KR20100087654A - Multi-gray scale photomask, manufacturing method and pattern transfer method thereof - Google Patents

Multi-gray scale photomask, manufacturing method and pattern transfer method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20100087654A
KR20100087654A KR1020100006927A KR20100006927A KR20100087654A KR 20100087654 A KR20100087654 A KR 20100087654A KR 1020100006927 A KR1020100006927 A KR 1020100006927A KR 20100006927 A KR20100006927 A KR 20100006927A KR 20100087654 A KR20100087654 A KR 20100087654A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
light
semi
wavelength
transmissive
Prior art date
Application number
KR1020100006927A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101140054B1 (en
Inventor
유지 사까모또
Original Assignee
호야 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 호야 가부시키가이샤 filed Critical 호야 가부시키가이샤
Publication of KR20100087654A publication Critical patent/KR20100087654A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101140054B1 publication Critical patent/KR101140054B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/76—Patterning of masks by imaging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0332—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE: A gray scale photo mask, a method for manufacturing the gray scale photo mask, and a method for transferring a pattern are provided to improve yield and stability by suppressing the deterioration of transmittance due to phase change in a boundary between a light transmitting unit and a light receiving unit which are adjacent. CONSTITUTION: A resist pattern with two different resist residues or more is formed on an object. A light shielding unit(11) is comprised by forming a light shielding layer on a transparent substrate. A light transmitting unit(12) is formed by exposing the transparent substrate. A semi-transmitting unit includes a normal part comprised of a semi-transmitting layer and a correction part(30) comprised of a correction unit. The phase difference of the wavelength of i-ray or g-ray of the transmitting unit and the correction unit is below 80 degrees.

Description

다계조 포토마스크, 다계조 포토마스크의 제조 방법, 및 패턴 전사 방법{MULTI-GRAY SCALE PHOTOMASK, MANUFACTURING METHOD AND PATTERN TRANSFER METHOD THEREOF}Multi-gradation photomask, manufacturing method of multi-gradation photomask, and pattern transfer method {MULTI-GRAY SCALE PHOTOMASK, MANUFACTURING METHOD AND PATTERN TRANSFER METHOD THEREOF}

본 발명은, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : 이하, LCD라고 부름)의 제조 등에 이용되는 다계조 포토마스크, 다계조 포토마스크의 제조 방법, 및 패턴 전사 방법에 관한 것으로, 특히 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조에 이용되는 박막 트랜지스터의 제조에 바람직하게 사용되는 다계조 포토마스크, 다계조 포토마스크의 제조 방법, 및 패턴 전사 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-gradation photomask, a manufacturing method of a multi-gradation photomask, and a pattern transfer method for manufacturing a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD), and in particular, a thin film transistor liquid crystal display device. A multi-gradation photomask, a manufacturing method of a multi-gradation photomask, and a pattern transfer method which are used suitably for manufacture of the thin film transistor used for manufacture of the present invention.

LCD의 분야에서, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display : 이하, TFT-LCD라고 부름)는, CRT(음극선관)와 비교하여, 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다고 하는 이점을 가지므로, 현재 상품화가 급속히 진행되고 있다. TFT-LCD는, 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여, 레드, 그린, 및 블루의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가 액정층의 개재 하에 서로 겹쳐진 개략 구조를 갖는다. TFT-LCD에서는, 제조 공정수가 많고, 종래는 TFT 기판만이라도 5∼6매의 포토마스크를 이용하여 제조되었다. 이와 같은 상황 하에, 액정 표시 장치에 이용되는 박막 트랜지스터(TFT)의 제조에서는, 마스크의 사용 매수를 감소시켜, 효율적으로 제조하기 위해, 소위 다계조 포토마스크(멀티톤 마스크)를 사용하는 것이 알려져 있다.In the field of LCDs, thin film transistor liquid crystal displays (hereinafter referred to as TFT-LCDs) have advantages in that they are thinner and have lower power consumption than CRTs (cathode ray tubes). Currently, commercialization is progressing rapidly. In the TFT-LCD, a TFT substrate having a structure in which TFTs are arranged in each pixel arranged in a matrix shape, and a color filter in which red, green, and blue pixel patterns are arranged in correspondence with each pixel under the interposition of the liquid crystal layer. It has an overlapping schematic structure. In TFT-LCD, there are many manufacturing processes, and conventionally, it manufactured using only 5-6 photomasks even in a TFT substrate. Under such circumstances, in the manufacture of thin film transistors (TFTs) used in liquid crystal display devices, it is known to use so-called multi-gradation photomasks (multi-tone masks) in order to reduce the number of masks used and to manufacture efficiently. .

이 다계조 포토마스크란, 투명 기판 상에, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 포토마스크를 사용하여 패턴을 피전사체에 전사할 때, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하기 위한 것이다.This multi-gradation photomask has a transfer pattern on which a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion are formed on a transparent substrate, and is transmitted by the transfer pattern when the pattern is transferred to the transfer object using the photomask. By controlling the exposure light amount, a resist pattern having two or more different resist residual film values is formed in the resist film on the transfer object.

일본 특허 공개 제2004-309515호 공보(특허 문헌 1)에는, 노광기의 해상 한계 이하의 미세한 차광 패턴에 의해, 이 영역을 투과하는 광의 투과량을 저감하고, 포토레지스트의 막 두께를 선택적으로 바꾸는 것을 목적으로 하는 그레이톤 마스크가 개시되어 있다. 그리고, 그레이톤부에 흑 결함이 발생한 경우에, 그 흑 결함을, 상기 그레이톤부가 정상의 그레이톤부와 동등한 그레이톤 효과가 얻어지도록 하는 막 두께로 되도록, 에칭에 의해 막 두께를 저감시키는 것이 기재되어 있다. 또한, 그레이톤부에 백 결함이 발생한 경우에는, 상기 그레이톤부가 정상의 그레이톤부와 동등한 그레이톤 효과가 얻어지도록 하는 반투과성 수정막을 FIB(Focused Ion Beam : 집속 이온 빔)에 의해 형성하는 것이 기재되어 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 2004-309515 (Patent Document 1) discloses an objective of reducing the amount of light transmitted through this region and selectively changing the film thickness of the photoresist by a fine light shielding pattern below the resolution limit of the exposure machine. There is disclosed a gray tone mask. And when black defects generate | occur | produce in a gray tone part, it is described that the film thickness is reduced by etching so that the black defect may become a film thickness in which the gray tone part is equivalent to the normal gray tone part. have. In the case where a white defect occurs in the gray tone part, it is described that a semi-permeable quartz film is formed by FIB (Focused Ion Beam) so that the gray tone part obtains a gray tone effect equivalent to that of the normal gray tone part. .

또한, 일본 특허 공개 제2002-131888호 공보(특허 문헌 2)에는, 포토마스크의 백 결함 개소에, 헬륨 가스를 캐리어 가스로 하고, 크롬(Cr)을 원료 가스로 하여 레이저 CVD법에 의해 막을 형성하는 방법이 기재되어 있다.Further, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-131888 (Patent Document 2) discloses a film formed by laser CVD using a helium gas as a carrier gas and chromium (Cr) as a source gas at a back defect point of a photomask. The method of making is described.

전술한 TFT 제조 등에 이용되는 다계조 포토마스크에서도, 그 제조 공정에서, 반투광막으로 이루어지는 반투광부에 결함이 생기는 것은 완전히는 피할 수 없다. 예를 들면, 포토마스크 블랭크 제조 과정에서, 기판 상에 막을 형성할 때에 생기는 결함이나, 포토리소그래피를 이용한 마스크 제조 공정에서, 이물의 부착이나, 레지스트의 핀홀 등, 다양한 이유로, 결락 결함(백 결함) 또는 잉여 결함(흑 결함)이 생길 수 있다. 여기서는, 막 패턴의 잉여나 차광막 성분의 부착, 또는 이물에 의해, 투과율이 소정보다 낮아지는 결함을 흑 결함, 막 패턴의 부족에 의해 투과율이 소정보다 높아지는 결함을 백 결함이라고 칭한다.Also in the multi-gradation photomask used for TFT production or the like described above, it is inevitable that defects occur in the semi-transmissive portion formed of the translucent film in the manufacturing process. For example, defects that occur when a film is formed on a substrate in a photomask blank manufacturing process or missing defects (back defects) for various reasons, such as adhesion of foreign matter and pinholes of a resist, in a mask manufacturing process using photolithography. Or excess defects (black defects) may occur. Here, a defect in which the transmittance becomes lower than a predetermined value due to excess of a film pattern, adhesion of a light shielding film component, or foreign matter is referred to as a black defect, and a defect in which a transmittance becomes higher than a predetermined value due to a lack of a film pattern is called a white defect.

특허 문헌 1에 기재된 미세 차광 패턴을 이용한 그레이톤부에 수정을 실시하는 경우, 노광기의 해상 한계 이하의 차광 패턴이 바림된 결과, 실제로는 어떠한 투과율로 되어 피전사체 상의 레지스트를 노광할지의 산정을 행하고, 그것과 동등한 그레이톤 효과를 가져오도록, 흑 결함이 생긴 부분을 감막하는 것이 필요하게 된다. 이 산정은 매우 곤란하며, 투과율 조정이 적절하게 행해지지 않으면, 이차적인 흑 결함, 백 결함이 발생하게 된다. 또한, 감막한 부분의 투과광과, 정상적인 미세 차광 패턴의 투과광은, 엄밀하는 위상이 서로 다르기 때문에, 광의 간섭에 의한 투과광의 증감이 생겨, 실효적인 투과율의 산정은 점점 더 복잡하게 된다. 또한, 그레이톤부의 백 결함을 수정하는 경우, FIB법에 의한 성막에는, 소재의 제약이 있고, 예를 들면, 파이린 등을 사용하여 FIB에 의해 형성한 탄소계의 박막은, 정상 부분의 막과는 상이한 소재이므로, 정상적인 미세 패턴 부분의 투과광과 위상차가 발생하게 된다.When the correction is made to the gray tone portion using the fine light shielding pattern described in Patent Literature 1, as a result of applying the light shielding pattern below the resolution limit of the exposure machine, it is actually calculated to determine what transmittance is to expose the resist on the transfer object, In order to bring about a gray-tone effect equivalent to that, it is necessary to reduce the portion where the black defect has occurred. This calculation is very difficult, and if black transmittance is not properly adjusted, secondary black defects and white defects occur. In addition, since the transmitted light of the immersed portion and the transmitted light of the normal fine light-shielding pattern are different from each other in exact phases, increase or decrease of the transmitted light due to interference of light occurs, and the calculation of the effective transmittance becomes more and more complicated. In addition, when correcting the back defect of the gray tone part, film formation by the FIB method has a material limitation, and for example, a carbon-based thin film formed by FIB using pyrine or the like is a film of a normal portion. Since the material is different from, the phase difference between the transmitted light of the normal fine pattern portion is generated.

또한, 특허 문헌 2에 개시된 레이저 CVD법에 의한 결함 수정은, Cr을 원료 가스로 하여 막을 형성하기 때문에, Cr 차광막의 결함 수정에는 문제는 없지만, 반투광부에 다른 소재에 의한 반투광막을 이용한 다계조 포토마스크에, 그대로 적용하면, 설령 반투광막과 동일한 투과율의 Cr 수정막을 이용하여도, 수정부와 정상부(결함이 없는 정상적인 반투광부)의 경계나, 수정부와 투광부의 경계에서, 위상차에 의한 간섭 때문에 투과율 저하가 생긴, 부적절한 수정 마스크로 될 가능성이 있다. 이와 같은 수정 마스크를 이용하면, 반투광부에 요구되는 투과율 허용 범위를 만족시킬 수 없어, 마스크 유저에게 문제점이 생길 우려가 있다. 이 경우, 예를 들면 TFT의 채널부에서, 소스, 드레인간의 단락(쇼트)이 발생하여, 액정 표시 장치의 오동작을 발생시킨다고 하는 심각한 문제로 되는 경우도 있다.In addition, since the defect correction by the laser CVD method disclosed in Patent Document 2 forms a film using Cr as a raw material gas, there is no problem in correcting the defect of the Cr light shielding film, but a multi-gradation using a semi-transmissive film made of another material in the semi-transmissive portion is used. If applied to the photomask as it is, even when using a Cr crystal film having the same transmittance as that of the semi-transmissive film, the phase difference may occur at the boundary between the correction part and the normal part (the normal translucent part without defect) or at the boundary between the correction part and the light transmitting part. There is a possibility that it becomes an inadequate correction mask which caused a decrease in transmittance due to interference. When such a correction mask is used, the transmittance | permeability allowance range calculated | required by a translucent part cannot be satisfied, and there exists a possibility that a problem may arise for a mask user. In this case, for example, a short circuit (short) between the source and the drain occurs in the channel portion of the TFT, which may cause a serious problem of causing malfunction of the liquid crystal display device.

