12h, the lower the nitrogen concentration in the film forming environment, the lower the reflectance of the exposure light can be.

이러한 특성에 의해, 층들(12a ~ 12h) 가운데, 최상층에 위치하는 층(12a)는, 그것보다 하부의 층들(12b ~ 12h)에 비해, 산소의 함유량이 높다. 또한, 층들(12b ~ 12h)에 있어서도, 보다 상부에 위치하는 층 쪽이, 산소의 함유량이 높다. 예를 들어, 각각의 층의 산소 함유량은, 층(12a)가 가장 높고, 그 다음으로 층(12b)가 높으며, 더 하부의 층들(12c ~ 12h)는, 층(12b)보다는 산소 함유량이 낮다.Due to this property, the layer 12a located at the top of the layers 12a to 12h has a higher oxygen content than the layers 12b to 12h below it. In addition, also in layers 12b-12h, the layer located higher is higher in oxygen content. For example, the oxygen content of each layer is highest in layer 12a, next to layer 12b, and lower layers 12c-12h have lower oxygen content than layer 12b. .

최상층 이외의 산소 함유량에 대해서는 상기로 한정되지 아니하고, 최상층(12a)가 다음의 층(12b)보다 높게 설정되어 있으면 된다. 최상층부터 3층까지에 있어서, 최상층(12a), 제 3 층(12c), 제 2 층(12b)의 순서로 높은 경우, 및 제 3 층(12c), 최상층(12a), 제 2 층(12b)의 순서로 산소 함유량을 높게 설정할 수 있는 경우도 있고, 그 하부의 층에 대해서는 위상 시프트층(12)의 패턴 프로파일 설정에 따라 적절히 선정하는 것이 가능하다.The oxygen content other than the uppermost layer is not limited to the above, and the uppermost layer 12a may be set higher than the next layer 12b. From the uppermost layer to the third layer, when the highest in the order of the uppermost layer 12a, the third layer 12c, the second layer 12b, and the third layer 12c, the uppermost layer 12a, the second layer 12b The oxygen content can be set high in the order of), and it is possible to select suitably according to the pattern profile setting of the phase shift layer 12 about the lower layer.

이러한 특성에 의해, 층들(12a ~ 12h) 가운데, 최상층(12a)는, 그것보다 하부의 층들(12b ~ 12h)에 비해, 산소의 함유량이 높다. 또한, 층들(12b ~ 12h)에 있어서도, 보다 상부에 위치하는 층 쪽이, 산소의 함유량이 높다. 예를 들어, 각각의 층의 산소 함유량은, 층(12a)가 가장 높고, 그 다음으로 층(12b)가 높으며, 그것보다 하부의 층들(12c ~ 12h)는, 층(12b)보다는 산소 함유량이 낮아진다.Due to this property, among the layers 12a-12h, the uppermost layer 12a has a higher oxygen content than the lower layers 12b-12h. In addition, also in layers 12b-12h, the layer located higher is higher in oxygen content. For example, the oxygen content of each layer is highest in layer 12a, followed by layer 12b, and lower layers 12c-12h have higher oxygen content than layer 12b. Lowers.

또한, 최상층(12a)가 제 2 층(12b)보다 산소량이 높으면 되고, 상기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 최상층(12a)부터 3층까지에 있어서, 최상층(12a)가 가장 높고, 제 3 층(12c), 제 2 층(12b)의 순서로 높을 수 있으며, 제 3 층(12c), 최상층(12a), 제 2 층(12b)의 순서로 높을 수도 있다.In addition, oxygen amount should just be higher than upper layer 12a than 2nd layer 12b, and is not limited to the above. For example, from the top layer 12a to the third layer, the top layer 12a may be the highest, in the order of the third layer 12c, the second layer 12b, and the third layer 12c, It may be high in order of the uppermost layer 12a and the 2nd layer 12b.

이러한 다단 영역(B1b)를 가지는 위상 시프트층(12)의 형성 방법은, 제조 방법에 있어서 상술한다. 예를 들어, 위상 시프트층(12)는, 스퍼터링법, 전자빔 증착법, 레이저 증착법, ALD법 등에 의해 성막할 수 있다.The formation method of the phase shift layer 12 which has such a multistage area | region B1b is explained in full detail in a manufacturing method. For example, the phase shift layer 12 can be formed by a sputtering method, an electron beam vapor deposition method, a laser vapor deposition method, an ALD method, or the like.

위상 시프트 패턴(12p)는, 균일 두께 영역(B1a)에 있어서의 두께(T12)가, 이 경계 부분(B1) 이외의 위상 시프트 패턴(12p)의 두께와 동일하게 된다. 이 두께(T12)는, 예를 들어 g선에 대응한 광강도가 제로가 되는 두께(Tg)(예를 들어 145.0 nm)에 대응한 값으로 되어 있다. 또는, 위상 시프트층(12)의 두께(T12)는 Tg보다 큰 값으로 하고, Th, Ti에 대응하는 두께를 경사 영역(다단 영역, B1b)에 위치하도록 할 수 있다. 또한, 상기 막 두께는, h선에 대응한 막 두께(Th)(예를 들어 133.0 nm), 또는 i선에 대응한 막 두께(Ti)(예를 들어 120.0 nm)로 할 수 있다. 두께(T12)가 h선에 대응한 막 두께(Th)인 경우에는, Ti에 대응하는 막 두께를 경사 영역(다단 영역)(B1b)에 위치하도록 할 수 있다.As for the phase shift pattern 12p, the thickness T12 in the uniform thickness area | region B1a becomes the same as the thickness of phase shift pattern 12p other than this boundary part B1. This thickness T12 becomes a value corresponding to the thickness Tg (for example, 145.0 nm) which the light intensity corresponding to g line becomes zero, for example. Alternatively, the thickness T12 of the phase shift layer 12 may be set to a value larger than Tg, and the thickness corresponding to Th and Ti may be positioned in the inclined region (multistage region B1b). In addition, the said film thickness can be made into the film thickness Th (for example, 133.0 nm) corresponding to h line | wire, or the film thickness Ti (for example, 120.0 nm) corresponding to i line | wire. When the thickness T12 is the film thickness Th corresponding to the h line, the film thickness corresponding to Ti can be positioned in the inclined region (multistage region) B1b.

위상 시프트 패턴(12p)는, 다단 영역(B1b)에 있어서 두께가 단계적으로 변화하도록 형성되는 것도 가능하다. 구체적으로는, 다단 영역(B1b)의 폭 방향이, 위상 시프트 패턴(12p)의 두께(T12)의 단부(12t)로부터 노출 부분(C)(위상 시프트층의 두께가 제로로 유리 기판 11이 노출한 부분)의 단부(12u)까지가 된다. 여기서, 다단 영역(B1b)의 폭 치수는, 그 두께가 감소하는 방향에 관하여 설정된다.The phase shift pattern 12p may be formed so that the thickness may change in steps in the multi-stage region B1b. Specifically, the glass substrate 11 exposes the exposed portion C (the phase shift layer has zero thickness from the end portion 12t of the thickness T12 of the phase shift pattern 12p in the width direction of the multi-stage region B1b). Up to an end portion 12u of one portion). Here, the width dimension of multistage area | region B1b is set with respect to the direction to which the thickness decreases.

