KR102685030B1 - Method for manufacturing photomask - Google Patents

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Abstract

다른 광학 특성을 가지는 패턴을, 노광시의 중첩 오차의 발생을 억제하여 형성할 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 제공한다.
투과성 기판 상에 반투과막, 중간막, 상층막을 가지는 포토마스크 블랭크를 준비하고, 상층막 상에 형성된 포토레지스트막을 노광하여 노광량이 다른 제 1의 영역, 제 2의 영역 및 제 3의 영역을 형성한다. 그 후, 제 1의 영역을 선택적으로 제거하여 상층막을 에칭한다. 그 후, 제 2의 영역을 선택적으로 제거하고, 반투과막을 에칭하며 또한 상층막 및 중간막을 에칭한다. 그 후, 제 3의 영역을 제거한다.
A method for manufacturing a photomask capable of forming patterns with different optical characteristics by suppressing the occurrence of overlap errors during exposure is provided.
A photomask blank having a semi-transmissive film, an intermediate film, and an upper layer film is prepared on a transparent substrate, and the photoresist film formed on the upper layer film is exposed to form a first region, a second region, and a third region with different exposure amounts. . Thereafter, the first region is selectively removed and the upper layer film is etched. Thereafter, the second region is selectively removed, the semi-transmissive film is etched, and the upper layer film and middle film are also etched. Afterwards, the third area is removed.

Description

포토마스크의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK}Photomask manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK}

본 발명은 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a photomask.

플랫 패널 디스플레이 등의 전자 디바이스를 제조하는 공정에서 포토마스크가 사용되고 있다. 종래부터, 포토마스크로서 투과부와 차광부를 갖는 바이너리 마스크가 이용되고 있다. 그러나 최근에는, 예를 들어 미세한 패턴을 형성하기 위해 차광막과 위상 시프트막을 구비한 위상 시프트 마스크나, 전자 디바이스의 제조 공정수의 저감을 위해 다계조 포토마스크가 이용되는 경우가 있다. 이러한 포토마스크는 투명 기판 상에 광학적 특성이 다른 복수의 패턴을 구비하고 있으며, 이러한 패턴을 형성하기 위해서는 복수회의 패턴 묘화(노광) 공정이 필요하다.Photomasks are used in the process of manufacturing electronic devices such as flat panel displays. Conventionally, a binary mask having a transmitting portion and a light-shielding portion has been used as a photomask. However, in recent years, for example, a phase shift mask including a light shielding film and a phase shift film to form a fine pattern, or a multi-gradation photomask may be used to reduce the number of manufacturing processes for electronic devices. Such photomasks have multiple patterns with different optical properties on a transparent substrate, and multiple pattern drawing (exposure) processes are required to form these patterns.

특허문헌 1: 일본 특개 2017-76146 호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Publication No. 2017-76146 특허문헌 2: 일본 특개 2013-134435 호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Publication No. 2013-134435

다른 광학 특성을 가지는 반투과 영역과 차광 영역을 형성하는 경우, 각각의 패턴 형성에 대해 포토 레지스트의 노광(묘화) 처리가 필요하고 제조 공정수가 증대한다. 또한, 각각의 패턴을 묘화할 때마다 포토마스크 기판을 노광(묘화) 장치에 세팅하여 노광 처리를 실시하기 때문에, 중첩 오차(얼라인먼트 어긋남)가 발생할 수 있다. 따라서, 중첩 여유를 고려한 패턴 배치로 할 필요가 있어 정세한 패턴을 얻을 수 없게 된다.When forming a semi-transmissive region and a light-shielding region having different optical characteristics, photoresist exposure (drawing) processing is required for each pattern formation, and the number of manufacturing processes increases. Additionally, since exposure processing is performed by setting the photomask substrate in an exposure (drawing) device each time each pattern is drawn, an overlap error (alignment misalignment) may occur. Therefore, it is necessary to arrange the pattern taking the overlap margin into consideration, making it impossible to obtain a detailed pattern.

중첩 오차의 발생을 회피하는 방법이 특허문헌 1에 개시되어 있다. 특허문헌 1에는 예비 현상으로 형성된 제 1 레지스트 패턴을 마스크로 제 1의 에칭을 실시하고, 그 후에 추가 현상을 실시하여 제 1 레지스트 패턴의 에지부를 후퇴시킨 후에 제 2의 에칭을 실시하고, 차광부의 양측에 대칭적으로 위상 시프트막을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 제 2의 에칭에서 노광 장치에서의 중첩 오차의 발생을 방지할 수 있지만, 노광시의 불필요한 광량을 이용하기 때문에 불안정하고 스스로 패턴 크기가 한정된다. 또한, 형성할 수 있는 패턴도 한정되어 버린다.A method for avoiding the occurrence of overlapping errors is disclosed in Patent Document 1. In Patent Document 1, a first etching is performed using the first resist pattern formed by preliminary development as a mask, and then additional development is performed to retract the edge portion of the first resist pattern, and then a second etching is performed, and a light-shielding portion is formed. A method of forming a phase shift film symmetrically on both sides is disclosed. However, although it is possible to prevent the occurrence of overlapping errors in the exposure device in the second etching, it is unstable and the pattern size is limited because unnecessary amount of light is used during exposure. Additionally, the patterns that can be formed are also limited.

특허문헌 2는 다른 재료로 이루어지는 패턴을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는 다른 재료로 이루어지는 하층막과 상층막과의 적층 상에 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 상층막 및 하층막을 각각 선택적으로 습식 에칭(wet etching)한 후, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 상층막을 사이드 에칭하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 2는 1회의 묘화 공정으로 형성된 레지스트 패턴을 이용하여 중첩 오차의 발생을 방지할 수 있지만, 노광시의 불필요한 광량을 이용하기 때문에 불안정하고 스스로 패턴 크기가 한정된다.Patent Document 2 discloses a method of forming a pattern made of another material. In Patent Document 2, a resist pattern is formed on a stack of a lower layer film and an upper layer film made of different materials, the upper layer film and the lower layer film are selectively wet etched using the resist pattern as a mask, and then the resist pattern is etched. A method of side etching the upper layer film using a mask is disclosed. Patent Document 2 uses a resist pattern formed in a single drawing process to prevent the occurrence of overlapping errors, but because it uses an unnecessary amount of light during exposure, it is unstable and the pattern size is limited.

상기 과제를 감안하여, 본 발명은 노광시의 중첩 오차의 발생을 억제하여 다른 광학 특성을 가지는 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.In view of the above problems, the object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photomask that can form patterns with different optical characteristics by suppressing the occurrence of overlap errors during exposure.

A. 제 1의 태양A. The first sun

본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,The method for manufacturing a photomask according to the present invention is,

투과성 기판 상에 반투과막을 가지며, 상기 반투과막 상에 중간막을 가지며, 상기 중간막 상에 상층막을 가지는 포토마스크 블랭크(photomask blank)를 준비하는 공정과,A process of preparing a photomask blank having a semi-transmissive film on a transparent substrate, a middle film on the semi-transmissive film, and an upper layer on the middle film;

상기 상층막 상에 포토레지스트막을 형성하는 공정과,A process of forming a photoresist film on the upper layer film;

상기 포토레지스트막을 노광하여 노광량이 다른 제 1의 영역, 제 2의 영역 및 제 3의 영역을 형성하는 노광 공정과,an exposure process of exposing the photoresist film to form a first region, a second region, and a third region with different exposure amounts;

상기 제 1의 영역을 선택적으로 제거하는 제 1의 레지스트 제거 공정과,a first resist removal process for selectively removing the first region;

상기 상층막을 에칭하는 제 1의 에칭 공정과,a first etching process of etching the upper layer film;

상기 제 2의 영역을 선택적으로 제거하는 제 2의 레지스트 제거 공정과,a second resist removal process to selectively remove the second region;

상기 반투과막, 상기 상층막 및 상기 중간막을 에칭하는 제 2의 에칭 공정과,a second etching process of etching the semi-transmissive film, the upper layer film, and the intermediate film;

상기 제 3의 영역을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it includes a process of removing the third area.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,In addition, the method for manufacturing a photomask according to the present invention,

상기 반투과막과 상기 상층막이 동일한 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.The semi-permeable film and the upper layer film are characterized in that they are made of the same material.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,In addition, the method for manufacturing a photomask according to the present invention,

상기 노광 공정에서, 상기 제 1의 영역의 노광량은 상기 제 2의 영역의 노광량보다 많고, 상기 제 3의 영역의 노광량이 0인 것을 특징으로 한다.In the exposure process, the exposure amount of the first area is greater than that of the second area, and the exposure amount of the third area is 0.

이러한 포토마스크의 제조 방법으로써, 반투과막으로 이루어지는 패턴과, 반투과막, 중간막 및 상층막으로 이루어지는 패턴을, 노광시의 중첩 오차의 발생을 억제하여 형성할 수 있으며, 포토마스크의 제조 공정 기간의 단축에 기여할 수 있다.With this photomask manufacturing method, a pattern made of a semi-transmissive film and a pattern made of a semi-transmissive film, an intermediate film, and an upper layer can be formed by suppressing the occurrence of overlap errors during exposure, and the photomask manufacturing process period. can contribute to shortening.

또한, 중첩 여유를 고려하지 않고 패턴 설계가 가능해 정세한 패턴 형성이 가능하며, 또한 설계자의 작업 부담을 저감시킬 수 있다.In addition, pattern design is possible without considering the overlap margin, enabling detailed pattern formation and reducing the designer's work burden.

또한, 제조 공정에서의 비용 삭감에 기여할 수 있다.Additionally, it can contribute to cost reduction in the manufacturing process.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,In addition, the method for manufacturing a photomask according to the present invention,

상기 반투과막이 하프톤막인 것을 특징으로 한다.The semi-permeable membrane is characterized in that it is a halftone membrane.

이러한 포토마스크의 제조 방법으로써, 다계조 마스크인 하프톤 마스크를 제조할 수 있다.By using this photomask manufacturing method, a halftone mask, which is a multi-gradation mask, can be manufactured.

본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,The method for manufacturing a photomask according to the present invention is,

상기 반투과막이 위상 시프트막인 것을 특징으로 한다.The semi-transmissive film is characterized in that it is a phase shift film.

이러한 포토마스크의 제조 방법으로써, 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.By using this photomask manufacturing method, a phase shift mask can be manufactured.

B. 제 2의 태양B. The Second Sun

본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,The method for manufacturing a photomask according to the present invention is,

투과성 기판 상에 하층막을 가지며, 상기 하층막 상에 상층막을 가지는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,A process of preparing a photomask blank having a lower layer film on a transparent substrate and an upper layer film on the lower layer film;

상기 상층막 상에 레지스트막을 형성하는 공정과,A process of forming a resist film on the upper layer film;

상기 레지스트막을 노광하여 노광량이 다른 제 1의 영역, 제 2의 영역 및 제 3의 영역을 형성하는 노광 공정과,an exposure step of exposing the resist film to form a first region, a second region, and a third region with different exposure amounts;

상기 제 1의 영역을 선택적으로 제거하는 제 1의 레지스트 제거 공정과,a first resist removal process for selectively removing the first region;

상기 상층막 및 상기 하층막을 에칭하는 제 1의 에칭 공정과,a first etching process of etching the upper layer film and the lower layer film;

상기 제 2의 영역을 선택적으로 제거하는 제 2의 레지스트 제거 공정과,a second resist removal process to selectively remove the second region;

상기 상층막을 에칭하는 제 2의 에칭 공정과,a second etching process of etching the upper layer film;

상기 제 3의 영역을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it includes a process of removing the third area.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,In addition, the method for manufacturing a photomask according to the present invention,

상기 하층막과 상기 상층막이 다른 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. The lower layer film and the upper layer film are characterized in that they are made of different materials.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,In addition, the method for manufacturing a photomask according to the present invention,

상기 노광 공정에서, 상기 제 1의 영역의 노광량은 상기 제 2의 영역의 노광량보다 많고, 상기 제 3의 영역의 노광량이 0인 것을 특징으로 한다.In the exposure process, the exposure amount of the first area is greater than that of the second area, and the exposure amount of the third area is 0.

이러한 포토마스크의 제조 방법으로써, 하층막으로 이루어지는 패턴과, 하층막과 상층막으로 이루어지는 패턴을, 노광시의 중첩 오차의 발생을 억제하여 형성할 수 있다. 중첩 여유를 고려하지 않고 패턴 설계가 가능하며, 정세한 패턴 형성이 가능하며, 또한 설계자의 작업 부담을 저감시킬 수 있다.With this photomask manufacturing method, a pattern made of a lower layer film and a pattern made of a lower layer film and an upper layer film can be formed while suppressing the occurrence of overlap errors during exposure. Pattern design is possible without considering overlapping margins, detailed patterns can be formed, and the designer's work burden can be reduced.

또한, 제조 공정에서의 비용 삭감에 기여할 수 있다.Additionally, it can contribute to cost reduction in the manufacturing process.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,In addition, the method for manufacturing a photomask according to the present invention,

상기 하층막이 하프톤막인 것을 특징으로 한다.The lower layer film is characterized in that it is a halftone film.

이러한 포토마스크의 제조 방법으로써, 다계조 마스크인 하프톤 마스크를 제조할 수 있다.By using this photomask manufacturing method, a halftone mask, which is a multi-gradation mask, can be manufactured.

또한, 본 발명에 따른 포토마스크의 제조 방법은,In addition, the method for manufacturing a photomask according to the present invention,

상기 하층막이 위상 시프트막인 것을 특징으로 한다.The lower layer film is characterized in that it is a phase shift film.

이러한 포토마스크의 제조 방법으로써, 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.By using this photomask manufacturing method, a phase shift mask can be manufactured.

상기 제 1 및 제 2의 태양에 따르면, 어느 경우라도, 노광시의 중첩 오차의 발생을 억제하여 다른 광학 특성을 가지는 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the first and second aspects, in any case, it is possible to provide a photomask manufacturing method capable of forming patterns with different optical characteristics by suppressing the occurrence of overlap errors during exposure.

도 1은 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 2는 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 3은 포토레지스트막의 단면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시형태 2에서의 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 6은 실시형태 2에서의 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 7은 실시형태 1에서의 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 8은 실시형태 1에서의 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 9는 포토레지스트막의 단면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 10은 실시형태 1에서의 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 11은 실시형태 2에서의 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 12는 실시형태 2에서의 포토마스크의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
Figure 1 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of a photomask.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of a photomask.
Figure 3 is an SEM photograph showing a cross section of a photoresist film.
Figure 4 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of a photomask.
Figure 5 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of the photomask in Embodiment 2.
Figure 6 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of the photomask in Embodiment 2.
Figure 7 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of the photomask in Embodiment 1.
Figure 8 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of the photomask in Embodiment 1.
Figure 9 is an SEM photograph showing a cross section of a photoresist film.
Figure 10 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of the photomask in Embodiment 1.
Figure 11 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of the photomask in Embodiment 2.
Figure 12 is a cross-sectional view showing the main manufacturing process of the photomask in Embodiment 2.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 단, 이하의 실시형태는 모두 본 발명의 요지 인정에 있어서 한정적인 해석을 주는 것은 아니다. 또한, 동일 또는 동종의 부재에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명을 생략할 수 있다.Below, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments do not give a limited interpretation in acknowledging the gist of the present invention. Additionally, identical or similar members may be given the same reference numerals and descriptions may be omitted.