한편, 다계조 포토마스크를 이용하여, 피전사체에 패턴을 전사할 때에 이용되는 노광기는, 예를 들면 액정 표시 장치 제조용 마스크인 경우, i선 내지 g선(365∼436㎚) 정도의 파장 영역을 이용하는 것이 일반적이다. 이들 노광에는, 반도체 장치 제조용의 것보다 일반적으로 면적이 큰 노광이 필요하기 때문에, 광량을 확보하기 위해 단일 파장은 이용하지 않고, 파장 영역을 가진 노광광을 이용하는 것이 유리하다. 따라서, 다계조 포토마스크의 사양을 결정할 때에는, 노광광이 갖는 노광 파장 영역 및 그 강도 분포를 감안하여, 소정의 노광광을 적용하였을 때에 원하는 투과율이 얻어지도록, 반투광부를 설계할 필요가 있다. On the other hand, the exposure machine used when transferring a pattern to a transfer object using a multi-gradation photomask, for example, in the case of a mask for manufacturing a liquid crystal display device, has a wavelength range of about i line to g line (365 to 436 nm). It is common to use. Since these exposures generally require larger exposures than those for semiconductor device manufacturing, it is advantageous to use exposure light having a wavelength range without using a single wavelength to secure the light amount. Therefore, when determining the specification of the multi-gradation photomask, it is necessary to design the semi-transmissive portion so that a desired transmittance is obtained when a predetermined exposure light is applied in consideration of the exposure wavelength region and the intensity distribution of the exposure light.

상기한 바와 같은 반투광막으로 형성한 반투광부에 생긴 결함 부위에 수정막을 형성하는 경우, 형성하는 수정막은, 상기 반투광막의 광 투과율을 감안하여 적절하게 설계하지 않으면, 수정막 부분에, 결과적으로 흑 결함이나 백 결함이라고 하는 문제점이 생긴다. 또한, 전술한 바와 같이, 설령 반투광막과 동등한 투과율의 수정막을 이용하여도, 수정부와 정상부의 경계나, 수정부와 투광부의 경계에서, 위상차가 있으면 간섭에 의한 투과율 저하가 생길 수 있다. 한편, 노광기의 노광광은, 대부분의 경우, 개개의 장치에서 반드시 일정한 것은 아니다. 예를 들면, i선 내지 g선에 걸치는 파장 영역의 노광광을 갖고 있어도, i선의 강도가 가장 큰 노광기, g선의 강도가 가장 큰 노광기 등이 존재할 수 있다. 또한, 노광기의 광원의 파장 특성은, 경시 변화하기 때문에, 실제로 노광할 때의 노광광의 파장 특성을 고려하여, 반투광막 및 수정막의 광 투과 특성을 설계하지 않으면, 정밀도가 좋은 그레이톤 마스크를 생산하는 것은 어렵다.In the case where the crystal film is formed at the defect site formed in the semi-transmissive portion formed of the semi-translucent film as described above, the crystal film to be formed is consequently applied to the crystal film portion unless it is properly designed in consideration of the light transmittance of the semi-transmissive film. Problems such as black defects and white defects occur. As described above, even when a quartz film having a transmittance equivalent to that of the translucent film is used, if there is a phase difference at the boundary between the correction part and the top part, or the boundary between the correction part and the light transmitting part, a decrease in transmittance due to interference may occur. On the other hand, exposure light of an exposure machine is not necessarily constant in individual devices in most cases. For example, even if it has exposure light of the wavelength range across i line | wire to g line | wire, the exposure machine with the largest intensity of i line | wire, the exposure machine with the largest intensity | strength of g line | wire, etc. may exist. In addition, since the wavelength characteristics of the light source of the exposure machine change over time, in consideration of the wavelength characteristics of the exposure light at the time of exposure, a gray tone mask with high precision is produced unless the light transmission characteristics of the translucent film and the crystal film are designed. It's hard to do

본 발명은, 반투광막에 의해 이루어지는 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 다계조 포토마스크를 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.A first object of the present invention is to provide a multi-gradation photomask in which defects occurring in a semi-transmissive portion formed by a semi-transmissive film are preferably corrected.

또한, 본 발명은, 이와 같은 다계조 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.Moreover, this invention makes it a 2nd object to provide the manufacturing method of such a multi-gradation photomask.

또한, 본 발명은, 상기 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 제3 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a pattern transfer method using the multi-gradation photomask.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

<구성 1><Configuration 1>

투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크로서, 상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 차광막이 형성되어 이루어지고, 상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 형성되고, 상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투광막에 의해 이루어지는 정상부와, 상기 투명 기판 상에 형성된 수정막에 의해 이루어지는 수정부를 갖고, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차가, 80도 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.At least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, thereby having a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby resisting on the transfer object. A multi-gradation photomask for forming a resist pattern having two or more different resist residual film values in a film, wherein the light shielding portion is formed by at least the light shielding film formed on the transparent substrate, and the light transmitting portion is formed of the transparent substrate. The semi-transmissive part is formed to be exposed and has a top part made of a semi-transmissive film formed on the transparent substrate, and a crystal part made of a crystal film formed on the transparent substrate. The phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of the line (wavelength 365nm)-g line (wavelength 436nm) is 80 degrees or less. In which the gray-scale photomask.

<구성 2><Configuration 2>

또한, 상기 정상부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차가, 80도 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 다계조 포토마스크.Moreover, the phase difference with respect to the wavelength light which extends over the wavelength range of i line | wire (wavelength 365nm)-g line | wire (wavelength 436nm) of the said top part and the said correction part is 80 degrees or less, The multi-gradation as described in the structure 1 characterized by the above-mentioned. Photomask.

<구성 3><Configuration 3>

투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크로서, 상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 차광막이 형성되어 이루어지고, 상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 형성되고, 상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투광막에 의해 이루어지는 정상부와, 상기 투명 기판 상에 형성된 수정막에 의해 이루어지는 수정부를 갖고, 상기 정상부와 상기 투광부, 상기 정상부와 상기 수정부, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차가, 모두 80도 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.At least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, thereby having a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby resisting on the transfer object. A multi-gradation photomask for forming a resist pattern having two or more different resist residual film values in a film, wherein the light shielding portion is formed by at least the light shielding film formed on the transparent substrate, and the light transmitting portion is formed of the transparent substrate. The semi-transmissive portion is formed to be exposed and has a top portion formed by a semi-transmissive film formed on the transparent substrate, and a crystal portion formed by a crystal film formed on the transparent substrate. The top portion, the light transmitting portion, and the top portion A wavelength region of i-line (wavelength 365nm) to g-line (wavelength 436nm) of the correction part, the light-transmitting part and the crystal part; A multi-gradation photomask, wherein the phase difference with respect to the wavelength light over is all 80 degrees or less.

<구성 4><Configuration 4>

상기 반투광막은, 몰리브덴 실리사이드 화합물을 함유하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 다계조 포토마스크.Said semi-transmissive film consists of a material containing a molybdenum silicide compound, The multi-tone photomask in any one of the structures 1-3 characterized by the above-mentioned.

<구성 5><Configuration 5>

상기 수정막은, 몰리브덴과 규소를 함유하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 다계조 포토마스크.The crystal film is made of a material containing molybdenum and silicon. The multi-tone photomask according to any one of Configurations 1 to 4, wherein the quartz film is formed.

<구성 6><Configuration 6>

상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 반투광막과 상기 차광막이, 이 순서대로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 다계조 포토마스크.The said light shielding part is formed in this order at least the said semi-transmissive film and the said light shielding film on the said transparent substrate, The multi-gradation photomask in any one of the structures 1-5 characterized by the above-mentioned.

<구성 7><Configuration 7>

상기 다계조 포토마스크는 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크이며, 상기 차광부는, 상기 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인에 대응하는 부분을 포함하고, 상기 반투광부는, 상기 박막 트랜지스터의 채널에 대응하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 다계조 포토마스크.The multi-gradation photomask is a photomask for manufacturing a thin film transistor, wherein the light blocking portion includes a portion corresponding to a source and a drain of the thin film transistor, and the semi-transmissive portion includes a portion corresponding to a channel of the thin film transistor. The multi-gradation photomask according to any one of Configurations 1 to 6, characterized by the above-mentioned.

<구성 8><Configuration 8>

구성 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 다계조 포토마스크를 이용하여, 노광기에 의해 상기 전사 패턴을 피전사체 상에 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.The pattern transfer method which transfers the said transfer pattern on a to-be-transferred body by the exposure machine using the multi-gradation photomask in any one of the structures 1-7.

<구성 9><Configuration 9>

투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 상기 투명 기판 상에 적어도 반투광막과 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 포토리소그래피법에 의해, 상기 반투광막과 상기 차광막을 각각 패턴 가공함으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 갖는 전사 패턴을 형성하는 패터닝 공정과, 형성된 상기 전사 패턴에 생긴 결함을 수정하는 수정 공정을 갖고, 상기 수정 공정에서는, 상기 반투광막의 결락부, 또는, 상기 반투광막 또는 상기 차광막을 제거한 제거부에, 수정막을 형성하여 수정부로 이루어지고, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차를, 80도 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.At least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, thereby having a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby resisting on the transfer object. A method of producing a multi-gradation photomask in which a resist pattern having two or more different resist residual film values is formed in a film, comprising the steps of: preparing a photomask blank in which at least a translucent film and a light shielding film are formed on the transparent substrate; A patterning step of forming a transfer pattern having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion by patterning the semi-transmissive film and the light-shielding film, respectively, by a lithography method, and a correction step of correcting defects in the formed transfer pattern. In the correction step, the missing portion of the translucent film, or the translucent film or the light shielding film is removed. A crystal film is formed on the removed portion to form a correction portion, and the phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength region of the i-line (wavelength 365 nm) to g-line (wavelength 436 nm) of the light transmitting portion and the crystal portion is determined. And 80 degrees or less, The manufacturing method of the multi-gradation photomask characterized by the above-mentioned.

<구성 10><Configuration 10>

또한, 상기 정상부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차를, 80도 이하로 하는 것을 특징으로 하는 구성 9에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.Moreover, the phase difference with respect to the wavelength light which extends across the wavelength range of i line | wire (wavelength 365nm)-g line | wire (wavelength 436nm) of the said normal part and the said correction part is made into 80 degrees or less, The structure 9 characterized by the above-mentioned. Method for producing a multi-gradation photomask.

<구성 11><Configuration 11>

투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서, 상기 투명 기판 상에 적어도 반투광막과 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 포토리소그래피법에 의해, 상기 반투광막과 상기 차광막을 각각 패턴 가공함으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 갖는 전사 패턴을 형성하는 패터닝 공정과, 형성된 상기 전사 패턴에 생긴 결함을 수정하는 수정 공정을 갖고, 상기 수정 공정에서는, 상기 반투광막의 결락부, 또는, 상기 반투광막 또는 상기 차광막을 제거한 제거부에, 수정막을 형성하여 수정부로 이루어지고, 상기 정상부와 상기 투광부, 상기 정상부와 상기 수정부, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차를, 모두 80도 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.At least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, thereby having a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby resisting on the transfer object. A method of producing a multi-gradation photomask in which a resist pattern having two or more different resist residual film values is formed in a film, comprising the steps of: preparing a photomask blank in which at least a translucent film and a light shielding film are formed on the transparent substrate; A patterning step of forming a transfer pattern having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion by patterning the semi-transmissive film and the light-shielding film, respectively, by a lithography method, and a correction step of correcting defects in the formed transfer pattern. In the correction step, the missing portion of the translucent film, or the translucent film or the light shielding film is removed. A crystal film is formed on the removed portion to form a correction part, and the i-line (wavelength 365 nm) to g-ray (wavelength) of the top portion and the light transmitting portion, the top portion and the correction portion, the light transmitting portion and the crystal portion The phase difference with respect to the wavelength light over a wavelength range of 436 nm) is 80 degrees or less, The manufacturing method of the multi-gradation photomask characterized by the above-mentioned.