또한, 위상 시프트 패턴을 구성하는 각 층에 있어서의 막 두께 설정은 상기 기재에 한정되지 아니하고, 다양한 형태를 취하는 것이 가능하다.In addition, the film thickness setting in each layer which comprises a phase shift pattern is not limited to the said base material, It can take various forms.

다단 영역(B1b)는, 다단 영역(B1b)의 표면에, h선에 대응한 광강도가 제로가 되는 두께(Th)(예를 들어 133.0 nm)에 대응한 두께와 i선에 대응한 광강도가 제로가 되는 두께(Ti)(예를 들어 120.0 nm)에 대응한 두께로 된 부분을 갖는 것도 가능하다. 이러한 두께(Tg), 두께(Th), 두께(Ti)가 되는 부분이 각각 소정의 범위에 들어가도록, 위상 시프트층(12)의 층들(12a ~ 12h)가 형성되어 있다. 또한, 빛이 통과하는 패턴 엣지의 프로파일에 있어서 Th, Ti가 포함되지 않는 경우도 있다.The multi-stage region B1b has a thickness corresponding to the thickness Th (for example, 133.0 nm) at which the light intensity corresponding to the h line becomes zero on the surface of the multi-stage region B1b and the light intensity corresponding to the i line. It is also possible to have a portion whose thickness corresponds to the thickness Ti (e.g., 120.0 nm) which becomes zero. The layers 12a to 12h of the phase shift layer 12 are formed so that the portions that become the thickness Tg, the thickness Th, and the thickness Ti fall into predetermined ranges, respectively. In addition, Th and Ti may not be contained in the profile of the pattern edge through which light passes.

더욱, 막 두께를 Th로 설정한 경우에는, Ti의 막 두께를 포함하는 것도 가능하다. 게다가, 빛이 통과하는 패턴 엣지의 프로파일에 대해 Ti의 막 두께가 포함되지 않는 경우도 있다.Furthermore, when the film thickness is set to Th, it is also possible to include the film thickness of Ti. In addition, the film thickness of Ti may not be included in the profile of the pattern edge through which light passes.

이상과 같은 구성의 본 실시 형태의 위상 시프트 마스크(10)에 의하면, 미세한 배선 패턴을 형성하기 위한 마스크 패턴을 노광시킬 때, 위상 시프트 마스크(10)을 향해 조사된 노광빛 가운데, 노광빛의 입사 측을 이루는 위상 시프트층(12)의 표면에서 반사되는 노광빛의 비율을 감소시킬 수 있다. 즉, 다단으로 형성된 위상 시프트층(12) 가운데, 최상층(12a)의 산소 함유량을, 그것보다 하부의 층들(12b ~ 12h)에 비해 증가시킴으로써, 위상 시프트층(12)의 표면에서의 노광빛의 반사율을 확실히 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 종래의 위상 시프트 마스크에서는, 위상 시프트층(12)의 노광빛의 반사율이 20% 이상이었지만, 본 실시 형태의 위상 시프트 마스크(10)에서는, 노광빛의 반사율을 19% 이하, 예를 들어, 14% 정도로 억제할 수 있다. 따라서, 반사광에 의한 패턴 형성 정밀도의 저하를 방지하여, 미세하고 고정밀한 패턴 형성이 가능해진다. 이에 의해, 고화질의 플랫 패널 디스플레이를 제조할 수 있다.According to the phase shift mask 10 of this embodiment of the above structure, when exposing the mask pattern for forming a fine wiring pattern, the incident light exposure among the exposure light irradiated toward the phase shift mask 10 The ratio of the exposure light reflected from the surface of the phase shift layer 12 forming the side can be reduced. That is, of the phase shift layer 12 formed in multiple stages, the oxygen content of the uppermost layer 12a is increased compared with the layers 12b-12h below it, and the exposure light in the surface of the phase shift layer 12 The reflectance can be reliably reduced. For example, in the conventional phase shift mask, although the reflectance of the exposure light of the phase shift layer 12 was 20% or more, in the phase shift mask 10 of this embodiment, the reflectance of the exposure light is 19% or less, for example. For example, it can suppress about 14%. Therefore, the fall of the pattern formation precision by the reflected light is prevented, and fine and high precision pattern formation is attained. Thereby, a high quality flat panel display can be manufactured.

또한, 가장 산소 함유량이 많고, 반사율이 낮은 최상층(12a)보다 하부의 층들(12b ~ 12h)에 있어서도, 층(12a)에 가까운 층(12b)나 층(12c)를 층(12a)에 이어 산소 함유량을 높게 함으로써, 최상층(12a)의 바로 하부에 위치하는 층들(12b, 12c)의 노광빛에 대한 반사율도 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 위상 시프트층(12)의 표면의 노광빛에 대한 반사율을 보다 확실하게 저감시킬 수 있다.In addition, in the lower layers 12b to 12h than the uppermost layer 12a having the highest oxygen content and low reflectance, the layer 12b or the layer 12c close to the layer 12a is followed by the oxygen layer 12a. By increasing the content, the reflectance with respect to the exposure light of the layers 12b and 12c located immediately below the uppermost layer 12a can also be reduced. Thereby, the reflectance with respect to the exposure light of the surface of the phase shift layer 12 can be reduced more reliably.

최상층(12a)의 산소 함유량이 다음의 층(12b)보다 높은 경우이면, 효과가 발생한다. 구체적으로는 최상층(12a)부터 3층까지에 있어, 최상층(12a), 제 3 층(12c), 제 2 층(12b)의 순서로 높은 경우, 및 제 3 층(12c), 최상층(12a), 제 2 층(12b)의 순서로 산소 함유량을 높게 설정한 경우에 있어서도 노광빛에 대한 반사율을 저감시킬 수 있다.If the oxygen content of the uppermost layer 12a is higher than the next layer 12b, an effect will occur. Specifically, the uppermost layer 12a to the third layer, which are high in the order of the uppermost layer 12a, the third layer 12c, and the second layer 12b, and the third layer 12c and the uppermost layer 12a. Even when the oxygen content is set higher in the order of the second layer 12b, the reflectance with respect to the exposure light can be reduced.

더욱이, 최상층(12a)의 산소 함유량을, 그것보다 하부의 층들(12b ~ 12h)에 비해 증가시키는 것과 동시에, 질소 함유량을 저감시킴으로써, 더욱 노광빛에 대한 반사율을 저감시키는 것도 가능해진다.Furthermore, by increasing the oxygen content of the uppermost layer 12a as compared with the layers 12b to 12h below it, it is also possible to further reduce the reflectance of the exposure light by reducing the nitrogen content.

(위상 시프트 마스크의 제조 방법)(Production method of phase shift mask)

이하, 본 실시 형태의 위상 시프트 마스크(10)을 제조하기 위한 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the phase shift mask for manufacturing the phase shift mask 10 of this embodiment is demonstrated.

도 2는, 본 실시 형태와 관련된 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 단계적으로 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing stepwise a manufacturing method of the phase shift mask according to the present embodiment.

본 실시 형태의 위상 시프트 마스크(10)은, 도 2(j)에 도시한 바와 같이, 노광 영역의 외측에 해당되는 주변부에 위치 맞춤용의 정렬 마크를 포함하고, 이 정렬 마크가 차광층(13a)로 형성되어 있다. 상기에서 설명한 바와 같이, 정렬 마크용의 차광층(13a)가 있는 경우도 있지만, 정렬 마크용으로서의 차광층(13a)이 없이, 위상 시프트층(12)만의 반투과막에 의할 수도 있다.As shown in Fig. 2 (j), the phase shift mask 10 of the present embodiment includes alignment marks for position alignment on the periphery corresponding to the outside of the exposure area, and the alignment marks include the light shielding layer 13a. ) Is formed. As described above, there may be a light shielding layer 13a for alignment marks, but it may be based on the semi-transmissive film only of the phase shift layer 12 without the light shielding layer 13a for alignment marks.