(실시형태 1)(Embodiment 1)

도 1, 2는 실시형태 1에 의한 포토마스크(100)의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views showing the main manufacturing process of the photomask 100 according to Embodiment 1.

이하에서는, 도면을 참조하여 포토마스크(100)의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the photomask 100 will be described with reference to the drawings.

(성막 공정: 포토마스크 블랭크 준비 공정)(Film formation process: photomask blank preparation process)

도 1(a)에 나타낸 바와 같이, 합성 석영 유리 등의 투과성 기판(1)을 준비하고 투과성 기판(1) 상에, 예를 들면 Cr계 금속 화합물, Si계 화합물, 금속 실리사이드 화합물 등의 공지의 재료로 이루어지는 반투과성의 기능성 막(2)(반투과막)을 스퍼터링법, 증착법 등으로 성막한다.As shown in FIG. 1(a), a transparent substrate 1 such as synthetic quartz glass is prepared, and a known substance such as a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound is placed on the transparent substrate 1. A semi-permeable functional film 2 (semi-permeable film) made of a material is formed by sputtering, vapor deposition, etc.

여기서, 투과성 기판(1)은 포토마스크(100)를 이용한 리소그래피 공정에서 사용되는 노광광에 포함되는 대표 파장(예를 들면 i선, h선, g선)에 대해 90 ~ 100%(90% 투과율 100%)인 투과율을 갖는다.Here, the transparent substrate 1 is 90 to 100% (90%) of the representative wavelengths (e.g., i-line, h-line, g-line) included in the exposure light used in the lithography process using the photomask 100. Transmittance It has a transmittance of 100%).

또한, 반투과성이란 노광광에 포함되는 대표 파장에 대해 투과율이 투과성 기판(1)의 투과율보다 낮고, 후술하는 적층 구조막의 투과율보다 높은 것을 의미한다. In addition, semi-transmittance means that the transmittance for representative wavelengths included in the exposure light is lower than the transmittance of the transparent substrate 1 and higher than the transmittance of the laminated structure film described later.

또한, 노광광은 예를 들면 i선, h선 혹은 g선이어도 좋고, 또는 이들의 적어도 2개의 광을 포함하는 혼합광이어도 좋다. 또한, 노광광은 이들에 한정되는 것은 아니다.Additionally, the exposure light may be, for example, i-line, h-line, or g-line, or may be a mixed light containing at least two of these lights. Additionally, the exposure light is not limited to these.

기능성 막(2)은 하프톤막 또는 위상 시프트막으로서 이용할 수 있다.The functional film 2 can be used as a halftone film or a phase shift film.

예를 들어, 기능성 막(2)을 하프톤막으로서 이용하는 경우, 대표 파장에 대해 기능성 막(2)의 투과율이 10 ~ 70%(10% 투과율 70%)가 되도록 설정한다. 또한, 위상 시프트량은 작게(대략 0°, 예를 들어 0 ~ 20°) 설정하면 된다.For example, when the functional film 2 is used as a halftone film, the transmittance of the functional film 2 is 10 to 70% (10%) for a representative wavelength. Transmittance Set it to 70%). Additionally, the phase shift amount can be set small (approximately 0°, for example, 0 to 20°).

또한, 예를 들어, 기능성 막(2)을 위상 시프트막으로서 이용하는 경우, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대해 기능성 막(2)의 투과율이 3 ~ 15%(3% 투과율 15%), 위상 시프트량이 대략 180°(160° 위상 시프트량 200°), 더욱 호적하게는 170° 위상 시프트량 190°가 되도록 설정한다.In addition, for example, when the functional film 2 is used as a phase shift film, the transmittance of the functional film 2 is 3 to 15% (3%) with respect to the representative wavelength included in the exposure light. Transmittance 15%), the amount of phase shift is approximately 180° (160° phase shift amount 200°), more preferably 170° phase shift amount Set it to 190°.

기능성 막(2)의 하프톤막 및 위상 시프트막으로서의 광학적 성질은 예를 들어, 조성 및 막두께를 조정함으로써 실현이 가능하다.The optical properties of the functional film 2 as a halftone film and a phase shift film can be realized by, for example, adjusting the composition and film thickness.

다음으로, 에칭 스토퍼막(3)(중간막(3))을 스퍼터링법, 증착법 등으로(예를 들어 막두께 1nm ~ 20nm) 성막한다.Next, the etching stopper film 3 (intermediate film 3) is formed by sputtering, vapor deposition, etc. (for example, with a film thickness of 1 nm to 20 nm).

다음으로, 차광막(4)(상층막)을 스퍼터링법, 증착법 등으로(예를 들어 막두께 50nm ~ 100nm) 성막한다.Next, the light-shielding film 4 (upper layer film) is formed by sputtering, vapor deposition, etc. (for example, with a film thickness of 50 nm to 100 nm).

에칭 스토퍼막(3)은 후술하는 바와 같이 차광막(4)(상층막) 및 기능성 막(2)과 에칭 특성이 다른(내성을 갖는) 재료로 구성된다.As will be described later, the etching stopper film 3 is made of a material that has different etching characteristics (having resistance) from the light-shielding film 4 (upper layer film) and the functional film 2.

또한, 기능성 막(2), 에칭 스토퍼막(3) 및 차광막(4)으로 이루어지는 적층막이 차광성을 가지면, 차광막(4)(상층막)이 단층으로 차광성을 가지는 차광막일 필요는 없고, 이러한 관점에서, 차광막(4)의 재료(조성) 및 막두께를 조정하면 된다. 본 적층막의 대표 파장에 대한 투과율은 예를 들어 1% 이하이다. 환언하면, 기능성 막(2), 에칭 스토퍼막(3) 및 차광막(4)의 적층 영역에서 차광막(4)의 재질(조성) 및 막두께를 조정하여 광학 농도 OD값이 3.0 이상을 충족하면 된다.In addition, if the laminated film consisting of the functional film 2, the etching stopper film 3, and the light-shielding film 4 has light-shielding properties, the light-shielding film 4 (upper layer film) does not need to be a single-layer light-shielding film having light-shielding properties. From this point of view, the material (composition) and film thickness of the light-shielding film 4 can be adjusted. The transmittance of this laminated film for a representative wavelength is, for example, 1% or less. In other words, the material (composition) and film thickness of the light-shielding film (4) can be adjusted in the laminated area of the functional film (2), the etching stopper film (3), and the light-shielding film (4) to ensure that the optical density OD value satisfies 3.0 or more. .

이하에서는, 투과성 기판(1) 상에 기능성 막(2), 에칭 스토퍼막(3) 및 차광막(4)이 형성된 적층 구조체를 포토마스크 블랭크라고 칭한다.Hereinafter, a laminated structure in which a functional film (2), an etching stopper film (3), and a light-shielding film (4) are formed on a transparent substrate (1) is referred to as a photomask blank.

미리 상기 구성의 포토마스크 블랭크를 복수매 준비하여 보관해 두어도 좋다. 고객 등으로부터 발주되었을 때, 미리 준비되어 있던 상기 구성의 포토마스크 블랭크를 이용하여 공정 기간 단축에 기여할 수 있다.You may prepare and store a plurality of photomask blanks of the above configuration in advance. When an order is placed from a customer, etc., using a photomask blank of the above configuration that has been prepared in advance can contribute to shortening the process period.

(포토 레지스트 형성 공정)(Photoresist formation process)

다음으로, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 차광막(4) 상에 (포토)레지스트막(5)을 도포법, 스프레이법 등으로 형성한다.Next, as shown in FIG. 1(b), a (photo)resist film 5 is formed on the light shielding film 4 by a coating method, a spray method, or the like.

(노광 공정)(Exposure process)

다음으로, 도 1(c)에 나타낸 바와 같이, 노광(묘화) 장치, 예를 들어 레이저 묘화 등에, 포토마스크 블랭크를 로드(노광 장치 내의 노광용 스테이지 상에 올려 놓음)하여 레지스트막(5)을 노광한다.Next, as shown in FIG. 1(c), the photomask blank is loaded (placed on the exposure stage in the exposure device) into an exposure (drawing) device, such as laser drawing, and the resist film 5 is exposed. do.

이 때, 레지스트막(5)에는 노광량이 다른 3개의 영역, 즉, 고 도즈 영역(high-dose region)(5c)(제 1의 영역), 저 도즈 영역(low-dose region)(5b)(제 2의 영역), 미노광 영역(5a)(제 3의 영역)이 형성된다.At this time, the resist film 5 has three regions with different exposure amounts, namely, a high-dose region 5c (first region) and a low-dose region 5b ( A second area) and an unexposed area 5a (a third area) are formed.

여기에서 미노광 영역(5a)은 노광되지 않는 영역, 즉, 노광량이 0인 영역이며, 저 도즈 영역(5b)은 고 도즈 영역에 대해 상대적으로 낮은 노광량으로 노광된 영역이며, 고 도즈 영역(5c)은 저 도즈 영역에 대해 상대적으로 높은 노광량으로 노광된 영역이다.Here, the unexposed area 5a is an area that is not exposed, that is, an area with an exposure amount of 0, the low dose area 5b is an area exposed with a relatively low exposure amount relative to the high dose area, and the high dose area 5c ) is an area exposed with a relatively high exposure amount compared to the low dose area.

노광 장치에 의한 묘화 방법은 레이저 묘화에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 전자선을 이용하여 노광해도 좋다.The drawing method using the exposure device is not limited to laser drawing. For example, exposure may be performed using an electron beam.

더 구체적으로는, 상기 고 도즈 영역의 고 도즈는 후술하는 제 1의 현상 공정에서 레지스트가 제거될 때, 레지스트를 용해시키기 위해 필요한 노광량 이상의 노광량을 의미한다. 반면에, 저 도즈 영역의 저 도즈는 후술하는 제 1의 현상 공정으로 레지스트가 제거되지 않아 남겨져서 제 2의 현상 공정으로 제거되는 정도의 노광량이라는 의미이다. 예를 들어, 제 1의 현상 공정에 필요한 고 도즈량을 기준으로 한 경우, 그 고 도즈량에 대해 5% ~ 90%인 노광량 범위의 노광량을 의미한다.More specifically, the high dose in the high dose region means an exposure amount greater than that required to dissolve the resist when the resist is removed in the first developing process described later. On the other hand, the low dose in the low dose area means that the resist is not removed in the first developing process, which will be described later, and is left behind, so that it is removed in the second developing process. For example, when based on the high dose required for the first development process, it means an exposure amount in the range of 5% to 90% of the high dose.

저 도즈량의 설정은 상기 범위 내에서 적절히 설정이 가능하지만, 제 2의 현상 공정의 프로세스 공정 시간을 고려할 필요가 있음은 물론이다.Although the low dose amount can be appropriately set within the above range, it goes without saying that the process time of the second development process needs to be taken into consideration.

또한, 편의상 레지스트막(5)의 고 도즈 영역(5c)을 "고 도즈 영역(5c)", 레지스트막(5)의 저 도즈 영역(5b)을 "저 도즈 영역(5b)", 레지스트막(5)의 미노광 영역(5a)을 "미노광 영역(5a)"이라고 칭하는 경우가 있다.Additionally, for convenience, the high dose region 5c of the resist film 5 is referred to as “high dose region 5c”, the low dose region 5b of the resist film 5 is referred to as “low dose region 5b”, and the resist film ( The unexposed area 5a in 5) may be referred to as “unexposed area 5a.”

저 도즈 영역(5b) 및 고 도즈 영역(5c)은 노광 장치로부터 투과성 기판(1)을 언로드(unload)(꺼냄)하지 않고 형성할 수 있다. 예를 들어, 저 도즈 영역(5b)에 상당하는 영역 및 고 도즈 영역(5c)에 상당하는 영역을, 각각 제 1의 노광량 및 제 2의 노광량이 되도록 레이저를 스캔하여 노광하여, 이들의 영역을 형성할 수 있다.The low dose region 5b and the high dose region 5c can be formed without unloading (taking out) the transparent substrate 1 from the exposure apparatus. For example, the area corresponding to the low dose area 5b and the area corresponding to the high dose area 5c are exposed by scanning the laser to the first exposure amount and the second exposure amount, respectively, and these areas are exposed. can be formed.

또한, 저 도즈 영역(5b) 및 고 도즈 영역(5c)에 상당하는 영역을, 제 1의 노광량이 되도록 레이저를 스캔하여 노광하고, 그 후, 고 도즈 영역(5c)이 제 2의 노광량이 되도록 고 도즈 영역(5c)에 상당하는 영역만을 추가적으로 레이저를 스캔하여 노광해도 좋다. 복수의 레이저 조사로 노광량이 평균화되어 고 도즈 영역(5c) 노광량의 균일성이 향상된다. 또한, 저 도즈 영역(5b)과 고 도즈 영역(5c)이 접하는 경우, 경계 영역에서의 노광량의 균일성도 향상된다.Additionally, the areas corresponding to the low dose area 5b and the high dose area 5c are exposed by scanning the laser to a first exposure amount, and then the high dose area 5c is exposed to a second exposure amount. Only the area corresponding to the high dose area 5c may be exposed by additionally scanning the laser. The exposure amount is averaged through multiple laser irradiations, thereby improving the uniformity of the exposure amount in the high dose area 5c. Additionally, when the low dose area 5b and the high dose area 5c are in contact, the uniformity of exposure amount in the boundary area is also improved.

포토마스크 블랭크를 노광 장치로부터 언로드하지 않고 저 도즈 영역(5b) 및 고 도즈 영역(5c)의 노광 처리를 실시하기 때문에, 이러한 영역(패턴) 사이에서 중첩 오차(어긋남)의 발생은 억제된다.Since the exposure process of the low dose area 5b and the high dose area 5c is performed without unloading the photomask blank from the exposure apparatus, the occurrence of overlap errors (misalignment) between these areas (patterns) is suppressed.

(제 1의 현상(레지스트 제거) 공정)(First development (resist removal) process)

다음으로, 도 1(d)에 나타낸 바와 같이, 제 1의 현상 공정에서 현상액으로 고 도즈 영역(5c)의 레지스트막(5)만을 선택적으로 제거하여 레지스트막(5)을 패터닝한다.Next, as shown in FIG. 1(d), in the first development process, only the resist film 5 in the high dose area 5c is selectively removed with a developer to pattern the resist film 5.

후술하는 바와 같이, 레지스트막(5)의 현상액에 의한 용해 특성이 노광량(도즈량)에 의존하기 때문에, 노광량에 따라 노광된 레지스트막(5)을 선택적으로 순차제거하는 것이 가능하게 된다. 제 1의 현상 공정에서는 고 도즈 영역(5c)의 용해 속도가 미노광 영역(5a) 및 저 도즈 영역(5b)의 용해 속도에 대해 충분히(예를 들어, 수 배에서 약 10배 이상) 높아지는 현상 조건에서 현상(현상액으로 용해)을 실시함으로써 선택적으로 고 도즈 영역(5c)만을 제거할 수 있다.As will be described later, since the dissolution characteristics of the resist film 5 by the developer depend on the exposure amount (dose amount), it becomes possible to selectively and sequentially remove the exposed resist film 5 according to the exposure amount. In the first development process, the dissolution rate of the high-dose region 5c is sufficiently increased (for example, several times to about 10 times or more) relative to the dissolution rate of the unexposed region 5a and the low-dose region 5b. By performing development (dissolution with developer) under these conditions, only the high dose area 5c can be selectively removed.