<구성 12><Configuration 12>

상기 반투광막의 재질로서, 몰리브덴 실리사이드 화합물을 함유하는 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 구성 9 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.A material containing a molybdenum silicide compound is used as a material of the semi-transmissive film, wherein the multi-gradation photomask according to any one of Configurations 9 to 11 is used.

<구성 13><Configuration 13>

상기 수정막은, 레이저 CVD법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 구성 9 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.The crystal film is formed by a laser CVD method. The method for producing a multi-gradation photomask according to any one of Configurations 9 to 12, characterized by the above-mentioned.

<구성 14><Configuration 14>

상기 수정막은, 몰리브덴을 함유하는 원료와 규소를 함유하는 원료를 각각 이용한 레이저 CVD법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 구성 12에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.The crystal film is formed by a laser CVD method using a raw material containing molybdenum and a raw material containing silicon, respectively. The manufacturing method of the multi-gradation photomask according to Configuration 12 characterized by the above-mentioned.

다음으로 본 발명에 따른 효과에 대해서 설명한다.Next, the effect of this invention is demonstrated.

인접하는 투광부와 수정부의 경계에서, 위상차에 의한 투과율 저하를 억지할 수 있어, 포토마스크를 사용하여 피전사체 상에 얻어지는 레지스트 패턴이 원하는 양호한 형상으로 된다. 물론, TFT 액정 표시 장치를 제조하는 경우에는, 채널부의 단락에 의한 동작 불량 등의 문제점도 억지할 수 있다.At the boundary between the adjacent light-transmitting part and the crystal part, the decrease in transmittance due to the phase difference can be suppressed, and the resist pattern obtained on the transfer object using a photomask becomes a desired good shape. Of course, when manufacturing a TFT liquid crystal display device, problems, such as an operation defect by the short circuit of a channel part, can also be suppressed.

또한, 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 다계조 포토마스크를 얻을 수 있다.In addition, a multi-gradation photomask in which defects occurring in the translucent portion is preferably corrected can be obtained.

또한, 상기한 바와 같이 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 다계조 포토마스크를 이용하여, 피전사체에의 패턴 전사를 행함으로써, TFT-LCD 등의 전자 디바이스에 생기는 불량을 억지하여, 높은 수율과 안정된 디바이스의 생산성을 실현할 수 있다.In addition, by using the multi-gradation photomask in which defects occurring in the semi-transmissive portion is preferably corrected as described above, pattern transfer to the transfer target material is performed, thereby preventing defects occurring in electronic devices such as TFT-LCDs, and thus high yield. The productivity of the stable device can be realized.

도 1은 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2의 (a)~(h)는 다계조 포토마스크의 제조 공정의 일례를 도시하는 단면도.
도 3의 (A)~(E)는 전형적인 TFT 패턴을 전사 패턴으로서 갖는 다계조 포토마스크의 평면도.
도 4는 반투광막의 재료와 그 투과율에 대한 위상 시프트량의 관계를 도시하는 도면.
도 5는 레이저 CVD법에 의해 형성된 Cr막의 투과율의 i선 내지 g선 파장 의존성을 도시하는 도면.
도 6은 MoSi 반투광막의 투과율의 i선 내지 g선 파장 의존성을 도시하는 도면.
도 7은 FIB에 의해 형성된 카본막의 투과율의 i선 내지 g선 파장 의존성을 도시하는 도면. 1 is a cross-sectional view for explaining a pattern transfer method using a multi-gradation photomask.
2 (a) to 2 (h) are cross-sectional views showing an example of a manufacturing process of a multi-gradation photomask.
3A to 3E are plan views of a multi-gradation photomask having a typical TFT pattern as a transfer pattern.
4 is a diagram showing a relationship between a material of a translucent film and a phase shift amount with respect to its transmittance.
Fig. 5 is a diagram showing the i-line to g-ray wavelength dependence of the transmittance of the Cr film formed by the laser CVD method.
Fig. 6 is a diagram showing i-g line wavelength dependence of transmittance of MoSi semi-transmissive film.
Fig. 7 is a diagram showing i-g-line wavelength dependence of transmittance of a carbon film formed by FIB.

이하, 본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, some embodiment of this invention is described based on drawing.

도 1은, 다계조 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 1에 도시한 다계조 포토마스크(10)는, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD)의 박막 트랜지스터(TFT) 등의 전자 디바이스를 제조하기 위해 이용되는 것이며, 도 1에 도시한 피전사체(20) 상에, 2개 이상의 막 두께가 단계적 또는 연속적으로 상이한 레지스트 패턴(23)을 형성하는 것이다. 또한, 도 1 중에서 참조 부호 22A, 22B는, 피전사체(20)에서 기판(21) 상에 적층된 막을 나타낸다.1 is a cross-sectional view for explaining a pattern transfer method using a multi-gradation photomask. The multi-gradation photomask 10 shown in FIG. 1 is used for manufacturing an electronic device such as a thin film transistor (TFT) of a liquid crystal display (LCD), for example, and the transfer object 20 shown in FIG. ), To form a resist pattern 23 in which two or more film thicknesses differ stepwise or successively. In addition, in FIG. 1, the code | symbol 22A, 22B shows the film | membrane laminated | stacked on the board | substrate 21 in the to-be-transferred body 20. As shown in FIG.

상기 다계조 포토마스크(10)는, 차광부, 투광부 외에, 1종류의 반투광부를 갖는 3계조 마스크의 예를 나타내고 있고, 구체적으로는, 그 포토마스크(10)의 사용 시에 노광광을 차광(투과율이 대략 0％)시키는 차광부(11)와, 투명 기판(14)의 표면이 노출된 노광광을 투과시키는 투광부(12)와, 투광부의 노광광 투과율을 100％로 하였을 때 투과율을 20∼80％, 바람직하게는, 20∼60％ 정도로 저감시키는 반투광부(13)를 갖고 구성된다. 차광부(11)는, 글래스 기판 등의 투명 기판(14) 상에, 광 반투과성의 반투광막(16)과 차광성의 차광막(15)이 이 순서대로 형성되어 구성되어 있다. 또한, 반투광부(13)는, 투명 기판(14) 상에 상기 반투광막(16)이 형성되어 구성되어 있고, 투광부(12)보다 노광광(예를 들면, i선 내지 g선)의 투과율이 낮게 설정되어 있다.The multi-gradation photomask 10 shows an example of a three-gradation mask having one kind of semi-transmissive portion in addition to the light shielding portion and the light-transmitting portion, and specifically, exposes the exposure light when the photomask 10 is used. Light-shielding portion 11 for shielding light (transmittance of approximately 0%), light-transmitting portion 12 for transmitting exposure light exposed on the surface of transparent substrate 14, and transmittance when the light-transmittance of light-transmitting portion is 100% It is comprised with the translucent part 13 which reduces 20 to 80%, Preferably it is about 20 to 60%. The light shielding portion 11 is formed by forming a light semitransmissive semitransparent film 16 and a light shielding light shielding film 15 in this order on a transparent substrate 14 such as a glass substrate. In addition, the transflective part 13 is comprised by the said transflective film 16 formed on the transparent substrate 14, and is more than the transmissive part 12 of exposure light (for example, i-g line | wire). The transmittance is set low.

상기 반투광막(16)으로서는, 크롬 화합물, 몰리브덴 실리사이드 화합물, Si, W, Al 등을 들 수 있다. 이 중, 크롬 화합물에는, 산화 크롬(CrOx), 질화 크롬(CrNx), 산질화 크롬(CrOxN), 불화 크롬(CrFx)이나, 이들에 탄소나 수소를 함유하는 것이 있다. 또한, 몰리브덴 실리사이드 화합물로서는, MoSix 외에, MoSi의 질화물, 산화물, 산화 질화물, 탄화물 등을 사용할 수 있다. 반투광막(16)은, 특히 바람직하게는, 몰리브덴 실리사이드 화합물을 함유하는 막 소재로 이루어진다. 몰리브덴 실리사이드 화합물을 함유하는 막 소재는, 차광막에 유리하게 이용되는 크롬계 재료와의 사이에 에칭 선택성이 있어, 후술하는 제조 방법에서, 한쪽의 막을 에칭하는 에칭 매체에 대해, 다른 쪽의 막에 내성이 있기 때문에, 에칭 가공상, 매우 우수한 소재이다. 또한, 반투광막은 적층하여도 된다.As said semi-transmissive film 16, a chromium compound, a molybdenum silicide compound, Si, W, Al, etc. are mentioned. Among these, the chromium compound may contain chromium oxide (CrOx), chromium nitride (CrNx), chromium oxynitride (CrOxN), chromium fluoride (CrFx), or those containing carbon or hydrogen. As the molybdenum silicide compound, in addition to MoSix, nitrides, oxides, oxynitrides, carbides and the like of MoSi can be used. The translucent film 16 is particularly preferably made of a film material containing a molybdenum silicide compound. The film material containing the molybdenum silicide compound has etching selectivity between the chromium-based material advantageously used for the light shielding film, and is resistant to the other film against the etching medium for etching one film in the manufacturing method described later. This is a very excellent material in the etching process. In addition, the translucent film may be laminated.

또한, 상기 차광막(15)으로서는, Cr, Si, W, Al 등을 들 수 있다. 바람직하게는, Cr을 주성분으로 하는 재료이다. 보다 바람직하게는, 표면에 반사 방지층으로서, Cr의 산화물이나 질화물 등의, Cr계 화합물의 층을 가짐으로써, 전사 패턴의 묘화 시의 정밀도를 향상시켜, 마스크 사용 시의 불필요한 반사 미광의 발생을 억지할 수 있다. 차광막은, 단독으로, 또는 반투광막과의 적층에 의해 광학 농도 3.0 이상의 차광성을 갖는 것이 바람직하다.In addition, examples of the light shielding film 15 include Cr, Si, W, Al, and the like. Preferably, it is a material containing Cr as a main component. More preferably, having a Cr-based compound layer such as an oxide or nitride of Cr as the anti-reflection layer on the surface improves the accuracy at the time of drawing the transfer pattern and prevents the occurrence of unnecessary reflection stray light when using the mask. can do. It is preferable that a light shielding film has light shielding property of optical density 3.0 or more by single or lamination | stacking with a semi-transmissive film.

전술한 다계조 포토마스크(10)를 사용하였을 때에, 차광부(11)에서는 노광광이 실질적으로 투과하지 않고, 투광부(12)에서는 노광광이 투과되고, 반투광부(13)에서는 노광광이 저감된다. 이 때문에, 피전사체(20) 상에 형성한 레지스트막(포지티브형 포토레지스트막)은, 전사 후, 현상을 거쳤을 때 차광부(11)에 대응하는 부분에서 막 두께가 두꺼워지고, 반투광부(13)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아지고, 투광부(12)에 대응하는 부분에서는 잔막이 실질적으로 생기지 않는 레지스트 패턴(23)을 형성한다(도 1을 참조). 이 레지스트 패턴(23)에서, 반투광부(13)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아지는 효과를 여기서는 그레이톤 효과라고 한다. 또한, 네가티브형 포토레지스트를 이용한 경우에는, 차광부와 투광부에 대응하는 레지스트 막 두께가 역전되는 것을 고려한 설계를 행할 필요가 있지만, 이와 같은 경우에도, 본 발명의 효과는 충분히 얻어진다.When the above-described multi-gradation photomask 10 is used, the exposure light is not substantially transmitted through the light shielding portion 11, the exposure light is transmitted through the light transmitting portion 12, and the exposure light is transmitted through the translucent portion 13. Is reduced. For this reason, the resist film (positive photoresist film) formed on the to-be-transferred body 20 becomes thick at the part corresponding to the light-shielding part 11 after image development, and is translucent | transmissive ( In the portion corresponding to 13), the film thickness becomes thin, and in the portion corresponding to the light-transmitting portion 12, a resist pattern 23 is formed in which the remaining film is substantially not formed (see Fig. 1). In this resist pattern 23, the effect of thinning the film thickness at the portion corresponding to the translucent portion 13 is referred to herein as a gray tone effect. In the case of using a negative photoresist, it is necessary to design in consideration of the inversion of the resist film thicknesses corresponding to the light shielding portion and the light transmitting portion, but even in such a case, the effects of the present invention are sufficiently obtained.