우선, 도 2(a)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(11)의 일면(11a) 상에 Cr를 주성분으로 하는 차광층(13)을 형성한다. 다음으로, 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 차광층(13) 상에 포토 레지스트(photoresist)층(14)를 형성한다. 포토 레지스트(photoresist)층(14)는, 포지티브(positive) 형으로 할 수도 있고 네거티브(negative) 형으로 할 수도 있다.First, as shown to Fig.2 (a), the light shielding layer 13 which has Cr as a main component is formed on the one surface 11a of the glass substrate 11. As shown to FIG. Next, as shown in FIG. 2B, a photoresist layer 14 is formed on the light shielding layer 13. The photoresist layer 14 may be made into a positive type or a negative type.

계속해서, 도 2(c)에 도시한 바와 같이, 포토 레지스트(photoresist)층(14)를 노광 및 현상함으로써, 차광층(13) 상에 레지스트 패턴(14a)가 형성된다. 레지스트 패턴(14a)는, 차광층(13)의 에칭 마스크로서 기능해, 차광층(13)의 에칭 패턴에 따라 적절한 형상이 정해진다. 도 2(c)에서는, 유리 기판(11)의 주변의 소정 범위 내에 걸쳐 차광층(13)을 잔존시킬 수 있도록, 레지스트 패턴(14a)를 형성한 예를 도시한다. 포토 레지스트(photoresist)층(14)로는, 액상 레지스트가 사용된다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, the resist pattern 14a is formed on the light shielding layer 13 by exposing and developing the photoresist layer 14. The resist pattern 14a functions as an etching mask of the light shielding layer 13, and an appropriate shape is determined according to the etching pattern of the light shielding layer 13. In FIG.2 (c), the example in which the resist pattern 14a was formed so that the light shielding layer 13 may remain over the predetermined range around the glass substrate 11 is shown. As the photoresist layer 14, a liquid resist is used.

계속해서, 도 2(d)에 도시한 바와 같이, 이 레지스트 패턴(14a) 너머로 제 1 에칭액을 사용하여 차광층(13)을 습식 에칭한다. 제 1 에칭액으로는, 질산 세륨 제 2 암모늄을 포함한 에칭액을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 질산이나 과염소산 등의 산을 함유하는 질산 세륨 제 2 암모늄을 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, as shown in FIG. 2 (d), the light shielding layer 13 is wet-etched using the first etching solution over the resist pattern 14a. As the first etching solution, an etching solution containing cerium ammonium nitrate can be used. For example, it is preferable to use cerium nitrate diammonium containing an acid such as nitric acid or perchloric acid.

이에 의해, 유리 기판(11)의 일면(11a) 상에 소정 형상으로 패터닝된 차광층(13a)가 형성된다. 차광층(13a)의 패터닝 후, 도 2(e)에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(14a)는 제거된다. 레지스트 패턴(14a)의 제거에는, 예를 들어, 수산화 나트륨 수용액을 사용할 수 있다.As a result, the light shielding layer 13a patterned in a predetermined shape is formed on one surface 11a of the glass substrate 11. After patterning the light shielding layer 13a, as shown in Fig. 2E, the resist pattern 14a is removed. For example, an aqueous sodium hydroxide solution can be used to remove the resist pattern 14a.

다음으로, 위상 시프트층(12)를 형성한다. 위상 시프트층(12)는, 도 2(f)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(11)의 일면(11a) 상에 차광층(13a)를 피복하도록 형성된다. 위상 시프트층(12)는, 산화 질화 크롬계 재료로 이루어지며, DC 스퍼터링법으로 성막된다. 이 경우, 공정 가스로서 질화성 가스 및 산화성 가스의 혼합 가스, 또는, 불활성 가스, 질화성 가스 및 산화성 가스의 혼합 가스를 사용할 수 있다. 성막 압력은, 예를 들어, 0.1 Pa ~ 0.5 Pa로 할 수 있다. 불활성 가스로서는, 할로겐, 특히 아르곤을 적용할 수 있다.Next, the phase shift layer 12 is formed. As shown in FIG.2 (f), the phase shift layer 12 is formed so that the light shielding layer 13a may be coat | covered on one surface 11a of the glass substrate 11. As shown in FIG. The phase shift layer 12 consists of chromium oxynitride type material, and is formed into a film by DC sputtering method. In this case, a mixed gas of nitriding gas and oxidizing gas or a mixed gas of inert gas, nitriding gas and oxidizing gas can be used as the process gas. Film-forming pressure can be 0.1 Pa-0.5 Pa, for example. As the inert gas, halogen, in particular argon, can be applied.

산화성 가스로서 CO, CO2, NO, N2O, NO2, O2 등을 사용할 수 있다. 질화성 가스로는, NO, N2O, NO2, N2 등을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어, CO2가 사용된다. 이 CO2의 유량을 제어함으로써, 위상 시프트층(12)의 산소 함유량의 제어가 행해진다. 또는, CO2의 농도를 제어함으로써, 위상 시프트층(12)의 산소 함유량의 제어를 행할 수 있다. 불활성 가스로서는, Ar, He, Xe등이 사용되지만, 일반적으로는, Ar가 사용된다. 또한, 상기 혼합 가스에, CH4 등의 탄화성 가스가 더 포함될 수도 있다.As oxidizing gas, CO, CO 2 , NO, N 2 O, NO 2 , O 2 and the like can be used. As the nitriding gas, NO, N 2 O, NO 2 , N 2 and the like can be used. In this embodiment, for example, CO 2 is used. By controlling the flow rate of this CO 2 , the oxygen content of the phase shift layer 12 is controlled. Alternatively, the oxygen content of the phase shift layer 12 can be controlled by controlling the concentration of CO 2 . Ar, He, Xe, etc. are used as an inert gas, but Ar is used generally. In addition, a carbonizable gas such as CH 4 may be further included in the mixed gas.

위상 시프트층(12)의 형성(성막)에 대해서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 1층의 두께가 예를 들어, 두께가 수 nm ~ 수십 nm 정도의 얇은 층들(12a ~ 12h)를 단계적으로 적층한다. 예를 들어, 최초로, 유리 기판(11)의 일면(11a) 상에 층(12h)를 성막 하고, 다음으로 이 층(12h)에 거듭하여 층(12g)를 성막한다. 더 나아가, 층(12g)에 거듭하여 층(12f) ~ 층(12a)까지를 순서대로 거듭하여 성막해 나간다.As for the formation (deposition) of the phase shift layer 12, as shown in Fig. 1, the thickness of one layer is, for example, stepwise for thin layers 12a-12h having a thickness of several nm to several tens of nm. Laminated. For example, first, a layer 12h is formed on one surface 11a of the glass substrate 11, and then a layer 12g is formed by repeating the layer 12h. Further, the film is repeatedly formed on the layer 12g and the layers 12f to 12a are sequentially formed.