또한, 도 1(d)에 나타낸 바와 같이, 저 도즈 영역(5b)의 레지스트 막두께는 미노광 영역(5a)의 레지스트 막두께와 비교하여 얇아진다.Additionally, as shown in Fig. 1(d), the resist film thickness in the low dose area 5b becomes thinner compared to the resist film thickness in the unexposed area 5a.

(제 1의 에칭 공정)(First etching process)

다음으로, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 패터닝된 레지스트막(5), 즉, 미노광 영역(5a) 및 저 도즈 영역(5b)의 레지스트막(5)을 에칭 마스크로 하여 차광막(4)을 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 에칭한다. 차광막(4)과 에칭 스토퍼막(3)은, 서로 다른 재료를 채용하여 에칭 스토퍼막(3)이 에칭되지 않은 에천트(etchant)(약액 또는 가스)를 이용하여 에칭 스토퍼막(3) 상의 차광막(4)을 선택적으로 에칭할 수 있다. 그 결과, 에칭 스토퍼막(3) 및 그 하층의 기능성 막(2)은 에칭되지 않고, 투과성 기판(1) 상에 남겨진다.Next, as shown in FIG. 2(a), the light-shielding film 4 is formed using the patterned resist film 5, that is, the resist film 5 in the unexposed area 5a and the low dose area 5b as an etching mask. ) is etched using a wet etching method or a dry etching method. The light-shielding film 4 and the etching stopper film 3 are made of different materials, and the light-shielding film on the etching stopper film 3 is formed using an etchant (chemical solution or gas) in which the etching stopper film 3 is not etched. (4) can be selectively etched. As a result, the etching stopper film 3 and its underlying functional film 2 are not etched and remain on the transparent substrate 1.

본 공정에서 에칭 스토퍼막(3)으로 표면이 덮인 기능성 막(2)은 에칭되지 않기 때문에, 기능성 막(2)과 차광막(4)을 동일한 재료를 이용하여 구성할 수 있다.Since the functional film 2 whose surface is covered with the etching stopper film 3 is not etched in this process, the functional film 2 and the light-shielding film 4 can be constructed using the same material.

이 경우, 기능성 막(2)과 차광막(4)의 성막 공정에서 동일한 성막 장치, 또는 동일한 성막 재료(스퍼터링 타겟, 증착 재료)를 사용할 수 있으며, 또한 기능성 막(2)과 차광막(4)의 에칭 공정에서 동일한 에칭 장치, 또는 동일한 에천트를 사용할 수 있기 때문에,생산 관리가 용이하고 제조 비용의 저감에 기여한다.In this case, the same film formation device or the same film formation material (sputtering target, deposition material) can be used in the film formation process of the functional film 2 and the light shielding film 4, and the etching of the functional film 2 and the light shielding film 4 may also be performed. Since the same etching device or the same etchant can be used in the process, production management is easy and manufacturing costs are reduced.

다음으로, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 미노광 영역(5a) 및 저 도즈 영역(5b)의 레지스트막(5)을 에칭 마스크로 하여 에칭 스토퍼막(3)을 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 에칭한다. 기능성 막(2)과 에칭 스토퍼막(3)은, 서로 다른 재료를 채용하여 기능성 막(2)이 에칭되지 않는 에천트(약액 또는 가스)를 이용하여 기능성 막(2) 상의 에칭 스토퍼막(3)을 선택적으로 에칭할 수 있다. 그 결과, 기능성 막(2)은 에칭되지 않고, 투과성 기판(1) 상에 남겨진다.Next, as shown in FIG. 2(b), the etching stopper film 3 is wet etched or dry etched using the resist film 5 in the unexposed area 5a and the low dose area 5b as an etching mask. Etch by law. The functional film (2) and the etching stopper film (3) are made of different materials, and an etchant (chemical solution or gas) that does not etch the functional film (2) is used to form the etching stopper film (3) on the functional film (2). ) can be selectively etched. As a result, the functional film 2 is not etched, but remains on the transparent substrate 1.

(제 2의 현상(레지스트 제거) 공정)(Second development (resist removal) process)

다음으로, 도 2(c)에 나타낸 바와 같이, 제 2의 현상 공정에서 현상액으로 저 도즈 영역(5b)의 레지스트막(5)만을 선택적으로 제거하여 레지스트막(5)을 패터닝한다. 이 공정에서 미노광 영역(5a)만이 차광막(4) 상에 남겨진다.Next, as shown in FIG. 2(c), in the second development process, only the resist film 5 in the low dose region 5b is selectively removed with a developing solution to pattern the resist film 5. In this process, only the unexposed area 5a is left on the light shielding film 4.

제 1의 현상 공정 및 제 2의 현상 공정에 나타낸 바와 같이 노광량이 다른 레지스트막(5)을 노광량에 의존하여 순차제거할 수 있는 것은, 용해 속도가 현상 조건(시간 등)에 비선형으로 의존하기 때문이다. 용해 속도가 변화(증대)하는 변화점이 노광량에 의존하여 변화하는 특성을 이용하여 노광량이 다른 영역을 선택적으로 순차제거할 수 있다.As shown in the first development process and the second development process, the resist film 5 with different exposure amounts can be sequentially removed depending on the exposure amount because the dissolution rate depends nonlinearly on the development conditions (time, etc.). am. Using the characteristic that the change point at which the dissolution rate changes (increases) varies depending on the exposure amount, areas with different exposure amounts can be selectively removed sequentially.

제 2의 현상 공정에서는 저 도즈 영역(5b)의 용해 속도가 미노광 영역(5a)의 용해 속도에 대해 충분히 높아지는 현상 조건에서 현상(용해)을 실시하여 선택적으로 저 도즈 영역(5b)만을 제거할 수 있다.In the second development process, development (dissolution) is performed under developing conditions in which the dissolution rate of the low-dose region 5b is sufficiently high compared to the dissolution rate of the unexposed region 5a to selectively remove only the low-dose region 5b. You can.

또한, 이 방법을 이용함으로써, 3종 이상의 다른 레지스트막(5)의 패턴을 얻는 것도 가능하다.Additionally, by using this method, it is also possible to obtain three or more different patterns of the resist film 5.

(제 2의 에칭 공정)(Second etching process)

다음으로, 도 2(d)에 나타낸 바와 같이, 기능성 막(2)을 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 에칭하여 제거함과 함께 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5)을 에칭 마스크로 하여 차광막(4)을 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 에칭하여 제거한다. 기능성 막(2)이 에칭된 영역에서는 투과성 기판(1)이 노출된다.Next, as shown in FIG. 2(d), the functional film 2 is removed by etching by a wet etching method or a dry etching method, and a light-shielding film is formed using the resist film 5 in the unexposed area 5a as an etching mask. (4) is removed by etching using a wet etching method or a dry etching method. In the area where the functional film 2 is etched, the transparent substrate 1 is exposed.

기능성 막(2)과 차광막(4)을 동일한 재료로 구성함으로써, 기능성 막(2)과 차광막(4)을 동일한 에천트를 이용하여 동시에 에칭할 수 있다.By constructing the functional film 2 and the light-shielding film 4 from the same material, the functional film 2 and the light-shielding film 4 can be etched simultaneously using the same etchant.

그 후, 에칭 스토퍼막(3)을 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 에칭하여 제거한다.Thereafter, the etching stopper film 3 is removed by etching using a wet etching method or a dry etching method.

그 후, 회화(ashing)법 또는 레지스트 박리액에 침지시켜 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5)을 제거한다(제 3의 레지스트 제거 공정).Thereafter, the resist film 5 in the unexposed area 5a is removed by ashing or immersion in a resist stripper (third resist removal process).

이상으로, 기능성 막(2)으로 구성된 반투과 영역(6), 하층막인 기능성 막(2)과 중간막인 에칭 스토퍼막(3)과 상층막인 차광막(4)을 포함하는 적층으로 구성된 차광 영역(7), 및 투과성 기판(1)이 노출된 투과 영역(8)을 구비한 포토마스크(100)를 얻을 수 있다.Above, a semi-transmissive region 6 composed of a functional film 2, a light-shielding region composed of a laminated layer including the functional film 2 as the lower layer, the etching stopper film 3 as the middle layer, and the light-shielding film 4 as the upper layer. (7), and a photomask 100 having a transparent area 8 where the transparent substrate 1 is exposed can be obtained.

포토마스크(100)는 기능성 막(2)으로서 상기 하프톤막의 조건을 채용하는 것으로 다계조의 하프톤 마스크로서 기능하고, 기능성 막(2)으로서 상기 위상 시프트막의 조건을 채용하는 것으로 위상 시프트 마스크로서 기능한다.The photomask 100 functions as a multi-gradation halftone mask by adopting the conditions of the halftone film as the functional film 2, and functions as a phase shift mask by adopting the conditions of the phase shift film as the functional film 2. It functions.

또한, 도 2(b)에 나타낸 공정에서 기능성 막(2) 상의 에칭 스토퍼막(3)을 선택적으로 에칭한 후에, 기능성 막(2)을 더 에칭해도 좋다.In addition, after selectively etching the etching stopper film 3 on the functional film 2 in the process shown in FIG. 2(b), the functional film 2 may be further etched.

그러나 이 경우, 도 2(d)에 나타낸 제 2의 에칭 공정에서 예를 들어 습식 에칭과 같은 등방성 에칭을 채용하여 차광막(4)을 에칭하면, 기능성 막(2)도 에칭되어 버려, 기능성 막(2)의 사이드 에칭량이 증대된다.However, in this case, if the light-shielding film 4 is etched using, for example, isotropic etching such as wet etching in the second etching process shown in FIG. 2(d), the functional film 2 is also etched, resulting in the functional film ( 2) The amount of side etching increases.

도 2(b)에 나타낸 공정에서 차광막(4) 및 에칭 스토퍼막(3)만을 에칭하여 기능성 막(2)을 남겨 둠으로써, 도 2(d)에 나타낸 공정에서의 기능성 막(2)의 사이드 에칭량을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 기능성 막(2)의 패터닝 제어성이 향상된다.In the process shown in FIG. 2(b), only the light shielding film 4 and the etching stopper film 3 are etched to leave the functional film 2, so that the side of the functional film 2 in the process shown in FIG. 2(d) is etched. The etching amount can be reduced. As a result, the patterning controllability of the functional film 2 is improved.

도 3은 포토 레지스트의 단면 형상을 나타낸 SEM 사진이다. 도 3(a)는 제 1의 현상 공정 후의 레지스트막(5)의 단면 형상을 나타내고, 도 3(b)는 제 2의 현상 공정 후의 레지스트막(5)의 단면 형상을 나타낸다.Figure 3 is an SEM photograph showing the cross-sectional shape of the photoresist. FIG. 3(a) shows the cross-sectional shape of the resist film 5 after the first developing process, and FIG. 3(b) shows the cross-sectional shape of the resist film 5 after the second developing process.

도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 미노광 영역(5a) 및 저 도즈 영역(5b)이 접하는 경계 부분에서는 레지스트막(5)의 단면은 완만한 테이퍼 형상을 가질 수 있다.As shown in FIG. 3(a), the cross section of the resist film 5 may have a gently tapered shape at the boundary where the unexposed area 5a and the low dose area 5b meet.

그러나, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 제 2의 현상 공정 후에는, 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5)의 단면은 매우 가파른 형상을 나타낸다. 즉, 도 1(c)에 나타낸 노광 공정에서 확정된 저 도즈 영역(5b)의 레지스트막(5)이 제 2의 현상 공정에서 선택적으로 제거된 것을 나타낸다.However, as shown in Fig. 3(b), after the second development process, the cross section of the resist film 5 in the unexposed area 5a shows a very steep shape. That is, it shows that the resist film 5 in the low dose region 5b, which was determined in the exposure process shown in FIG. 1(c), was selectively removed in the second development process.

만약 제 2의 현상 공정에서 일률로 레지스트막(5)을 용해시킨 경우, 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5)의 단면이 도 3(b)에 나타낸 바와 같은 매우 가파른 형상을 얻을 수는 없다.If the resist film 5 is uniformly dissolved in the second development process, the cross-section of the resist film 5 in the unexposed area 5a cannot obtain a very steep shape as shown in FIG. 3(b). does not exist.

막두께가 두꺼운 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5)의 측벽이 테이퍼 형상인 경우, 패턴 폭이 변동되어 정세한 패턴을 형성하는 것이 곤란하게 된다.When the side wall of the resist film 5 in the unexposed area 5a with a thick film thickness is tapered, the pattern width varies, making it difficult to form a fine pattern.

특히 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5)의 막두께는 저 도즈 영역(5b)과 비교하여 두꺼워지기 때문에, 미노광 영역(5a)의 단면의 테이퍼 각도는 포토마스크(100) 상에 형성되는 패턴 정밀도에 대한 영향이 커지게 된다. 그러나, 노광량을 제어하여 광학적으로 저 도즈 영역(5b)과 미노광 영역(5a)과의 경계를 확정함으로써, 제 2의 현상 공정 후의 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5)의 측면 형상이 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 매우 가파르게 된다. 그 결과, 본 포토마스크(100)를 이용한 리소그래피로 정세한 패턴 형성이 가능하게 된다.In particular, since the film thickness of the resist film 5 in the unexposed area 5a is thicker than that in the low dose area 5b, the taper angle of the cross section of the unexposed area 5a is formed on the photomask 100. The impact on pattern precision increases. However, by controlling the exposure amount and optically determining the boundary between the low dose area 5b and the unexposed area 5a, the lateral shape of the resist film 5 in the unexposed area 5a after the second development process is changed. As shown in Figure 3(b), it becomes very steep. As a result, precise pattern formation is possible through lithography using the present photomask 100.

또한, 도 1, 2에서는 반투과 영역(6)과 차광 영역(7)이 서로 접하고 있는 예를 나타냈지만, 포토레지스트막(5)의 형상은 노광 공정에서 광학적으로 결정할 수 있기 때문에 포토레지스트막(5)을 소망하는 형상으로 패터닝할 수 있다.1 and 2 show an example in which the semi-transmissive region 6 and the light-shielding region 7 are in contact with each other, but since the shape of the photoresist film 5 can be optically determined in the exposure process, the photoresist film ( 5) can be patterned into a desired shape.

예를 들어, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 반투과 영역(6)과 차광 영역(7)을 서로 이격되게 형성하는 것도 가능하다. 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 노광(묘화) 장치로 레지스트막(5)에 대해 미노광 영역(5a) 및 저 도즈 영역(5b)을 서로 이격되게 노광하고, 그 후, 도 4 (b)에 나타낸 바와 같이, 제 1의 현상 공정으로 서로 이격된 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5) 및 저 도즈 영역(5b)의 레지스트막(5)을 얻을 수 있다.For example, as shown in FIG. 4(c), it is also possible to form the semi-transmissive area 6 and the light-blocking area 7 to be spaced apart from each other. As shown in FIG. 4(a), the unexposed area 5a and the low dose area 5b are exposed to the resist film 5 by an exposure (drawing) device at a distance from each other, and then, in FIG. 4(b) ), the resist film 5 in the unexposed area 5a and the resist film 5 in the low dose area 5b that are spaced apart from each other can be obtained through the first development process.