그리고, 도 1에 도시한 레지스트 패턴(23)의 막이 없는 부분에서, 피전사체(20)에서의 예를 들면 막(22A 및 22B)에 제1 에칭을 실시하고, 레지스트 패턴(23)의 막이 얇은 부분을 애싱 등에 의해 제거하고, 이 부분에서, 피전사체(20)에서의 예를 들면 막(22B)에 제2 에칭을 실시한다. 이와 같이 하여, 1매의 다계조 포토마스크(10)(3계조 마스크)를 이용하여 종래의 포토마스크 2매분의 공정이 실시되게 되어, 마스크 매수가 삭감된다.Then, in the portion without the film of the resist pattern 23 shown in FIG. 1, for example, the films 22A and 22B in the transfer body 20 are subjected to first etching, and the film of the resist pattern 23 is thin. The portion is removed by ashing or the like, and in this portion, for example, the film 22B in the transfer body 20 is subjected to a second etching. In this manner, the process of two conventional photomasks is performed using one multi-gradation photomask 10 (three-gradation mask), and the number of masks is reduced.

전술한 다계조 포토마스크(10)는, 투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하기 위한 것이다. 이 다계조 포토마스크(10)에서, 상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 차광막이 형성되어 이루어지고, 상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 형성되고, 상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투광막에 의해 이루어지는 정상부와, 상기 투명 기판 상에 형성된 수정막에 의해 이루어지는 수정부를 갖는다. 또한, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차가, 80도 이하로 설정되어 있다.The multi-gradation photomask 10 described above has a transfer pattern in which a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion are formed by pattern-processing at least a semi-transmissive film and a light shielding film respectively formed on a transparent substrate, and transmitted by the transfer pattern. It is for forming a resist pattern which has two or more different resist residual film values in the resist film on a to-be-transferred body by controlling the exposure light quantity to make. In the multi-gradation photomask 10, the light shielding portion is formed by forming at least the light shielding film on the transparent substrate, the light transmitting portion is formed by exposing the transparent substrate, and the semi-transmissive portion is formed on the transparent substrate. And a crystal part formed by a crystal film formed on the transparent substrate. In addition, the phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of i line | wire (wavelength 365nm) to g line | wire (wavelength 436nm) of the said light transmission part and the said crystal | crystallization part is set to 80 degrees or less.

다계조 포토마스크의 제조 방법에 의해서는, 투명 기판 상의 반투광막과 차광막의 순서는 어느 것이 위라도 상관없다. 다계조 포토마스크의 제조 방법에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.By the manufacturing method of a multi-gradation photomask, the order of the transflective film and the light shielding film on a transparent substrate may be any of the above. The manufacturing method of a multi-gradation photomask is demonstrated in detail later.

전술한 도 1에 도시한 바와 같은, 투광부, 차광부 외에, 1종류의 반투광부를 갖는 3계조 마스크뿐만 아니라, 상이한 노광광 투과율을 갖는 2개의 반투광부를 갖는 4계조의 마스크, 혹은 그 이상의 계조수를 갖는 마스크로 하여도, 본 발명은 바람직하게 실시될 수 있다.In addition to the light transmitting portion and the light shielding portion as shown in FIG. 1, a three-gradation mask having one type of semi-transmissive portion, as well as a four-gradation mask having two semi-transmissive portions having different exposure light transmittances, or more Even with a mask having a gradation number, the present invention can be preferably implemented.

전술한 다계조 포토마스크(10)는 TFT 제조에 바람직하게 적용되는 것이며, 차광부는, TFT의 소스 및 드레인에 대응하는 부분을 포함하고, 반투광부는, TFT의 채널에 대응하는 부분을 포함한다.The above-described multi-gradation photomask 10 is suitably applied to TFT manufacturing, the light shielding portion includes a portion corresponding to the source and drain of the TFT, and the semi-transmissive portion includes a portion corresponding to the channel of the TFT.

도 3은, 전형적인 TFT 패턴을 전사 패턴으로서 갖는 다계조 포토마스크의 평면도이다. 도 1과 동등한 개소에는 동일 부호를 붙이고 있다. 도시한 바와 같은 패턴을 갖는 포토마스크의 경우에, 본 발명은 현저한 효과를 발휘한다.3 is a plan view of a multi-gradation photomask having a typical TFT pattern as a transfer pattern. The same code | symbol is attached | subjected to the location equivalent to FIG. In the case of a photomask having a pattern as shown, the present invention exerts a remarkable effect.

예를 들면 도 1의 단면도에 도시된 바와 같이, 다계조 포토마스크는 투광부, 차광부, 반투광부, 차광부, 투광부의 순으로 배열된 부분을 갖는 것이 바람직하다. 또는, 도 3과 같은 패턴의 경우는, 한 방향(예를 들면 도 3의 (A) 중의 파선 방향을 참조)으로 투광부, 차광부, 반투광부, 차광부, 반투광부, 차광부, 투광부의 순으로 배열된 부분을 갖는 것이 바람직하다. 도 1 및 도 3 중 어느 것에서도, 차광부와 반투광부, 차광부와 투광부, 반투광부와 투광부가, 각각 인접 부분을 갖고 있다.For example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the multi-gradation photomask preferably has portions arranged in order of a light transmitting portion, a light blocking portion, a semi-light transmitting portion, a light blocking portion, and a light transmitting portion. Alternatively, in the case of the pattern as shown in FIG. 3, the light transmitting portion, the light blocking portion, the semi-transmissive portion, the light-shielding portion, the semi-transmissive portion, the light-shielding portion, and the light-transmitting portion in one direction (see, for example, the broken line direction in FIG. 3A). It is preferable to have the parts arranged in order. 1 and 3, the light shielding part and the translucent part, the light shielding part and the light transmitting part, and the transflective part and the light transmitting part each have adjacent portions.

상기 반투광부의 노광광 투과율은, 반투광막의 막 소재와 막 두께에 의해 결정된다. 또한, 반투광부의 노광광 위상차(여기서는 투명 기판을 투과하는 광의 위상에 대한 위상 어긋남을 말함)도, 막 소재와 막 두께에 의해 결정된다. 따라서, 다계조 포토마스크는, 그 용도와, 그것이 사용되어 제조되는 디바이스(예를 들면 TFT-LCD)의 제조 마진에 의해, 반투광부에 어떠한 막 소재로 어떠한 막 두께를 갖게 할지를 결정할 수 있다. 이 결정 프로세스에서는, 투과율과 위상차의 쌍방을 고려해야만 한다. 투과율을 단독의 막으로서 고려하여도, 이 반투광막에 의해 형성된 반투광부가 다른 부분(투광부나, 수정막에 의해 수정된 반투광부(즉 수정부))과의 인접 부분에서, 생기는 위상차 때문에 간섭이 생겨, 국소적으로 실제의 투과광량이 감소되는 것을 고려하지 않으면, 원하는 정밀한 패턴 전사는 행할 수 없다. 실제로는, 인접부에서의 위상차가 소정 범위보다 크면, 인접부에서, 양 사이드의 투과광이 상쇄되어, 암선이 생기게 된다.The exposure light transmittance of the semi-transmissive portion is determined by the film material and the film thickness of the semi-transmissive membrane. In addition, the exposure light retardation of the semi-transmissive portion (here referred to as phase shift with respect to the phase of light passing through the transparent substrate) is also determined by the film material and the film thickness. Therefore, the multi-gradation photomask can determine which film material to have what film thickness in the semi-transmissive part by the use and the manufacturing margin of the device (for example, TFT-LCD) to which it is used. In this determination process, both the transmittance and the phase difference must be considered. Even when the transmittance is considered as a single film, interference due to the phase difference that occurs in the adjacent portion of the semi-transmissive portion formed by the semi-transmissive membrane with another portion (the transmissive portion or the semi-transmissive portion (ie, the correction part) modified by the quartz film) In this case, the desired precise pattern transfer cannot be performed without taking into consideration that the actual amount of transmitted light is reduced locally. In practice, when the phase difference in the adjacent part is larger than the predetermined range, the transmitted light of both sides is canceled in the adjacent part, and dark lines are generated.

여기서, 도 3의 (A)에 도시한 전사 패턴에서의 반투광막(16)으로 형성된 채널부에 상당하는 부분(대략 U자형의 패턴)에 흑 결함, 또는 백 결함이 생긴 것으로 한다. 흑 결함은, 예를 들면, 반투광막 상에 잉여의 차광막이 잔류한 경우, 백 결함은, 사용한 포지티브 레지스트에 핀홀이 생겨, 반투광막에 결락이 생긴 경우 등이다.Here, it is assumed that black defects or white defects are formed in portions (approximately U-shaped patterns) corresponding to channel portions formed of the translucent film 16 in the transfer pattern shown in Fig. 3A. A black defect is a case where an excess light shielding film remains on a semi-transmissive film, for example, and a white defect is a case where pinholes generate | occur | produce in the used positive resist and a defect arises in a semi-transmissive film.

흑 결함의 경우에는, 흑 결함이 생긴 부분을, 레이저 또는 FIB 조사하여, 그 에너지로 제거하고, 제거한 부분에 새롭게 수정막을 형성할 수 있다. 예를 들면, 채널부에 생긴 흑 결함은, 그 채널부 전체의 반투광막을 제거하고, 채널부 전체에 수정막(30)을 형성하여도 된다(도 3의 (B) 참조). 또는, 채널부에 생긴 흑 결함이 작은 것이면, 흑 결함 부분만을 제거하고, 제거한 부분의 형상에 맞춰서 수정막(30)을 형성하여도 된다(도 3의 (C) 참조).In the case of a black defect, the part which black defect generate | occur | produced can be irradiated with a laser or FIB, it removes by the energy, and a crystal film can be newly formed in the removed part. For example, the black defect which arose in the channel part may remove the semi-transmissive film of the whole channel part, and may form the correction film 30 in the whole channel part (refer FIG. 3 (B)). Alternatively, as long as the black defect generated in the channel portion is small, only the black defect portion may be removed, and the correction film 30 may be formed in accordance with the shape of the removed portion (see FIG. 3C).

한편, 백 결함의 경우도 마찬가지로, 백 결함 부분을 포함하는 채널부 전체의 반투광막을 제거하고, 채널부 전체에 수정막을 형성하여도 되고, 또는 백 결함의 부분이나 백 결함의 주변의 부분의 반투광막을 제거하여 형상을 정돈한 부분에, 그 형상에 맞춰서 수정막을 형성하여도 된다.On the other hand, also in the case of a back defect, the semi-transmissive film of the whole channel part containing a back defect part may be removed, and a correction film may be formed in the whole channel part, or half of the part of a back defect or the peripheral part of a back defect You may form a correction film in the part which removed the light transmission film and arranged the shape according to the shape.

전술한 도 3의 (B)의 경우에는, 수정막(30)을 형성하여 수정한 부분(수정부)과 투광부(12)가 인접하고 있다. 모두 광을 투과하므로, 양자를 투과하는 광의 위상이 크게 상이하면, 그 부분에서 투과광끼리가 상쇄되어, 도 3의 (B) 중의 태선(31)으로 나타낸 바와 같은 암선이 있는 것처럼 작용하게 된다. 따라서, 이와 같은 포토마스크를 사용하여 피전사체 상의 레지스트막에 노광을 행하면, 그 부분에서 레지스트막에의 노광량 부족이 생겨, 의도하지 않은 레지스트 패턴 형상 불량이 생긴다. 예를 들면, TFT의 채널부에서는, 상기 암선의 부분은, 소스와 드레인을 단락시키게 되는 문제점도 생길 수 있다.In the case of FIG. 3B described above, the portion (correction part) formed by correcting the crystal film 30 and the light projecting portion 12 are adjacent to each other. Since both of them transmit light, if the phases of the light passing through them differ greatly, the transmitted light cancels at the portion, and acts as if there is a dark line as shown by the dashed line 31 in Fig. 3B. Therefore, when exposure is performed to the resist film on the transfer object using such a photomask, a shortage of exposure amount to the resist film occurs at that portion, and an undesired resist pattern shape defect occurs. For example, in the channel portion of the TFT, the portion of the dark line may also cause a problem of shorting the source and the drain.