이와 같이, 위상 시프트층(12)를 다단으로 성막해 나갈 때, 적어도, 최상층(12a)의 성막시에는, 그것보다 하부의 층들(12b ~ 12h)의 성막시보다 최상층(12a)에 유입되는 산소 함유량이 많아지도록 제어한다. 예를 들어, 위상 시프트층(12)의 층(12a)의 성막시에는, 그것보다 하부의 층들(12b ~ 12h)의 성막시보다 CO2의 유량을 많이 하거나 농도가 짙어지도록 제어한다. 이러한 제어에 의해, 최상층(12a)는, 그것보다 하부의 층(12b ~ 12h)에 비해 산소 함유량이 많은 층이 된다.As described above, when the phase shift layer 12 is formed in multiple stages, at least, at the time of forming the top layer 12a, the oxygen flows into the top layer 12a than at the time of forming the lower layers 12b to 12h. It controls so that content may increase. For example, at the time of film formation of the layer 12a of the phase shift layer 12, the flow rate of CO 2 is increased or the concentration is made thicker than that at the time of film formation of the lower layers 12b to 12h. By this control, the uppermost layer 12a becomes a layer having a higher oxygen content than the lower layers 12b to 12h.

또한, 각 층의 산소 함유량에 대해서는 상기로 한정되지 아니하고, 최상층(12a)부터 3층까지의 층의 산소 함유량에 대해 예시하면, 최상층(12a), 제 3 층(12c), 제 2 층(12b)의 순서로 산소 함유량이 높아지는 경우, 제 3 층(12c), 최상층(12a), 제 2 층(12b)의 순서로 산소 함유량이 높아지는 경우, 제 3 층(12c), 제 2 층(12b), 최상층(12a)의 순서로 산소 함유량이 높아지는 경우도 들 수 있다.The oxygen content of each layer is not limited to the above, but the oxygen content of the layers from the top layer 12a to the third layer is illustrated, and the top layer 12a, the third layer 12c, and the second layer 12b are illustrated. When the oxygen content increases in the order of), when the oxygen content increases in the order of the third layer 12c, the top layer 12a, and the second layer 12b, the third layer 12c and the second layer 12b. The case where oxygen content becomes high in order of the uppermost layer 12a is also mentioned.

또한, 위상 시프트층(12)를 구성하는 층들(12b ~ 12h)의 성막에 있어서도, 보다 층(12a)에 가까운 층들(12b ~ 12h)(층(12b, 12 c))일 수록, 층(12a)에 이어 산소 함유량이 많아지도록 CO2의 유량이나 농도를 제어하는 것이 바람직하다.In addition, also in the film formation of the layers 12b to 12h constituting the phase shift layer 12, the layers 12b to 12h (layers 12b and 12c) closer to the layer 12a are more layer 12a. ), It is preferable to control the flow rate and concentration of CO 2 so that the oxygen content increases.

위상 시프트층(12)를 구성하는 층들(12a ~ 12h)의 성막에 있어서는, 예를 들어, 8개의 성막 챔버를 이용하여, 각각의 층들(12a ~ 12h)에 대응시켜 1층씩 각 층을 성막할 수 있다. 이 때, 최상층(12a)를 성막하는 성막 챔버는, CO2의 유량을 많아지게 하거나 농도가 짙어지도록 제어할 수 있다.In the deposition of the layers 12a to 12h constituting the phase shift layer 12, for example, eight layers of deposition chambers may be used to form each layer one by one in correspondence with the respective layers 12a to 12h. Can be. At this time, the film formation chamber for forming the uppermost layer 12a can be controlled to increase the flow rate of CO 2 or to increase the concentration.

또한, 상기 기재예에서 위상 시프트층(12)는 8층으로 구성되어 있지만, 8층으로 한정되지 아니하고, 적어도 2층 이상이면 반사율을 제어할 수 있으나, 다만, 3층 이상인 편이 바람직하고, 성막 장치에 있어서도 3층 이상일 수 있다.In addition, although the phase shift layer 12 consists of eight layers in the said base material example, it is not limited to eight layers, If it is 2 or more layers, a reflectance can be controlled, but it is more preferable that it is three or more layers, and a film-forming apparatus is carried out. It may also be three or more layers.

또는, 하나의 성막 챔버를 이용하여, 위상 시프트층(12)를 구성하는 층들(12a ~ 12h)를 순차적으로 성막해 나가고, 최상층(12a)를 성막하는 타이밍에서, 성막 챔버의 CO2의 유량을 많아지게 하거나 농도가 짙어지도록 제어할 수 있다.Alternatively, using one film forming chamber, the layers 12a to 12h constituting the phase shift layer 12 are sequentially formed, and at the timing of forming the top layer 12a, the flow rate of CO 2 in the film forming chamber is decreased. It can be controlled to increase the concentration or increase the concentration.

형성한 위상 시프트층(12)의 전체 두께(T12)는, 다단 영역(B1b)에 있어서, 300 nm 이상 내지 500 nm 이하의 파장 영역에 있는 g선, h선, 및 i선에 대해 180˚의 위상차를 갖게 하는 것이 가능한 두께로 된다. 180˚의 위상차가 부여된 광은, 위상이 반전함으로써, 위상 시프트층(12)를 투과하지 않는 광과의 사이의 간섭 작용에 의해, 그 광의 강도가 상쇄된다. 이러한 위상 시프트 효과에 의해, 광강도가 최소(예를 들어, 0)가 되는 영역이 형성되기 때문에 노광 패턴이 선명해져, 미세 패턴을 고정밀하게 형성하는 것이 가능해진다.The total thickness T12 of the formed phase shift layer 12 is 180 degrees with respect to g line | wire, h line | wire, and i line which are in the wavelength range of 300 nm or more and 500 nm or less in multistage area | region B1b. It becomes thickness possible to have retardation. As the phase is reversed, the light provided with the 180 ° phase difference cancels the intensity of the light due to the interference action between the light that does not pass through the phase shift layer 12. By such a phase shift effect, since the area | region in which light intensity becomes minimum (for example, 0) is formed, an exposure pattern becomes clear and it becomes possible to form a fine pattern with high precision.

본 실시 형태에서는, 상기 파장 영역의 광은, i선(파장 365 nm), h선(파장 405 nm) 및 g선(파장 436 nm)의 복합광(다색광)이며, 목적으로 하는 파장의 광에 대해 180˚의 위상차를 부여할 수 있는 두께로 위상 시프트층(12)가 형성된다. 상기 목적으로 하는 파장의 광은 i선, h선 및 g선 중 어느 하나일 수 있고, 이들 이외의 파장 영역의 광일 수도 있다. 위상을 반전해야 하는 광이 단파장일수록 미세한 패턴을 형성할 수 있다.In the present embodiment, the light in the wavelength region is a complex light (multicolor light) of i line (wavelength 365 nm), h line (wavelength 405 nm), and g line (wavelength 436 nm), and light having a desired wavelength. The phase shift layer 12 is formed to a thickness capable of imparting a phase difference of 180 [deg.] To. The light of the wavelength made into the said objective may be any of i line | wire, h line | wire, and g line | wire, and may be light of wavelength region other than these. The shorter the wavelength of light that needs to be reversed, the finer the pattern can be.

위상 시프트층(12)의 막 두께는, 투명 기판(11)의 면내에 있어 노광 영역 내에서 경계 부분(B1) 이외에서는 적어도 균일한 것이 바람직하다.It is preferable that the film thickness of the phase shift layer 12 is at least uniform in the surface of the transparent substrate 11 except for the boundary part B1 in an exposure area | region.