그 후, 도 2에 나타낸 공정으로, 반투과 영역(6)과 차광 영역(7)을 서로 이격되게 형성하는 것도 가능하다. 따라서, 포토마스크(100)의 패턴 설계의 자유도가 특허문헌 1에 개시된 방법과 비교하여 크게 향상된다.After that, it is also possible to form the semi-transmissive area 6 and the light-shielding area 7 spaced apart from each other through the process shown in FIG. 2. Accordingly, the degree of freedom in designing the pattern of the photomask 100 is greatly improved compared to the method disclosed in Patent Document 1.

또한, 반투과 영역(6)과 차광 영역(7)이 서로 이격된 패턴과, 반투과 영역(6)과 차광 영역(7)이 서로 인접한 패턴이 혼재하는 패턴 배치로 하는 것도 가능하다.In addition, it is also possible to arrange a pattern in which a pattern in which the semi-transmissive area 6 and the light-shielding area 7 are spaced apart from each other and a pattern in which the semi-transmissive area 6 and the light-shielding area 7 are adjacent to each other are mixed.

(실시형태 2)(Embodiment 2)

포토마스크(100)는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하는 이하의 제조 공정으로 제조하는 것도 가능하다.The photomask 100 can also be manufactured using the following manufacturing process described with reference to FIGS. 5 and 6 .

도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 투과성 기판(1) 상에, 금속 화합물, 예를 들어 Cr 화합물로 이루어지는 반투과성의 기능성 막(2)(반투과막)을 스퍼터링법, 증착법 등으로 성막한다.As shown in Fig. 5(a), a semi-transmissive functional film 2 (semi-transmissive film) made of a metal compound, for example, a Cr compound, is formed on the transparent substrate 1 by sputtering, vapor deposition, or the like.

상기와 같이, 기능성 막(2)은 하프톤막 또는 위상 시프트막으로서 이용할 수 있다.As described above, the functional film 2 can be used as a halftone film or a phase shift film.

다음으로, 기능성 막(2) 상에, 차광막(41)을 스퍼터링법, 증착법 등으로 성막한다.Next, a light-shielding film 41 is formed on the functional film 2 by sputtering, vapor deposition, or the like.

차광막(41)은 기능성 막(2)을 구성하는 금속 화합물의 금속과는 다른 종류의 금속(또는 그 화합물)으로 구성된다. 예를 들어, 기능성 막(2)을 Cr 화합물로 하고, 차광막(41)을 Ni 막으로 할 수 있다.The light-shielding film 41 is made of a different type of metal (or a compound thereof) from the metal compound constituting the functional film 2. For example, the functional film 2 can be made of a Cr compound, and the light-shielding film 41 can be made of a Ni film.

형성하는 차광막(41)의 막두께는 광학 농도(OD값)가 3 이상이 되도록 설정한다. 예를 들어, 차광막(41)으로서 Ni를 채용하는 경우, 막두께를 예를 들어 100nm로 할 수 있다.The film thickness of the light-shielding film 41 to be formed is set so that the optical density (OD value) is 3 or more. For example, when Ni is used as the light-shielding film 41, the film thickness can be, for example, 100 nm.

다음으로, 차광막(41) 상에 금속 화합물로 이루어시는 반사 방지막(9)을 스퍼터링법, 증착법 등으로 성막한다. 반사 방지막(9)의 막두께는 예를 들어 막두께 2 ~ 5nm로 할 수 있다. 반사 방지막(9)은 금속 화합물, 예를 들어 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물로 구성된다. 반사 방지막(9)을 구성하는 금속 화합물의 금속과 기능성 막(2)을 구성하는 금속 화합물의 금속은, 동일한 종류의 금속으로 한다. 즉, 기능성 막(2)을 구성하는 금속 성분과 반사 방지막(9)을 구성하는 금속 성분은, 동일한 금속 원소로 구성된다. 예를 들어, 기능성 막(2)이 Cr을 포함하는 화합물로 구성되는 경우, 반사 방지막(9)도 Cr을 포함하는 화합물로 구성되도록 한다.Next, an antireflection film 9 made of a metal compound is formed on the light shielding film 41 by sputtering, vapor deposition, etc. The thickness of the anti-reflection film 9 can be, for example, 2 to 5 nm. The anti-reflection film 9 is made of a metal compound, such as metal oxide, metal nitride, or metal oxynitride. The metal of the metal compound constituting the anti-reflection film 9 and the metal of the metal compound constituting the functional film 2 are made of the same type of metal. That is, the metal component constituting the functional film 2 and the metal component constituting the antireflection film 9 are composed of the same metal element. For example, when the functional film 2 is made of a compound containing Cr, the anti-reflection film 9 is also made of a compound containing Cr.

또한, Cr 화합물로서, 예를 들어 Cr 산화물, Cr 질화물, Cr 질소산화물을 채용할 수 있다.Additionally, as the Cr compound, Cr oxide, Cr nitride, and Cr nitrogen oxide can be used, for example.

다음으로, 반사 방지막(9) 상에 (포토)레지스트막(5)을 도포법, 스프레이법 등으로 형성한다.Next, a (photo)resist film 5 is formed on the anti-reflection film 9 by a coating method, a spray method, or the like.

따라서, 투과성 기판(1) 상에, 기능성 막(2), 차광막(41), 반사 방지막(9) 및 레지스트막(5)이 이 순으로 형성된다.Accordingly, on the transparent substrate 1, the functional film 2, light-shielding film 41, anti-reflection film 9 and resist film 5 are formed in this order.

다음으로, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 도 1(c), (d)에 나타낸 공정과 동일한 공정으로 레지스트막(5)을 패터닝하여 노광량이 다른 2개의 영역, 즉, 저 도즈 영역(5b)(제 2의 영역), 미노광 영역(5a)(제 3의 영역)을 형성한다.Next, as shown in Fig. 5(b), the resist film 5 is patterned in the same process as the process shown in Figs. 1(c) and 1(d) to form two regions with different exposure amounts, that is, the low dose region ( 5b) (second area) and an unexposed area 5a (third area) are formed.

반사 방지막(9)은 레지스트막(5)의 노광시의 노광광의 불필요한 반사(할레이션(halation) 등)을 저감시켜 레지스트막(5)의 패터닝 정밀도를 향상시킬 수 있다.The anti-reflection film 9 can improve the patterning precision of the resist film 5 by reducing unnecessary reflection (halation, etc.) of exposure light during exposure of the resist film 5.

다음으로, 도 5(c)에 나타낸 바와 같이, 레지스트막(5)의 저 도즈 영역(5b)(제 2의 영역) 및 미노광 영역(5a)(제 3의 영역)을 마스크로, 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 반사 방지막(9)을 차광막(41)에 대해 선택적으로 에칭한다.Next, as shown in FIG. 5(c), wet etching is performed using the low dose area 5b (second area) and the unexposed area 5a (third area) of the resist film 5 as a mask. The anti-reflection film 9 is selectively etched with respect to the light-shielding film 41 using a mechanical or dry etching method.

전술한 바와 같이, 차광막(41)은 반사 방지막(9)을 구성하는 금속 화합물의 금속과 다른 종류의 금속으로 구성되어 있기 때문에, 차광막(41)의 에칭률이 낮고 차광막(41)의 에칭에 대한 반사 방지막(9)의 에칭 선택비가 높은 에천트(약액 또는 가스)를 채용함으로써, 차광막(41)은 에칭되지 않고, 반사 방지막(9)만을 선택적으로 에칭하는 것이 가능하다.As described above, since the light-shielding film 41 is made of a different type of metal from the metal of the metal compound constituting the anti-reflection film 9, the etching rate of the light-shielding film 41 is low and the etching of the light-shielding film 41 is low. By employing an etchant (chemical solution or gas) with a high etching selectivity for the anti-reflection film 9, it is possible to selectively etch only the anti-reflection film 9 without etching the light-shielding film 41.

또한, 본 공정에서는 기능성 막(2)은 그 표면이 차광막(41)으로 덮여 있기 때문에 에칭되지 않는다.Additionally, in this process, the functional film 2 is not etched because its surface is covered with the light-shielding film 41.

또한, 에칭 장치 및 에천트는 선택 에칭이 가능한 공지의 에칭 장치 및 에천트를 적절히 이용할 수 있다. 이하 동일하다.Additionally, as the etching device and etchant, known etching devices and etchants capable of selective etching may be appropriately used. The same applies below.

다음으로, 도 5(d)에 나타낸 바와 같이, 레지스트막(5)의 저 도즈 영역(5b)(제 2의 영역) 및 미노광 영역(5a)(제 3의 영역)을 마스크로, 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 차광막(41)을 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)에 대해 선택적으로 에칭한다. 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)은 차광막(41)을 구성하는 금속과는 다른 금속의 화합물로 구성되어 있기 때문에, 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)의 에칭률이 낮고 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)의 에칭에 대한 차광막(41)의 에칭 선택비가 높은 에천트(약액 또는 가스)를 채용함으로써, 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)의 에칭률을 낮게 억제하면서, 차광막(41)만을 선택적으로 에칭할 수 있다.Next, as shown in FIG. 5(d), wet etching is performed using the low dose area 5b (second area) and the unexposed area 5a (third area) of the resist film 5 as a mask. The light-shielding film 41 is selectively etched with respect to the anti-reflective film 9 and the functional film 2 using a dry etching method. Since the anti-reflection film 9 and the functional film 2 are composed of a compound of a metal different from the metal constituting the light-shielding film 41, the etching rate of the anti-reflection film 9 and the functional film 2 is low and the anti-reflection film 41 has a low etching rate. (9) and by employing an etchant (chemical solution or gas) with a high etching selectivity of the light-shielding film 41 to etching of the functional film 2, the etching rate of the anti-reflection film 9 and the functional film 2 is suppressed low. While doing so, only the light shielding film 41 can be selectively etched.

일반적으로는, 습식 에칭의 경우, 상층의 차광막(41)을 선택적으로 에칭할 때, 하층의 기능성 막(2)에의 손상(막 감소나 건식 에칭에 의한 이온 충격 등)이 작아지는 경향이 있다. 따라서, 기능성 막(2)에의 손상을 회피한다는 점에서 습식 에칭법이 호적하게 사용될 수 있다.Generally, in the case of wet etching, when the upper layer light-shielding film 41 is selectively etched, damage to the lower layer functional film 2 (film reduction, ion impact due to dry etching, etc.) tends to be reduced. Therefore, the wet etching method can be suitably used in terms of avoiding damage to the functional film 2.

다음으로, 도 5(e)에 나타낸 바와 같이, 레지스트막(5)의 저 도즈 영역(5b)(제 2의 영역) 및 미노광 영역(5a)(제 3의 영역)을 마스크로, 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 기능성 막(2)을 차광막(41)에 대해 선택적으로 에칭한다. 전술한 반사 방지막(9)의 선택적 에칭과 마찬가지로, 차광막(41)은 기능성 막(2)을 구성하는 금속 화합물의 금속과 다른 금속으로 구성되어 있으며, 차광막(41)의 에칭에 대한 기능성 막(2)의 에칭 선택비가 높은 에천트(약액 또는 가스)를 채용할 수 있기 때문에, 차광막(41)이 에칭되지 않은 에천트를 이용하여 기능성 막(2)만을 선택적으로 에칭할 수 있다.Next, as shown in FIG. 5(e), wet etching is performed using the low dose area 5b (second area) and the unexposed area 5a (third area) of the resist film 5 as a mask. The functional film 2 is selectively etched with respect to the light-shielding film 41 using a dry etching method. Similar to the selective etching of the anti-reflection film 9 described above, the light-shielding film 41 is made of a metal different from the metal of the metal compound constituting the functional film 2, and the functional film 2 for etching of the light-shielding film 41 Since an etchant (chemical solution or gas) with a high etching selectivity ratio can be employed, only the functional film 2 can be selectively etched using an etchant in which the light-shielding film 41 is not etched.

단, 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)은 동일한 종류의 금속을 구성 요소로 하는 금속 화합물이며, 등방성 에칭, 특히 습식 에칭의 경우, 기능성 막(2)을 에칭하는 에천트로 반사 방지막(9)이 사이드 에칭될 수 있다.However, the anti-reflection film 9 and the functional film 2 are metal compounds composed of the same type of metal, and in the case of isotropic etching, especially wet etching, the anti-reflection film 9 is used as an etchant to etch the functional film 2. ) can be side-etched.

그러나, 반사 방지막(9)의 막두께는 기능성 막(2)의 막두께보다 얇다. 예를 들어, 반사 방지막(9)의 막두께는(이에 한정되는 것은 아니지만,) 기능성 막(2)의 막두께의 5분의 1 ~ 기능성 막(2)의 막두께의 약 10분의 1 정도의 막두께로 설정할 수 있다. 따라서, 기능성 막(2)과 비교하여 반사 방지막(9)이 노출되어 있는 측벽면의 높이가 낮고 노출 면적이 작고, 반사 방지막(9)의 사이드 에칭량은 적어진다.However, the film thickness of the anti-reflection film 9 is thinner than the film thickness of the functional film 2. For example, the film thickness of the anti-reflection film 9 is (but is not limited to) about one-fifth of the film thickness of the functional film 2 to about one-tenth the film thickness of the functional film 2. It can be set to a film thickness of . Therefore, compared to the functional film 2, the height of the side wall surface where the anti-reflective film 9 is exposed is lower, the exposed area is small, and the amount of side etching of the anti-reflective film 9 is reduced.

따라서, 도 5(c)에서의 반사 방지막(9)의 에칭 공정에서 사용되는 에천트와, 본 공정에서의 기능성 막(2)의 에천트가 동일하여도, 반사 방지막(9)의 사이드 에칭량(사이드 에칭에 의한 후퇴량)은 적어진다.Therefore, even if the etchant used in the etching process for the anti-reflection film 9 in Fig. 5(c) is the same as the etchant for the functional film 2 in this process, the side etching amount of the anti-reflection film 9 (The amount of retreat due to side etching) decreases.

따라서. 동일한 에칭 장치(습식 에칭 장치)로 동일한 에천트(약액)를 이용하는 것도 가능하게 된다.thus. It is also possible to use the same etchant (chemical solution) with the same etching device (wet etching device).

본 공정에서는 반사 방지막(9)이 에칭되지 않는 에천트(약액 또는 가스)를 이용하여 기능성 막(2)을 에칭하는 것을 방해하는 것은 아니다. 그러나, 상기와 같이, 반사 방지막(9)의 에칭 처리 공정 및 기능성 막(2)의 에칭 처리 공정에서 동일한 에칭 장치로 동일한 에천트를 이용하여 에칭 장치 및/또는 에천트의 운영 비용을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.In this process, the anti-reflection film 9 does not prevent etching of the functional film 2 using an etchant (chemical solution or gas) that does not etch. However, as described above, using the same etching device and the same etchant in the etching process of the anti-reflection film 9 and the etching process of the functional film 2 has the effect of reducing the operating cost of the etching device and/or the etchant. can be obtained.

다음으로, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 도 2(c)에 나타낸 공정과 동일하게, 저 도즈 영역(5b)의 레지스트막(5)만을 선택적으로 제거하여 미노광 영역(5a)만을 반사 방지막(9) 상에 남겨둔다.Next, as shown in FIG. 6(a), in the same manner as the process shown in FIG. 2(c), only the resist film 5 in the low dose area 5b is selectively removed to reflect only the unexposed area 5a. Leave it on the barrier (9).