따라서, 여기서는, 수정부와 투광부 사이의 위상차가 소정보다 작아지도록 하는 수정막을 이용해야만 한다. 여기서의 위상차란, 이 포토마스크를 노광할 때에 이용하는 노광광 파장에 대한 위상차이며, 예를 들면, i선 내지 g선의 파장광에 관한 것이다. i선 내지 g선의 영역 내의 어느 파장에서도, 위상차가 소정 내인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 위상차에 의해 생기는 저하된 투과광량에 의해 생기는 암선부의 최소의 투과율이, 정상부의 반투광부보다 작아지지 않으면 된다. 이 경우, 반투광부의 패턴의 크기가 투광부측에 설계값보다도, 암선부의 선폭분 커지는 것과 등가이지만, 최종적인 TFT의 동작 불량 등의 문제점은 생기지 않는 범위이다. 이와 같은 위상차란, 80도 이하, 보다 바람직하게는 70도 이하이다. 이와 같이, 수정부와 투광부 사이의, i선 내지 g선의 파장광에 대한 위상차가 80도 이하로 되도록 하는 수정막(33)을 이용하여 수정을 행함으로써, 수정부와 투광부의 인접부에서의 암선부가 실질적으로 차광부의 기능을 하게 되는 문제점을 억지할 수 있다(도 3의 (D) 참조).Therefore, here, a crystal film must be used so that the phase difference between the correction unit and the light projecting portion becomes smaller than a predetermined value. Retardation here is a phase difference with respect to the exposure light wavelength used when exposing this photomask, For example, it is related with the wavelength light of i line | wire. It is preferable that a phase difference exists in predetermined wavelength also in any wavelength in the area | region of i line | wire. Specifically, the minimum transmittance of the dark line portion caused by the reduced amount of transmitted light generated by the phase difference does not have to be smaller than that of the semi-transmissive portion of the top portion. In this case, the size of the pattern of the semi-transmissive portion is equivalent to the line width of the dark line portion larger than the design value on the side of the transmissive portion, but it is a range in which a problem such as a final TFT malfunction does not occur. Such retardation is 80 degrees or less, More preferably, it is 70 degrees or less. In this way, the correction is performed by using the quartz film 33 so that the phase difference with respect to the wavelength light of the i-line and g-line between the correction part and the light transmitting part is 80 degrees or less, so that the correction part and the light transmitting part are adjacent to each other. It can suppress the problem that a dark-line part becomes a function of a light shielding part substantially (refer FIG. 3 (D)).

또한, 전술한 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이, 반투광부의 일부에 생긴 결함에 대해, 국소적으로 수정막을 형성하는 경우에는, 반투광부의 수정부와 반투광부의 정상부가 인접하게 된다. 여기서도, 양자의 투과하는 광의 위상차가 지나치게 크면, 양자의 투과광이 상쇄되어 투과광량이 국소적으로 저하되어, 이 부분에 도 3의 (C) 중의 태선(32)으로 나타낸 바와 같은 암선부가 실질적으로 차광부로서 기능하면, 상기에서 설명한 것과 마찬가지의 문제점이 생길 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3 (C) described above, when a crystal film is formed locally against a defect in a part of the translucent portion, the correction part of the translucent portion and the top portion of the translucent portion are adjacent to each other. . Here too, if the phase difference of the light transmitted by both of them is too large, the transmitted light of both of them is canceled and the amount of transmitted light is locally lowered, and the dark line portion as shown by the dashed line 32 in FIG. If it functions as, a problem similar to that described above may occur.

따라서, 수정부와 정상부(정상적인 반투광부(13)) 사이의, i선 내지 g선의 파장광에 대한 위상차에 대해서도, 80도 이하, 보다 바람직하게는 70도 이하로 되도록, 수정막과 반투광막의 선택을 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 수정부와 정상부 사이의, i선 내지 g선의 파장광에 대한 위상차가 80도 이하로 되도록 하는 수정막(33)을 이용하여 수정을 행함으로써, 수정부와 정상부의 인접부에서의 암선이 생기는 것을 억지할 수 있다(도 3의 (E) 참조).Therefore, the phase difference between the correction part and the top part (normal semi-transmissive part 13) with respect to the wavelength light of the i-g line is 80 degrees or less, more preferably 70 degrees or less, so that the crystal film and the semi-transmissive film It is preferable to make a selection. As described above, the correction is performed using the quartz film 33 such that the phase difference with respect to the wavelength light of the i-line and the g-line between the correction part and the top part is 80 degrees or less, so that the dark line in the vicinity of the correction part and the top part is corrected. This occurrence can be suppressed (see FIG. 3E).

따라서, 결과적으로 특히 바람직하고, 적합하게 수정된 다계조 포토마스크는, 이하의 것이다.Therefore, as a result, the multi-gradation photomask which is especially preferable and suitably modified is the following.

즉, 투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크로서, 상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 차광막이 형성되어 이루어지고, 상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 형성되고, 상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투광막에 의해 이루어지는 정상부와, 상기 투명 기판 상에 형성된 수정막에 의해 이루어지는 수정부를 갖고, 상기 정상부와 상기 투광부, 상기 정상부와 상기 수정부, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차가, 모두 80도 이하, 보다 바람직하게는 70도 이하인 다계조 포토마스크이다.That is, at least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, respectively, and have a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby transferring the object to be transferred. A multi-gradation photomask for forming a resist pattern having two or more different resist residual film values in a resist film on an upper surface, wherein the light shielding portion is formed by at least the light shielding film formed on the transparent substrate, and the light transmitting portion is transparent The substrate is exposed and formed, and the semi-transmissive portion has a top portion formed by a semi-transmissive film formed on the transparent substrate, and a crystal portion formed by a crystal film formed on the transparent substrate, wherein the top portion and the light-transmitting portion, the Wavelength of i line (wavelength 365 nm) to g line (wavelength 436 nm) of a top part, said correction part, the said light transmission part, and the said crystal part To the phase difference for light having a wavelength span station, both 80 degrees or less, more preferably 70 degrees or less is a multi-tone photomasks.

또한, 사용하는 막 소재와 막 두께에 의해, 투명 기판에 대해 다양한 위상차를 갖는 막이 존재한다. 예를 들면, 투명 기판에 대해, 플러스측에 위상차를 갖는 막도 있고, 한편, 마이너스측에 위상차를 갖는 막도 있다. 따라서, 플러스측에 위상차를 갖는 막과, 마이너스측에 위상차를 갖는 막이 인접하면, 양자의 위상차는, 어느 쪽의 막의 투명 기판에 대한 위상차보다도 커진다. 따라서, 막 소재의 선택 시에는, 위상차가 생기는 방향에도 유의가 필요하다.Moreover, the film | membrane which has a various phase difference with respect to a transparent substrate exists by the film raw material and film thickness to be used. For example, with respect to the transparent substrate, some films have a phase difference on the positive side, while others have a phase difference on the negative side. Therefore, when a film having a phase difference on the positive side and a film having a phase difference on the negative side are adjacent, the phase difference between both becomes larger than the phase difference with respect to the transparent substrate of either film. Therefore, in selecting the film material, attention must also be paid to the direction in which the phase difference occurs.

여기서, 도 4에, 반투광막의 재료와 그 투과율에 대한 위상 시프트량의 관계에 대해서 예시한다.Here, FIG. 4 illustrates the relationship between the material of the translucent film and the amount of phase shift with respect to its transmittance.

종축은 투명 기판에 대한, i선의 위상 시프트량, 횡축은 투과율이다. 투과율이 낮은 것일수록 막 두께가 크다. 막 두께가 클수록, 위상 시프트량도 크다. 여기서, 예를 들면, 반투광막(정상부)으로서, MoSi막을 이용하였을 때, 투과율 25∼80％의 범위에서, 투명 기판에 대한 위상 시프트량이 +(플러스) 20도 미만으로 되어 있다. 이와 같은 MoSi막을 이용한 반투광부는, 투명 기판과의 위상차가 작아, 바람직한 것이다.The vertical axis represents the amount of phase shift of the i line with respect to the transparent substrate, and the horizontal axis represents the transmittance. The lower the transmittance, the larger the film thickness. The larger the film thickness is, the larger the phase shift amount is. Here, for example, when a MoSi film is used as the semi-transmissive film (normal portion), the amount of phase shift with respect to the transparent substrate is less than + (plus) 20 degrees in the range of 25 to 80% of the transmittance. The semi-transmissive part using such a MoSi film has a small phase difference with a transparent substrate, and is preferable.

한편, 이 MoSi 반투광막에 결함이 생겨, 그 부분을 FIB에 의해, 파이린 가스를 이용하여 형성하는 카본막에 의해 수정한다. 이 때, 형성되는 수정막은 도시한 바와 같이 투과율에 대해 위상 시프트량이 크게 변동되어 있어, 예를 들면, 투과율 30％로 하였을 때에, 투명 기판에 대한 위상차가 80도를 넘게 된다. 본 발명자의 검토에 따르면, 이 위상차이면, 투광부와의 경계, 및 정상부와의 경계에서 암선이 생기기 쉽고, 도 3의 (B)의 수정 방법에서, 또는 투과율에 따라서는, 도 3의 (B)와 (C) 중 어느 쪽의 수정 방법에서도, 상기한 문제점이 생기기 쉬운 마스크 패턴으로 되는 것이 발견되었다.On the other hand, a defect arises in this MoSi translucent film | membrane, and the part is correct | amended by the carbon film | membrane formed using pyrine gas by FIB. At this time, as shown in the figure, the amount of phase shift greatly varies with respect to the transmittance, for example, when the transmittance is 30%, the phase difference with respect to the transparent substrate exceeds 80 degrees. According to the examination of the present inventors, when this phase difference, a dark line is easy to generate | occur | produce in the boundary with a light transmission part, and the boundary with a top part, According to the correction method of FIG. 3 (B) or depending on transmittance | permeability, FIG. In either of the above and the correction methods of (C), it has been found that the above-described problems tend to be a mask pattern.

또한, 레이저 CVD법을 이용하여 형성한 Cr 수정막에 대한 위상 시프트량은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기의 FIB 카본막보다도 위상 시프트량이 플러스측으로 커서, 도 3의 (B)의 수정 방법에 이용하였을 때, 또는 도 3의 (B)와 (C) 중 어느 쪽의 수정 방법에 이용하였을 때에도, 상기 문제점이 생기기 쉬운 마스크 패턴으로 된다.In addition, the phase shift amount with respect to the Cr crystal film formed using the laser CVD method is larger than the above-mentioned FIB carbon film as shown in FIG. When used in the above, or when used in any of the correction methods in Figs. 3B and 3C, the above-described problems tend to be a mask pattern.

따라서, 도 4에 도시한 MoSi계의 막을 이용하여 수정하면, 적어도 20∼80％의 투과율 범위에서, 투광부에 대한 위상차가 20도 이하로, 수정부와 투광부의 경계에 암선이 생기는 일은 없다. 때문에, 상기 포토마스크를 사용하여, 레지스트막 상에 노광하여, 레지스트 패턴을 형성할 때에, 양호한 형상의 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 요컨대, 수정막은, 몰리브덴과 규소를 함유하는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.Therefore, when the film is modified using the MoSi film shown in Fig. 4, the phase difference with respect to the light transmitting portion is 20 degrees or less in the transmittance range of at least 20 to 80%, and dark lines do not occur at the boundary between the correction part and the light transmitting portion. Therefore, when forming a resist pattern by exposing on a resist film using the said photomask, the resist pattern of a favorable shape can be formed. In other words, the crystal film is preferably made of a material containing molybdenum and silicon.

또한, 반투광막(정상부)으로서 MoSi막을 이용할 수 있으므로, 수정막에 MoSi계막을 이용한 경우, 정상부와 수정부의 경계에서도 위상차는, 70도 이하(실제로는, 20도 이하로 됨)로 되어, 전술한 도 3의 (C)와 같은 국소적인 수정을 행하여도, 정상부와 수정부 사이의 위상차가 문제로 되는 일은 없다.In addition, since a MoSi film can be used as the semi-transmissive film (normal part), when the MoSi film is used as the quartz film, the phase difference is 70 degrees or less (actually 20 degrees or less) even at the boundary between the top and the crystal part. Even if local correction is performed as shown in FIG. 3C described above, the phase difference between the top part and the correction part does not become a problem.

또한, 전술한 바와 같이 반투광부에 발생한 결함이 바람직하게 수정된 다계조 포토마스크를 이용하여, 전술한 도 1에 도시한 바와 같이, 피전사체에의 패턴 전사를 행함으로써, TFT-LCD 등의 전자 디바이스에 생기는 불량을 억지하여, 높은 수율과 안정된 디바이스의 생산성을 실현할 수 있다.Further, as shown in FIG. 1, using a multi-gradation photomask in which defects occurring in the translucent portion are preferably corrected as described above, as shown in FIG. The defect which arises in a device can be suppressed, and high yield and stable productivity of a device can be realized.

다음으로, 다계조 포토마스크의 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, the manufacturing method of a multi-gradation photomask is demonstrated.