게다가, 위상 시프트층(12)의 성막 조건으로 분위기 가스 중에 있어서의 산화성 가스의 유량비를 설정함으로써, 다단 영역(B1b)의 단부의 형상을 설정한다.In addition, the shape of the end of the multi-stage region B1b is set by setting the flow rate ratio of the oxidizing gas in the atmosphere gas under the film forming conditions of the phase shift layer 12.

위상 시프트층(12)의 성막시에 있어서의 산화성 가스의 유량을 조절함으로써, 위상 시프트층(12)에 있어서의 에칭 상태를 제어하여, 계단상의 경사면의 형상을 설정할 수 있다. 또한, 산화성 가스의 제어에 의해 패턴 엣지의 프로파일도 적절히 조정 가능하다.By adjusting the flow rate of the oxidizing gas at the time of film-forming of the phase shift layer 12, the etching state in the phase shift layer 12 can be controlled, and the shape of a stepped inclined surface can be set. Moreover, the profile of a pattern edge can also be adjusted suitably by control of an oxidizing gas.

산화성 가스의 유량비에 의해, 패턴 엣지의 프로파일의 경사 상태를 제어하여, g선(436 nm), h선(405 nm), i선(365 nm)을 포함한 복합 파장을 노광빛으로 이용했을 때, 위상의 반전 작용에 의해 광강도가 최소가 되도록 패턴 윤곽을 형성하여, 노광 패턴을 보다 선명히 하는 두께가 되도록 경계 부분(B1)의 다단 영역(B1b)의 두께 변화를 에칭 후에 설정 가능하게 할 수 있다.When the inclination state of the profile of the pattern edge is controlled by the flow rate ratio of the oxidizing gas, and when the composite wavelength including g line (436 nm), h line (405 nm), and i line (365 nm) is used as exposure light, By reversing the phase, the pattern outline is formed so that the light intensity is minimized, and the thickness change of the multi-stage region B1b of the boundary portion B1 can be set after etching so as to have a thickness that makes the exposure pattern clearer. .

계속해서, 도 2(g)에 도시한 바와 같이, 위상 시프트층(12)를 구성하는 층(12a)(도 1 참조) 상에 포토 레지스트(photoresist)층(14)가 형성된다. 다음으, 도 2(h)에 도시한 바와 같이, 포토 레지스트(photoresist)층(14)를 노광 및 현상함으로써, 위상 시프트층(12) 상에 레지스트 패턴(14a)가 형성된다. 레지스트 패턴(14a)는, 위상 시프트층(12)의 에칭 마스크로서 기능하고, 위상 시프트층(12)의 에칭 패턴에 따라 적절한 형상이 정해진다.Subsequently, as shown in FIG. 2G, a photoresist layer 14 is formed on the layer 12a (see FIG. 1) constituting the phase shift layer 12. Next, as shown in FIG. 2 (h), the resist pattern 14a is formed on the phase shift layer 12 by exposing and developing the photoresist layer 14. The resist pattern 14a functions as an etching mask of the phase shift layer 12, and an appropriate shape is determined according to the etching pattern of the phase shift layer 12. As shown in FIG.

이어서, 위상 시프트층(12)가 소정의 패턴 형상으로 에칭된다. 이에 의해, 도 2(i)에 도시한 바와 같이, 유리 기판(11)의 일면(11a) 상에 소정 형상으로 패터닝된 위상 시프트 패턴(12p) 및 유리 기판(11)의 노출 부분(C)가 형성된다. 위상 시프트층(12)의 패터닝 후, 도 2(j)에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(14a)는 제거된다. 레지스트 패턴(14a)의 제거에는, 예를 들어, 수산화 나트륨 수용액을 사용할 수 있다. 이상의 공정을 거쳐, 본 실시 형태의 위상 시프트 마스크(10)을 얻을 수 있다.Subsequently, the phase shift layer 12 is etched into a predetermined pattern shape. Thereby, as shown in FIG.2 (i), the phase shift pattern 12p patterned in the predetermined shape on the one surface 11a of the glass substrate 11, and the exposed part C of the glass substrate 11 are Is formed. After patterning the phase shift layer 12, as shown in Fig. 2 (j), the resist pattern 14a is removed. For example, an aqueous sodium hydroxide solution can be used to remove the resist pattern 14a. Through the above process, the phase shift mask 10 of this embodiment can be obtained.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 근거하여 다양한 변형이 가능하다. 특히, 위상 시프트층(12)의 경계 부분(B1)에 있어서의 계단상의 경사 상태에 관해서는, 다양한 형상으로 할 수 있다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible for it based on the technical idea of this invention. In particular, the stepped inclination state in the boundary portion B1 of the phase shift layer 12 can be various shapes.

이하, 도 3 ~ 도 10에 있어서, 위상 시프트층(12)의 경계 부분(B1)의 형성예를 든다. 이러한 도 3 ~ 도 10에 있어서, 우측에 위상 시프트층(12)의 경계 부분(B1)의 형상과 구성하는 층의 구성을 도시한다. 또한, 좌측의 표에는, 각각의 형상예에 있어서의 각 층의 성막시의 성막 가스의 유량이나 비율, 각 층의 막 두께, 거리/막두께, 및 반사율을 도시한다. 더욱이, 우측의 형상도에 있어서의 각 층을 나타내는 숫자는, 좌측의 층의 수에 대응하고 있다. 층의 수는 하층으로부터 순서대로 1층째, 2층째의 순으로 기재하고 있다. 또한, 거리/막 두께란, (평면으로 볼 때 경사면의 폭)/(위상 시프트층의 두께)의 값이다.3-10, the formation example of the boundary part B1 of the phase shift layer 12 is given. 3-10, the shape of the boundary part B1 of the phase shift layer 12 and the structure of the layer which comprise at the right side are shown. In addition, in the table on the left side, the flow rate and ratio of the film forming gas at the time of film formation of each layer in each shape example, the film thickness, distance / film thickness, and reflectance of each layer are shown. Moreover, the number which shows each layer in the figure of the right side corresponds to the number of layers of the left side. The number of layers is described in order of 1st layer and 2nd layer in order from lower layer. The distance / film thickness is a value of (width of the inclined surface in plan view) / (thickness of the phase shift layer).

도 3에서는, 위상 시프트층(12)를 8층으로 구성하고, 단부는 1층째부터 상부의 8층째(최상층)을 향해 완만하게 경사시키고 있다.In FIG. 3, the phase shift layer 12 is comprised from 8 layers, and the edge part is inclined gently toward the 8th layer (top layer) from 1st layer to upper part.

도 4에서는, 위상 시프트층(12)를 2층으로 구성하고, 두께가 두꺼운 1층째와 그 상부에 두께가 얇은 2층째(최상층)을 거듭하여, 2층째의 단부를 완만하게 경사시키고 있다.In FIG. 4, the phase shift layer 12 is comprised by two layers, the thick 1st layer and the thin 2nd layer (top layer) are repeated on top, and the edge part of 2nd layer is inclined gently.

도 5에서는, 위상 시프트층(12)를 2층으로 구성하고, 두께가 두꺼운 1층째와 그 상부에 두께가 얇은 2층째(최상층)의 단부를 완만하게 경사시키고 있다.In FIG. 5, the phase shift layer 12 is comprised by two layers, and the edge part of the thick 1st layer and the thin 2nd layer (top layer) is inclined gently in the upper part.