다음으로, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 레지스트막(5)의 미노광 영역(5a)을 마스크로, 도 5(c)에 나타낸 공정과 동일하게, 반사 방지막(9)을 차광막(41)에 대해 선택적으로 에칭한다.Next, as shown in FIG. 6(b), the unexposed area 5a of the resist film 5 is used as a mask, and the anti-reflection film 9 is applied to the light-shielding film 41 in the same manner as the process shown in FIG. 5(c). ) is selectively etched.

반사 방지막(9)을 에칭할 때, 기능성 막(2)이 사이드 에칭될 수 있다. 그러나, 반사 방지막(9)의 막두께는 기능성 막(2)과 비교하여 충분히 얇기 때문에, 반사 방지막(9)의 에칭량은 적다. 따라서, 반사 방지막(9)을 에칭하는 본 공정에서, 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)의 양쪽을 에칭하는 에천트를 이용한 경우에도, 기능성 막(2)의 사이드 에칭량은 적고, 기능성 막(2)의 패턴 폭의 축소는 저감된다.When etching the anti-reflective film 9, the functional film 2 may be side-etched. However, since the film thickness of the anti-reflection film 9 is sufficiently thin compared to the functional film 2, the amount of etching of the anti-reflection film 9 is small. Therefore, in this process of etching the anti-reflection film 9, even when an etchant is used to etch both the anti-reflection film 9 and the functional film 2, the amount of side etching of the functional film 2 is small, and the functional film 2 is Reduction of the pattern width of the film 2 is reduced.

또한, 본 공정에서 차광막(41) 및 기능성 막(2)의 양쪽이 에칭되지 않는 에천트(약액 또는 가스)를 이용하여 반사 방지막(9)을 에칭하는 것을 방해하는 것은 아니다. 그러나, 상기와 같이 반사 방지막(9)을 에칭할 때의 기능성 막(2)의 사이드 에칭에 의한 패턴 치수에의 영향은 경미하며, 치수 정밀도의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 반사 방지막(9)의 에칭 처리 공정(도 5(c) 및 도 6(b)에 나타낸 공정) 및 기능성 막(2)의 에칭 처리 공정(도 5(e)에 나타낸 공정)에서 동일한 에천트를 이용하여 에칭 처리의 운영 비용(예를 들어 에천트의 관리 비용을 포함한다)의 저감에 기여할 수 있다.In addition, this process does not prevent the anti-reflection film 9 from being etched using an etchant (chemical solution or gas) that does not etch both the light-shielding film 41 and the functional film 2. However, when etching the anti-reflective film 9 as described above, the effect on the pattern dimensions due to the side etching of the functional film 2 is slight, and deterioration of dimensional accuracy can be prevented. Therefore, in the etching process of the anti-reflection film 9 (process shown in FIGS. 5(c) and 6(b)) and the etching process of the functional film 2 (process shown in FIG. 5(e)), the same Using an etchant can contribute to reducing the operating costs of the etching process (including, for example, the management cost of the etchant).

또한, 에칭법으로서 건식 에칭법을 이용하는 것을 방해하는 것은 아니다. 그러나, 건식 에칭 장치와 비교하여 습식 에칭 장치는 진공 챔버, 배기 설비 등이 불필요하고, 대면적의 포토마스크(100)의 제조에 대응하기 쉽고, 또한, 일반적으로 저렴하다. 본 실시형태에 따르면, 등방성이 강한 에칭법인 습식 에칭법을 채용해도 기능성 막(2)의 패턴 치수 정밀도를 용이하게 확보할 수 있기 때문에, 에칭 장치로서 습식 에칭 장치를 이용함으로써, 제조 비용을 경감시키는 효과가 크다.Additionally, this does not prevent the use of a dry etching method as an etching method. However, compared to a dry etching device, a wet etching device does not require a vacuum chamber or exhaust equipment, is easy to manufacture a large-area photomask 100, and is generally inexpensive. According to the present embodiment, the pattern dimensional accuracy of the functional film 2 can be easily secured even if a wet etching method, which is an etching method with strong isotropy, is adopted, and thus the manufacturing cost is reduced by using a wet etching device as the etching device. The effect is great.

다음으로, 도 6(c)에 나타낸 바와 같이, 도 5(d)에 나타낸 공정과 동일하게, 레지스트막(5)의 미노광 영역(5a)을 마스크로, 차광막(41)을 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)에 대해 선택적으로 에칭한다.Next, as shown in FIG. 6(c), in the same manner as the process shown in FIG. 5(d), the unexposed area 5a of the resist film 5 is used as a mask, and the light-shielding film 41 is applied to the anti-reflection film 9. ) and selectively etching the functional film (2).

다음으로, 도 6(d)에 나타낸 바와 같이, 회화법 또는 레지스트 박리액에 침지시켜 미노광 영역(5a)의 레지스트막(5)을 제거하여 포토마스크(100)를 얻는다.Next, as shown in FIG. 6(d), the resist film 5 in the unexposed area 5a is removed by painting or immersing in a resist stripper to obtain the photomask 100.

본 실시형태에서는 차광막(41)을 기능성 막(2) 및 반사 방지막(9)과 다른 에칭 특성을 갖는 막으로 구성하고, 또한, 반사 방지막(9)의 막두께를 기능성 막(2)의 막두께와 비교하여 얇게 설정하고 있기 때문에, 기능성 막(2)의 사이드 에칭을 저감시키고 기능성 막(2)의 치수 정밀도의 확보가 용이하게 된다.In this embodiment, the light-shielding film 41 is made of a film having etching characteristics different from those of the functional film 2 and the anti-reflection film 9, and the film thickness of the anti-reflection film 9 is equal to the film thickness of the functional film 2. Since it is set thin compared to , side etching of the functional film 2 is reduced and it becomes easy to secure the dimensional accuracy of the functional film 2.

따라서, 본 포토마스크(100)를 리소그래피 공정에 이용하여 제조되는 최종 제품에 대해 요구되는 치수 정밀도를 용이하게 확보할 수 있다.Therefore, the dimensional accuracy required for the final product manufactured by using the photomask 100 in a lithography process can be easily secured.

또한, 동일한 에칭 장치를 이용하여 반사 방지막(9) 및 기능성 막(2)의 에칭 처리를 실시해도, 양호한 가공 정밀도를 실현할 수 있다. 그 결과, 제조 비용의 저감에 기여하는 효과를 얻을 수 있다. 특히 에칭 장치로서 습식 에칭 장치를 이용한 경우, 그 효과가 크다.Moreover, even if the antireflection film 9 and the functional film 2 are etched using the same etching device, good processing accuracy can be achieved. As a result, an effect contributing to reduction of manufacturing costs can be obtained. In particular, when a wet etching device is used as the etching device, the effect is great.

또한, 상기 실시형태는 레지스트막(5)으로서 포지티브형 레지스트를 이용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 네가티브형 레지스트를 이용한 경우도 마찬가지이다. 네가티브형 레지스트의 경우, 노광량의 관계가 포지티브형 레지스트와 반대가 된다. 포지티브형 레지스트의 미노광 영역이 네가티브형 레지스트의 고 도즈 영역에, 포지티브형 레지스트의 고 도즈 영역이 네가티브형 레지스트의 미노광 영역에 대응한다.In addition, although the above embodiment has been described as an example of using a positive resist as the resist film 5, the same applies to the case of using a negative resist. In the case of negative resist, the relationship between exposure amounts is opposite to that of positive resist. The unexposed area of the positive resist corresponds to the high dose area of the negative resist, and the high dose area of the positive resist corresponds to the unexposed area of the negative resist.

(실시형태 3)(Embodiment 3)

도 7, 도 8은 실시형태 3에 따른 포토마스크(100)의 주요 제조 공정을 나타낸 단면도이다. 이하에서는, 도면을 참조하여 포토마스크(100)의 제조 방법을 설명한다.7 and 8 are cross-sectional views showing the main manufacturing process of the photomask 100 according to Embodiment 3. Hereinafter, a method of manufacturing the photomask 100 will be described with reference to the drawings.

(성막 공정: 포토마스크 블랭크 준비 공정)(Film formation process: photomask blank preparation process)

도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 합성 석영 유리 등의 투과성 기판(11)을 준비하고 투과성 기판(11) 상에, 예를 들어 Cr계 금속 화합물, Si계 화합물, 금속 실리사이드 화합물 등의 공지의 재료로 이루어지는 반투과성의 하층막(12)을 스퍼터링 법, 증착법 등으로(예를 들어 막두께 5nm ~ 20nm) 성막한다.As shown in FIG. 7(a), a transparent substrate 11 such as synthetic quartz glass is prepared, and a known substance such as a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound is placed on the transparent substrate 11. A semi-transparent lower layer film 12 made of a material is formed by sputtering, vapor deposition, etc. (for example, 5 nm to 20 nm thick).

여기에서 투과성 기판(11)은 포토마스크(100)를 이용한 리소그래피 공정에서 사용되는 노광광에 포함되는 대표 파장(예를 들어 i선, h선, g선)에 대해 90 ~ 100%(90% 투과율 100%)인 투과율을 갖는다.Here, the transparent substrate 11 has 90 to 100% (90%) of the representative wavelengths (e.g., i-line, h-line, and g-line) included in the exposure light used in the lithography process using the photomask 100. Transmittance It has a transmittance of 100%).

또한, 반투과성은 노광광에 포함되는 대표 파장에 대해 투과율이 투과성 기판(11)의 투과율보다 낮고, 후술하는 적층 구조막의 투과율보다 높은 것을 의미한다.In addition, semi-transmittance means that the transmittance for representative wavelengths included in the exposure light is lower than the transmittance of the transparent substrate 11 and higher than the transmittance of the laminated structure film described later.

또한, 노광광은 예를 들어 i선, h선 혹은 g선이어도 좋고, 또는 이들의 적어도 2개의 광을 포함하는 혼합광이어도 좋다. 또한, 노광광은 이들에 한정되는 것은 아니다.Additionally, the exposure light may be, for example, i-line, h-line, or g-line, or may be a mixed light containing at least two of these lights. Additionally, the exposure light is not limited to these.

하층막(12)은 하프톤막 또는 위상 시프트막으로서 이용할 수 있다.The lower layer film 12 can be used as a halftone film or a phase shift film.

예를 들어, 하층막(12)을 하프톤막으로서 이용하는 경우, 대표 파장에 대해 하층막(12)의 투과율이 10 ~ 70%(10% 투과율 70%)가 되도록 설정한다. 또한, 위상 시프트량은 작게(대략 0°, 예를 들어 0 ~ 20°) 설정하면 된다.For example, when using the lower layer film 12 as a halftone film, the transmittance of the lower layer film 12 is 10 to 70% (10%) for a representative wavelength. Transmittance Set it to 70%). Additionally, the phase shift amount can be set small (approximately 0°, for example, 0 to 20°).

또한, 예를 들어, 하층막(12)을 위상 시프트막으로서 이용하는 경우, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대해 하층막(12)의 투과율이 3 ~ 15%(3% 투과율 15%), 위상 시프트량이 대략 180°(160° 위상 시프트량 200°), 더욱 호적하게는 170° 위상 시프트량 190°가 되도록 설정한다.In addition, for example, when the underlayer film 12 is used as a phase shift film, the transmittance of the underlayer film 12 is 3 to 15% (3%) with respect to the representative wavelength included in the exposure light. Transmittance 15%), the amount of phase shift is approximately 180° (160° phase shift amount 200°), more preferably 170° phase shift amount Set it to 190°.

하층막(12)의 하프톤막 및 위상 시프트막으로서의 광학적 성질은 예를 들어, 조성 및 막두께를 조정하여 실현이 가능하다.The optical properties of the lower layer film 12 as a halftone film and a phase shift film can be realized by, for example, adjusting the composition and film thickness.

다음으로, 하층막(12) 상에, 예를 들어 Cr계 금속 화합물, Si계 화합물, 금속 실리사이드 화합물 등의 공지의 재료로 이루어지는 상층막(13)을 스퍼터링법, 증착법 등으로(예를 들어 막두께 50nm ~ 100nm) 성막한다. 단, 상층막(13)은 하층막(12)과 에칭 특성이 다른 재료로 구성된다. 예를 들어 하층막(12)으로서 Cr계 화합물, 상층막(13)으로서 Cr 이외의 금속계 화합물, 예를 들어 Ti계 화합물이나 Ni계 화합물로 하는 조합을 선택한다. 또한, Cr계 화합물 등의 금속계 화합물은 금속만으로 구성되어도 좋다.Next, an upper layer film 13 made of a known material such as, for example, a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound is deposited on the lower layer film 12 by sputtering, vapor deposition, etc. Form a film with a thickness of 50 nm to 100 nm. However, the upper layer film 13 is made of a material that has different etching characteristics from the lower layer film 12. For example, a combination of a Cr-based compound as the lower layer film 12 and a metal-based compound other than Cr, such as a Ti-based compound or a Ni-based compound, is selected as the upper layer film 13. Additionally, metal compounds such as Cr-based compounds may be composed of only metal.

상층막(13)의 대표 파장에 대한 투과율은 상층막(13)과 하층막(12)과의 적층막이 차광성을 갖도록 상층막(13)의 재료(조성) 및 막두께를 조정하면 된다. 본 적층막의 대표 파장에 대한 투과율은 예를 들어 1% 이하(0% 투과율 1%)이다. 환언하면, 기능성 막(2), 에칭 스토퍼막(3) 및 차광막(4)의 적층 영역에서 차광막(4)의 재질(조성) 및 막두께를 조정하여 광학 농도(OD값)이 3.0 이상을 충족하면 된다.The transmittance of the upper layer film 13 for representative wavelengths can be determined by adjusting the material (composition) and film thickness of the upper layer film 13 so that the laminated film of the upper layer film 13 and the lower layer film 12 has light blocking properties. The transmittance for representative wavelengths of this laminated film is, for example, 1% or less (0% Transmittance 1%). In other words, the optical density (OD value) satisfies 3.0 or more by adjusting the material (composition) and film thickness of the light-shielding film (4) in the laminated area of the functional film (2), the etching stopper film (3), and the light-shielding film (4). Just do it.

이하에서는, 투과성 기판(11) 상에 하층막(12) 및 상층막(13)이 형성된 적층 구조를 포토마스크 블랭크라고 칭한다.Hereinafter, the laminated structure in which the lower layer film 12 and the upper layer film 13 are formed on the transparent substrate 11 is referred to as a photomask blank.

미리 상기 구성의 포토마스크 블랭크를 복수매 준비하고 보관해 두어도 좋다. 고객 등으로부터 발주되었을 때, 미리 준비되어 있던 상기 구성의 포토마스크 블랭크를 이용하여 공정 기간의 단축에 기여할 수 있다.You may prepare and store a plurality of photomask blanks of the above configuration in advance. When an order is placed from a customer, etc., the use of a photomask blank of the above configuration that has been prepared in advance can contribute to shortening the process period.

(포토 레지스트 형성 공정)(Photoresist formation process)

다음으로, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 상층막(13) 상에, (포토)레지스트막(14)을 도포법, 스프레이법 등으로 형성한다.Next, as shown in FIG. 7(b), a (photo)resist film 14 is formed on the upper layer film 13 by a coating method, a spray method, or the like.