제조 대상으로 되는 다계조 포토마스크는, 투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하기 위한 것이다. 이 다계조 포토마스크의 제조 방법은, 상기 투명 기판 상에 적어도 반투광막과 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 포토리소그래피법에 의해, 상기 반투광막과 상기 차광막을 각각 패턴 가공함으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 갖는 전사 패턴을 형성하는 패터닝 공정과, 형성된 상기 전사 패턴에 생긴 결함을 수정하는 수정 공정을 갖는다. 상기 수정 공정에서는, 상기 반투광막의 결락부, 또는, 상기 반투광막 또는 상기 차광막을 제거한 제거부에, 수정막을 형성하여 수정부로 이룬다. 또한, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차를 80도 이하로 한다.The multi-gradation photomask to be manufactured has a transfer pattern in which a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion are formed by pattern-processing at least a semi-transmissive film and a light shielding film respectively formed on a transparent substrate, and are transmitted by the transfer pattern. By controlling the exposure light amount, a resist pattern having two or more different resist residual film values is formed in the resist film on the transfer object. The manufacturing method of this multi-gradation photomask is a process of preparing the photomask blank in which the transflective film and the light shielding film were formed at least on the said transparent substrate, and photoprocessing by pattern-processing the said transflective film and the said light shielding film, respectively, And a patterning step of forming a transfer pattern having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion, and a correction step of correcting a defect in the formed transfer pattern. In the correction step, a crystal film is formed on the missing portion of the semi-translucent film or the removal portion from which the semi-transmissive film or the light-shielding film is removed to form a correction part. In addition, the phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of i line | wire (wavelength 365nm)-g line | wire (wavelength 436nm) of the said light transmission part and the said crystal | crystallization part shall be 80 degrees or less.

도 2는, 다계조 포토마스크의 제조 공정의 일례를 도시하는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of a multi-gradation photomask.

사용하는 포토마스크 블랭크(1)는, 투명 기판(14) 상에, 예를 들면 MoSi를 함유하는 재료로 이루어지는 반투광막(16)과 차광막(15)이 이 순서대로 형성되어 있다. 또한, 차광막(15)은, 예를 들면 Cr을 주성분으로 하는 차광층(15a)과, Cr의 산화물 등을 함유하는 반사 방지층(15b)의 적층 구성이다(도 2의 (a) 참조).As for the photomask blank 1 to be used, the translucent film 16 and the light shielding film 15 which consist of materials containing MoSi, for example on the transparent substrate 14 are formed in this order. In addition, the light shielding film 15 is a laminated structure of the light shielding layer 15a which has Cr as a main component, and the reflection prevention layer 15b containing the oxide of Cr etc. (refer FIG. 2 (a)).

우선, 이 포토마스크 블랭크(1) 상에, 레지스트를 도포하여 레지스트막(17)을 형성한다(도 2의 (b) 참조). 상기 레지스트로서는 포지티브형 포토레지스트를 사용한다.First, a resist is applied on the photomask blank 1 to form a resist film 17 (see FIG. 2B). As the resist, a positive photoresist is used.

그리고, 첫번째의 묘화를 행한다. 묘화에는 레이저광을 이용한다. 레지스트막(17)에 대해, 소정의 디바이스 패턴(예를 들면 차광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하는 패턴)을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 차광부의 영역에 대응하는 레지스트 패턴(17a)을 형성한다(도 2의 (c) 참조).Then, the first drawing is performed. Laser light is used for drawing. A resist pattern corresponding to the region of the light shielding portion is formed by drawing a predetermined device pattern (for example, a pattern for forming a resist pattern in a region corresponding to the light shielding portion) to the resist film 17 and developing after drawing. It forms 17a (refer FIG. 2 (c)).

다음으로, 상기 레지스트 패턴(17a)을 마스크로 하여 노출된 투광부 및 반투광부 영역 상의 차광막(15)을 공지의 에천트를 이용하여 에칭을 행한다(도 2의 (d) 참조). 여기서는 에칭으로서 웨트 에칭을 이용하였다. 또한, Cr계 차광막의 에칭에 대해 MoSi 반투광막은 내성을 갖는다. 여기서 잔존하는 레지스트 패턴은 제거한다(도 2의 (e) 참조).Next, using the resist pattern 17a as a mask, the light-shielding film 15 on the exposed light-transmitting portion and the semi-light-transmitting region is etched using a known etchant (see Fig. 2 (d)). Here, wet etching was used as etching. In addition, the MoSi translucent film is resistant to the etching of the Cr-based light shielding film. The remaining resist pattern is removed here (see Fig. 2E).

다음으로, 기판 전체면에 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고, 두번째의 묘화를 행한다. 두번째의 묘화에서는, 적어도 반투광부 영역 상에 레지스트 패턴이 형성되도록 하는(도면에서는 차광부 및 반투광부 영역 상에 레지스트 패턴이 형성되도록 하는) 소정의 패턴을 묘화한다. 묘화 후, 현상을 행함으로써, 적어도 반투광부에 대응하는 영역 상에 레지스트 패턴(18a)을 형성한다(도 2의 (f) 참조).Next, the same resist film is formed on the whole board | substrate surface, and a second drawing is performed. In the second drawing, a predetermined pattern is drawn so that a resist pattern is formed on at least the semi-transmissive portion region (in the drawing, a resist pattern is formed on the light-shielding portion and the semi-transmissive portion region). After drawing, development is performed to form a resist pattern 18a on at least a region corresponding to the translucent portion (see FIG. 2F).

다음으로, 상기 레지스트 패턴(18a)을 마스크로 하여, 노출된 투광부 영역 상의 반투광막(16)을 에칭하여, 투명 기판(14)을 노출시켜 투광부를 형성한다(도 2의 (g) 참조). 그리고, 잔존하는 레지스트 패턴을 제거함으로써, 투명 기판(14) 상에, 반투광막(16)과 차광막(15)의 적층막으로 이루어지는 차광부(11), 투명 기판(14)이 노출되는 투광부(12), 및 반투광막(16)에 의해 이루어지는 반투광부(13)를 갖는 전사 패턴이 형성된 다계조 포토마스크(3계조 마스크)(10)가 완성된다(도 2의 (h) 참조).Next, using the resist pattern 18a as a mask, the semi-transmissive film 16 on the exposed light-transmitting region is etched to expose the transparent substrate 14 to form a light-transmitting portion (see FIG. 2G). ). Then, by removing the remaining resist pattern, the light shielding portion 11 made of a laminated film of the semi-transmissive film 16 and the light shielding film 15 on the transparent substrate 14, the light-transmitting portion exposed to the transparent substrate 14 (12) and the multi-gradation photomask (three-gradation mask) 10 in which the transfer pattern which has the translucent part 13 which consists of the translucent film 16 was formed (refer FIG. 2 (h)).

또한, 이하의 제조 방법에 의해 다계조 포토마스크를 제조하는 것도 가능하다.Moreover, it is also possible to manufacture a multi-gradation photomask by the following manufacturing methods.

(1) 투명 기판 상에 반투광막, 및 차광막이 이 순서대로 적층된 포토마스크 블랭크를 준비하고, 그 포토마스크 블랭크 상에, 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막 및 반투광막을 에칭함으로써, 투광부를 형성한다. 다음으로, 적어도 차광부를 포함하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막을 에칭함으로써, 반투광부 및 차광부를 형성한다. 이렇게 하여, 투명 기판 상에, 반투광막에 의해 이루어지는 반투광부, 반투광막과 차광막의 적층막에 의해 이루어지는 차광부, 투광부를 형성한 다계조 포토마스크를 얻을 수 있다.(1) A photomask blank in which a semi-transmissive film and a light-shielding film are laminated in this order on a transparent substrate is prepared, and a resist pattern of a region corresponding to the light-shielding portion and the semi-transmissive portion is formed on the photomask blank. Using the resist pattern as a mask, the exposed light shielding film and the semitransmissive film are etched to form a light transmitting portion. Next, a resist pattern is formed in the area | region containing at least the light shielding part, and a semi-transmissive part and a light shielding part are formed by etching the exposed light shielding film using the resist pattern as a mask. In this way, a multi-gradation photomask in which a semi-transmissive portion made of a semi-transmissive film, a light-shielding portion made of a laminated film of a translucent film and a light-shielding film, and a light-transmitting portion is formed on a transparent substrate.

(2) 투명 기판 상에 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하고, 그 포토마스크 블랭크 상에, 차광부에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막을 에칭함으로써 차광막 패턴을 형성한다. 다음으로, 레지스트 패턴을 제거 후, 기판의 전체면에 반투광막을 성막한다. 그리고, 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 반투광막을 에칭함으로써, 투광부 및 반투광부를 형성한다. 이렇게 하여, 투명 기판 상에, 반투광막에 의해 이루어지는 반투광부, 차광막과 반투광막의 적층막에 의해 이루어지는 차광부, 투광부를 형성한 다계조 포토마스크를 얻을 수 있다.(2) A photomask blank having a light shielding film formed on a transparent substrate is prepared, a resist pattern of a region corresponding to the light shielding portion is formed on the photomask blank, and the exposed light shielding film is etched using the resist pattern as a mask. This forms a light shielding film pattern. Next, after removing a resist pattern, a translucent film is formed into the whole surface of a board | substrate. Then, a resist pattern is formed in regions corresponding to the light shielding portion and the semi-transmissive portion, and the light-transmissive portion and the semi-transmissive portion are formed by etching the exposed semi-transmissive film using the resist pattern as a mask. In this way, the multi-gradation photomask in which the semi-transmissive part which consists of a translucent film, the light-shielding part which consists of laminated | multilayer film of a light shielding film, and a translucent film, and a transmissive part was formed on a transparent substrate.

(3) 상기 (2)와 마찬가지로 투명 기판 상에 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크 상에, 차광부 및 투광부에 대응하는 영역의 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 차광막을 에칭함으로써, 반투광부에 대응하는 영역의 투명 기판을 노출시킨다. 다음으로, 레지스트 패턴을 제거한 후, 기판의 전체면에 반투광막을 성막하고, 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하고, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 반투광막(및 반투광막 및 차광막)을 에칭함으로써, 투광부 및 차광부, 및 반투광부를 형성할 수도 있다.(3) A resist pattern of a region corresponding to the light shielding portion and the light transmitting portion is formed on the photomask blank on which the light shielding film is formed on the transparent substrate as in (2) above, and the exposed light shielding film is used as a mask. By etching, the transparent substrate in the region corresponding to the translucent portion is exposed. Next, after removing the resist pattern, a semi-transmissive film is formed on the entire surface of the substrate, and a resist pattern is formed in a region corresponding to the light shielding portion and the semi-transmissive portion, and the resist pattern is used as a mask to expose the semi-transparent film ( And the light transmissive film and the light shielding film), the light transmitting portion, the light blocking portion, and the semi-transmissive portion may be formed.

형성된 전사 패턴에 생긴 결함을 수정하는 수정 공정에서는, 반투광막의 결락부, 또는, 반투광막 또는 차광막을 제거한 제거부에, 수정막을 형성하여 수정부로 이룬다. 수정막의 형성에는, 레이저 CVD를 바람직하게 적용할 수 있다. 예를 들면, MoSi계의 수정막을 형성하는 경우, Mo 원료와 Si 원료를 도입한 혼합 가스 분위기 속에, 레이저 빔을 조사하여, MoSi 성분막을 형성할 수 있다.In the correction step of correcting the defects in the formed transfer pattern, a correction film is formed on the removed portion of the translucent film or the removal portion from which the translucent film or the light shielding film is removed to form a correction part. Laser CVD can be preferably applied to the formation of the quartz film. For example, when forming a MoSi-based crystal film, a MoSi component film can be formed by irradiating a laser beam in the mixed gas atmosphere into which the Mo raw material and the Si raw material were introduced.

Mo 원료로서는, 크롬헥사몰리브덴 Mo(CO)6, 육염화 몰리브덴 MoCl6 등을 이용할 수 있다. 또한, Si 원료로서는, 모노실란 SiH4, 사염화 규소 SiCl4, 테트라메틸실란 Si(CH3)4, 헥사메틸디실란 Si(CH3)3NSi(CH3)3 등을 사용할 수 있다.As the Mo raw material, chromium hexamolybdenum Mo (CO) 6 , molybdenum chloride moCl 6, or the like can be used. As the Si raw material, monosilane SiH 4 , silicon tetrachloride SiCl 4 , tetramethylsilane Si (CH 3 ) 4 , hexamethyldisilane Si (CH 3 ) 3 NSi (CH 3 ) 3 , and the like can be used.