도 6에서는, 위상 시프트층(12)를 3층으로 구성하고, 두께가 두꺼운 1층째와 2층째의 경계 부분을 만입시키고 두께가 얇은 3층째와 두께가 두꺼운 2층째의 경계 부분을 돌출시키고 있다.In FIG. 6, the phase shift layer 12 is comprised by three layers, and the boundary part of a thick 1st layer and a 2nd layer is indented, and the boundary part of a 3rd layer of thickness and a thick 2nd layer is projected.

도 7에서는, 위상 시프트층(12)를 3층으로 구성하고, 두께가 두꺼운 1층째와 2층째의 경계 부분을 돌출시키고 두께가 얇은 3층째와 두께가 두꺼운 2층째 사이를 완만하게 경사시키고 있다.In FIG. 7, the phase shift layer 12 is comprised of three layers, and the boundary part of the thick 1st layer and the 2nd layer is protruded, and is inclined gently between the thin 3rd layer and the thick 2nd layer.

도 8에서는, 위상 시프트층(12)를 6층으로 구성하고, 경사가 완만한 층과 경사가 가파른 층을 교대로 거듭하며, 1층째를 다른 층보다 두껍게 하고 있다.In FIG. 8, the phase shift layer 12 is comprised of six layers, the layer which has a gentle inclination, and the layer which has a steep inclination are alternately repeated, and the 1st layer is made thicker than another layer.

도 9에서는, 위상 시프트층(12)를 6층으로 구성하고, 경사가 완만한 층과 경사가 가파른 층을 교대로 거듭하며, 1층째를 다른 층보다 두껍게 하고 있다.In FIG. 9, the phase shift layer 12 is comprised of six layers, the layer which has a gentle inclination, and the layer which has a steep inclination are alternately repeated, and the 1st layer is made thicker than another layer.

도 10에서는, 위상 시프트층(12)를 3층으로 구성하고, 두께가 두꺼운 1층째와 2층째의 경계 부분을 만입시키고 두께가 얇은 3층째와 두께가 두꺼운 2층째의 경계 부분을 약간 돌출시키고 있다.In Fig. 10, the phase shift layer 12 is composed of three layers, and the boundary portions of the thick first and second layers are indented, and the boundary portions of the thin third layer and the thick second layer are slightly protruded. .

더 나아가, 본 실시예는 그 일례를 도시한 것 뿐이며, 상기 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 실시예 이외의 다양한 성막 조건과 성막 적층수를 설정함으로써, 반사율과 단면 형상을 규정하는 것이 가능하다. 또한, 거리/막 두께는, 상기 실시예보다 -3≤(평면으로 볼 때 경사면의 폭)/(위상 시프트층의 두께)≤3의 값으로 규정하는 것이 가능하다. 또한, 적층 형태를 조정함으로써, -1<(평면으로 볼 때 경사면의 폭)/(위상 시프트층의 두께)<1로 설정하는 것도 가능하다.Furthermore, this embodiment only shows an example thereof, and the present invention is not limited to the above embodiment, and it is possible to define the reflectance and the cross-sectional shape by setting various film forming conditions and the number of film deposition layers other than this embodiment. . In addition, distance / film thickness can be prescribed | regulated from the said Example with the value of -3 <(width of inclined surface in plan view) / (thickness of a phase shift layer) <= 3. It is also possible to set -1 <(width of the inclined surface in plan view) / (thickness of the phase shift layer) &lt;

(위상 시프트 마스크의 제조 장치)(Production apparatus of phase shift mask)

도 11은, 도 1에 도시한 것 같은 위상 시프트 마스크를 제조할 때에 사용할 수 있는, 위상 시프트 마스크의 제조 장치(성막 장치)를 도시한 개략 구성도이다.FIG. 11: is a schematic block diagram which shows the manufacturing apparatus (film forming apparatus) of the phase shift mask which can be used when manufacturing the phase shift mask shown in FIG.

성막 장치(위상 시프트 마스크의 제조 장치)(50)은, 예를 들어, 8개의 성막 챔버들(51a ~ 51h)를 구비고 있다. 각각의 성막 챔버들(51a ~ 51h)에는, 음극(52) 등이 형성되어 있다. 그리고, 각각의 성막 챔버들(51a ~ 51h)에 대해, CO2 등의 산화성 가스를 포함하는 성막 가스를 공급하는 가스 공급기구(53)이 형성되어 있다. 가스 공급기구(53)은, 성막 가스 소스(54)나, 공급관(55) 등으로 구성되어 있다.The film forming apparatus (the apparatus for manufacturing the phase shift mask) 50 is provided with eight film forming chambers 51a to 51h, for example. In each of the deposition chambers 51a to 51h, a cathode 52 and the like are formed. And, for each of the film forming chamber (51a ~ 51h), it has a gas supply mechanism 53 for supplying a film forming gas containing an oxidizing gas such as CO 2 is formed. The gas supply mechanism 53 is composed of a film forming gas source 54, a supply pipe 55, and the like.

8개의 성막 챔버들(51a ~ 51h)는, 예를 들어, 위상 시프트층(12)를 구성하는 8층의 얇은 위상 시프트층(12)의 층들(12a ~ 12h)(도 1 참조)를 각각 성막한다. 예를 들어, 유리 기판(11)에 대해서, 우선, 성막 챔버(51h)에 의해 위상 시프트층(12)의 층(12h)를 성막한다. 다음으로 성막 챔버(51g)에 의해 위상 시프트층(12)의 층(12g)를 성막한다. 더욱, 위상 시프트층(12)의 층들(12f ~ 12b)를, 각각 성막 챔버들(51f ~ 51b)로 성막한다. 그리고, 마지막으로, 위상 시프트층(12)의 최상층인 위상 시프트층(12)의 층(12a)를 성막 챔버(51a)에 의해 성막한다.The eight deposition chambers 51a to 51h respectively form, for example, the layers 12a to 12h (see FIG. 1) of the eight thin phase shift layers 12 constituting the phase shift layer 12. do. For example, with respect to the glass substrate 11, first, the layer 12h of the phase shift layer 12 is formed into a film by the film formation chamber 51h. Next, the film formation chamber 51g forms the layer 12g of the phase shift layer 12. Further, the layers 12f to 12b of the phase shift layer 12 are formed into film forming chambers 51f to 51b, respectively. Finally, the film formation chamber 51a forms the layer 12a of the phase shift layer 12 which is the uppermost layer of the phase shift layer 12.

또한, 챔버는 8층으로 이루어진 위상 시프트층(12)에 대응한 것으로 한정되는 것은 아니다. 단, 층의 수가 매우 많은 경우, 성막 장치의 제조 비용이 큰 폭으로 증가하므로, 20층 이하로 하는 편이 바람직하다.In addition, the chamber is not limited to the one corresponding to the phase shift layer 12 which consists of eight layers. However, when the number of layers is very large, the manufacturing cost of the film forming apparatus greatly increases, so it is preferable to set it to 20 layers or less.

이러한 성막 챔버들(51a ~ 51h) 가운데, 예를 들어, 층(12a)를 성막하는 성막 챔버(51a)의 CO2 유량을, 다른 7개의 성막 챔버들(51b ~ 51h)의 CO2 유량보다 많아지도록 제어한다. 이에 의해, 성막 챔버(51a)로 성막되는 최상층의 층(12a)는, 그것보다 하부의 층들(12b ~ 12h)에 비해 산소 함유량이 많아진다.Among these deposition chambers 51a to 51h, for example, the CO 2 flow rate of the deposition chamber 51a for forming the layer 12a is greater than the CO 2 flow rates of the other seven deposition chambers 51b to 51h. Control to lose. As a result, the uppermost layer 12a formed into the film formation chamber 51a has a higher oxygen content than the lower layers 12b to 12h.