(노광 공정)(Exposure process)

다음으로, 도 7(c)에 나타낸 바와 같이, 노광(묘화) 장치(예를 들어 레이저 묘화 장치)에 포토마스크 블랭크를 로드(노광 장치 내의 노광용 스테이지 상에 올려 놓음)하여 레지스트막(14)을 노광한다.Next, as shown in FIG. 7(c), the photomask blank is loaded into an exposure (drawing) device (for example, a laser drawing device) (placed on an exposure stage in the exposure device) to form a resist film 14. expose.

이 때, 레지스트막(14)에는 노광량이 다른 3개의 영역, 즉, 고 도즈 영역(14c)(제 1의 영역), 저 도즈 영역(14b)(제 2의 영역), 미노광 영역(14a)(제 3의 영역)이 형성된다.At this time, the resist film 14 has three areas with different exposure amounts, namely, the high dose area 14c (first area), the low dose area 14b (second area), and the unexposed area 14a. (Third area) is formed.

여기에서 미노광 영역(14a)은 노광되지 않는 영역, 즉, 노광량이 0인 영역이며, 저 도즈 영역(14b)은 상대적으로 낮은 노광량으로 노광된 영역이며, 고 도즈 영역(14c)은 상대적으로 높은 노광량으로 노광된 영역이다.Here, the unexposed area 14a is an area that is not exposed, that is, an area with an exposure amount of 0, the low dose area 14b is an area exposed with a relatively low exposure amount, and the high dose area 14c is an area with a relatively high exposure amount. This is the area exposed with the exposure amount.

노광 장치에 의한 묘화 방법은 레이저 묘화에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 전자선을 이용해도 좋다.The drawing method using the exposure device is not limited to laser drawing. For example, you can use electron beams.

더 구체적으로는, 상기 고 도즈 영역의 고 도즈는 후술하는 제 1의 현상 공정에서 레지스트가 제거될 때, 레지스트를 용해시키기 위해 필요한 노광량 이상의 노광량을 의미한다. 반면에 저 도즈 영역의 저 도즈는 후술하는 제 1의 현상 공정으로 레지스트가 제거되지 않고 남겨져 제 2의 현상 공정으로 제거될 정도의 노광량이라는 의미이다. 예를 들어, 제 1의 현상 공정에 필요한 고 도즈량을 기준으로 한 경우, 그 고 도즈량에 대해 5% ~ 90%인 노광량 범위의 노광량을 의미한다.More specifically, the high dose in the high dose region means an exposure amount greater than that required to dissolve the resist when the resist is removed in the first developing process described later. On the other hand, the low dose in the low dose area means that the resist is not removed in the first developing process, which will be described later, and is an exposure amount that is enough to be removed in the second developing process. For example, when based on the high dose required for the first development process, it means an exposure amount in the range of 5% to 90% of the high dose.

저 도즈량의 설정은 상기 범위 내에서 적절히 설정이 가능하지만, 제 2의 현상 공정의 프로세스 공정 시간을 고려할 필요가 있음은 물론이다.Although the low dose amount can be appropriately set within the above range, it goes without saying that the process time of the second development process needs to be taken into consideration.

또한, 편의상 레지스트막(14)의 고 도즈 영역(14c)을 "고 도즈 영역(14c)", 레지스트막(14)의 저 도즈 영역(14b)을 "저 도즈 영역(14b)", 레지스트막(14)의 미노광 영역(14a)을 "미노광 영역(14a)"으로 칭하는 경우가 있다.In addition, for convenience, the high dose region 14c of the resist film 14 is referred to as “high dose region 14c”, the low dose region 14b of the resist film 14 is referred to as “low dose region 14b”, and the resist film ( The unexposed area 14a of 14) may be referred to as the “unexposed area 14a”.

저 도즈 영역(14b) 및 고 도즈 영역(14c)은 노광 장치로부터 투과성 기판(11)을 언로드(꺼냄)하지 않고 형성할 수 있다. 예를 들어, 저 도즈 영역(14b)에 상당하는 영역 및 고 도즈 영역(14c)에 상당하는 영역을, 각각 제 1의 노광량 및 제 2의 노광량이 되도록 레이저를 스캔하여 노광하여, 이들의 영역을 형성할 수 있다.The low dose region 14b and the high dose region 14c can be formed without unloading (taking out) the transparent substrate 11 from the exposure apparatus. For example, the area corresponding to the low dose area 14b and the area corresponding to the high dose area 14c are exposed by scanning the laser to the first exposure amount and the second exposure amount, respectively, and these areas are exposed. can be formed.

또한, 저 도즈 영역(14b) 및 고 도즈 영역(14c)에 상당하는 영역을, 제 1의 노광량이 되도록 레이저를 스캔하여 노광하고, 그 후, 고 도즈 영역(14c)이 제 2의 노광량이 되도록 고 도즈 영역(14c)에 상당하는 영역만을 추가적으로 레이저를 스캔하여 노광해도 좋다. 복수의 레이저 조사로 노광량이 평균화되고, 고 도즈 영역(14c) 노광량의 균일성이 향상된다. 또한, 저 도즈 영역(14b)과 고 도즈 영역(14c)이 접하는 경우, 경계 영역에서의 노광량의 균일성도 향상된다.Additionally, the regions corresponding to the low dose region 14b and the high dose region 14c are exposed by scanning the laser to a first exposure dose, and then the high dose region 14c is exposed to a second exposure dose. Only the area corresponding to the high dose area 14c may be exposed by additionally scanning the laser. The exposure amount is averaged by irradiating multiple lasers, and the uniformity of the exposure amount in the high dose area 14c is improved. Additionally, when the low dose area 14b and the high dose area 14c are in contact, the uniformity of exposure amount in the boundary area is also improved.

상기와 같이, 포토마스크 블랭크를 노광 장치로부터 언로드하지 않고 저 도즈 영역(14b) 및 고 도즈 영역(14c)의 노광 처리를 실시하기 때문에, 이러한 영역(패턴) 사이에서 중첩 오차(어긋남)의 발생은 억제된다.As described above, since the exposure process of the low dose area 14b and the high dose area 14c is performed without unloading the photomask blank from the exposure apparatus, the occurrence of overlap error (misalignment) between these areas (patterns) It is suppressed.

(제 1의 현상(레지스트 제거) 공정)(First development (resist removal) process)

다음으로, 도 7(d)에 나타낸 바와 같이, 제 1의 현상 공정에서 현상액으로 고 도즈 영역(14c)의 레지스트막(14)만을 선택적으로 제거하여 레지스트막(14)을 패터닝한다.Next, as shown in FIG. 7(d), in the first development process, only the resist film 14 in the high dose area 14c is selectively removed with a developer to pattern the resist film 14.

후술하는 바와 같이, 레지스트막(14)의 현상액에 의한 용해 특성이 노광량(도즈)에 의존하기 때문에, 노광량에 따라 노광된 레지스트막(14)을 선택적으로 순차제거하는 것이 가능하게 된다. 제 1의 현상 공정에서는 고 도즈 영역(14c)의 용해 속도가 미노광 영역(14a) 및 저 도즈 영역(14b)의 용해 속도에 대해 충분히(예를 들어, 수 배에서 약 10배) 높아지는 현상 조건에서 현상(현상액에 의한 용해)을 실시하여 선택적으로 고 도즈 영역(14c)만을 제거할 수 있다.As will be described later, since the dissolution characteristics of the resist film 14 by the developer depend on the exposure amount (dose), it becomes possible to selectively and sequentially remove the exposed resist film 14 according to the exposure amount. In the first development process, development conditions are such that the dissolution rate of the high-dose region 14c is sufficiently high (for example, several times to about 10 times) relative to the dissolution rate of the unexposed region 14a and the low-dose region 14b. By performing development (dissolution using a developer), only the high dose area 14c can be selectively removed.

또한, 도 7(d)에 나타낸 바와 같이, 저 도즈 영역(14b)의 레지스트 막두께는 미노광 영역(14a)의 레지스트 막두께와 비교하여 얇아진다.Additionally, as shown in FIG. 7(d), the resist film thickness of the low dose area 14b becomes thinner compared to the resist film thickness of the unexposed area 14a.

(제 1의 에칭 공정)(First etching process)

다음으로, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이, 패터닝된 레지스트막(14), 즉, 미노광 영역(14a) 및 저 도즈 영역(14b)의 레지스트막(14)을 에칭 마스크로 하여, 상층막(13)을 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 에칭하고, 그 후, 하층막(12)을 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 에칭하여 투과성 기판(11)의 표면을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 8(a), the patterned resist film 14, that is, the resist film 14 in the unexposed area 14a and the low dose area 14b, is used as an etching mask, and the upper layer film is etched. (13) is etched by a wet etching method or a dry etching method, and then the underlayer film 12 is etched by a wet etching method or a dry etching method to expose the surface of the transparent substrate 11.

상층막(13)과 하층막(12)은 서로 다른 재료를 채용함으로써, 하층막(12)이 에칭되지 않는 에천트(약액 또는 가스)를 사용하여 상층막(13)을 선택적으로 에칭할 수 있다. 그 후, 상층막(13)이 에칭되지 않는 에천트(약액 또는 가스)를 사용하여 하층막(12)을 선택적으로 에칭할 수 있다.By using different materials for the upper layer film 13 and the lower layer film 12, the upper layer film 13 can be selectively etched using an etchant (chemical solution or gas) that does not etch the lower layer film 12. . Thereafter, the lower layer film 12 can be selectively etched using an etchant (chemical solution or gas) that does not etch the upper layer film 13.

(제 2의 현상(레지스트 제거) 공정)(Second development (resist removal) process)

다음으로, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이, 제 2의 현상 공정에서 현상액으로 저 도즈 영역(14b)의 레지스트막(14)만을 선택적으로 제거하여 레지스트막(14)을 패터닝한다. 이 공정에서 미노광 영역(14a)만이 상층막(13) 상에 남겨진다.Next, as shown in FIG. 8(b), in the second development process, only the resist film 14 in the low dose region 14b is selectively removed with a developing solution to pattern the resist film 14. In this process, only the unexposed area 14a is left on the upper layer film 13.

제 1의 현상 공정 및 제 2의 현상 공정에 나타낸 바와 같이 노광량이 다른 레지스트막(14)을 노광량에 의존하여 순차제거할 수 있는 것은, 용해 속도가 현상 조건(시간 등)에 비선형으로 의존하는 현상이 있기 때문이다. 용해 속도가 변화(증대)하는 변화점이 노광량에 의존하여 변화하는 특성을 이용하여 노광량이 다른 영역을 선택적으로 순차제거할 수 있다.As shown in the first development process and the second development process, the resist film 14 with different exposure amounts can be removed sequentially depending on the exposure amount, a phenomenon in which the dissolution rate depends nonlinearly on the development conditions (time, etc.). Because there is this. Using the characteristic that the change point at which the dissolution rate changes (increases) varies depending on the exposure amount, areas with different exposure amounts can be selectively removed sequentially.

제 2의 현상 공정에서는 저 도즈 영역(14b)의 용해 속도가 미노광 영역(14a)의 용해 속도에 대해 충분히 높아지는 현상 조건에서 현상(용해)을 실시하여 선택적으로 저 도즈 영역(14b)만을 제거할 수 있다.In the second development process, development (dissolution) is performed under developing conditions in which the dissolution rate of the low-dose region 14b is sufficiently high relative to the dissolution rate of the unexposed region 14a to selectively remove only the low-dose region 14b. You can.

또한, 이 방법을 이용함으로써, 3종 이상의 다른 레지스트막(14)의 패턴을 얻는 것도 가능하다.Additionally, by using this method, it is also possible to obtain three or more different patterns of the resist film 14.

(제 2의 에칭 공정)(Second etching process)

다음으로, 도 8(c)에 나타낸 바와 같이, 미노광 영역(14a)을 에칭 마스크로 하여, 하층막(12)이 에칭되지 않는 에천트(약액 또는 가스)를 이용하여 상층막(13)을 습식 에칭법 또는 건식 에칭법으로 선택적으로 에칭한다.Next, as shown in FIG. 8(c), using the unexposed area 14a as an etching mask, the upper layer film 13 is etched using an etchant (chemical solution or gas) that does not etch the lower layer film 12. Selectively etch using a wet etching method or a dry etching method.

도 8(c)에서는 하층막(12)과 상층막(13)의 적층으로 구성되어 있는 패턴의 양측에 하층막(12)만으로 구성되어 있는 패턴이 형성되어 있다.In FIG. 8(c), a pattern composed of only the lower layer film 12 is formed on both sides of a pattern composed of a stack of the lower layer film 12 and the upper layer film 13.

하층막(12)만으로 구성되어 있는 패턴은 저 도즈 영역(14b)에 의해 확정되기 때문에, 도 7(c)에 나타낸 노광 공정에서 광학적으로 설정할 수 있다.Since the pattern consisting of only the underlayer film 12 is determined by the low dose region 14b, it can be optically set in the exposure process shown in FIG. 7(c).

(제 3의 레지스트 제거 공정)(Third resist removal process)

다음으로, 도 8(d)에 나타낸 바와 같이, 회화법 또는 레지스트 박리액에 침지시켜 미노광 영역(14a)의 레지스트막(14)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 8(d), the resist film 14 in the unexposed area 14a is removed by painting or immersion in a resist stripper.

이상으로, 하층막(12) 및 상층막(13)을 포함하는 적층으로 구성된 차광 영역(15)과, 하층막(12)으로 구성된 반투과 영역(16)과, 투과성 기판(11)이 노출된 투과 영역(17)을 구비한 포토마스크(100)를 얻을 수 있다.As described above, the light-shielding area 15 composed of a stack including the lower layer film 12 and the upper layer film 13, the semi-transmissive region 16 composed of the lower layer film 12, and the transparent substrate 11 are exposed. A photomask 100 having a transmission area 17 can be obtained.

포토마스크(100)는 하층막(12)으로서 상기 하프톤막으로서의 조건을 채용하여 다계조의 하프톤 마스크로서 기능한다. 또한, 포토마스크(100)는 하층막(12)으로서 상기 위상 시프트막으로서의 조건을 채용하여 위상 시프트 마스크로서 기능할 수 있다. 특히 이 경우, 노광 공정에서의 중첩 오차의 발생이 억제되므로, 차광 영역(15)의 양측에 대칭적으로 반투과 영역(16)의 림(rim)부를 마련할 수 있으며, 정세한 패턴 형성을 가능하게 하는 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.The photomask 100 functions as a multi-gradation halftone mask by employing the conditions of the halftone film as the lower layer film 12. In addition, the photomask 100 can function as a phase shift mask by employing the conditions of the phase shift film as the underlayer film 12. In particular, in this case, since the occurrence of overlap errors in the exposure process is suppressed, the rims of the semi-transmissive area 16 can be provided symmetrically on both sides of the light-shielding area 15, making it possible to form a detailed pattern. You can obtain a phase shift mask that allows you to do this.

도 9는 포토 레지스트의 단면 형상을 나타낸 SEM 사진이다. 도 9(a)는 제 1의 현상 공정 후의 레지스트막(14)의 단면 형상을 나타내고, 도 9(b)는 제 2의 현상 공정 후의 레지스트막(14)의 단면 형상을 나타낸다.Figure 9 is an SEM photograph showing the cross-sectional shape of the photoresist. FIG. 9(a) shows the cross-sectional shape of the resist film 14 after the first developing process, and FIG. 9(b) shows the cross-sectional shape of the resist film 14 after the second developing process.