반투광막(정상부)에 MoSi계(MoSix, MoSiN, MoSiON, MoSiC 등)의 막을 이용하고, 수정막에는, 레이저 CVD법에 의해 성막한 MoSi계(MoSix, MoSiC, MoSiOC, MoSiCl 등)의 막을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 이 경우, 투광부와 수정부, 수정부와 정상부, 정상부와 투광부의, i선 내지 g선의 파장광에 대한 위상차를 모두 70도 이하로 할 수 있고, 막 두께와 조성의 선택을 행함으로써 더욱 작게(예를 들면 50도 이하, 보다 바람직하게는 30도 이하) 할 수 있다.MoSi-based films (MoSix, MoSiN, MoSiON, MoSiC, etc.) are used for the semi-transmissive film (normal part), and MoSi-based films (MoSix, MoSiC, MoSiOC, MoSiCl, etc.) formed by laser CVD are used for the quartz film. Most preferred. In this case, the phase difference with respect to the wavelength light of i line | wire to g line | wire, and the light transmission part, a correction part, a correction part and a top part, and a top part and a light transmission part can all be made into 70 degrees or less, and it makes it smaller by selecting a film thickness and a composition. (For example, 50 degrees or less, more preferably 30 degrees or less).

성막 시에는, 미리 특정한 Si 원료와 Mo 원료를 선택하고, 성막하였을 때의 레이저의 도즈량(막 두께와의 사이에 상관을 가짐)과 투과율의 관계를 미리 파악하고, 그 데이터에 기초하여 성막을 행하는 것이 바람직하다.At the time of film formation, a specific Si raw material and Mo raw material are selected in advance, and the relationship between the dose of the laser (correlated with the film thickness) and the transmittance at the time of film formation is determined in advance, and the film formation is performed based on the data. It is preferable to carry out.

그런데, 전술한 바와 같이, 다계조 포토마스크를 이용하여 피전사체에 패턴을 전사할 때에 이용되는 노광기는, 예를 들면 액정 표시 장치 제조용의 것인 경우, i선 내지 g선(365∼436㎚) 정도의 파장 영역을 이용하는 것이 일반적이다. 또한 노광기의 분광 특성은, 대부분의 경우, 개개의 장치에서 반드시 일정한 것은 아니고, 예를 들면 i선 내지 g선에 걸치는 파장 영역의 노광광을 갖고 있어도, i선의 강도가 가장 큰 노광기, g선의 강도가 가장 큰 노광기 등이 존재한다. 따라서, 미리 예를 들면 i선에서의 투과율이 반투광막의 정상부와 수정부에서 동등하게 되도록 설정한 포토마스크이어도, 정상부와 수정부에서 투과율 파장 의존성이 서로 다른 막 재료를 사용한 것이면, g선이나 h선의 강도가 큰 노광기에 적용하면, 그 마스크의 정상부와 수정부는 반드시 동등한 투과율을 나타내는 것은 아니다. 이 때문에, 그 마스크에 의해 피전사체 상에 형성되는 전사 패턴은, 정상부와 수정부의 레지스트 잔막값이 서로 다른 것으로 되어, 이 레지스트 패턴을 이용하여 에칭할 때의 조건 설정이 곤란하게 된다.By the way, as mentioned above, when the exposure machine used when transferring a pattern to a to-be-transferred body using a multi-gradation photomask is for example for manufacture of a liquid crystal display device, i line | wire-g line | wire (365-436 nm) It is common to use a wavelength range of a degree. In addition, the spectral characteristics of the exposure machine are not necessarily constant in individual devices in most cases. For example, even when the exposure light has a wavelength range of light extending from i to g lines, the intensity of the exposure machine and g line having the greatest i line intensity. Is the largest exposure machine or the like. Therefore, even if the photomask is set so that the transmittance at i-line is equal at the top and the correction part of the translucent film, for example, g-line or h is used if the film material having different transmittance wavelength dependence is used at the top and the correction part. When applied to an exposure machine with a large line intensity, the top part and the correction part of the mask do not necessarily show the same transmittance. For this reason, the resist remaining film values of the top part and the crystal part of the transfer pattern formed on the transfer object by the mask are different from each other, and it becomes difficult to set the conditions when etching using this resist pattern.

여기서, 수정부와 정상부라고 하는 2개의 반투광부의 투과율 파장 의존성이 실질적으로 동등하다고 함은, 각각의 반투광부에 이용되는 막 구성에서, i선 내지 g선의 범위에서의, 투과율 파장 의존성의 변화 커브가 거의 평행한 것을 말한다. 예를 들면, i선 내지 g선의 범위에서의 투과율 변화를 직선으로 근사하였을 때, 이 직선의 기울기가 거의 동등한 것을 포함한다. 여기서, 직선의 기울기가 대략 동등하다고 함은, 상호의 기울기의 차이가, 5％/100㎚ 이내이며, 더욱 바람직하게는 2％/100㎚ 이내이다. 1％/100㎚이면 보다 바람직하다.Here, the fact that the transmittance wavelength dependence of the two semi-transmissive portions, namely, the correction part and the top portion, is substantially equal, is the change curve of the transmittance wavelength dependence in the range of i to g lines in the film configuration used for each semi-transmissive portion. Says that it is almost parallel. For example, when the change of the transmittance in the range of the i line to the g line is approximated by a straight line, the inclination of the straight line includes almost the same. Here, the fact that the inclination of the straight lines is approximately equal is that the difference between the inclinations of each other is within 5% / 100 nm, more preferably within 2% / 100 nm. It is more preferable if it is 1% / 100 nm.

또한, 본 발명자의 검토에 따르면, 레이저 CVD법에 의해 형성된 수정막 중, Cr의 막에 의하면, 도 5에 도시한 바와 같이, i선 내지 g선의 파장 영역에서의 투과율 변화가 비교적 크다. 한편, 스퍼터 성막에 의한 MoSi 반투광막의 상이한 막 두께에서의 투과율 파장 의존성을 도 6에 도시한다. 만약, 이 MoSi 반투광막에 생긴 결함 부분에, Cr의 수정막을 레이저 CVD법에 의해 형성하면, 노광기의 분광 특성의 차이에 의한 투과율의 변동을 간과할 수 없다.Further, according to the inventors' review, the Cr film is relatively large in the transmittance in the wavelength region of the i-g line as shown in FIG. 5 in the quartz film formed by the laser CVD method. On the other hand, transmittance wavelength dependence in the different film thickness of MoSi semi-transmissive film by sputter film deposition is shown in FIG. If the Cr crystal film is formed by the laser CVD method on the defect portion generated in the MoSi semi-transmissive film, the variation in transmittance due to the difference in the spectral characteristics of the exposure machine cannot be overlooked.

또한, FIB에 의해 형성된 카본막의 상이한 막 두께에서의 투과율의 i선 내지 g선 파장 의존성을 도 7에 도시한다. FIB에 의한 카본막은, i선 내지 g선에서의 파장 의존성이 MoSi막과 유사하고, i선 내지 g선에서의 투과율차가 6％ 이하, 또는 기울기가 8.5％ 이하이다. 그러나, 전술한 바와 같이(도 4), FIB에 의한 카본막은, MoSi막의 정상부와는 위상차가 상당히 다르기 때문에, 예를 들면 투과율 30％ 이하의 반투광부에는 적용하기 어렵다.In addition, i-g-g wavelength dependence of the transmittance | permeability in the different film thickness of the carbon film formed by FIB is shown in FIG. The carbon film by FIB has a wavelength dependency in i-line to g-ray similar to MoSi film, and a transmittance difference in i-line to g-line is 6% or less, or the slope is 8.5% or less. However, as mentioned above (FIG. 4), since the carbon film by FIB differs remarkably from the top part of MoSi film | membrane, it is difficult to apply it to the semi-transmissive part of 30% or less of transmittance | permeability, for example.

한편, 수정막에 MoSi계의 재료를 이용하고, 레이저 CVD법에 의해 성막하면, 반투광부(정상부)에 이용한 MoSi막과의 i선 내지 g선에서의 위상차를 70도 이하로 하고, 또한, i선 내지 g선에서의 투과율차도 6％ 이하로 할 수 있고, 또한, 투과율 파장 의존성에서도 실질상 동등한 값으로 할 수 있으므로, 양자는 실질적으로 근사한 광학 특성으로 된다. 이 때문에, 수정부는, 정상부와 거의 동등한 실효적인 하프톤 특성을 가질 수 있어, 다계조 포토마스크로서 유리하다.On the other hand, when a MoSi-based material is used for the quartz film and formed by laser CVD, the phase difference between i-line and g-line with the MoSi film used for the semi-transmissive portion (normal portion) is 70 degrees or less, and i Since the transmittance | permeability difference in a line | wire to g-line can also be 6% or less, and also the transmittance wavelength dependence can be made substantially the same value, both become substantially approximate optical characteristics. For this reason, the crystal part can have an effective halftone characteristic almost equivalent to that of the top part, and is advantageous as a multi-gradation photomask.

또한, 전술한 다계조 포토마스크의 제조 방법에서, 상기 정상부와 상기 수정부의, i선 내지 g선의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차에 대해서도 80도 이하, 보다 바람직하게는 70도 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 상기 정상부와 상기 투광부, 상기 정상부와 상기 수정부, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선 내지 g선의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차를 모두 80도 이하, 보다 바람직하게는 70도 이하로 하는 것이다. Further, in the above-described method of manufacturing a multi-gradation photomask, the phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of the i-to-g-line of the top portion and the quartz portion is also 80 degrees or less, more preferably 70 degrees or less. It is preferable. Particularly preferably, the phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength region of i-g line is more than 80 degrees, more preferably all of the top part and the light transmitting part, the top part and the correction part, the light transmitting part and the crystal part. It is to be 70 degrees or less.

10 : 다계조 포토마스크
11 : 차광부
12 : 투광부
13 : 반투광부
14 : 투명 기판
15 : 차광막
16 : 반투광막
20 : 피전사체
21 : 기판
23 : 레지스트 패턴
30 : 수정막10: Multi gradation photo mask
11: shading part
12: floodlight
13: translucent part
14: transparent substrate
15: light shielding film
16: translucent film
20: subject
21: substrate
23: resist pattern
30: crystal film

Claims (16)