이를 통해, 노광빛의 입사 측이 되는 최상층의 층(12a)의 반사율이 저감된다.As a result, the reflectance of the uppermost layer 12a on the incident side of the exposure light is reduced.

더 나아가, 층(12a)보다 하부의 층들(12b ~ 12h)에 있어서도, 층(12a)에 가까운 층들(12b ~ 12h)을 성막하는 성막 챔버들(51b ~ 51h)일수록 CO2 유량이 많아지도록 제어하는 것도 바람직하다. 또한 CO2 등의 산화성 가스는, 유량의 제어 이외에도 농도의 제어나 둘 모두를 제어하는 구성일 수도 있다.Furthermore, even in the layers 12b to 12h below the layer 12a, the deposition chambers 51b to 51h for forming the layers 12b to 12h close to the layer 12a are controlled so as to increase the CO 2 flow rate. It is also preferable to. In addition to the control of the flow rate, the oxidizing gas such as CO 2 may be configured to control the concentration or both.

또한, 각 층의 산소 함유량에 대해서는 상기로 한정되지 아니하고, 최상층(12a)부터 3층까지의 산소 함유량에 대해 예시하면, 최상층(12a), 제 3 층(12c), 제 2 층(12b)의 순서로 산소 함유량이 높아지는 경우, 제 3 층(12c), 최상층(12a), 제 2 층(12b)의 순서로 산소 함유량이 높아지는 경우, 제 3 층(12c), 제 2 층(12b), 최상층(12a)의 순서로 산소 함유량이 높아지는 경우도 들 수 있다In addition, the oxygen content of each layer is not limited to the above, but the oxygen content from the uppermost layer 12a to the third layer is illustrated, and the uppermost layer 12a, the third layer 12c, and the second layer 12b When the oxygen content increases in the order, when the oxygen content increases in the order of the third layer 12c, the top layer 12a, the second layer 12b, the third layer 12c, the second layer 12b, the top layer The case where oxygen content becomes high in order of (12a) is also mentioned.

또한, 이 실시 형태에서는, 위상 시프트층(12)를 구성하는 8층의 얇은 층들(12a ~ 12h)에 맞춰 8개의 성막 챔버들(51a ~ 51h)를 설치하고 있지만, 반드시 위상 시프트층(12)를 구성하는 적층수와 성막 챔버의 수가 일치할 필요는 없다. 예를 들어, 하나의 성막 챔버에서 층을 2층씩 성막하는 등, 성막 챔버의 수는 적절히 선택 가능하다.In addition, in this embodiment, although eight film forming chambers 51a to 51h are provided in accordance with the eight thin layers 12a to 12h constituting the phase shift layer 12, the phase shift layer 12 is necessarily provided. It is not necessary that the number of laminated films and the number of film forming chambers constituting the same coincide. For example, the number of film forming chambers can be appropriately selected, for example, by depositing two layers in one film forming chamber.

<실시예><Example>

본 발명의 효과를 검증했다.The effect of the present invention was verified.

우선, 위상 시프트층(12)의 성막시에, 종래의 CO2 유량으로 성막한 위상 시프트 마스크(실시예 1), 종래의 CO2 유량보다 CO2 유량을 줄여 성막한 위상 시프트 마스크(실시예 2), 및 본 발명인, 종래의 CO2 유량보다 CO2 유량을 늘려 성막한 위상 시프트 마스크(실시예 3)를 각각 준비했다. 그리고, 이러한 3 종류의 위상 시프트 마스크에 대해 측정 광을 조사하고, 각각의 위상 시프트 마스크의 반사율을 측정했다. 측정 광은, 파장 범위를 300 nm ~ 800 nm까지 변화시켰다.First, at the time of film formation of the phase shift layer 12, a phase shift mask formed by a conventional CO 2 flow rate of Example 1, the film formation by reducing the CO 2 flow rate than that of a conventional CO 2 flow rate of a phase shift mask (Example 2 ), and it was prepared by the inventors, a film formation by increasing the flow rate of CO 2 than conventional CO 2 flow rate of a phase shift mask (example 3), respectively. And the measurement light was irradiated to these three types of phase shift masks, and the reflectance of each phase shift mask was measured. The measurement light changed the wavelength range to 300 nm-800 nm.

도 12에, 검증 결과의 그래프를 도시한다.12 shows a graph of verification results.

도 12에 도시한 그래프에 의하면, 노광빛으로서 이용되는 i선(파장 365 nm), h선(파장 405 nm) 및 g선(파장 436 nm)을 포함한 파장 영역인 300 nm ~ 500 nm의 파장 영역의 광에 대해서, 실시예 2는 실시예 1보다 반사율이 증가했다. 한편, 본 발명의 일례인 실시예 3은 실시예 1보다 반사율이 저감하고 있다. 이러한 결과로부터, CO2 유량을 늘려 성막한 위상 시프트 마스크(실시예 3)는, 위상 시프트층(12)의 산소 함유량이 증가하고, 그 결과, 300 nm ~ 500 nm의 파장 영역의 광에 대해서, 반사율을 크게 저감시킬 수 있는 것이 확인되었다.According to the graph shown in FIG. 12, a wavelength region of 300 nm to 500 nm, which is a wavelength region including i-ray (365 nm), h-ray (405 nm), and g-ray (wavelength 436 nm) used as exposure light. For light of Example 2, the reflectance of Example 2 was higher than that of Example 1. On the other hand, in Example 3 which is an example of this invention, reflectance is reduced rather than Example 1. From these results, increasing the film formation phase shift mask the CO 2 flow (Example 3), the increase in the oxygen content of the phase shift layer 12, and on the result, the wavelength range of 300 nm ~ 500 nm light, It was confirmed that the reflectance can be greatly reduced.

본 실시예에 의하면, 본 발명의 위상 시프트 마스크를 사용하여, 플랫 패널에 있어서의 패터닝을, 종래 반사율이 g선에 대해 27.5%인 위상 시프트 마스크를 사용했을 경우와 도 12의 g선에 있어 14.8%인 위상 시프트 마스크를 사용했을 경우에서는, 도 12의 위상 시프트 마스크를 사용했을 경우에서, 30% 미세한 선폭을 형성하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.According to this embodiment, using the phase shift mask of the present invention, patterning in the flat panel is 14.8 in the case of using a phase shift mask having a conventional reflectance of 27.5% with respect to the g line and a g line of FIG. When the phase shift mask of% is used, it can be seen that when the phase shift mask of FIG. 12 is used, a 30% fine line width can be formed.

이상, 본 발명의 일부 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니고, 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서, 적절히 변경이 가능하다.As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A change is possible suitably in the range which does not deviate from the meaning of invention.