도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 미노광 영역(14a) 및 저 도즈 영역(14b)이 접하는 경계 부분에서는 레지스트막(14)의 단면은 완만한 테이퍼 형상을 가질 수 있다.As shown in FIG. 9(a), the cross section of the resist film 14 may have a gently tapered shape at the boundary where the unexposed area 14a and the low dose area 14b meet.

그러나, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 제 2의 현상 공정 후에는 미노광 영역(14a)의 레지스트막(14)의 단면은 매우 가파른 형상을 나타낸다. 즉, 도 7(c)에 나타낸 노광 공정에서 확정된 저 도즈 영역(14b)의 레지스트막(14)이 제 2의 현상 공정에서 선택적으로 제거되고 미노광 영역(14a)은 광학적으로 정확하게 확정되는 것을 보여준다.However, as shown in FIG. 9(b), after the second development process, the cross section of the resist film 14 in the unexposed area 14a shows a very steep shape. That is, the resist film 14 in the low dose area 14b determined in the exposure process shown in FIG. 7(c) is selectively removed in the second developing process, and the unexposed area 14a is optically accurately determined. It shows.

또한, 도 10(c)에 나타낸 바와 같이, 반투과 영역(16)과 차광 영역(15)을 서로 이격되게 형성하는 것도 가능하다. 도 10(a)에 나타낸 바와 같이, 노광(묘화) 장치로 레지스트막(14)에 대해 미노광 영역(14a) 및 저 도즈 영역(14b)을 서로 이격되게 노광하고, 그 후, 도 10(b)에 나타낸 바와 같이, 제 1의 현상 공정으로 서로 이격된 미노광 영역(14a) 및 저 도즈 영역(14b)을 얻을 수 있다.Additionally, as shown in FIG. 10(c), it is also possible to form the transflective area 16 and the light blocking area 15 to be spaced apart from each other. As shown in FIG. 10(a), the unexposed area 14a and the low dose area 14b are exposed to the resist film 14 with an exposure (drawing) device spaced apart from each other, and then, in FIG. 10(b) ), the unexposed area 14a and the low dose area 14b spaced apart from each other can be obtained through the first developing process.

그 후, 도 8에 나타낸 공정으로, 반투과 영역(16)과 차광 영역(15)을 서로 이격되게 형성할 수 있다.Thereafter, through the process shown in FIG. 8, the semi-transmissive area 16 and the light-blocking area 15 can be formed to be spaced apart from each other.

따라서, 차광 영역(15) 및 반투과 영역(16)은 광학적으로 소망하는 패턴으로 설정할 수 있고, 포토마스크(100)의 패턴 설계의 자유도가 특허문헌 1, 2에 개시된 방법과 비교하여 크게 향상된다.Therefore, the light blocking area 15 and the semi-transmissive area 16 can be optically set to a desired pattern, and the degree of freedom in designing the pattern of the photomask 100 is greatly improved compared to the method disclosed in Patent Documents 1 and 2. .

또한, 반투과 영역(16)과 차광 영역(15)이 서로 이격된 패턴과, 반투과 영역(16)과 차광 영역(15)이 서로 인접한 패턴이 혼재하는 패턴 배치로 하는 것도 가능하다.In addition, it is also possible to arrange a pattern in which a pattern in which the semi-transmissive area 16 and the light-blocking area 15 are spaced apart from each other and a pattern in which the semi-transmissive area 16 and the light-blocking area 15 are adjacent to each other are mixed.

반투과 영역(16)과 차광 영역(15)과의 패턴 배치에 대해 상기와 같이 다양한 배치가 가능하다는 것은, 다른 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.The fact that various arrangements of the patterns between the semi-transmissive area 16 and the light-shielding area 15 are possible as described above also applies to other embodiments.

(실시형태 4)(Embodiment 4)

실시형태 3에서는 1회의 노광 처리로 레지스트막(14)에, 미노광 영역(14a), 저 도즈 영역(14b) 및 고 도즈 영역(14c)의 3종의 영역을 형성하고, 투과 영역, 반투과 영역, 차광 영역의 3계조의 포토마스크를 제조할 수 있음을 보여 주었다.In Embodiment 3, three types of regions, an unexposed region 14a, a low dose region 14b, and a high dose region 14c, are formed in the resist film 14 through a single exposure process, and a transmissive region and a semi-transmissive region are formed. It was shown that a photomask with three gradations of area and light blocking area can be manufactured.

실시형태 4에 의하면, 더욱 다계조의 포토마스크(100)를 제공하는 것도 가능하게 된다.According to Embodiment 4, it is also possible to provide a photomask 100 with more multi-gradation levels.

도 11(a)에 나타낸 바와 같이, 1회의 노광 공정에서 레지스트막(14)을 노광하여 노광량이 높은 순으로 제 1의 영역(14d), 제 2의 영역(14e), 제 3의 영역(14f), 제 4의 영역(14g)(노광량 0)을 형성한다.As shown in FIG. 11(a), the resist film 14 is exposed in one exposure process, and the first area 14d, the second area 14e, and the third area 14f are formed in order of increasing exposure amount. ), forming a fourth area 14g (exposure amount 0).

다음으로, 도 11(b)에 나타낸 바와 같이, 노광량이 가장 많은 제 1의 영역(14d)을 선택적으로 제거 후, 제 2의 영역(14e), 제 3의 영역(14f), 제 4의 영역(14g)의 레지스트막(14)을 마스크로 상층막(13)과 하층막(12)을 에칭하여 투과성 기판(11)을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 11(b), after selectively removing the first area 14d with the largest amount of exposure, the second area 14e, the third area 14f, and the fourth area Using the resist film 14 of (14g) as a mask, the upper layer film 13 and the lower layer film 12 are etched to expose the transparent substrate 11.

다음으로, 도 11(c)에 나타낸 바와 같이, 노광량이 두 번째로 많은 제 2의 영역(14e)을 선택적으로 제거 후, 제 3의 영역(14f), 제 4의 영역(14g)의 레지스트막(14)을 마스크로 상층막(13)을 에칭하여 제거하고, 하층막(12)을 부분적으로 더 에칭하여, 상대적으로 막두께가 얇은 제 1의 하층막(12a)(박막 하층막(12a))과 상대적으로 막두께가 두꺼운 제 2의 하층막(12b)(후막 하층막(12b))을 형성한다.Next, as shown in FIG. 11(c), after selectively removing the second area 14e with the second largest exposure amount, the resist film in the third area 14f and the fourth area 14g is removed. The upper layer film 13 is removed by etching using (14) as a mask, and the lower layer film 12 is partially further etched to form a first lower layer film 12a with a relatively thin film thickness (thin lower layer film 12a). ) and a second lower layer film 12b (thick lower layer film 12b) with a relatively thick film thickness.

다음으로, 도 11(d)에 나타낸 바와 같이, 노광량이 세 번째로 많은 제 3의 영역(14f)을 선택적으로 제거 후, 제 4의 영역(14g)의 레지스트막(14)을 마스크로 상층막(13)을 에칭하여 제거하고 제 2의 하층막(12b)의 표면을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 11(d), after selectively removing the third area 14f with the third largest amount of exposure, the upper layer layer is applied using the resist film 14 in the fourth area 14g as a mask. (13) is removed by etching to expose the surface of the second lower layer film 12b.

다음으로, 도 11(e)에 나타낸 바와 같이, 제 4의 영역(14g)의 레지스트막(14)을 회화법 또는 레지스트 박리액에 침지시켜 제거한다.Next, as shown in FIG. 11(e), the resist film 14 in the fourth region 14g is removed by painting or immersing in a resist stripper.

하층막(12)과 상층막(13)과의 적층인 차광 영역(15), 투과성 기판(11)이 노출된 투과 영역(17), 막두께가 상대적으로 얇은 제 1의 하층막(12a)으로 구성되는 제 1의 반투과 영역(161) 및 막두께가 상대적으로 두꺼운 제 2의 하층막(12b)으로 구성되는 제 2의 반투과 영역(162)이 형성된다.A light blocking area 15 is a layer of the lower layer 12 and the upper layer 13, a transmission area 17 where the transparent substrate 11 is exposed, and a first lower layer 12a with a relatively thin film thickness. A first semi-transmissive region 161 and a second semi-transparent region 162 are formed with a relatively thick second lower layer 12b.

따라서, 투과 영역(17) 및 차광 영역(15), 및 투과율이 다른 제 1의 반투과 영역(161) 및 제 2의 반투과 영역(162)의 4계조의 포토마스크(100)를 얻을 수 있다.Accordingly, it is possible to obtain a photomask 100 with four gradations of the transmissive area 17 and the light-shielding area 15, and the first transmissive area 161 and the second transflective area 162 having different transmittances. .

또한, 상층막(13)의 일부의 영역을 부분적으로 에칭하여 막두께를 감소시킴으로써, 반투과 영역을 형성해도 좋다.Additionally, a semi-transmissive region may be formed by partially etching a portion of the upper layer film 13 to reduce the film thickness.

도 11(c)에 나타낸 공정에서 노광량이 두 번째로 많은 제 2의 영역(14e)을 선택적으로 제거 후, 제 3의 영역(14f), 제 4의 영역(14g)의 레지스트막(14)을 마스크로 하여 도 8(c)에 나타낸 공정과 동일하게, 상층막(13)만을 선택적으로 에칭하여 제거하고 하층막(12)의 표면을 노출시킨다(도 12(a) 참조).In the process shown in FIG. 11(c), after selectively removing the second area 14e with the second largest exposure amount, the resist film 14 in the third area 14f and the fourth area 14g is formed. In the same manner as the process shown in FIG. 8(c) using a mask, only the upper layer film 13 is selectively etched and removed to expose the surface of the lower layer film 12 (see FIG. 12(a)).

다음으로, 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 노광량이 세 번째로 많은 제 3의 영역(14f)을 선택적으로 제거 후, 제 4의 영역(14g)의 레지스트막(14)을 마스크로 상층막(13)을 부분적으로 에칭하여, 상대적으로 막두께가 얇은 제 1의 상층막(13a)(박막 상층막)과 상대적으로 막두께가 두꺼운 제 2의 상층막(13b)(후막 상층막(13b))을 형성한다.Next, as shown in FIG. 12(b), after selectively removing the third area 14f with the third largest amount of exposure, the upper layer layer is applied using the resist film 14 in the fourth area 14g as a mask. (13) is partially etched to form a first upper layer film 13a (thin upper layer film) with a relatively thin film thickness and a second upper layer film 13b with a relatively thick film thickness (thick upper layer film 13b). ) is formed.

상층막(13)의 막두께를 감소시켜 얻어진 박막 상층막(13a)은 대표 파장에 대한 투과율이 증대되고, 반투과막이 된다.The thin upper layer film 13a obtained by reducing the film thickness of the upper layer film 13 has increased transmittance for representative wavelengths and becomes a semi-transmissive film.

다음으로, 도 12(c)에 나타낸 바와 같이, 제 4의 영역(14g)의 레지스트막(14)을 회화법 또는 레지스트 박리액에 침지시켜 제거한다.Next, as shown in FIG. 12(c), the resist film 14 in the fourth region 14g is removed by painting or immersing in a resist stripper.

투과성 기판(11)이 노출된 투과 영역(17), 하층막(12)으로 구성되는 제 1의 반투과 영역(161), 하층막(12)과 상대적으로 막두께가 얇은 제 1의 상층막(13a)과의 적층으로 구성되는 제 2의 반투과 영역(162) 및 하층막(12)과 상대적으로 막두께가 두꺼운 제 2의 상층막(13b)과의 적층인 차광 영역(15)이 형성된다. 제 2의 반투과 영역(162)은 하층막(12)의 상층에 제 1의 상층막(13a)(박막 상층막)을 구비하기 때문에, 제 1의 반투과 영역(161)과 비교하여 투과율이 낮게 된다. 또한, 제 1의 상층막(13a)은 상층막(13)보다 막두께가 얇고 투과율이 증대되기 때문에, 제 2의 반투과 영역(162)은 차광 영역(15)(하층막(12)과 후막 상층막(13b)과의 적층)보다 투과율이 높은 반투과 영역이 된다.A transparent region 17 in which the transparent substrate 11 is exposed, a first semi-transmissive region 161 composed of a lower layer film 12, and a first upper layer film ( A second semi-transmissive region 162 composed of a lamination of the lower layer 12 and a second upper layer 13b having a relatively thick film thickness is formed. . Since the second semi-transmissive region 162 is provided with the first upper layer film 13a (thin upper layer film) on the lower layer 12, the transmittance is higher than that of the first semi-transmissive region 161. It becomes low. In addition, because the first upper layer film 13a has a thinner film thickness than the upper layer film 13 and has increased transmittance, the second semi-transmissive region 162 is a light blocking region 15 (lower layer film 12 and the thick film). It becomes a semi-transmissive area with higher transmittance than the lamination with the upper layer film 13b.

따라서, 각각 투과율이 다른 투과 영역(17), 제 1의 반투과 영역(161), 제 2의 반투과 영역(162) 및 차광 영역(15)을 구비한 4계조의 포토마스크 (100)를 얻을 수 있다.Accordingly, a four-gradation photomask 100 is obtained, which includes a transmissive region 17, a first semi-transmissive region 161, a second semi-transmissive region 162, and a light-shielding region 15, each having a different transmittance. You can.

이와 같이, 하층막(12) 또는 상층막(13)의 일부의 영역에서 막두께를 감소시켜서 투과율을 변화시켜, 더욱 다계조의 포토마스크(100)를 얻을 수 있다. 또한, 도 11에 나타낸 제조 공정과 도 12에 나타낸 제조 공정을 조합하여, 하층막(12) 및 상층막(13)의 일부의 영역에서 막두께를 감소시켜서 투과율을 변화시켜, 다계조 포토마스크(100)를 얻을 수도 있다.In this way, by reducing the film thickness in some areas of the lower layer film 12 or the upper layer film 13 to change the transmittance, it is possible to obtain a photomask 100 with more multi-gradation. In addition, by combining the manufacturing process shown in FIG. 11 and the manufacturing process shown in FIG. 12, the film thickness is reduced in some areas of the lower layer film 12 and the upper layer film 13 to change the transmittance, thereby producing a multi-gradation photomask ( 100) can also be obtained.

또한, 상기 각 실시형태는 레지스트막(14)으로서 포지티브형 레지스트를 이용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 네가티브형 레지스트를 이용한 경우도 마찬가지이다. 네가티브형 레지스트의 경우, 노광량의 관계가 포지티브형 레지스트와 반대가 된다. 예를 들어, 포지티브형 레지스트의 미노광 영역이 네가티브형 레지스트의 고 도즈 영역에, 포지티브형 레지스트의 고 도즈 영역이 네가티브형 레지스트의 미노광 영역에 대응한다.In addition, each of the above embodiments has been explained by taking the case of using a positive resist as the resist film 14 as an example, but the same applies to the case of using a negative resist. In the case of negative resist, the relationship between exposure amounts is opposite to that of positive resist. For example, the unexposed area of the positive resist corresponds to the high dose area of the negative resist, and the high dose area of the positive resist corresponds to the unexposed area of the negative resist.

본 발명에 따르면, 1회의 노광 처리 공정으로 다른 광학 특성을 갖는 패턴을 구비한 포토마스크를 얻을 수 있다. 그 결과, 포토마스크의 제조 공정수의 증대를 방지하면서 정세한 패턴을 실현할 수 있다.According to the present invention, a photomask with patterns having different optical characteristics can be obtained through a single exposure treatment process. As a result, a fine pattern can be realized while preventing an increase in the number of photomask manufacturing processes.