투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크로서,
상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 차광막이 형성되어 이루어지고,
상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 형성되고,
상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투광막에 의해 이루어지는 정상부(正常部)와, 상기 투명 기판 상에 형성된 수정막에 의해 이루어지는 수정부(修正部)를 갖고,
상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차가, 80도 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.At least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, thereby having a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby resisting on the transfer object. A multi-gradation photomask for forming a resist pattern having two or more different resist residual film values in a film,
The light shielding portion is formed by forming at least the light shielding film on the transparent substrate,
The light transmitting portion is formed by exposing the transparent substrate,
The semi-transmissive portion has a top portion formed by a semi-transmissive film formed on the transparent substrate, and a correction part formed by a crystal film formed on the transparent substrate,
A multi-gradation photomask, characterized in that the phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of i line (wavelength 365nm) to g line (wavelength 436nm) of the said light transmitting part and said crystal part is 80 degrees or less. 제1항에 있어서,
상기 정상부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차가, 80도 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.The method of claim 1,
The phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of i line | wire (wavelength 365nm)-g line | wire (wavelength 436nm) of the said top part and the said correction part is 80 degrees or less, The multi-gradation photomask characterized by the above-mentioned. 투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크로서,
상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 차광막이 형성되어 이루어지고,
상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 형성되고,
상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투광막에 의해 이루어지는 정상부와, 상기 투명 기판 상에 형성된 수정막에 의해 이루어지는 수정부를 갖고,
상기 정상부와 상기 투광부, 상기 정상부와 상기 수정부, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차가, 모두 80도 이하인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.At least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, thereby having a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby resisting on the transfer object. A multi-gradation photomask for forming a resist pattern having two or more different resist residual film values in a film,
The light shielding portion is formed by forming at least the light shielding film on the transparent substrate,
The light transmitting portion is formed by exposing the transparent substrate,
The semi-transmissive portion has a top portion formed by a semi-transmissive film formed on the transparent substrate, and a crystal portion formed by a crystal film formed on the transparent substrate,
The phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of i line | wire (wavelength 365nm)-g line | wire (wavelength 436nm) of the said top part, the said light transmission part, the said top part, said correction part, the said light transmission part, and said crystal | crystallization part, A multi-gradation photomask, all of which are 80 degrees or less. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정상부와 상기 수정부의 투과율 파장 의존성이 실질적으로 동등한 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A multi-gradation photomask, characterized in that the transmittance wavelength dependence of the top portion and the crystal portion is substantially equal. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반투광막은, 몰리브덴 실리사이드 화합물을 함유하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The semi-transmissive film is made of a material containing a molybdenum silicide compound. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수정막은, 몰리브덴과 규소를 함유하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The quartz film is made of a material containing molybdenum and silicon. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 반투광막과 상기 차광막이, 이 순서대로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The light-shielding portion is a multi-gradation photomask, characterized in that at least the semi-transmissive film and the light-shielding film are formed in this order on the transparent substrate. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다계조 포토마스크는 박막 트랜지스터 제조용의 포토마스크이며, 상기 차광부는, 상기 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인에 대응하는 부분을 포함하고, 상기 반투광부는, 상기 박막 트랜지스터의 채널에 대응하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The multi-gradation photomask is a photomask for manufacturing a thin film transistor, wherein the light blocking portion includes a portion corresponding to a source and a drain of the thin film transistor, and the semi-transmissive portion includes a portion corresponding to a channel of the thin film transistor. Multi-gradation photomask, characterized in that. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 다계조 포토마스크를 이용하여, 노광기에 의해 상기 전사 패턴을 피전사체 상에 전사하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.The pattern transfer method according to any one of claims 1 to 3, wherein the transfer pattern is transferred onto a transfer object by an exposure machine. 투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서,
상기 투명 기판 상에 적어도 반투광막과 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
포토리소그래피법에 의해, 상기 반투광막과 상기 차광막을 각각 패턴 가공함으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 갖는 전사 패턴을 형성하는 패터닝 공정과,
형성된 상기 전사 패턴에 생긴 결함을 수정하는 수정 공정을 갖고,
상기 수정 공정에서는, 상기 반투광막의 결락부, 또는, 상기 반투광막 또는 상기 차광막을 제거한 제거부에, 수정막을 형성하여 수정부를 이루고,
상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차를, 80도 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.At least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, thereby having a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby resisting on the transfer object. As a method for producing a multi-gradation photomask in which a film is formed with a resist pattern having two or more different resist residual film values,
Preparing a photomask blank having at least a translucent film and a light shielding film formed on the transparent substrate;
A patterning step of forming a transfer pattern having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion by patterning the semi-transmissive film and the light-shielding film, respectively, by a photolithography method;
Has a correction process for correcting a defect in the formed transfer pattern,
In the correction step, a crystal film is formed by forming a crystal film on the missing portion of the semi-translucent film or the removal portion from which the semi-transmissive film or the light shielding film is removed.
The phase difference with respect to the wavelength light which covers the wavelength range of i line | wire (wavelength 365nm) to g line | wire (wavelength 436nm) of the said light transmission part and the said crystal | crystallization part shall be 80 degrees or less, Manufacturing method. 제10항에 있어서,
상기 정상부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차를, 80도 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.The method of claim 10,
Manufacture of the multi-gradation photomask, characterized in that the phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of i line (wavelength 365nm) to g line (wavelength 436nm) of the said top part and the said correction part is 80 degrees or less. Way. 투명 기판 상에 형성된 적어도 반투광막과 차광막이 각각 패턴 가공됨으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부가 형성된 전사 패턴을 갖고, 그 전사 패턴에 의해 투과하는 노광광량을 제어함으로써, 피전사체 상의 레지스트막에, 2개 이상의 서로 다른 레지스트 잔막값을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서,
상기 투명 기판 상에 적어도 반투광막과 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
포토리소그래피법에 의해, 상기 반투광막과 상기 차광막을 각각 패턴 가공함으로써, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 갖는 전사 패턴을 형성하는 패터닝 공정과,
형성된 상기 전사 패턴에 생긴 결함을 수정하는 수정 공정을 갖고,
상기 수정 공정에서는, 상기 반투광막의 결락부, 또는, 상기 반투광막 또는 상기 차광막을 제거한 제거부에, 수정막을 형성하여 수정부를 이루고,
상기 정상부와 상기 투광부, 상기 정상부와 상기 수정부, 상기 투광부와 상기 수정부의, i선(파장 365㎚) 내지 g선(파장 436㎚)의 파장 영역에 걸치는 파장광에 대한 위상차를, 모두 80도 이하로 하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.At least the semi-transmissive film and the light-shielding film formed on the transparent substrate are pattern-processed, thereby having a transfer pattern in which the light-shielding portion, the light-transmitting portion, and the semi-transmissive portion are formed, and controlling the amount of exposure light transmitted by the transfer pattern, thereby resisting on the transfer object. As a method for producing a multi-gradation photomask in which a film is formed with a resist pattern having two or more different resist residual film values,
Preparing a photomask blank having at least a translucent film and a light shielding film formed on the transparent substrate;
A patterning step of forming a transfer pattern having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a semi-transmissive portion by patterning the semi-transmissive film and the light-shielding film, respectively, by a photolithography method;
Has a correction process for correcting a defect in the formed transfer pattern,
In the correction step, a crystal film is formed by forming a crystal film on the missing portion of the semi-translucent film or the removal portion from which the semi-transmissive film or the light shielding film is removed.
The phase difference with respect to the wavelength light over the wavelength range of i line | wire (wavelength 365nm)-g line | wire (wavelength 436nm) of the said top part, the said light transmission part, the said top part, the said correction part, the said light transmission part, and said crystal | crystallization part, All are 80 degrees or less, The manufacturing method of the multi-gradation photomask characterized by the above-mentioned. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정상부와 상기 수정부의 투과율 파장 의존성이 실질적으로 동등한 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.The method according to any one of claims 10 to 12,
A method of manufacturing a multi-gradation photomask, characterized in that the transmission wavelength dependence of the top portion and the crystal portion is substantially equal. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반투광막의 재질로서, 몰리브덴 실리사이드 화합물을 함유하는 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.The method according to any one of claims 10 to 12,
A material containing a molybdenum silicide compound is used as a material of the semi-transmissive film. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수정막은, 레이저 CVD법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.The method according to any one of claims 10 to 12,
The crystal film is formed by a laser CVD method. 제15항에 있어서,
상기 수정막은, 몰리브덴을 함유하는 원료와 규소를 함유하는 원료를 각각 이용한 레이저 CVD법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.16. The method of claim 15,
The crystal film is formed by a laser CVD method using a raw material containing molybdenum and a raw material containing silicon, respectively.
KR1020100006927A 2009-01-27 2010-01-26 Multi-gray scale photomask, manufacturing method and pattern transfer method thereof KR101140054B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2009-015136 2009-01-27
JP2009015136 2009-01-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100087654A true KR20100087654A (en) 2010-08-05
KR101140054B1 KR101140054B1 (en) 2012-05-02

Family

ID=42532015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100006927A KR101140054B1 (en) 2009-01-27 2010-01-26 Multi-gray scale photomask, manufacturing method and pattern transfer method thereof

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2010198006A (en)
KR (1) KR101140054B1 (en)
CN (1) CN101788757B (en)
TW (1) TWI440964B (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6266322B2 (en) * 2013-11-22 2018-01-24 Hoya株式会社 Phase shift mask blank for manufacturing display device, phase shift mask for manufacturing display device, method for manufacturing the same, and method for manufacturing display device
JP6235643B2 (en) * 2016-03-25 2017-11-22 Hoya株式会社 Pattern correction method, photomask manufacturing method, photomask, and correction film forming apparatus
JP6557638B2 (en) * 2016-07-06 2019-08-07 株式会社エスケーエレクトロニクス Halftone mask and halftone mask blanks
JP6960741B2 (en) * 2017-02-02 2021-11-05 株式会社エスケーエレクトロニクス How to fix defects in phase shift mask
TWI659262B (en) 2017-08-07 2019-05-11 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 Method of repairing a photomask, method of manufacturing a photomask, photomask and method of manufacturing a display device
KR102254646B1 (en) * 2018-07-30 2021-05-21 호야 가부시키가이샤 Method for correcting photomask, method for manufacturing photomask, photomask, and method for manufacturing display device
JP6741893B1 (en) * 2020-03-04 2020-08-19 株式会社エスケーエレクトロニクス Halftone mask defect correction method, halftone mask manufacturing method, and halftone mask
JP7214815B2 (en) * 2020-04-28 2023-01-30 株式会社エスケーエレクトロニクス Photomask and its manufacturing method
JP7449187B2 (en) 2020-07-20 2024-03-13 Hoya株式会社 Method for manufacturing phase shift mask, phase shift mask, and display device manufacturing method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3630935B2 (en) * 1997-08-18 2005-03-23 Ｈｏｙａ株式会社 Defect correction method for halftone phase shift mask
JP2000181048A (en) * 1998-12-16 2000-06-30 Sharp Corp Photomask, its production and exposure method using the same
JP4297693B2 (en) * 2003-01-31 2009-07-15 株式会社ルネサステクノロジ Photomask, photomask manufacturing method, and photomask manufacturing apparatus
JP4294359B2 (en) * 2003-04-08 2009-07-08 Ｈｏｙａ株式会社 Gray tone mask defect correction method
JP4446395B2 (en) * 2006-02-02 2010-04-07 Ｈｏｙａ株式会社 Gray-tone mask defect correcting method and gray-tone mask
JP4570632B2 (en) 2006-02-20 2010-10-27 Ｈｏｙａ株式会社 Four-tone photomask manufacturing method and photomask blank processed product
JP2007292822A (en) * 2006-04-21 2007-11-08 Dainippon Printing Co Ltd Defect correction method for photomask having gradation
JP4848932B2 (en) * 2006-11-13 2011-12-28 大日本印刷株式会社 Tone mask for proximity exposure
JP5036328B2 (en) * 2007-01-24 2012-09-26 Ｈｏｙａ株式会社 Gray tone mask and pattern transfer method
JP5036349B2 (en) * 2007-02-28 2012-09-26 Ｈｏｙａ株式会社 Gray-tone mask defect correcting method and gray-tone mask manufacturing method
JP5057866B2 (en) * 2007-07-03 2012-10-24 Ｈｏｙａ株式会社 Gray-tone mask defect correcting method, gray-tone mask manufacturing method, gray-tone mask, and pattern transfer method
JP2009020312A (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Hoya Corp Method for correcting defect in gray tone mask, method for manufacturing gray tone mask, gray tone mask, and method for transferring pattern

Also Published As

Publication number Publication date
TWI440964B (en) 2014-06-11
KR101140054B1 (en) 2012-05-02
CN101788757A (en) 2010-07-28
TW201111903A (en) 2011-04-01
JP2010198006A (en) 2010-09-09
CN101788757B (en) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101140054B1 (en) Multi-gray scale photomask, manufacturing method and pattern transfer method thereof
JP5555789B2 (en) Photomask, manufacturing method thereof, and pattern transfer method
KR100960746B1 (en) Method for manufacturing gray tone mask
KR100609678B1 (en) graytone mask and method of manufacturing the same
JP4968709B2 (en) Manufacturing method of gray tone mask
JP5036328B2 (en) Gray tone mask and pattern transfer method
TWI393994B (en) Method of correcting a defect in a gray tone mask, method of manufacturing a gray tone mask, gray tone mask, and method of transferring a pattern
JP5410839B2 (en) Multi-tone photomask manufacturing method, multi-tone photomask, and pattern transfer method
JP4934236B2 (en) Gray tone mask blank, gray tone mask manufacturing method, gray tone mask, and pattern transfer method
JP4714311B2 (en) Multi-tone photomask manufacturing method and pattern transfer method for thin film transistor substrate
KR101176262B1 (en) Multi-gray scale photomask and pattern transfer method
JP2009237419A (en) Multi-gradation photomask, manufacturing method thereof, and pattern transfer method
JP2009271213A (en) Multilevel gradation photomask and method of manufacturing the same, and pattern transfer method
JP4615032B2 (en) Multi-tone photomask manufacturing method and pattern transfer method
JP2009237491A (en) Defect correction method for photomask, manufacturing method of photomask, and pattern transfer method
JP4848071B2 (en) 5-tone photomask manufacturing method and pattern transfer method
JP4792148B2 (en) 5-tone photomask manufacturing method and pattern transfer method
JP4714312B2 (en) Multi-tone photomask and method of manufacturing multi-tone photomask
JP4615066B2 (en) Multi-tone photomask manufacturing method and pattern transfer method
JP4834206B2 (en) Method for manufacturing gray-tone mask and method for manufacturing object to be processed

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170322

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 8