10: 위상 시프트 마스크
11: 유리 기판(투명 기판)
12: 위상 시프트층(적층체)
12a~12h: 층(위상 시프트층을 구성하는 각 층)
13, 13a: 차광층
B1b: 다단 영역10: phase shift mask
11: glass substrate (transparent substrate)
12: phase shift layer (laminate)
12a-12h: layer (each layer which comprises a phase shift layer)
13, 13a: light shielding layer
B1b: multi-stage area

Claims (12)

투명 기판;
적어도 상기 투명 기판의 일면 측에 일정 두께로 형성된 부분을 가지고 300 nm 이상 내지 500 nm 이하의 파장 영역 중 하나의 광에 대해 180°의 위상차를 갖게 하는 것이 가능한 위상 시프트층을 포함하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법으로서,
상기 위상 시프트층을 다단으로 형성하는 공정;
상기 위상 시프트층을 에칭하여 상기 위상 시프트층과 상기 투명 기판이 평면으로 볼 때 한 경계 부분을 가지도록 상기 위상 시프트층을 패터닝하여 위상 시프트 패턴을 형성하는 공정;
을 포함하며,
상기 위상 시프트층에 있어서 최상단에 위치하는 제 1 층은, 상기 제 1 층 하부에 위치하고 상기 제 1 층에 접하는 제 2 층보다 산소의 함유량을 많게 하고,
상기 위상 시프트층 가운데, 상기 제 2 층은, 상기 제 2 층과 접하는 제 3 층보다 상기 산소의 함유량을 적게 하여, 제 1 층>제 3 층>제 2 층의 순서로 산소 함유량을 설정하고,
상기 위상 시프트층은 Cr의 산화 탄화 질화물로 구성되는 것을 특징으로 하는 것인, 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
Transparent substrates;
A phase shift mask comprising a phase shift layer having a portion formed at least on one side of the transparent substrate and having a phase difference of 180 ° with respect to light in one of the wavelength ranges of 300 nm or more and 500 nm or less; As a manufacturing method,
Forming the phase shift layer in multiple stages;
Etching the phase shift layer to pattern the phase shift layer such that the phase shift layer and the transparent substrate have a boundary portion in plan view to form a phase shift pattern;
Including;
The first layer located at the top of the phase shift layer has a higher oxygen content than the second layer located below the first layer and in contact with the first layer,
In the said phase shift layer, the said 2nd layer makes less oxygen content than the 3rd layer which contact | connects the said 2nd layer, sets oxygen content in order of 1st layer> 3rd layer> 2nd layer,
The said phase shift layer is comprised from Cr oxidized carbide nitride, The manufacturing method of the phase shift mask characterized by the above-mentioned.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 투명 기판 상에 차광층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.The method of manufacturing a phase shift mask according to claim 1, further comprising the step of forming a light shielding layer on the transparent substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 시프트층은, 적어도 상기 제 1 층이, 상기 제 2 층보다 질소의 함유량이 적은 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.The method of manufacturing a phase shift mask according to claim 1, wherein the phase shift layer has less nitrogen content than at least the first layer. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 시프트층의 형성 공정에 있어, 성막 분위기 가스 중의 CO2 가스의 함유량을 설정함으로써, 상기 제 1 층의 상기 산소의 함유량을, 상기 제 1 층보다 하부의 층에 비해 많게 하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.According to claim 1, by setting the content of the phase in the formation step of the shift layer, the film forming atmosphere gas of CO 2 gas, as compared with the content of the oxygen in the first layer, to the lower layer than the first layer The manufacturing method of the phase shift mask which increases in number. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 시프트층 가운데, 상기 제 1 층의 반사율이 19% 이하가 되도록, 상기 산소의 함유량을 제어한 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.The method of manufacturing a phase shift mask according to claim 1, wherein the content of oxygen is controlled so that the reflectance of the first layer is 19% or less among the phase shift layers. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 시프트층에 있어, 다른 파장의 광이 위상차를 갖도록 각 층의 두께가 대응하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.The method of manufacturing a phase shift mask according to claim 1, wherein in the phase shift layer, thicknesses of the layers correspond to each other so that light having a different wavelength has a phase difference. 제 1 항 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 따른 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 따라 제조되고,
투명 기판, 및 상기 투명 기판에 거듭 형성된, 적어도 상기 투명 기판의 표면에 일정 두께로 형성된 부분을 가지고, 300 nm 이상 내지 500 nm 이하의 파장 영역 중 하나의 광에 대해 180°의 위상차를 갖게 하는 것이 가능한 위상 시프트층을 포함하는 위상 시프트 마스크이며,
상기 위상 시프트층에는, 상기 투명 기판과 평면으로 볼 때 경계 부분을 가지는 위상 시프트 패턴이 형성되고,
평면으로 볼 때 상기 위상 시프트층과 상기 투명 기판의 상기 경계 부분에 있어, 상기 위상 시프트층의 두께를 다단으로 변화시킨 영역을 가지며,
상기 위상 시프트층에 있어서의 최상단에 위치하는 제 1 층은, 상기 제 1 층의 하부에 위치하고 상기 제 1 층과 접하는 제 2 층보다 산소의 함유량이 많고,
상기 제 2 층은, 상기 제 2 층과 접하는 제 3 층보다 상기 산소의 함유량이 적어, 제 1 층>제 3 층>제 2 층의 순서로 산소 함유량을 가지는 것이고,
상기 위상 시프트층은 Cr의 산화 탄화 질화물로 구성되는 것을 특징으로 하는 것인, 위상 시프트 마스크.
Prepared according to the method for producing a phase shift mask according to any one of claims 1 and 5 to 8.
Having a transparent substrate and a portion formed on the surface of the transparent substrate at least repeatedly formed on the transparent substrate, and having a phase difference of 180 ° with respect to light in one of wavelength ranges of 300 nm or more and 500 nm or less. A phase shift mask comprising a possible phase shift layer,
In the phase shift layer, a phase shift pattern having a boundary portion in plan view with the transparent substrate is formed,
In the boundary portion of the phase shift layer and the transparent substrate in plan view, having a region in which the thickness of the phase shift layer is changed in multiple stages,
The 1st layer located in the uppermost stage in the said phase shift layer has more oxygen content than the 2nd layer located under the said 1st layer and contacting said 1st layer,
The second layer has a smaller oxygen content than the third layer in contact with the second layer, and has an oxygen content in the order of the first layer> third layer> second layer,
The phase shift mask is characterized in that the phase shift layer is composed of oxidized carbide nitride of Cr.
제 10 항에 있어서, 상기 위상 시프트층의 두께가, g선, h선, i선 중 적어도 하나에 대해 위상차 180˚을 갖도록 대응하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.The phase shift mask according to claim 10, wherein a thickness of the phase shift layer corresponds to a phase difference of 180 degrees with respect to at least one of g line, h line, and i line. 제 1 항 및 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 사용하는 위상 시프트 마스크의 제조 장치로서,
위상 시프트층을 구성하는 각 단을 개별적으로 형성하는 복수의 성막실을 가지고 있고, 상기 위상 시프트층 가운데, 최상단의 층을 성막하는 성막실은, 상기 최상단의 층보다 하부의 층을 형성하는 성막실에 비해, 성막 분위기 가스 중의 CO2 가스의 함유량이 많아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 장치.As a manufacturing apparatus of the phase shift mask used for the manufacturing method of the phase shift mask as described in any one of Claims 1-5.
It has a plurality of film-forming chambers which form each step which comprises a phase shift layer individually, The film-forming chamber which forms the uppermost layer among the said phase shift layers is formed in the film-forming chamber which forms lower layer than the said uppermost layer. in comparison, the apparatus for manufacturing a phase shift mask, characterized in that to control the content of CO 2 gas in the film forming atmosphere gas so much.
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