본 포토마스크를 표시 장치 등의 제품의 생산 공정에 이용하는 것으로 제품의 성능 향상 등에 기여할 수 있으며, 산업상의 이용 가능성은 크다.By using this photomask in the production process of products such as display devices, it can contribute to improving product performance, etc., and has great potential for industrial use.

100 포토마스크
1 투과성 기판
2 기능성 막(반투과막)
3 에칭 스토퍼막(중간막)
4 차광막(상층막)
5 (포토)레지스트막
5a 미노광 영역
5b 저 도즈 영역(low-dose region)
5c 고 도즈 영역(high-dose region)
6 반투과 영역
7 차광 영역
8 투과 영역
9 반사 방지막
41 차광막
11 투과성 기판
12 하층막
12a 제 1의 하층막(박막 하층막)
12b 제 2의 하층막(후막 하층막)
13 상층막
13a 제 1의 상층막(박막 상층막)
13b 제 2의 상층막(후막 상층막)
14 (포토)레지스트막
14a 미노광 영역(제 3의 영역)
14b 저 도즈 영역(제 2의 영역)
14c 고 도즈 영역(제 1의 영역)
14d 제 1의 영역
14e 제 2의 영역
14f 제 3의 영역
14g 제 4의 영역
15 차광 영역
16 반투과 영역
161 제 1의 반투과 영역
162 제 2의 반투과 영역
17 투과 영역
100 photomask
1 Permeable substrate
2 Functional membrane (semi-permeable membrane)
3 Etching stopper film (intermediate film)
4 Light shielding film (upper layer film)
5 (Photo) resist film
5a unexposed area
5b low-dose region
5c high-dose region
6 semi-transmissive region
7 Shading area
8 transmission area
9 Anti-reflective film
41 sunshade
11 Permeable substrate
12 Lower layer
12a First lower layer film (thin lower layer film)
12b Second lower layer film (thick lower layer film)
13 Upper layer
13a First upper layer film (thin upper layer film)
13b Second upper layer (thick upper layer)
14 (Photo) Resist Film
14a Unexposed area (third area)
14b low dose region (second region)
14c high dose region (first region)
14d first area
14e The Second Realm
14f The Third Realm
14g the fourth realm
15 shaded areas
16 semi-transmissive areas
161 First semi-transparent region
162 Second semi-transparent region
17 transmission area

Claims (21)

투과성 기판 상에 하층막을 가지며, 상기 하층막 상에 상층막을 가지는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 상층막 상에 포지티브형의 레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 레지스트막을 노광하여 노광량이 모두 서로 다른 제 1의 영역, 제 2의 영역 및 제 3의 영역을 형성하는 노광 공정과,
상기 제 1의 영역을 선택적으로 제거하는 제 1의 레지스트 제거 공정과,
상기 상층막 및 상기 하층막을 에칭하는 제 1의 에칭 공정과,
상기 제 2의 영역을 선택적으로 제거하는 제 2의 레지스트 제거 공정과,
상기 상층막을 상기 하층막에 대해 선택적으로 에칭하는 제 2의 에칭 공정과,
상기 제 3의 영역을 제거하는 제 3의 레지스트 제거 공정을 이 순서대로 포함하며,
상기 노광 공정에서,
상기 제 3의 영역은 미노광 영역이며,
상기 제 1의 영역은, 상기 제 2의 영역보다 높은 노광량으로 노광되며,
상기 제 2의 레지스트 제거 공정 후에서의 상기 제 3의 영역의 에지부의 상기 레지스트막의 단면 형상은, 상기 제 1의 레지스트 제거 공정 후에서의 상기 제 2의 영역과 상기 제 3의 영역이 접하는 경계부의 상기 레지스트막의 단면 형상보다 가파른 형상이 되는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
A process of preparing a photomask blank having a lower layer film on a transparent substrate and an upper layer film on the lower layer film;
Positive type on the upper layer A process of forming a resist film;
an exposure process of exposing the resist film to form a first region, a second region, and a third region all having different exposure amounts;
a first resist removal process for selectively removing the first region;
a first etching process of etching the upper layer film and the lower layer film;
a second resist removal process to selectively remove the second region;
a second etching process of selectively etching the upper layer film with respect to the lower layer film;
and a third resist removal process for removing the third region in this order,
In the exposure process,
The third area is an unexposed area,
The first area is exposed to a higher exposure amount than the second area,
The cross-sectional shape of the resist film of the edge portion of the third region after the second resist removal process is the boundary portion where the second region and the third region contact each other after the first resist removal process. A method of manufacturing a photomask, characterized in that the shape is steeper than the cross-sectional shape of the resist film.
제 1 항에 있어서,
상기 하층막은, 투과율이 10% 이상 70% 이하, 위상 시프트량이 0도 이상 20도 이하의 반투과막인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
According to claim 1,
A method of manufacturing a photomask, wherein the underlayer film is a semi-transmissive film with a transmittance of 10% to 70% and a phase shift amount of 0 degrees to 20 degrees.
제 1 항에 있어서,
상기 하층막은, 투과율이 3% 이상 15% 이하, 위상 시프트량이 160도 이상 200도 이하의 위상 시프트막인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
According to claim 1,
A method of manufacturing a photomask, wherein the underlayer film is a phase shift film with a transmittance of 3% to 15% and a phase shift amount of 160 degrees to 200 degrees.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층막과 상기 상층막이 다른 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A method of manufacturing a photomask, wherein the lower layer film and the upper layer film are composed of different materials.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층막과 상기 상층막과의 적층 영역의 투과율은, 상기 상층막의 막두께를 조정하는 것에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A method of manufacturing a photomask, wherein the transmittance of a laminated region of the lower layer film and the upper layer film is adjusted by adjusting the film thickness of the upper layer film.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상층막은, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A method of manufacturing a photomask, wherein the upper layer film is a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층막은, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A method of manufacturing a photomask, wherein the underlayer film is a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상층막의 투과율은, 상기 상층막을 에칭하여 상기 상층막의 막두께를 조정하는 것에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A method of manufacturing a photomask, wherein the transmittance of the upper layer film is adjusted by etching the upper layer film to adjust the film thickness of the upper layer film.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따라 제조되는 포토마스크에 있어서,
투과성 기판 상에 상기 하층막으로 구성된 패턴과, 상기 하층막 상에 상층막을 가지는 적층막으로 구성된 패턴을 구비하며,
상기 하층막은 투과율이 10% 이상 70% 이하, 위상 시프트량이 0도 이상 20도 이하의 반투과막이며,
상기 하층막의 재료는, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물에서 선택되며,
상기 상층막의 재료는, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물에서 선택되는 것과 동시에, 상기 하층막과 다른 것을 특징으로 하는 포토마스크.
In the photomask manufactured according to any one of claims 1 to 3,
A pattern composed of the lower layer film on a transparent substrate and a pattern composed of a laminated film having an upper layer film on the lower layer film,
The lower layer film is a semi-transmissive film with a transmittance of 10% to 70% and a phase shift amount of 0 degrees to 20 degrees,
The material of the lower layer film is selected from Cr-based metal compounds, Si-based compounds, or metal silicide compounds,
A photomask wherein the material of the upper layer film is selected from a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound and is different from the lower layer film.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따라 제조되는 포토마스크에 있어서,
투과성 기판 상에 상기 하층막으로 구성된 패턴과, 상기 하층막 상에 상기 상층막을 가지는 적층막으로 구성된 패턴을 구비하며,
상기 하층막은 투과율이 3% 이상 15% 이하, 위상 시프트량이 160도 이상 200도 이하의 위상 시프트막이며,
상기 하층막의 재료는, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물에서 선택되며,
상기 상층막의 재료는, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물에서 선택되는 것과 동시에, 상기 하층막과 다른 것을 특징으로 하는 포토마스크.
In the photomask manufactured according to any one of claims 1 to 3,
A pattern composed of the lower layer film on a transparent substrate and a pattern composed of a laminated film having the upper layer film on the lower layer film,
The lower layer film is a phase shift film with a transmittance of 3% to 15% and a phase shift amount of 160 degrees to 200 degrees,
The material of the lower layer film is selected from Cr-based metal compounds, Si-based compounds, or metal silicide compounds,
A photomask wherein the material of the upper layer film is selected from a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound and is different from the lower layer film.
투과성 기판 상에 하층막을 가지며, 상기 하층막 상에 중간막을 가지며, 상기 중간막 상에 상층막을 가지는 포토마스크 브랭크스를 준비하는 공정과,
상기 상층막 상에 포지티브형의 레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 레지스트막을 노광하여 노광량이 모두 서로 다른 제 1의 영역, 제 2의 영역 및 제 3의 영역을 형성하는 노광 공정과,
상기 제 1의 영역을 선택적으로 제거하는 제 1의 레지스트 제거 공정과,
상기 상층막을 상기 중간막에 대해 선택적으로 에칭하는 제 1의 패터닝 공정과,
상기 중간막을 상기 하층막에 대해 선택적으로 에칭하는 제 2의 패터닝 공정과,
상기 제 2의 영역을 선택적으로 제거하는 제 2의 레지스트 제거 공정과,
상기 하층막으로 구성된 패턴 및 상기 하층막과 상기 중간막과 상기 상층막과의 적층막으로 구성된 패턴을 형성하는 제 3의 패터닝 공정과,
상기 제 3의 영역을 제거하는 제 3의 레지스트 제거 공정을 이 순서대로 포함하며,
상기 노광 공정에서,
상기 제 3의 영역은 미노광 영역이며,
상기 제 1의 영역은, 상기 제 2의 영역보다 높은 노광량으로 노광되며,
상기 제 2의 레지스트 제거 공정 후에서의 상기 제 3의 영역의 에지부의 상기 레지스트막의 단면 형상은, 상기 제 1의 레지스트 제거 공정 후에서의 상기 제 2의 영역과 상기 제 3의 영역이 접하는 경계부의 상기 레지스트막의 단면 형상보다 가파른 형상이 되는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
A process of preparing a photomask blank having a lower layer film on a transparent substrate, a middle film on the lower layer film, and an upper layer film on the middle film;
Positive type on the upper layer A process of forming a resist film;
an exposure process of exposing the resist film to form a first region, a second region, and a third region all having different exposure amounts;
a first resist removal process for selectively removing the first region;
a first patterning process of selectively etching the upper layer with respect to the middle layer;
a second patterning process of selectively etching the middle layer with respect to the lower layer layer;
a second resist removal process to selectively remove the second region;
a third patterning process of forming a pattern composed of the lower layer film and a pattern composed of a laminated film of the lower layer film, the middle film, and the upper layer film;
and a third resist removal process for removing the third region in this order,
In the exposure process,
The third area is an unexposed area,
The first area is exposed to a higher exposure amount than the second area,
The cross-sectional shape of the resist film of the edge portion of the third region after the second resist removal process is the boundary portion where the second region and the third region contact each other after the first resist removal process. A method of manufacturing a photomask, characterized in that the shape is steeper than the cross-sectional shape of the resist film.
제 11 항에 있어서,
상기 상층막은 차광막이며,
상기 중간막은 에칭 스토퍼막이며,
상기 제 3의 패터닝 공정은,
상기 하층막 및 상기 상층막을 에칭한 후에, 상기 중간막을 에칭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
According to claim 11,
The upper layer is a light blocking film,
The middle film is an etching stopper film,
The third patterning process is,
A method of manufacturing a photomask, comprising the step of etching the middle layer after etching the lower layer and the upper layer.
제 11 항에 있어서,
상기 상층막은, 반사 방지막이며,
상기 중간막은 차광막이며,
상기 제 2의 패터닝 공정은
상기 중간막을 상기 하층막에 대해 선택적으로 에칭하는 공정 후에,
상기 하층막을 상기 중간막에 대해 선택적으로 에칭하는 공정을 더 포함하며,
상기 제 3의 패터닝 공정은,
상기 상층막을 상기 중간막에 대해 선택적으로 에칭한 후에,
상기 중간막을 상기 상층막 및 상기 하층막에 대해 선택적으로 에칭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
According to claim 11,
The upper layer film is an antireflection film,
The middle film is a light blocking film,
The second patterning process is
After a process of selectively etching the middle layer with respect to the lower layer layer,
Further comprising a process of selectively etching the lower layer with respect to the middle layer,
The third patterning process is,
After selectively etching the upper layer with respect to the middle layer,
A method of manufacturing a photomask, comprising the step of selectively etching the middle layer with respect to the upper layer and the lower layer.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상층막과 상기 하층막은 동일한 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
A method of manufacturing a photomask, wherein the upper layer film and the lower layer film are composed of the same material.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상층막 및 상기 하층막은, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
A method of manufacturing a photomask, wherein the upper layer film and the lower layer film are composed of a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적층막의 투과율은, 상기 상층막의 재료 또는 막두께를 조정하는 것에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
A photomask manufacturing method, characterized in that the transmittance of the laminated film is adjusted by adjusting the material or film thickness of the upper layer film.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층막은, 투과율이 10% 이상 70% 이하, 위상 시프트량이 0도 이상 20도 이하의 반투과막인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
A method of manufacturing a photomask, wherein the underlayer film is a semi-transmissive film with a transmittance of 10% to 70% and a phase shift amount of 0 degrees to 20 degrees.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층막은, 투과율이 3% 이상 15% 이하, 위상 시프트량이 160도 이상 200도 이하의 위상 시프트막인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
A method of manufacturing a photomask, wherein the underlayer film is a phase shift film with a transmittance of 3% to 15% and a phase shift amount of 160 degrees to 200 degrees.
제 11 항에 따라 제조되는 포토마스크에 있어서,
투과성 기판 상에 상기 하층막으로 구성된 패턴과, 상기 하층막 상에 상기 중간막과 상기 상층막을 이 순서대로 가지는 적층막으로 구성된 패턴을 구비하며,
상기 하층막의 재료는, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물에서 선택되며,
상기 상층막의 재료는, Cr계 금속 화합물, Si계 화합물 또는 금속 실리사이드 화합물에서 선택되는 것과 동시에, 상기 하층막의 재료와 동일한 것을 특징으로 하는 포토마스크.
In the photomask manufactured according to claim 11,
A pattern composed of the lower layer film on a transparent substrate, and a pattern composed of a stacked film having the middle film and the upper layer film in this order on the lower layer film,
The material of the lower layer film is selected from Cr-based metal compounds, Si-based compounds, or metal silicide compounds,
A photomask characterized in that the material of the upper layer film is selected from a Cr-based metal compound, a Si-based compound, or a metal silicide compound and is the same as the material of the lower layer film.
제 19 항에 있어서,
상기 하층막은 투과율이 10% 이상 70% 이하, 위상 시프트량이 0도 이상 20도 이하의 반투과막인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
According to claim 19,
A photomask characterized in that the lower layer film is a semi-transmissive film with a transmittance of 10% to 70% and a phase shift amount of 0 degrees to 20 degrees.
제 19 항에 있어서,
상기 하층막은 투과율이 3% 이상 15% 이하, 위상 시프트량이 160도 이상 200도 이하의 위상 시프트막인 것을 특징으로 하는 포토마스크.

According to claim 19,
A photomask characterized in that the lower layer film is a phase shift film with a transmittance of 3% to 15% and a phase shift amount of 160 degrees to 200 degrees.

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